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JP7598278B2 - RI manufacturing equipment and target storage device - Google Patents

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JP7598278B2 JP2021055409A JP2021055409A JP7598278B2 JP 7598278 B2 JP7598278 B2 JP 7598278B2 JP 2021055409 A JP2021055409 A JP 2021055409A JP 2021055409 A JP2021055409 A JP 2021055409A JP 7598278 B2 JP7598278 B2 JP 7598278B2
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Description

本発明は、ターゲット収容装置に関する。 The present invention relates to a target storage device.

ポジトロン断層撮影法(PET:Positron Emission Tomography)を用いたPET検査の検査用薬剤に使用される放射性同位元素は、病院内の検査室に近い場所に設置されるサイクロトロン等の放射線源を用いて製造される。具体的には、放射線源からの粒子線(例えば、陽子線や重陽子線等の粒子線)をターゲット収容装置に導き、ターゲット収容装置に収容されているターゲット(例えば、ターゲット水(18O水))との核反応により放射性同位元素を製造する。そして、製造された放射性同位元素を所定の化合物(例えば、フルオロデオキシグルコース(FDG:Fluoro-Deoxy-Glucose))に組み込んだり、その一部を置き換えたりして合成することで、検査用薬剤を製造する。 Radioisotopes used in the test agents for PET (Positron Emission Tomography) tests are produced using a radiation source such as a cyclotron installed near a test room in a hospital. Specifically, a particle beam (e.g., a proton beam, a deuteron beam, or the like) from the radiation source is guided to a target storage device, and a radioisotope is produced by a nuclear reaction with a target (e.g., target water ( 18O water)) stored in the target storage device. Then, the produced radioisotope is incorporated into a predetermined compound (e.g., fluorodeoxyglucose (FDG)) or partially replaced therewith to synthesize the test agent.

このような放射性同位元素を製造するためのRI製造装置として、液体ターゲットを収容する収容部と、当該収容部を粒子線の照射軸の一方側から冷却する流路を備えた装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。 As an RI manufacturing device for producing such radioisotopes, a device is known that is equipped with a container that contains a liquid target and a flow path that cools the container from one side of the particle beam irradiation axis (see, for example, Patent Document 1).

特開2013-246131号公報JP 2013-246131 A

ここで、ターゲットは、粒子線を照射されることで高温となる。これに対し、ターゲットを冷却する冷却効率を向上することで、核反応の効率を向上できる。従って、冷却効率を向上できるターゲット収容装置、及び核反応の効率を向上できるRI製造装置が求められていた。 Here, the target becomes hot when irradiated with particle beams. In response to this, the efficiency of the nuclear reaction can be improved by improving the cooling efficiency of the target. Therefore, there is a demand for a target storage device that can improve the cooling efficiency, and an RI production device that can improve the efficiency of the nuclear reaction.

本発明は上記を鑑みてなされたものであり、冷却効率を向上できるターゲット収容装置、及び核反応の効率を向上できるRI製造装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in consideration of the above, and aims to provide a target storage device that can improve cooling efficiency, and an RI production device that can improve the efficiency of nuclear reactions.

上記目的を達成するため、本発明の一形態に係るRI製造装置は、粒子線が照射されるターゲットの核反応により放射性同位元素を製造するRI製造装置であって、粒子線の照射位置でターゲットを収容する収容部と、粒子線の照射軸に対する一方側から、収容部を冷却するように、冷却媒体を流通可能とする第1の流路と、収容部に対して照射軸周りに設けられた壁部の少なくとも一部を介して、照射軸を基準として収容部よりも外側から収容部を冷却するように、冷却媒体を流通可能とする第2の流路と、を備える。 In order to achieve the above object, an RI manufacturing apparatus according to one embodiment of the present invention is an RI manufacturing apparatus that manufactures radioisotopes by a nuclear reaction of a target irradiated with a particle beam, and includes a storage section that stores the target at the irradiation position of the particle beam, a first flow path that allows a cooling medium to flow so as to cool the storage section from one side relative to the irradiation axis of the particle beam, and a second flow path that allows a cooling medium to flow through at least a part of a wall section provided around the irradiation axis of the storage section so as to cool the storage section from the outside of the storage section with respect to the irradiation axis.

RI製造装置は、粒子線の照射軸に対する一方側から、収容部を冷却するように、冷却媒体を流通可能とする第1の流路を備える。これにより、第1の流路に冷却媒体を流すことで、収容部のターゲットを照射軸に対する一方側から冷却することができる。更にRI製造装置は、収容部に対して照射軸周りに設けられた壁部の少なくとも一部を介して、照射軸を基準として収容部よりも外側から収容部を冷却するように、冷却媒体を流通可能とする第2の流路を備える。この場合、第2の流路に冷却媒体を流すことで、照射軸周りの壁部を介して、照射軸を基準として内側から外側へ向けて、収容部から抜熱することで、収容部のターゲットを冷却することができる。このように、第1の流路及び第2の流路によって、異なる方向からターゲットを冷却することが可能となる。そのため、ターゲットの冷却効率を向上することができ、これによって、ターゲットの核反応の効率を向上することができる。 The RI manufacturing apparatus includes a first flow path that allows a cooling medium to flow so as to cool the storage unit from one side relative to the irradiation axis of the particle beam. As a result, by flowing the cooling medium through the first flow path, the target in the storage unit can be cooled from one side relative to the irradiation axis. Furthermore, the RI manufacturing apparatus includes a second flow path that allows a cooling medium to flow so as to cool the storage unit from the outside of the storage unit with respect to the irradiation axis through at least a part of a wall portion provided around the irradiation axis with respect to the storage unit. In this case, by flowing the cooling medium through the second flow path, the target in the storage unit can be cooled by removing heat from the storage unit from the inside to the outside with respect to the irradiation axis through the wall portion around the irradiation axis. In this way, the first flow path and the second flow path make it possible to cool the target from different directions. Therefore, the cooling efficiency of the target can be improved, and the efficiency of the nuclear reaction of the target can be improved.

第2の流路は、収容部のうち、液体ターゲットを収容可能な部分を冷却可能であってよい。この場合、第2の流路は、粒子線を照射されることで高温となる液体ターゲットを冷却することで、液体ターゲットの蒸発を抑制することができる。そのため、液体ターゲットの核反応の効率を向上できる。 The second flow path may be capable of cooling a portion of the storage section that is capable of storing the liquid target. In this case, the second flow path can suppress evaporation of the liquid target by cooling the liquid target that becomes hot when irradiated with the particle beam. This can improve the efficiency of the nuclear reaction in the liquid target.

第2の流路は、収容部のうち、気体ターゲットを収容可能な部分を冷却可能であってよい。この場合、第2の流路は、気体ターゲットを冷却することで、液化させることができる。そのため、液体ターゲットの量を増やすことで核反応の効率を向上できる。 The second flow path may be capable of cooling a portion of the storage section that is capable of storing a gas target. In this case, the second flow path can liquefy the gas target by cooling it. Therefore, by increasing the amount of liquid target, the efficiency of the nuclear reaction can be improved.

収容部は、液体ターゲットを収容可能な第1の収容部分と、第1の収容部分に連通して気体ターゲットを収容可能な第2の収容部分と、を有し、第2の流路は、第2の収容部分を挟んで第1の流路とは照射軸に対する反対側から収容部を冷却可能であってよい。この場合、第1の収容部分の液体ターゲットが粒子線を照射されることで蒸発して、第2の収容部分に気体ターゲットとして溜まる。これに対し、第1の流路と第2の流路は、照射軸に対して両側から気体ターゲットを冷却することができる。これにより、気体ターゲットを冷却することで液化させて、液体ターゲットとして、第1の収容部分に戻すことができる。そのため、液体ターゲットの量を増やすことで核反応の効率を向上できる。 The storage section has a first storage section capable of storing a liquid target, and a second storage section communicating with the first storage section and capable of storing a gas target, and the second flow path may be capable of cooling the storage section from the opposite side of the second storage section to the first flow path with respect to the irradiation axis. In this case, the liquid target in the first storage section is irradiated with a particle beam and evaporated, and accumulates as a gas target in the second storage section. In contrast, the first flow path and the second flow path can cool the gas target from both sides of the irradiation axis. This allows the gas target to be liquefied by cooling, and returned to the first storage section as a liquid target. Therefore, the efficiency of the nuclear reaction can be improved by increasing the amount of liquid target.

第2の流路には、冷却媒体の流れを阻害する部材が設けられてよい。この場合、部材は、第2の流路における冷却媒体の流れを阻害することで、層流を乱流に代えて、冷却効率を向上することができる。 A member that obstructs the flow of the cooling medium may be provided in the second flow path. In this case, the member obstructs the flow of the cooling medium in the second flow path, thereby changing the laminar flow to a turbulent flow, thereby improving the cooling efficiency.

本発明の一形態に係るターゲット収容装置は、粒子線が照射されることで核反応により放射性同位元素を製造可能なターゲットを収容するターゲット収容装置であって、ターゲットを収容する収容部と、ターゲットへ粒子線が照射される場合に、当該粒子線の照射軸に対する一方側から、収容部を冷却するように、冷却媒体を流通可能とする第1の流路と、収容部に対して照射軸周りに設けられた壁部の少なくとも一部を介して、当該壁部の外周側から収容部を冷却するように、冷却媒体を流通可能とする第2の流路と、を備える。 A target storage device according to one embodiment of the present invention is a target storage device that stores a target capable of producing a radioisotope through a nuclear reaction when irradiated with a particle beam, and includes a storage section that stores the target, a first flow path that allows a cooling medium to flow from one side of the irradiation axis of the particle beam when the target is irradiated with the particle beam so as to cool the storage section, and a second flow path that allows a cooling medium to flow through at least a portion of a wall section provided around the irradiation axis of the storage section so as to cool the storage section from the outer periphery side of the wall section.

ターゲット収容装置は、粒子線の照射軸に対する一方側から、収容部を冷却するように、冷却媒体を流通可能とする第1の流路を備える。これにより、第1の流路に冷却媒体を流すことで、収容部のターゲットを照射軸に対する一方側から冷却することができる。更にターゲット収容装置は、収容部に対して照射軸周りに設けられた壁部の少なくとも一部を介して、照射軸を基準として収容部よりも外側から収容部を冷却するように、冷却媒体を流通可能とする第2の流路を備える。この場合、第2の流路に冷却媒体を流すことで、照射軸周りの壁部を介して、外周側から収容部のターゲットを冷却することができる。このように、第1の流路及び第2の流路によって、異なる方向からターゲットを冷却することが可能となる。そのため、ターゲットの冷却効率を向上することができる。 The target storage device includes a first flow path that allows a cooling medium to flow so as to cool the storage unit from one side relative to the irradiation axis of the particle beam. This allows the cooling medium to flow through the first flow path, thereby allowing the target in the storage unit to be cooled from one side relative to the irradiation axis. Furthermore, the target storage device includes a second flow path that allows a cooling medium to flow through at least a part of a wall portion provided around the irradiation axis for the storage unit, so as to cool the storage unit from the outside of the storage unit with respect to the irradiation axis. In this case, by flowing the cooling medium through the second flow path, the target in the storage unit can be cooled from the outer periphery side through the wall portion around the irradiation axis. In this way, the first flow path and the second flow path make it possible to cool the target from different directions. Therefore, the cooling efficiency of the target can be improved.

本発明によれば、冷却効率を向上できるターゲット収容装置、及び核反応の効率を向上できるRI製造装置を提供することができる。 The present invention provides a target storage device that can improve cooling efficiency and an RI production device that can improve the efficiency of nuclear reactions.

本発明の実施形態に係るRI製造装置の断面図である。1 is a cross-sectional view of an RI manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention. RI製造装置の平面図である。FIG. 2 is a plan view of the RI manufacturing apparatus. 本実施形態に係るターゲット収容装置の断面図である。2 is a cross-sectional view of the target storage device according to the embodiment. FIG. ターゲット収容装置の斜視図である。FIG. 2 is a perspective view of a target containing device. ターゲット収容装置の冷却媒体の流れを説明する図である。5 is a diagram illustrating a flow of a cooling medium in the target accommodation device. FIG. 冷却流路の拡大図である。FIG.

以下、添付図面を参照して、本発明を実施するための形態を詳細に説明する。なお、図面の説明においては同一要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。 Below, the embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the attached drawings. Note that in the description of the drawings, the same elements are given the same reference numerals and duplicated descriptions will be omitted.

図1は、RI製造装置1の断面図である。RI製造装置1は、本発明のRI製造装置の実施形態であるターゲット収容装置10を備えている。RI製造装置1は、放射性同位元素(RI)を製造するものである。RI製造装置1は、例えばPET用サイクロトロンとして使用可能であり、RI製造装置1で製造されたRIは、例えば放射性同位元素標識化合物(RI化合物)である放射性薬剤(放射性医薬品を含む)の製造に用いられる。病院等のPET検査(陽電子断層撮影検査)に使用される放射性同位元素標識化合物としては、18F-FLT(フルオロチミジン)、18F-FMISO(フルオロソニダゾール)、11C-ラクロプライド等がある。 FIG. 1 is a cross-sectional view of an RI manufacturing apparatus 1. The RI manufacturing apparatus 1 includes a target storage device 10 which is an embodiment of the RI manufacturing apparatus of the present invention. The RI manufacturing apparatus 1 manufactures radioisotopes (RI). The RI manufacturing apparatus 1 can be used, for example, as a cyclotron for PET, and the RI manufactured by the RI manufacturing apparatus 1 is used, for example, for manufacturing radiopharmaceuticals (including radiopharmaceuticals) which are radioisotope-labeled compounds (RI compounds). Radioisotope-labeled compounds used in PET examinations (positron emission tomography examinations) in hospitals and the like include 18 F-FLT (fluorothymidine), 18 F-FMISO (fluorosonidazole), 11 C-raclopride, and the like.

RI製造装置1は、いわゆる自己シールド型の粒子加速器システムであり、荷電粒子を加速させる加速器(サイクロトロン)2と、この加速器2を取り囲んで放射線を遮蔽するための放射線シールド(壁体)である自己シールド6とを備えている。自己シールド6によって囲まれるように形成された内部空間Sには、加速器2の他に、RIを製造するために用いられるターゲット収容装置10、加速器2の内部を真空にするための真空ポンプ4などが配置されている。さらに、内部空間には、加速器2の運転に必要な付属品、ターゲット収容装置10の冷却に用いられる付属機器などが配置されている。 The RI manufacturing device 1 is a so-called self-shielded particle accelerator system, and includes an accelerator (cyclotron) 2 that accelerates charged particles, and a self-shield 6 that is a radiation shield (wall) that surrounds the accelerator 2 to block radiation. In the internal space S formed to be surrounded by the self-shield 6, in addition to the accelerator 2, a target accommodation device 10 used to manufacture RI, a vacuum pump 4 for creating a vacuum inside the accelerator 2, and the like are arranged. Furthermore, the internal space is also arranged with accessories necessary for the operation of the accelerator 2, and auxiliary equipment used to cool the target accommodation device 10, and the like.

加速器2は、いわゆる縦型のサイクロトロンであり、一対の磁極と、真空箱と、これらの一対の磁極及び真空箱を取り囲む環状のヨークとを有している。一対の磁極は、一部が真空箱内で上面同士が所定間隔空けて対面している。これらの一対の磁極の隙間内で、水素イオン等の荷電粒子が多重加速される。真空ポンプ4は、加速器2内の真空環境を維持するために使用されるものであり、例えば加速器2の側部に固定されている。加速器2は図中に矢印Bで示す照射方向に荷電粒子粒子線を出射する。 The accelerator 2 is a so-called vertical cyclotron, and has a pair of magnetic poles, a vacuum box, and an annular yoke that surrounds the pair of magnetic poles and the vacuum box. The pair of magnetic poles face each other with a specified distance between their upper surfaces inside the vacuum box. Charged particles such as hydrogen ions are multiplexed and accelerated in the gap between the pair of magnetic poles. The vacuum pump 4 is used to maintain a vacuum environment inside the accelerator 2, and is fixed, for example, to the side of the accelerator 2. The accelerator 2 emits a charged particle beam in the irradiation direction indicated by the arrow B in the figure.

ターゲット収容装置10は、加速器2から照射された荷電粒子粒子線を受けてRIを製造するためのものであり、内部に原料(例えばターゲット水;18O水)を収容する収容部が形成されている。ターゲット収容装置10は、一般的に、図1及び図2に示すように加速器2の側部に固定されている。本実施形態のRI製造装置1は、加速器2を挟んで両側に配置された2つのターゲット収容装置10を備えている。例えば、図示左側に配置されたターゲット収容装置10は上段側に配置され、図示右側に配置されたターゲット収容装置10は下段側に配置されている(図2参照)。ターゲット収容装置10は、加速器2に設けられたターゲットシールド7に覆われている。自己シールド6は、複数のパーツからなり加速器2及びターゲット収容装置10を覆うように形成されている。 The target accommodation device 10 is for manufacturing RI by receiving a charged particle beam irradiated from the accelerator 2, and has an accommodation section for accommodating raw materials (e.g., target water; 18 O water) formed therein. The target accommodation device 10 is generally fixed to the side of the accelerator 2 as shown in Figs. 1 and 2. The RI manufacturing apparatus 1 of this embodiment includes two target accommodation devices 10 arranged on both sides of the accelerator 2. For example, the target accommodation device 10 arranged on the left side of the figure is arranged on the upper stage side, and the target accommodation device 10 arranged on the right side of the figure is arranged on the lower stage side (see Fig. 2). The target accommodation device 10 is covered by a target shield 7 provided on the accelerator 2. The self-shield 6 is made of a plurality of parts and is formed to cover the accelerator 2 and the target accommodation device 10.

続いて、本発明のRI製造装置1が備える上記ターゲット収容装置10について、図3及び図4を参照しながら更に詳細に説明する。図3は、本実施形態に係るターゲット収容装置10の断面図である。図3は、照射軸RLの位置でターゲット収容装置10を切断した断面図である。図4は、ターゲット収容装置10の一部を切断した断面斜視図である。主に図3を参照し、適宜図4を参照する。 Next, the target storage device 10 provided in the RI manufacturing apparatus 1 of the present invention will be described in more detail with reference to Figs. 3 and 4. Fig. 3 is a cross-sectional view of the target storage device 10 according to this embodiment. Fig. 3 is a cross-sectional view of the target storage device 10 cut at the position of the irradiation axis RL. Fig. 4 is a cross-sectional perspective view of a portion of the target storage device 10 cut away. Please refer mainly to Fig. 3, and also to Fig. 4 as necessary.

図3に示すように、本実施形態に係るターゲット収容装置10は、フォイル2と、収容部3と、冷却機構4A,4Bと、を備える。放射性同位元素製造装置は、上述のターゲット収容装置10と、図示されない加速器とを備える。加速器として例えばサイクロトロンなどが採用され、当該加速器は、荷電粒子線(以下、「粒子線」という。)を生成し、生成された粒子線Bは、照射軸RLに沿ってターゲット収容装置10に照射される。ターゲット収容装置10に照射される粒子線Bとしては、例えば、陽子線や重陽子線などの粒子線が挙げられる。ターゲット収容装置10は、加速器との間に配置されたマニホールド(不図示)を介して、加速器の粒子線Bが導出される導出口に装着される。なお、以降の説明においては、照射軸RLが延びる方向を、ターゲット収容装置10の奥行方向D1と称する場合がある。また、奥行方向D1において粒子線Bが照射される側(粒子線の進行方向の上流側)をターゲット収容装置10の前側と称し、反対側をターゲット収容装置10の後側と称する場合がある。また、ターゲット収容装置10の奥行方向D1及び上下方向と直交する方向を幅方向D2と称する場合がある。 As shown in FIG. 3, the target storage device 10 according to this embodiment includes a foil 2, a storage section 3, and cooling mechanisms 4A and 4B. The radioisotope manufacturing device includes the above-mentioned target storage device 10 and an accelerator (not shown). For example, a cyclotron is used as the accelerator, and the accelerator generates a charged particle beam (hereinafter referred to as a "particle beam"). The generated particle beam B is irradiated to the target storage device 10 along the irradiation axis RL. Examples of the particle beam B irradiated to the target storage device 10 include particle beams such as proton beams and deuteron beams. The target storage device 10 is attached to an outlet from which the particle beam B of the accelerator is output via a manifold (not shown) arranged between the target storage device 10 and the accelerator. In the following description, the direction in which the irradiation axis RL extends may be referred to as the depth direction D1 of the target storage device 10. In addition, the side where the particle beam B is irradiated in the depth direction D1 (the upstream side in the traveling direction of the particle beam) may be referred to as the front side of the target storage device 10, and the opposite side may be referred to as the rear side of the target storage device 10. In addition, the direction perpendicular to the depth direction D1 and the up-down direction of the target storage device 10 may be referred to as the width direction D2.

また、位置関係の説明を行うとき、照射軸RLを基準とした「外側」「内側」という語を用いる場合がある。照射軸RLを基準とした外側は、照射軸RLと直交する方向において、照射軸RLからの距離が離れる側である。照射軸RLを基準とした外側を単に「外周側」と称する場合がある。照射軸RLを基準とした内側は、照射軸RLと直交する方向において、照射軸RLからの距離が近付く側である。照射軸RLを基準とした内側を単に「内周側」と称する場合がある。 When describing the positional relationship, the terms "outside" and "inside" based on the irradiation axis RL may be used. The outside based on the irradiation axis RL is the side that is farther away from the irradiation axis RL in a direction perpendicular to the irradiation axis RL. The outside based on the irradiation axis RL may be simply referred to as the "outer circumference side." The inside based on the irradiation axis RL is the side that is closer to the irradiation axis RL in a direction perpendicular to the irradiation axis RL. The inside based on the irradiation axis RL may be simply referred to as the "inner circumference side."

ターゲット収容装置10は、例えば、円柱状の外形を有している。ターゲット収容装置10は、主に収容部3を形成するためのターゲット容器12と、主に冷却機構4Aを形成するための冷却機構形成部材13と、主に冷却機構4Bを形成するための内リング14及び外リング15と、を備える。前面フランジ11、ターゲット容器12、及び冷却機構形成部材13は、金属製のブロック体によって構成される。また、前面フランジ11、ターゲット容器12、及び冷却機構形成部材13は、奥行方向D1において、前側から後側へ向かって順に重ね合わせられる。 The target storage device 10 has, for example, a cylindrical outer shape. The target storage device 10 includes a target container 12 for mainly forming the storage section 3, a cooling mechanism forming member 13 for mainly forming the cooling mechanism 4A, and an inner ring 14 and an outer ring 15 for mainly forming the cooling mechanism 4B. The front flange 11, the target container 12, and the cooling mechanism forming member 13 are made of metal block bodies. The front flange 11, the target container 12, and the cooling mechanism forming member 13 are stacked in order from the front side to the rear side in the depth direction D1.

フォイル2は、前側で収容部3を仕切る部材である。フォイル2は、ターゲット容器12に対して設けられる。フォイル2は、粒子線Bの通過を許容する一方、液体ターゲット101やHeガスといった流体の通過を遮断する。従って、粒子線Bは、フォイル2に照射された後、当該フォイル2を通過して液体ターゲット101に照射される。例えばHeガスは、フォイル2の前面に吹き付けられて、フォイル2の冷却用ガスとして用いられる。フォイル2は、例えばTi等の金属又は合金から形成された薄い箔であり、その厚さが10μm~50μm程度となっている。フォイル2は、少なくとも収容部3の全域を覆うように設けられる。 The foil 2 is a member that divides the storage section 3 at the front. The foil 2 is provided to the target container 12. The foil 2 allows the particle beam B to pass through while blocking the passage of fluids such as the liquid target 101 and He gas. Therefore, the particle beam B is irradiated to the foil 2, and then passes through the foil 2 to be irradiated to the liquid target 101. For example, He gas is sprayed onto the front surface of the foil 2 and used as a cooling gas for the foil 2. The foil 2 is a thin foil formed from a metal or alloy such as Ti, and has a thickness of about 10 μm to 50 μm. The foil 2 is provided so as to cover at least the entire storage section 3.

収容部3は、液体ターゲット101を収容する部分である。収容部3は、ターゲット容器12に形成された凹部22と、ターゲット容器12に形成されて凹部22に連通する空洞部25と、フォイル2と、によって囲まれる空間によって構成される。ターゲット容器12は、例えばNbによって形成することができる。収容部3内には、液体ターゲット101として、18O(ターゲット水)が封入される。凹部22は、ターゲット容器12の前面のうち、例えば、フォイル2が固定される固定面12aから奥行方向D1における後側へ窪んでいる。凹部22は、底面22aと、当該底面22aの外周縁から奥行方向D1における前側へ延びる周面22bと、を有する。収容部3は、奥行方向D1から見て、円形をなしている(図4参照)。空洞部25は、凹部22の上端から斜め上方へ延びる空間である。空洞部25は、奥行方向D1における後側へ向かうに従って上方へ延びるように傾斜している。空洞部25は、凹部22の上端と連通している。奥行方向D1から見て、空洞部25は、扇状の形状を有している(図5参照)。 The accommodation section 3 is a portion for accommodating the liquid target 101. The accommodation section 3 is constituted by a space surrounded by a recess 22 formed in the target container 12, a hollow portion 25 formed in the target container 12 and communicating with the recess 22, and the foil 2. The target container 12 can be formed of, for example, Nb. 18 O (target water) is enclosed in the accommodation section 3 as the liquid target 101. The recess 22 is recessed toward the rear side in the depth direction D1 from, for example, a fixing surface 12a to which the foil 2 is fixed, among the front surface of the target container 12. The recess 22 has a bottom surface 22a and a peripheral surface 22b extending from the outer periphery of the bottom surface 22a toward the front side in the depth direction D1. The accommodation section 3 is circular when viewed from the depth direction D1 (see FIG. 4). The hollow portion 25 is a space extending obliquely upward from the upper end of the recess 22. The cavity 25 is inclined so as to extend upward toward the rear side in the depth direction D1. The cavity 25 communicates with the upper end of the recess 22. When viewed from the depth direction D1, the cavity 25 has a fan-like shape (see FIG. 5).

ターゲット容器12には、収容部3内に不活性ガス(例えばHeガス)を導入するためのガス導入孔(不図示)が形成されている。ターゲット容器12には、収容部3内に液体ターゲット101を充填する際に利用されると共に、収容部3内の液体ターゲット101を排出する際に利用される流通孔26(図4参照)が形成されている。 The target container 12 is formed with a gas inlet hole (not shown) for introducing an inert gas (e.g., He gas) into the container 3. The target container 12 is formed with a flow hole 26 (see FIG. 4) that is used when filling the container 3 with the liquid target 101 and when discharging the liquid target 101 from the container 3.

収容部3は、液体ターゲット101を収容する第1の収容部分E1、及び第1の収容部分E1の上方であって沸騰した液体ターゲット101が蒸発した気体ターゲットを受け入れる第2の収容部分E2を有する。第2の収容部分E2は、第1の収容部分E1の上側に連続的に形成される。ここでは、凹部22によって形成される空間が第1の収容部分E1に該当し、空洞部25によって形成される空間が第2の収容部分E2に該当する。 The storage section 3 has a first storage part E1 that stores the liquid target 101, and a second storage part E2 that is located above the first storage part E1 and receives a gas target that is formed when the boiled liquid target 101 evaporates. The second storage part E2 is formed continuously above the first storage part E1. Here, the space formed by the recess 22 corresponds to the first storage part E1, and the space formed by the hollow part 25 corresponds to the second storage part E2.

冷却機構4Aは、液体ターゲット101に対して照射される粒子線Bの照射方向と反対側(すなわち後面側)において、冷却媒体によって収容部3を冷却する。冷却機構4Aは、第1の収容部分E1を冷却する第1の冷却部30A、及び第2の収容部分E2を冷却する第2の冷却部30Bを備える。第1の冷却部30Aは、第1の内部空間31A(第1の流路)に配置されたノズル部32Aを備える。また、第2の冷却部30Bは、第2の内部空間31B(第1の流路)に配置されたノズル部32Bを備える。 The cooling mechanism 4A cools the storage section 3 with a cooling medium on the side opposite to the irradiation direction of the particle beam B irradiated to the liquid target 101 (i.e., the rear side). The cooling mechanism 4A includes a first cooling section 30A that cools the first storage section E1, and a second cooling section 30B that cools the second storage section E2. The first cooling section 30A includes a nozzle section 32A arranged in the first internal space 31A (first flow path). The second cooling section 30B includes a nozzle section 32B arranged in the second internal space 31B (first flow path).

第1の内部空間31A及び第2の内部空間31Bは、内部に冷却媒体を流すための空間である。第1の内部空間31A及び第2の内部空間31Bは、ターゲット容器12の後側の凹部30に、冷却機構形成部材13を取り付けることにより、ターゲット容器12と冷却機構形成部材13との間の空間によって構成される。第1の内部空間31Aは、収容部3の第1の収容部分E1に対して、奥行方向D1における後側に形成される。第2の内部空間31Bは、収容部3の第2の収容部分E2に対して、奥行方向D1における後側に形成される。すなわち、第2の内部空間31Bは、第1の内部空間31Aの上側に設けられる。内部空間31Aと第1の収容部分E1との間には、伝熱壁部34Aが設けられている。内部空間31Bと第2の収容部分E2との間には、伝熱壁部34Bが設けられている。また、第1の内部空間31Aと第2の内部空間31Bとは、隔壁36によって互いに仕切られている。 The first internal space 31A and the second internal space 31B are spaces for flowing a cooling medium therein. The first internal space 31A and the second internal space 31B are formed by attaching the cooling mechanism forming member 13 to the recess 30 on the rear side of the target container 12, and the space between the target container 12 and the cooling mechanism forming member 13. The first internal space 31A is formed on the rear side in the depth direction D1 with respect to the first storage part E1 of the storage part 3. The second internal space 31B is formed on the rear side in the depth direction D1 with respect to the second storage part E2 of the storage part 3. That is, the second internal space 31B is provided on the upper side of the first internal space 31A. A heat transfer wall part 34A is provided between the internal space 31A and the first storage part E1. A heat transfer wall part 34B is provided between the internal space 31B and the second storage part E2. The first internal space 31A and the second internal space 31B are separated from each other by a partition wall 36.

第1のノズル部32Aは、第1の収容部分E1との間の伝熱壁部34Aに対して冷却媒体を噴射する部材である。第1のノズル部32Aは、伝熱壁部34に対して垂直に冷却媒体を噴射する。第1のノズル部32Aは、伝熱壁部34から離間している。第2のノズル部32Bは、第2の収容部分E2との間の伝熱壁部34Bに対して冷却媒体を噴射する部材である。第2のノズル部32Bは、伝熱壁部34Bに対して垂直に冷却媒体を噴射する。第2のノズル部32Bは、伝熱壁部34Bから離間している。 The first nozzle portion 32A is a member that injects the cooling medium onto the heat transfer wall portion 34A between the first storage portion E1 and the first nozzle portion 32A. The first nozzle portion 32A injects the cooling medium perpendicular to the heat transfer wall portion 34. The first nozzle portion 32A is spaced apart from the heat transfer wall portion 34. The second nozzle portion 32B is a member that injects the cooling medium onto the heat transfer wall portion 34B between the second storage portion E2 and the second nozzle portion 32B. The second nozzle portion 32B injects the cooling medium perpendicular to the heat transfer wall portion 34B. The second nozzle portion 32B is spaced apart from the heat transfer wall portion 34B.

次に、冷却機構4Bについて説明する。まず、ターゲット容器12には、収容部3を照射軸RL周りに取り囲むように内リング14が取り付けられる。従って、ターゲット容器12には、内リング14を外周側から取付可能なように、円環状の凹部40が形成される(特に図4参照)。なお、内リング14は、半円状の部材14A,14Bに分割された半割構造を有しており、凹部40に対して外周側から取り付けられる(図5参照)。内リング14は、断面が略四角形の円環状をなしている。ただし、空洞部25に対応する箇所では、内リング14は、部分的に内径が小さくなり(図5参照)、内周側に傾斜面14bが形成される(図4参照)。ターゲット容器12には、内リング14と後側で対向する座面40aが形成される。外リング15は、凹部40に取り付けられた内リング14を外周側から支持するように、座面40aに取り付けられる。 Next, the cooling mechanism 4B will be described. First, the inner ring 14 is attached to the target container 12 so as to surround the container 3 around the irradiation axis RL. Therefore, a circular recess 40 is formed in the target container 12 so that the inner ring 14 can be attached from the outer periphery (see FIG. 4 in particular). The inner ring 14 has a half-split structure divided into semicircular members 14A and 14B, and is attached to the recess 40 from the outer periphery (see FIG. 5). The inner ring 14 has a circular ring shape with a substantially square cross section. However, at the location corresponding to the cavity 25, the inner diameter of the inner ring 14 is partially reduced (see FIG. 5), and an inclined surface 14b is formed on the inner periphery (see FIG. 4). The target container 12 is formed with a seat 40a facing the inner ring 14 on the rear side. The outer ring 15 is attached to the seat 40a so as to support the inner ring 14 attached to the recess 40 from the outer periphery.

ターゲット容器12は、収容部3の凹部22の位置にて、内リング14の内周面14aと対向する壁部を有する。当該壁部は、第1の収容部分E1の照射軸RL周りに形成される伝熱壁部41として構成される。伝熱壁部41は、円筒状の薄肉の壁部として形成される。また、ターゲット容器12は、空洞部25の位置にて、内リング14の傾斜面14bと対向する壁部を有する。当該壁部は、第2の収容部分E2の照射軸RL周りに形成される伝熱壁部42として構成される。伝熱壁部41は、伝熱壁部34Bに対して外周側で対向する位置に、薄肉の壁部として形成される。奥行方向から見て伝熱壁部42は扇状に形成され、伝熱壁部41は伝熱壁部42以外の部分全周に形成される(図5参照)。なお、伝熱壁部41と、伝熱壁部42との間には、座面40aから伝熱壁部42へ向かって立ち上がる段差壁部44が形成される(図5参照)。 The target container 12 has a wall portion facing the inner peripheral surface 14a of the inner ring 14 at the position of the recess 22 of the storage section 3. The wall portion is configured as a heat transfer wall portion 41 formed around the irradiation axis RL of the first storage section E1. The heat transfer wall portion 41 is formed as a cylindrical thin wall portion. The target container 12 also has a wall portion facing the inclined surface 14b of the inner ring 14 at the position of the cavity 25. The wall portion is configured as a heat transfer wall portion 42 formed around the irradiation axis RL of the second storage section E2. The heat transfer wall portion 41 is formed as a thin wall portion at a position facing the heat transfer wall portion 34B on the outer periphery side. When viewed from the depth direction, the heat transfer wall portion 42 is formed in a fan shape, and the heat transfer wall portion 41 is formed around the entire circumference of the part other than the heat transfer wall portion 42 (see FIG. 5). In addition, between the heat transfer wall portion 41 and the heat transfer wall portion 42, a step wall portion 44 is formed that rises from the seat surface 40a toward the heat transfer wall portion 42 (see FIG. 5).

第1の収容部分E1周りの伝熱壁部41と、内リング14の内周面14aの間には、冷却媒体を流すための冷却流路46(第2の流路)が形成される。収容部3の第1の収容部分E1は、照射軸RLを基準として、伝熱壁部41よりも内側に設けられる。また、冷却流路46は、照射軸RLを基準として、伝熱壁部41よりも外側に設けられる。従って、冷却流路46は、収容部3に対して照射軸RL周りに設けられた伝熱壁部41を介して、照射軸RLを基準として収容部3の第1の収容部分E1よりも外側から、収容部3の第1の収容部分E1を冷却するように、冷却媒体を流通可能である。冷却流路46は、収容部3に対して照射軸RL周りに設けられた伝熱壁部41を介して、当該伝熱壁部41の外周側から収容部3の第1の収容部分E1を冷却するように、冷却媒体を流通可能である。冷却流路46は、収容部3のうち、液体ターゲット101を収容可能な第1の収容部分E1を冷却可能である。このような構成によれば、冷却流路46は、伝熱壁部41を介して、照射軸RLを基準として内側から外側へ向けて、収容部3の第1の収容部分E1から抜熱するように、冷却媒体を流通可能である。 Between the heat transfer wall portion 41 around the first storage portion E1 and the inner peripheral surface 14a of the inner ring 14, a cooling flow path 46 (second flow path) for flowing a cooling medium is formed. The first storage portion E1 of the storage portion 3 is provided on the inside of the heat transfer wall portion 41 with respect to the irradiation axis RL. Also, the cooling flow path 46 is provided on the outside of the heat transfer wall portion 41 with respect to the irradiation axis RL. Therefore, the cooling flow path 46 can circulate the cooling medium so as to cool the first storage portion E1 of the storage portion 3 from the outside of the first storage portion E1 of the storage portion 3 with respect to the irradiation axis RL through the heat transfer wall portion 41 provided around the irradiation axis RL with respect to the storage portion 3. The cooling flow path 46 can circulate the cooling medium so as to cool the first storage portion E1 of the storage portion 3 from the outer periphery side of the heat transfer wall portion 41 through the heat transfer wall portion 41 provided around the irradiation axis RL with respect to the storage portion 3. The cooling flow path 46 can cool the first storage portion E1 of the storage portion 3, which can store the liquid target 101. With this configuration, the cooling flow path 46 can circulate a cooling medium through the heat transfer wall portion 41 so as to remove heat from the first storage portion E1 of the storage portion 3 from the inside to the outside with respect to the irradiation axis RL.

第2の収容部分E2周りの伝熱壁部42と、内リング14の傾斜面14bの間には、冷却媒体を流すための冷却流路48(第2の流路)が形成される。収容部3の第2の収容部分E2は、照射軸RLを基準として、伝熱壁部42よりも内側に設けられる。また、冷却流路48は、照射軸RLを基準として、伝熱壁部42よりも外側に設けられる。従って、冷却流路48は、収容部3に対して照射軸RL周りに設けられた伝熱壁部42を介して、照射軸RLを基準として収容部3の第2の収容部分E2よりも外側から、収容部3の第2の収容部分E2を冷却するように、冷却媒体を流通可能である。冷却流路48は、収容部3に対して照射軸RL周りに設けられた伝熱壁部42を介して、当該伝熱壁部42の外周側から収容部3の第2の収容部分E2を冷却するように、冷却媒体を流通可能である。冷却流路48は、収容部3のうち、気体ターゲット102を収容可能な第2の収容部分E2を冷却可能である。冷却流路48は、第2の収容部分E2を挟んで内部空間31Bとは照射軸RLに対する反対側から収容部3の第2の収容部分E2を冷却可能である。このような構成によれば、冷却流路48は、伝熱壁部42を介して、照射軸RLを基準として内側から外側へ向けて、収容部3の第2の収容部分E2から抜熱するように、冷却媒体を流通可能である。なお、第2の内部空間31Bは、収容部3に対して照射軸RL周りに設けられた伝熱壁部34Bを介して、照射軸RLを基準として収容部3の第2の収容部分E2よりも内側から、収容部3の第2の収容部分E2を冷却するように、冷却媒体を流通可能である。第2の内部空間31Bは、伝熱壁部34Bを介して、照射軸RLを基準として外側から内側へ向けて、収容部3の第2の収容部分E2から抜熱するように、冷却媒体を流通可能である。 Between the heat transfer wall 42 around the second storage portion E2 and the inclined surface 14b of the inner ring 14, a cooling flow path 48 (second flow path) for flowing a cooling medium is formed. The second storage portion E2 of the storage portion 3 is provided on the inside of the heat transfer wall 42 with respect to the irradiation axis RL. The cooling flow path 48 is also provided on the outside of the heat transfer wall 42 with respect to the irradiation axis RL. Therefore, the cooling flow path 48 can circulate the cooling medium so as to cool the second storage portion E2 of the storage portion 3 from the outside of the second storage portion E2 of the storage portion 3 with respect to the irradiation axis RL through the heat transfer wall 42 provided around the irradiation axis RL with respect to the storage portion 3. The cooling flow path 48 can circulate the cooling medium so as to cool the second storage portion E2 of the storage portion 3 from the outer periphery side of the heat transfer wall 42 through the heat transfer wall 42 provided around the irradiation axis RL with respect to the storage portion 3. The cooling flow passage 48 can cool the second storage portion E2 of the storage portion 3, which can store the gas target 102. The cooling flow passage 48 can cool the second storage portion E2 of the storage portion 3 from the opposite side of the internal space 31B with respect to the irradiation axis RL, sandwiching the second storage portion E2. According to this configuration, the cooling flow passage 48 can circulate a cooling medium through the heat transfer wall portion 42 so as to remove heat from the second storage portion E2 of the storage portion 3 from the inside to the outside with respect to the irradiation axis RL. Note that the second internal space 31B can circulate a cooling medium through the heat transfer wall portion 34B provided around the irradiation axis RL with respect to the storage portion 3 so as to cool the second storage portion E2 of the storage portion 3 from the inside of the second storage portion E2 of the storage portion 3 with respect to the irradiation axis RL. The second internal space 31B can allow a cooling medium to flow through the heat transfer wall portion 34B from the outside to the inside with respect to the irradiation axis RL, so as to remove heat from the second storage portion E2 of the storage unit 3.

なお、座面40aと内リング14との間には、冷却流路46と連通する流路47が形成される。当該流路47は、冷却媒体の供給管51及び排出管52と連通されている。従って、流路47は、冷却流路46,48に対する冷却媒体の供給及び回収を行う。 Between the seat surface 40a and the inner ring 14, a flow path 47 is formed that communicates with the cooling flow path 46. The flow path 47 is connected to a cooling medium supply pipe 51 and a discharge pipe 52. Therefore, the flow path 47 supplies and recovers the cooling medium to the cooling flow paths 46 and 48.

次に、図3及び図5を参照して、冷却流路46,48に対する冷却媒体の流れについて説明する。なお、供給管51及び排出管52は、座面40aにおける下端付近の領域に設けられている。また、供給管51と排出管52との間には、冷却媒体の流れを遮断する隔壁54が設けられる。まず、供給管51から供給された冷却媒体は、流路47を流れることで(F1)、冷却流路46へ供給される。これにより、一部の冷却媒体は、冷却流路46を流れる(F2)。冷却媒体は、段差壁部44では、当該段差壁部44を乗り越えるように流れて(F3)、冷却流路48へ供給される。これにより、冷却媒体は、冷却流路48を流れる(F4)。冷却媒体は、次の段差壁部44では、当該段差壁部44を下るように流れて(F5)、冷却流路46及び流路47へ供給される。これにより、冷却媒体は、冷却流路46を流れて(F6)、冷却流路46を流れる(F7)。 3 and 5, the flow of the cooling medium through the cooling channels 46 and 48 will be described. The supply pipe 51 and the discharge pipe 52 are provided in the region near the lower end of the seat surface 40a. A partition wall 54 is provided between the supply pipe 51 and the discharge pipe 52 to block the flow of the cooling medium. First, the cooling medium supplied from the supply pipe 51 flows through the channel 47 (F1) and is supplied to the cooling channel 46. As a result, a part of the cooling medium flows through the cooling channel 46 (F2). At the step wall portion 44, the cooling medium flows over the step wall portion 44 (F3) and is supplied to the cooling channel 48. As a result, the cooling medium flows through the cooling channel 48 (F4). At the next step wall portion 44, the cooling medium flows down the step wall portion 44 (F5) and is supplied to the cooling channel 46 and the channel 47. This causes the cooling medium to flow through the cooling flow path 46 (F6) and then through the cooling flow path 46 (F7).

次に、本実施形態に係るRI製造装置1、及びターゲット収容装置10の作用・効果について説明する。 Next, the functions and effects of the RI manufacturing device 1 and the target storage device 10 according to this embodiment will be described.

RI製造装置1は、粒子線Bの照射軸RLに対する一方側(後側)から、収容部3を冷却するように、冷却媒体を流通可能とする内部空間31A,31Bを備える。これにより、内部空間31A,31Bに冷却媒体を流すことで、収容部3のターゲットを照射軸RLに対する一方側から冷却することができる。更にRI製造装置1は、収容部3に対して照射軸RL周りに設けられた伝熱壁部41,42を介して、照射軸RLを基準として収容部3よりも外側から、収容部3を冷却するように、冷却媒体を流通可能とする冷却流路46,48を備える。この場合、冷却流路46,48に冷却媒体を流すことで、照射軸RL周りの伝熱壁部41,42を介して、照射軸RLを基準として内側から外側へ向けて、収容部3から抜熱することで、収容部3のターゲットを冷却することができる。このように、内部空間31A,31B及び冷却流路46,48によって、異なる方向からターゲットを冷却することが可能となる。そのため、ターゲットの冷却効率を向上することができ、これによって、ターゲットの核反応の効率を向上することができる。 The RI manufacturing device 1 has internal spaces 31A and 31B through which a cooling medium can flow so as to cool the storage unit 3 from one side (rear side) relative to the irradiation axis RL of the particle beam B. As a result, by flowing a cooling medium in the internal spaces 31A and 31B, the target in the storage unit 3 can be cooled from one side relative to the irradiation axis RL. Furthermore, the RI manufacturing device 1 has cooling channels 46 and 48 through which a cooling medium can flow so as to cool the storage unit 3 from the outside of the storage unit 3 based on the irradiation axis RL through the heat transfer wall portions 41 and 42 provided around the irradiation axis RL for the storage unit 3. In this case, by flowing a cooling medium in the cooling channels 46 and 48, the target in the storage unit 3 can be cooled by removing heat from the storage unit 3 from the inside to the outside based on the irradiation axis RL through the heat transfer wall portions 41 and 42 around the irradiation axis RL. In this way, the internal spaces 31A, 31B and the cooling channels 46, 48 make it possible to cool the target from different directions. This improves the cooling efficiency of the target, thereby improving the efficiency of the nuclear reaction in the target.

冷却流路46は、収容部3のうち、液体ターゲット101を収容可能な第1の収容部分E1を冷却可能であってよい。この場合、冷却流路46は、粒子線Bを照射されることで高温となる液体ターゲット101を冷却することで、液体ターゲット101の蒸発を抑制することができる。そのため、液体ターゲット101の核反応の効率を向上できる。 The cooling flow passage 46 may be capable of cooling the first storage portion E1 of the storage unit 3, which is capable of storing the liquid target 101. In this case, the cooling flow passage 46 can suppress evaporation of the liquid target 101 by cooling the liquid target 101, which becomes hot when irradiated with the particle beam B. This can improve the efficiency of the nuclear reaction of the liquid target 101.

冷却流路48は、収容部3のうち、気体ターゲット102を収容可能な第2の収容部分E2を冷却可能であってよい。この場合、冷却流路48は、気体ターゲット102を冷却することで、液化させることができる。そのため、液体ターゲット101の量を増やすことで核反応の効率を向上できる。 The cooling flow passage 48 may be capable of cooling the second storage portion E2 of the storage section 3, which is capable of storing the gas target 102. In this case, the cooling flow passage 48 can liquefy the gas target 102 by cooling it. Therefore, by increasing the amount of the liquid target 101, the efficiency of the nuclear reaction can be improved.

収容部3は、液体ターゲット101を収容可能な第1の収容部分E1と、第1の収容部分E1に連通して気体ターゲット102を収容可能な第2の収容部分E2と、を有し、冷却流路48は、第2の収容部分E2を挟んで内部空間31Bとは照射軸RLに対する反対側から収容部3を冷却可能であってよい。この場合、第1の収容部分E1の液体ターゲット101が粒子線Bを照射されることで蒸発して、第2の収容部分E2に気体ターゲット102として溜まる。これに対し、内部空間31Bと冷却流路48は、照射軸RLに対して両側から気体ターゲット102を冷却することができる。これにより、気体ターゲット102を冷却することで液化させて、液体ターゲット101として、第1の収容部分E1に戻すことができる。そのため、液体ターゲット101の量を増やすことで核反応の効率を向上できる。 The storage section 3 has a first storage section E1 capable of storing a liquid target 101, and a second storage section E2 communicating with the first storage section E1 and capable of storing a gas target 102, and the cooling flow path 48 may be capable of cooling the storage section 3 from the opposite side of the second storage section E2 to the internal space 31B with respect to the irradiation axis RL. In this case, the liquid target 101 in the first storage section E1 is evaporated by being irradiated with the particle beam B, and accumulates as the gas target 102 in the second storage section E2. In contrast, the internal space 31B and the cooling flow path 48 can cool the gas target 102 from both sides of the irradiation axis RL. As a result, the gas target 102 can be liquefied by cooling and returned to the first storage section E1 as the liquid target 101. Therefore, the efficiency of the nuclear reaction can be improved by increasing the amount of the liquid target 101.

また、ターゲット収容装置10は、粒子線Bの照射軸RLに対する一方側(後側)から、収容部3を冷却するように、冷却媒体を流通可能とする内部空間31A,31Bを備える。これにより、内部空間31A,31Bに冷却媒体を流すことで、収容部3のターゲットを照射軸RLに対する一方側から冷却することができる。更にターゲット収容装置10は、収容部3に対して照射軸RL周りに設けられた伝熱壁部41,42を介して、照射軸RLを基準として収容部3よりも外側から収容部3を冷却するように、冷却媒体を流通可能とする冷却流路46,48を備える。この場合、冷却流路46,48に冷却媒体を流すことで、照射軸RL周りの伝熱壁部41,42を介して、照射軸RLを基準として内側から外側へ向けて、収容部3から抜熱することで、収容部3のターゲットを冷却することができる。このように、内部空間31A,31B及び冷却流路46,48によって、異なる方向からターゲットを冷却することが可能となる。そのため、ターゲットの冷却効率を向上することができ、これによって、ターゲットの核反応の効率を向上することができる。そのため、ターゲットの冷却効率を向上することができる。 The target storage device 10 also includes internal spaces 31A and 31B that allow a cooling medium to flow so as to cool the storage unit 3 from one side (rear side) relative to the irradiation axis RL of the particle beam B. As a result, by flowing a cooling medium in the internal spaces 31A and 31B, the target in the storage unit 3 can be cooled from one side relative to the irradiation axis RL. Furthermore, the target storage device 10 includes cooling channels 46 and 48 that allow a cooling medium to flow so as to cool the storage unit 3 from the outside of the storage unit 3 based on the irradiation axis RL through the heat transfer wall portions 41 and 42 provided around the irradiation axis RL for the storage unit 3. In this case, by flowing a cooling medium through the cooling channels 46 and 48, the target in the storage unit 3 can be cooled by removing heat from the storage unit 3 from the inside to the outside based on the irradiation axis RL through the heat transfer wall portions 41 and 42 around the irradiation axis RL. In this way, the internal spaces 31A, 31B and the cooling channels 46, 48 make it possible to cool the target from different directions. This improves the cooling efficiency of the target, which in turn improves the efficiency of the nuclear reaction of the target. This improves the cooling efficiency of the target.

本発明は、上述の実施形態に限定されない。 The present invention is not limited to the above-described embodiments.

例えば、冷却流路46,48には、冷却媒体の流れを阻害する部材が設けられてよい。この場合、部材は、冷却流路46,48における冷却媒体の流れを阻害することで、層流を乱流に代えて、冷却効率を向上することができる。例えば、図6に示すように、内リング14の内周面14a、及び伝熱壁部41の少なくとも一方に冷却媒体の流れを阻害する部材60が設けられる。この場合、部材60によって冷却流路46内にスリットが形成される。このようなスリット構造に流れを阻害されることで、冷却媒体が乱流となる。 For example, the cooling flow passages 46, 48 may be provided with a member that obstructs the flow of the cooling medium. In this case, the member obstructs the flow of the cooling medium in the cooling passages 46, 48, thereby changing the laminar flow to a turbulent flow and improving the cooling efficiency. For example, as shown in FIG. 6, a member 60 that obstructs the flow of the cooling medium is provided on at least one of the inner circumferential surface 14a of the inner ring 14 and the heat transfer wall portion 41. In this case, a slit is formed in the cooling passage 46 by the member 60. The flow is obstructed by such a slit structure, causing the cooling medium to become turbulent.

本発明のRI製造装置、及びターゲット収容装置の具体的な構造は、上述の実施形態に限定されない。 The specific structure of the RI manufacturing apparatus and target storage device of the present invention is not limited to the above-mentioned embodiment.

冷却流路46,48は、少なく一方が設けられていればよく、他方を省略してもよい。 At least one of the cooling channels 46, 48 needs to be provided, and the other may be omitted.

1…RL製造装置、3…収容部、10…ターゲット収容装置、31A,31B…内部空間(第1の流路)、伝熱壁部…41,42、46,48…冷却流路(第2の流路)。 1...RL manufacturing device, 3...container, 10...target containment device, 31A, 31B...internal space (first flow path), heat transfer wall portion...41, 42, 46, 48...cooling flow path (second flow path).

Claims (6)

粒子線が照射されるターゲットの核反応により放射性同位元素を製造するRI製造装置であって、
前記粒子線の照射位置で前記ターゲットを収容する収容部と、
前記粒子線の照射軸に対する一方側から、前記収容部を冷却するように、冷却媒体を流通可能とする第1の流路と、
前記収容部に対して前記照射軸周りに設けられた壁部の少なくとも一部を介して、前記照射軸を基準として前記収容部よりも外側から前記収容部を冷却するように、冷却媒体を流通可能とする第2の流路と、を備え
前記第2の流路は、前記収容部のうち、気体ターゲットを収容可能な部分を冷却可能である、RI製造装置。
An RI production apparatus for producing a radioisotope by a nuclear reaction of a target irradiated with a particle beam, comprising:
a container for containing the target at the irradiation position of the particle beam;
a first flow path through which a cooling medium can flow so as to cool the accommodation portion from one side with respect to an irradiation axis of the particle beam;
A second flow path that allows a cooling medium to flow through at least a part of a wall portion provided around the irradiation axis of the storage portion so as to cool the storage portion from an outer side of the storage portion with respect to the irradiation axis ;
The second flow path is capable of cooling a portion of the accommodation unit capable of accommodating a gas target .
粒子線が照射されるターゲットの核反応により放射性同位元素を製造するRI製造装置であって、
前記粒子線の照射位置で前記ターゲットを収容する収容部と、
前記粒子線の照射軸に対する一方側から、前記収容部を冷却するように、冷却媒体を流通可能とする第1の流路と、
前記収容部に対して前記照射軸周りに設けられた壁部の少なくとも一部を介して、前記照射軸を基準として前記収容部よりも外側から前記収容部を冷却するように、冷却媒体を流通可能とする第2の流路と、を備え
前記収容部は、液体ターゲットを収容可能な部分と、気体ターゲットを収容可能な部分と、を有する、RI製造装置。
An RI production apparatus for producing a radioisotope by a nuclear reaction of a target irradiated with a particle beam, comprising:
a container for containing the target at the irradiation position of the particle beam;
a first flow path through which a cooling medium can flow so as to cool the accommodation portion from one side with respect to an irradiation axis of the particle beam;
A second flow path that allows a cooling medium to flow through at least a part of a wall portion provided around the irradiation axis of the storage portion so as to cool the storage portion from an outer side of the storage portion with respect to the irradiation axis ;
The RI manufacturing apparatus , wherein the accommodation portion has a portion capable of accommodating a liquid target and a portion capable of accommodating a gas target .
前記第2の流路は、前記収容部のうち、液体ターゲットを収容可能な部分を冷却可能である、請求項1又は2に記載のRI製造装置。 The RI manufacturing apparatus according to claim 1 , wherein the second flow path is capable of cooling a portion of the accommodation portion capable of accommodating a liquid target. 前記第2の流路には、冷却媒体の流れを阻害する部材が設けられる、請求項1又は2に記載のRI製造装置。 The RI manufacturing apparatus according to claim 1 , wherein the second flow passage is provided with a member for obstructing the flow of the cooling medium. 粒子線が照射されることで核反応により放射性同位元素を製造可能なターゲットを収容するターゲット収容装置であって、
前記ターゲットを収容する収容部と、
前記ターゲットへ前記粒子線が照射される場合に、当該粒子線の照射軸に対する一方側から、前記収容部を冷却するように、冷却媒体を流通可能とする第1の流路と、
前記収容部に対して前記照射軸周りに設けられた壁部の少なくとも一部を介して、前記照射軸を基準として前記収容部よりも外側から前記収容部を冷却するように、冷却媒体を流通可能とする第2の流路と、を備え
前記第2の流路は、前記収容部のうち、気体ターゲットを収容可能な部分を冷却可能である、ターゲット収容装置。
A target accommodation device that accommodates a target capable of producing a radioisotope through a nuclear reaction by being irradiated with a particle beam,
A container that contains the target;
a first flow path through which a cooling medium can flow so as to cool the accommodation portion from one side with respect to an irradiation axis of the particle beam when the particle beam is irradiated to the target;
A second flow path that allows a cooling medium to flow through at least a part of a wall portion provided around the irradiation axis of the storage portion so as to cool the storage portion from an outer side of the storage portion with respect to the irradiation axis ;
The second flow path is capable of cooling a portion of the accommodation portion capable of accommodating a gas target .
粒子線が照射されることで核反応により放射性同位元素を製造可能なターゲットを収容するターゲット収容装置であって、
前記ターゲットを収容する収容部と、
前記ターゲットへ前記粒子線が照射される場合に、当該粒子線の照射軸に対する一方側から、前記収容部を冷却するように、冷却媒体を流通可能とする第1の流路と、
前記収容部に対して前記照射軸周りに設けられた壁部の少なくとも一部を介して、前記照射軸を基準として前記収容部よりも外側から前記収容部を冷却するように、冷却媒体を流通可能とする第2の流路と、を備え
前記収容部は、液体ターゲットを収容可能な部分と、気体ターゲットを収容可能な部分と、を有する、ターゲット収容装置。
A target accommodation device that accommodates a target capable of producing a radioisotope through a nuclear reaction by being irradiated with a particle beam,
A container that contains the target;
a first flow path through which a cooling medium can flow so as to cool the accommodation portion from one side with respect to an irradiation axis of the particle beam when the particle beam is irradiated to the target;
A second flow path that allows a cooling medium to flow through at least a part of a wall portion provided around the irradiation axis of the storage portion so as to cool the storage portion from an outer side of the storage portion with respect to the irradiation axis ;
The target containing device, wherein the containing section has a portion capable of containing a liquid target and a portion capable of containing a gas target .
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