BE1019556A3 - Dispositif destine a la production de radioisotopes. - Google Patents

Abstract

La présente invention se rapporte à un dispositif de production de radio-isotopes comprenant une cellule d'irradiation comprenant un fluide comprenant précurseur de radio-isotopes, le fluide se présentant essentiellement sous forme liquide.

Description

Dispositif destiné à la production de radioisotopes Domaine Technique

[0001] La présente invention se rapporte à un dispositif de production de radio-isotopes comprenant une cellule d'irradiation comprenant un fluide ' comprenant précurseur de radio-isotopes, ledit fluide se présentant essentiellement sous forme liquide.

Description de l'état de la technique

[0002] En médecine nucléaire, la tomographie à émission de positrons est une technique d'imagerie nécessitant des radio-isotopes émetteurs de positrons ou des molécules marquées par ces mêmes radio-isotopes. Le 18F est un des radioisotopes les plus couramment utilisés parmi d'autres tels que le 13N, le 150, ou encore le 1:LC. Le 18F possède un temps de demi-vie de 109.6 min et peut ainsi être acheminé vers d'autres sites que son site de production.

[0003] Le 18F est le plus souvent produit sous sa forme ionique et obtenu par le bombardement de protons accélérés sur une cellule d'irradiation comprenant de l'eau enrichie en 180. De nombreuses cellules d'irradiation ont été développées toutes ayant pour même but de produire du 18F~ en un temps réduit avec le meilleur rendement. Généralement, un dispositif de production de radio-isotopes comprend un accélérateur de protons et une cellule d'irradiation. Cette cellule d'irradiation comprend une cavité, à l'intérieur de laquelle est inclus le précurseur de radio-isotope sous forme liquide.

[0004] Généralement, l'énergie du faisceau de protons dirigé sur la cellule d'irradiation est de l'ordre de quelques MeV à une vingtaine de MeV. Une telle énergie de faisceau provoque un échauffement de la cellule d'irradiation ainsi qu'une vaporisation du précurseur de radio-isotope, diminuant ainsi le pouvoir d'arrêt de ce précurseur et donc le rendement de production de radio-isotopes. Un dispositif de refroidissement de la cible doit donc également être ·, implémenté afin de tenter de maintenir le précurseur de radio-isotope sous forme liquide, ou tout au plus sous forme d'un état intermédiaire entre liquide et vapeur. De plus, dans le cas de la production de 18F", à cause du coût particulièrement élevé du précurseur, l'eau enrichie en 180, seul un très petit volume de ce précurseur, tout au plus quelques millilitres, peut être placé dans la cellule d'irradiation. Par conséquent, le problème de dissipation de chaleur produite par l'irradiation du matériau cible sur un si petit volume constitue un problème majeur à surmonter. Typiquement, la puissance a dissiper pour un faisceau d'énergie de 18 MeV d'une intensité de 50 à 150μΑ se situe entre 900 W et 2700 W, et cela sur un volume de précurseur de radio-isotope généralement compris entre 0.2 et 5 ml, pour des temps d'irradiation allant de quelques minutes à plusieurs heures.

[0005] Le document US5917874 décrit un dispositif de production de radio-isotopes comprenant une cellule d'irradiation fermée par une feuille métallique et comprenant un fluide comprenant un précurseur de radioisotopes ou fluide cible. La profondeur de la cavité de la cellule d'irradiation par rapport à l'axe du faisceau est relativement faible de manière à irradier substantiellement tout l'échantillon de fluide cible. Dans un exemple d'utilisation préféré de ce document, la profondeur de la cavité de la cellule d'irradiation est de 1,7mm, de manière à avoir une section efficace optimale pour la production de radio-isotope. L'énergie du faisceau de particules irradiant le fluide cible est de l'ordre de 8 MeV, ce qui nécessite une feuille métallique suffisamment mince pour limiter les pertes d'énergie du faisceau lorsque celui-ci traverse la feuille. Dans le document cité,· l(a feuille a une j épaisseur de l'ordre de 6 microns et est maintenue par une grille perforée afin de supporter la pression interne augmentant dans la cellule d'irradiation en cours d'irradiation. Le dispositif de production de radio-isotope comprend en outre des moyens de refroidissement de la cellule d'irradiation. La cellule d'irradiation est insérable dans un boîtier de refroidissement dans lequel circule un flux d'eau. La cellule d'irradiation comprend en outre un cône plein réalisé en un matériau de conductibilité thermique élevée et situé sur le côté arrière de la cellule d'irradiation, face à la feuille, de manière à évacuer la chaleur produite dans la cavité. L'intérieur du boîtier de refroidissement est de forme cylindrique et comprend un conduit situé face au sommet du dit cône et destiné à projeter un flux turbulent d'eau refroidie sur ledit cône. Ledit cône présente également des ailerons espacés radialement autour de sa surface, afin d'améliorer l'évacuation de la chaleur. Un tel dispositif ne permet que l'irradiation de petits volumes d'eau enrichie en 180, et ne présente pas de moyen permettant de refroidir efficacement la feuille métallique, ce qui peut poser problème au niveau de l'étanchéité de la cellule d'irradiation. De plus, la grille perforée n'est pas entièrement transparente au faisceau et empêche une partie du faisceau de pénétrer à l'intérieur de la cavité. Une partie de la grille perforée ou de. la feuille métallique absorbe donc une partie du faisceau ce qui provoque un échauffement de la feuille métallique. La feuille métallique étant relativement fine et étant la partie la plus échauffée et la moins bien refroidie, celle-ci est relativement fragile. De plus, les joints situés entre celle-ci et ledit corps s'endommagent au cours de l'utilisation et ladite cavité perd en étanchéité.

[0006] Le document BE1011263 décrit un dispositif de production de radio-isotope comprenant une cellule d'irradiation comprenant une cavité comprenant une partie de forme hémisphérique et fermée par une feuille. La cellule d'irradiation comprend un fluide comprenant un précurseur de radio-isotope également appelé « fluide cible ». Les parois de cette cavité sont réalisées en un matériau métallique conducteur de chaleur et avec une épaisseur suffisamment fine pour dissiper la chaleur de l'intérieur de la cavité. Un élément appelé « diffuseur » entoure les parois externes de ladite cavité, créant un chenal dans lequel circule un fluide de refroidissement. Néanmoins, la cellule d'irradiation doit avoir une profondeur minimale de manière à irradier suffisamment de fluide cible sans pertes de faisceau dans le corps de la cellule d'irradiation. Afin d'augmenter la profondeur de la cavité sans augmenter significativement le volume de la cellule de manière à minimiser la quantité de 180 à l'intérieur de la cellule. Une cellule d'irradiation telle que décrite dans le document W02005081263 a été réalisée. Cette cellule d'irradiation comprend une première partie cylindrique et une seconde partie hémisphérique située du côté opposé à une feuille fermant la cavité. Un premier inconvénient de ce type de dispositifs est que lorsque la cellule d'irradiation est irradiée, une grande partie du fluide compris dans la cavité se vaporise, ne laissant qu'un mince filet d'eau sur la paroi inférieure de la cavité. Le faisceau de particules traversant un volume de basse densité, les probabilités de réactions nucléaires 180(p,n)18F s'en trouvent diminuées. De plus, les parois de la cavité étant peu épaisses et subissant un échauffement important, ladite cavité s'affaisse après plusieurs utilisations, ce qui positionne une partie du liquide déjà peu irradiée en dehors du faisceau et entraîne une chute du rendement.

[0007] Le document US20050084055 décrit un dispositif de production de radio-isotopes comprenant une cellule d'irradiation comprenant un fluide cible. La cellule d'irradiation comprend une cavité fermée par une feuille. La cavité comprend une face opposée à la dite feuille et .appelée « paroi arrière », ainsi qu'une une paroi supérieure située en haut de la feuille et de la paroi arrière. La dite paroi arrière est inclinée de telle manière à ce que la partie de la paroi arrière proximale à la paroi supérieure soit plus éloignée de la feuille que la partie de la paroi arrière distale à la paroi supérieure. Le dispositif comprend en outre un système de refroidissement comprenant un conduit vertical 502 à travers lequel arrive un fluide de refroidissement. Le conduit vertical 502 est connecté à un conduit 504 adjacent à la paroi arrière, lui-même connecté à un conduit 506 adjacent à la paroi supérieure. Dans ce dispositif, la paroi inférieure séparant ladite surface de la partie de la paroi arrière distale à la paroi supérieure n'est pas refroidie. De plus, les parois refroidies ne sont refroidies que par un conduit en contact qu'avec une partie des parois. Enfin, le fluide présent dans la cavité se condense sur la paroi supérieure refroidie par un liquide ayant été réchauffé après avoir traversé le conduit 504 adjacent à la paroi arrière. Le refroidissement du fluide compris dans la cavité n'est donc pas optimal et doit être amélioré, afin de présenter plus de liquide condensé face au faisceau de manière à augmenter les probabilités de réactions nucléaires.

[0008] Dans le but de réduire les contraintes mécaniques sur la feuille dues à l'augmentation de pression dans la cavité en cours d'irradiation, le document US 6,586,747 décrit un dispositif de production de radio-isotopes comprenant une cellule d'irradiation comprenant une cavité fermée par une feuille, ladite feuille étant inclinée par rapport à l'axe du faisceau. De cette manière, la puissance du faisceau est distribuée sur une aire plus large. Néanmoins, dans ce dispositif, avec l'augmentation de l'aire de la feuille exposée au faisceau, la puissance du faisceau dissipée dans la feuille reste malgré tout importante ce qui entraîne un échauffement global de la feuille et une augmentation de la pression interne dans la cavité. Le document US20060062342 a pour but de solutionner le problème de contrainte de pression sur la feuille en introduisant une chambre pressurisée adjacente à la feuille de la cellule d'irradiation de telle manière à ce que la pression s'exerçant sur la feuille du côté de la chambre de pressurisation s'oppose à la pression s'exerçant sur la même feuille du coté de la cellule d'irradiation. La position inclinée ou perpendiculaire par rapport au faisceau de la feuille de chambre cible devrait permettre de forcer le fluide cible sur le sommet de la feuille. Néanmoins, le dispositif ne comprend pas de système de refroidissement de la feuille, et l'ajout d'une chambre pressurisée et donc d'une feuille supplémentaire dans le passage du faisceau entraîne des pertes de puissance du faisceau. La feuille étant mal refroidie, il est difficile de forcer le fluide contre le sommet de la dite feuille.

[0009] Afin d'augmenter les rendements de production de radio-isotopes, il est nécessaire de fournir un dispositif de production de radio-isotopes ne comprenant pas les désavantages de l'art antérieur.

[0010] En particulier, il est nécessaire de fournir un moyen efficace de refroidissement de la fenêtre fermant la cavité cible.

[0011] Il est également nécessaire d'améliorer le dispositif de refroidissement des parois de la cavité cible.

[0012] D'autres avantages et propriétés du dispositif selon l'invention vont devenir apparents à la lumière de la description qui suit.

RÉSUMÉ DE L'INVENTION

[0013] Selon un premier aspect, la présente invention concerne un dispositif (1) destiné à la production de radioisotopes par l'irradiation d un fluide cible comprenant un précurseur de radioisotope à l'aide d'un faisceau (13) de particules, le dispositif comprenant (ou consistant essentiellement en): une cellule d'irradiation (7) comprenant une cavité (3) destinée à contenir le fluide cible et fermée par une feuille métallique (4) ; un dispositif de refroidissement des parois de la cavité (3) , apte à maintenir au moins une fraction (de préférence l'intégralité) du fluide cible compris dans la cavité (3) dans un état liquide lorsque le fluide cible est irradié ; caractérisé en ce que, la cavité (3) comprend une arete (15) qui intercepte le plan formé par la feuille métallique (4) en formant un angle aigu (a) avec le plan, de manière à former avec la feuille métallique (4) une zone (18) apte à recueillir par gravité le fluide cible qui se condense au contact des parois de la cavité (3) refroidies par le dispositif de refroidissement.

[0014] De préférence, dans le dispositif selon l'invention, la feuille métallique (4) est positionnée de manière substantiellement perpendiculaire à l'axe du faisceau (13) de particules.

[0015] De préférence, dans le dispositif selon l'invention, les radioisotopes sont produits par irradiation d'un fluide cible à l'aide d'un faisceau (13) de particules substantiellement horizontal.

[0016] De préférence, dans le dispositif selon l'invention, l'angle aigu (a) est compris entre (environ) 30° et (environ) 89°, de préférence entre (environ) 45° et (environ) 85°, encore de préférence entre (environ) 60° et (environ) 85°.

[0017] De préférence, dans le dispositif selon l'invention, le dispositif de refroidissement comprend une arrivée de fluide de refroidissement (9) située face à la partie de la cellule d'irradiation opposée à ladite feuille (4) , et un diffuseur (14) créant un chenal (10) apte à faire circuler le fluide de refroidissement (9).

[0018] De préférence, dans le dispositif selon l'invention, la cavité (3) est de forme substantiellement conique.

[0019] De préférence,' dans le dispositif selon l'invention, le sommet de la cavité (3) de forme substantiellement conique est arrondi.

[0020] De préférence, dans le dispositif selon l'invention, la cellule d'irradiation (7) comprend (ou consiste essentiellement en) : une première partie (16) plate et creuse, de préférence annulaire, comprenant un bord externe (21) et un bord interne (22) définissant une ouverture substantiellement circulaire; une seconde partie (17) creuse de forme substantiellement conique, s'élevant à partir du bord interne (22) de la première partie (16), - et qui traverse et s'étend au-delà de la première partie (16), de manière à former à l'intérieur de la seconde partie (17) la cavité (3) destinée à contenir le fluide cible.

[0021] De préférence, dans le dispositif selon l'invention, .la première partie (16) comprend en outre une gorge (11) entourant circulairement la surface externe de la seconde partie (17), et dans lequel la gorge (11) est apte à faire circuler le fluide de refroidissement (9).

[0022] De préférence, dans le dispositif selon l'invention, la cellule d'irradiation (7) est réalisée en niobium.

[0023] De préférence, dans le dispositif selon l'invention, la surface externe de la seconde partie (17) de forme substantiellement conique comprend des sillons (12), s'étendant de préférence d'une zone proche du sommet de la seconde partie (17) vers une région proche de la base de la seconde partie (17) , et aptes à faire circuler le fluide de refroidissement (9).

[0024] Selon un autre aspect, la présente invention concerne une cellule d'irradiation (7) destinée à la production de radioisotopes par l'irradiation d'un fluide cible comprenant un précurseur de radioisotope à l'aide d'un faisceau (13) de particules, la cellule comprenant (ou consistant essentiellement en): une première partie (16) plate et creuse, de préférence annulaire, comprenant un bord externe (21) et un bord interne (22) définissant une ouverture substantiellement circulaire; et une seconde partie (17) creuse de forme substantiellement conique, s'élevant à partir du bord interne (22) .de la première partie (16), et qui traverse et s'étend au-delà de la première partie (16), de manière à former à l'intérieur de la seconde partie (17) une cavité (3) destinée à contenir le fluide cible.

[0025] De préférence, dans la cellule d'irradiation selon l'invention, la première partie (16) comprend en outre une gorge (11) entourant circulairement la surface externe de la seconde partie (17), et dans laquelle la gorge (11) est apte à faire circuler un fluide de refroidissement (9).

[0026] De préférence, dans la cellule d'irradiation selon l'invention, la surface externe de la seconde partie (17) de forme substantiellement conique comprend des sillons (12) s'étendant de préférence d'une zone proche du sommet de la seconde partie (17) de forme substantiellement conique vers une région proche de la base de la seconde partie (17) , et dans laquelle les sillons sont aptes à faire circuler un fluide de refroidissement (9).

Brève description des figures

[0027] La figure 1 représente une coupe longitudinale suivant un axe A-B d'une partie d'un dispositif selon un mode de réalisation de la présente invention.

[0028] La figure 2 représente une vue tridimensionnelle d'une cellule d'irradiation selon un mode de réalisation de la présente invention.

[0029] La figure 3 représente une coupe longitudinale suivant un axe A-B de la cellule d'irradiation de la figure 2.

[0030] La figure 4 représente les différentes longueurs caractérisant la cellule d'irradiation de la figure 2 représentée selon une coupe longitudinale suivant un axe A-B.

Description détaillée de l'invention

[0031] Le dispositif 1 de la présente invention est destiné à être utilisé dans le cadre de la production de radio-isotopes, notamment par irradiation d'un fluide cible à l'aide d'un faisceau de particules accélérées. Une utilisation préférée du dispositif 1 de la présente invention est la production de 18F par le bombardement à l'aide d'un faisceau de protons accélérés 13 sur de l'eau enrichie en 180. Préférablement, ledit faisceau 13 est substantiellement horizontal.

[0032] La figure 1 représente une coupe longitudinale selon un axe A-B d'une partie d'un dispositif 1 selon un mode de réalisation de la présente invention. Le dispositif 1 de la présente invention comprend une cellule d'irradiation 7 représentée en vue tridimensionnelle sur la figure 2. La cellule d'irradiation 7 comprend une cavité 3 destinée à contenir un fluide cible, par exemple de l'eau enrichie en 180. La cavité 3 présente une partie supérieure (ou haute) 19 et une partie inférieure (ou basse) 20 comme représenté dans la figure 3. La cavité 3 comprend une ouverture fermée par une feuille métallique 4 transparente au faisceau 13. Dans le contexte de la présente invention, l'expression « feuille transparente au faisceau », signifie que substantiellement l'intégralité du faisceau 13 est capable de traverser la feuille métallique 4 sans être atténuée par la feuille métallique ,4. La feuille métallique 4 est de préférence positionnée de manière substantiellement perpendiculaire à l'axe dudit faisceau (13) de particules. La feuille métallique 4 est caractérisée par une partie supérieure (ou haute) et une partie inférieure (ou basse) comme représenté dans la figure 3, coïncidant substantiellement avec respectivement la partie supérieure (ou haute) 19 et la partie inférieure (ou basse) 20 de la cavité 3. La feuille métallique 4 est maintenue de manière étanche contre la cellule d'irradiation 7. Un joint 6 est positionné entre la feuille métallique 4 et la cellule d'irradiation 7, de manière à assurer l'étanchéité.

[0033] La cellule d'irradiation 7 comprend un canal d'entrée 2 débouchant de préférence dans la partie supérieure 19 de la cavité et proche de la feuille métallique 4 pour l'introduction du fluide cible dans la cavité 3, et un canal de sortie 5 pour l'extraction du fluide cible, débutant de préférence de la partie inférieure 20 de la cavité 3. Préférablement, les canaux d'entrée 2 et de sortie 5 sont situés à moins de 10mm, encore de préférence à moins de 5mm, encore de préférence à moins de 3mm, de la feuille 4 de manière à ce que le remplissage de la cavité et l'évacuation du fluide cible soient facilités. Avantageusement, la cellule d'irradiation 7 comprise dans le dispositif 1 de la présente invention est utilisée dans un dispositif de production de radio-isotopes comprenant une boucle dans laquelle peut circuler un fluide cible de manière périodique à travers la cellule d'irradiation et un système de refroidissement et/ou de capture du radio-isotope produit, tel que cela est décrit dans le document W002101758. Dans le contexte de cet aspect préféré de l'invention, la position et l'inclinaison du canal d'entrée 2 par rapport à la dite feuille métallique 4 sont avantageusement sélectionnées de façon de à constituer un moyen supplémentaire de refroidissement de la feuille métallique 4. La sélection de la position et l'inclinaison optimale du canal d'entrée 2 par rapport à la dite feuille 4, sont largement dans les capacités de l'homme du métier.

[0034] La cellule d'irradiation 7 est insérable dans un corps 8 comprenant un dispositif de refroidissement. Le dispositif de refroidissement comprend une arrivée de fluide de refroidissement 9, de préférence un fluide de refroidissement non cryogénique. L'arrivée de fluide de refroidissement 9 est de préférence située selon l'axe A-B et dirigée vers la partie de la cellule d'irradiation 7 opposée à ladite feuille 4. De préférence, le dispositif de refroidissement comprend également un diffuseur 14 créant un chenal 10 autour de la céllule d'irradiation 7, le liquide de refroidissement pouvant circuler dans ledit chenal 10 de manière à ce que le fluide cible compris dans la cavité 3 reste essentiellement sous forme liquide.

[0035] Le dispositif 1 selon la présente invention est caractérisé en ce que la cavité 3 comprend une arête 15 qui intercepte le plan formé par la feuille métallique 4 en formant un angle aigu (a) avec ledit plan, de manière à former une zone 18 apte à recueillir par gravité le fluide cible qui (en fonctionnement) se condense au contact des parois de la cavité 3 refroidies par le dispositif de refroidissement. Préférablement, l'angle aigu (a) est compris entre 30° et 89°, plus préférablement, entre 45° et 85°, plus préférablement encore entre 60° et 85°. L'arête 15 est en contact de préférence avec la partie inférieure de la feuille métallique 4, créant ainsi une zone 18 de la cavité 3 en contact avec la feuille métallique 4 dans laquelle du fluide cible condensé sur les parois de la cavité 3 peut venir s'accumuler plus rapidement. Le fluide cible condensé en contact avec la feuille métallique 4 dans la zone 18 de la cavité 3, minimise 1 ' échauf f ement de la dite feuille et donc 1'échauf f ement des joints 6, ce qui assure une bonne étanchéité de la cavité 3 par rapport aux dispositifs de l'art antérieur. De même, l'apport continu de fluide cible condensé au niveau des parois de la feuille métallique 4 minimise 1'échauffement de la feuille métallique 4 et réduit le risque d'endommagement de celle-ci. Aussi, la feuille métallique 4 étant mieux refroidie par rapport aux feuilles des dispositifs de l'art antérieur, la pression interne dans la cavité 3 diminue et il est possible de réduire l'épaisseur de la feuille, ce qui limite les pertes d'énergie du faisceau 13 dans la feuille métallique 4.

[0036] Selon un aspect préféré de l'invention, la cavité 3 est de forme substantiellement conique. La forme conique de la cavité permet de maximiser la surface^ refroidie Sr par rapport au volume de la cavité Vc. Il a en effet été découvert de façon surprenante que si l'on compare les rapports Sr/Vc pour les formes des cavités de l'art antérieur avec celle de la présente invention, on remarque que pour un rayon d'ouverture de la cavité R et une profondeur de la cavité, P donnés (Figure 4) , ce rapport est plus élevé dans le cas d'une cavité de forme substantiellement conique. Les tableaux 1, 2 et 3 ci-dessous présentent cette comparaison.

[0037] Les tableaux 1, 2 et 3 montrent bien que pour une même profondeur P de la cavité et pour un même rayon d'ouverture R de la cavité, le volume d'une cellule d'irradiation de. forme conique est toujours inférieur au volume d'une cellule d'irradiation comprenant une partie cylindrique et une partie hémisphérique telle que décrite dans le document W02005081263. Aussi, pour une même profondeur P de- la cavité et un même rayon d'ouverture R de la cavité le rapport « aire · de la surface refroidie par unité de volume » Sr/Vc pour une cellule d'irradiation de forme conique est toujours supérieur à celui d'une cellule d'irradiation telle que décrite dans le document W02005081263. De' façon avantageuse, la cellule d'irradiation 7 pour utilisation dans le dispositif 1 selon la présente invention permet donc l'irradiation d'un volume réduit de fluide cible, tout en gardant une profondeur de cavité 3 suffisante, pour éviter les pertes de faisceau, et en fournissant un refroidissement amélioré.

[0038] Selon un autre aspect préféré de l'invention, la .cellule d'irradiation est réalisée en niobium, matériau choisi pour ses propriétés d'inertie chimique et ses propriétés thermiques acceptables. Le niobium ne produit pas de radio-isotopes secondaires dont le temps de demi-vie dépasse les 24 heures. Le niobium a néanmoins le désavantage d'être difficile à usiner, c'est pourquoi dans cet aspect préféré de l'invention, le sommet du cône est de préférence arrondi.

[0039] Un exemple de réalisation d'une cellule d'irradiation réalisée en niobium est représenté à la figure 4. Ladite cellule d'irradiation 7 est en forme de cône de hauteur H et de rayon R. Le cône est tronqué par un plan parallèle à la base du cône, à la hauteur H-hl, formant un disque de rayon rl. Le disque est surmonté d'une calotte sphérique de rayon r et de hauteur h2 par rapport à la base dudit disque de rayon rl. De manière avantageuse, la profondeur P de la cavité 3 est supérieure au diamètre de l'ouverture de la cavité 3, afin de minimiser le volume de fluide cible, tout en gardant une profondeur suffisante pour irradier le fluide cible de manière efficace.

[0040] Selon un autre aspect préféré de l'invention, le rayon R de l'ouverture de la cavité est compris entre 2mm et 20mm, plus préférablement entre 5mm et 15 mm, et la profondeur de ladite cavité de préférence comprise entre 1 et 10cm, plus préférablement entre 1cm et 5cm.

[0041] Selon un autre aspect préféré de l'invention, la hauteur h2 de la calotte sphérique est inférieure à 1 cm.

[0042] Une cellule d'irradiation 7 selon un aspect préféré de l'invention est représentée sur les figures 2, 3 et 4. La cellule d'irradiation 7 comprend : -une première partie 16 plate et creuse, de préférence annulaire, comprenant un bord externe 21 et un bord interne 22 définissant ^ une .ouverture substantiellement circulaire; et -une seconde partie 17 creuse de forme substantiellement conique, s'élevant à partir du bord interne 22 de la première partie 16, et qui traverse et s'étend au-delà de la première partie 16, de manière à former à l'intérieur de la seconde partie 17 une cavité 3 destinée à contenir le fluide cible.

[0043] Selon un autre aspect préféré de la présente invention, la surface externe de la seconde partie 17 de la cellule d'irradiation 7 comprend des sillons 12 linéaires s'étendant de préférence d'une région/zone proche du sommet de la seconde partie 17 de forme substantiellement conique vers une région proche de la base de la seconde partie 17 de forme substantiellement conique, afin de créer un chemin permettant d'accélérer le passage du fluide de refroidissement 9 et donc d'améliorer le refroidissement. L'ajout des sillons 12 entraîne également une augmentation de la surface extérieure du cône et donc de la surface d'échange de chaleur.

[0044] Selon encore un autre aspect préféré de l'invention, la première partie 16' de la cellule d'irradiation 7 comprend en outre une gorge 11 entourant circulairement la surface externe de la seconde partie 17, dans une région proche de la base de ladite seconde partie 17 de forme substantiellement conique, réduisant localement l'épaisseur de la première partie 16 de la cellule d'irradiation 7. Le diffuseur 14 est inséré dans la gorge 11, un espace entre la gorge 11 et le diffuseur 14 étant prévu pour permettre la circulation et l'évacuation du,liquide de refroidissement dans le chenal 10 créé par le diffuseur 14. La circulation d'un liquide de refroidissement dans la gorge 11 et l'épaisseur localement réduite dans la première partie 16 de la cellule d'irradiation 7 au niveau de la gorge 11 permet une amélioration du refroidissement de la feuille 4 fermant la cavité 3.

Claims (14)

1. Dispositif (1) destiné à la production de radioisotopes par l'irradiation d'un fluide cible comprenant un précurseur de radioisotope à l'aide d'un faisceau (13) de particules, ledit dispositif comprenant : une cellule d'irradiation (7) comprenant une cavité (3) destinée à contenir ledit fluide cible et fermée par une feuille métallique (4) ; un dispositif de refroidissement des parois de ladite cavité (3), apte à maintenir au moins une fraction du fluide cible compris dans ladite cavité (3) dans un état liquide lorsque ledit fluide cible est irradié ; caractérisé en ce que ladite cavité (3) comprend une arête (15) qui intercepte le plan formé par ladite feuille métallique (4) en formant un angle aigu (a) avec ledit plan, de manière à former avec ladite feuille métallique (4) une zone (18) apte à recueillir par gravité le fluide cible qui se condense au contact des parois de la cavité (3) refroidies par ledit dispositif de refroidissement.

2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la feuille métallique (4) est positionnée de manière substantiellement perpendiculaire à l'axe du faisceau (13) de particules.

3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les radioisotopes sont produits par irradiation d'un fluide cible à l'aide d'un faisceau (13) de particules substantiellement horizontal.

4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'angle aigu (a) est compris entre 30° et 89°, de préférence entre 45° et 85°, encore de préférence entre 60° et 85°.

5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications .précédentes, caractérisé en ce que le dispositif de refroidissement comprend une arrivée de fluide de refroidissement (9) située face à la partie de la cellule d'irradiation opposée ä ladite feuille (4) , et un diffuseur (14) créant un chenal (10) apte à faire circuler ledit fluide de refroidissement (9).

6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la cavité (3) est de forme substantiellement conique.

7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que le sommet de la cavité (3) de forme substantiellement conique est arrondi.

8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la cellule d'irradiation (7) comprend : une première partie (16) plate et creuse, de préférence annulaire, comprenant un bord externe (21) et un bord interne (22) définissant une ouverture substantiellement circulaire; une seconde partie (17) creuse de forme substantiellement conique, s'élevant à partir du bord interne de ladite première partie (16), et qui traverse et s'étend au-delà de ladite première partie (16), de manière à former à l'intérieur de ladite seconde partie (17) la cavité (3) destinée à contenir ledit fluide cible.

9. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que la première partie (16) comprend en outre une gorge (11) entourant circulairement la surface externe de la seconde partie (17) , et apte à faire circuler le fluide de refroidissement (9).

10. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la cellule d'irradiation (7) est réalisée en niobium.

11. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 8 à 10, caractérisé en ce que la surface externe de la seconde partie (17) de forme substantiellement conique comprend des sillons (12) , s'étendant de préférence d'une zone proche du sommet de ladite seconde partie (17) vers une région proche de la base de ladite seconde partie (17) , et aptes à faire circuler ledit fluide de refroidissement (9).

12. Cellule d'irradiation (7) destinée à la production de radioisotopes par l'irradiation d'un fluide cible comprenant un précurseur de radioisotope à l'aide d'un faisceau (13) de particules, ladite cellule comprenant : une première partie (16) plate et creuse, de préférence annulaire, comprenant un bord externe (21) et un bord interne (22) définissant une ouverture substantiellement circulaire; et une seconde partie (17) creuse de forme substantiellement conique, s'élevant à partir du bord interne (22) de ladite première partie (16), et qui traverse et s'étend au-delà de ladite première partie (16) , de manière à former à l'intérieur de ladite seconde partie (17) une cavité (3) destinée à contenir ledit fluide cible.

13. Cellule d'irradiation selon la revendication 12, caractérisée en ce que la première partie (16) comprend en outre une gorge (11) entourant circulairëment la surface externe de la seconde partie (17), et apte à faire circuler un fluide de refroidissement (9).

14. Cellule d'irradiation selon la revendication 12 ou 13, caractérisée en ce que la surface externe de la seconde partie (17) de forme substantiellement conique comprend des sillons (12) s'étendant de préférence d'une zone proche du sommet de ladite seconde partie (17) de forme substantiellement conique vers une région proche de la base de ladite seconde partie (17), et aptes à faire circuler un fluide de refroidissement (9) .