CN111164709B - 放射性同位素的制造方法、放射性同位素制造装置 - Google Patents

放射性同位素的制造方法、放射性同位素制造装置 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种抑制制造时间的放射性同位素的制造方法。放射性同位素制造方法包括：对标的物质照射放射线束的步骤；以及将因照射上述放射线束而生成并转移到气体中的上述放射性同位素从该气体提取的步骤。

Description

放射性同位素的制造方法、放射性同位素制造装置
技术领域
本发明涉及放射性同位素的制造方法、放射性同位素制造装置。
背景技术
癌症的治疗方法有切除、导入抗癌剂、外部放射线照射等，但现状是，即使采用这些手段也不能治愈的癌症仍剥夺了许多生命。因此，新型治疗方法的开发是全世界面临的紧迫课题。
砹211(211At)是释放使细胞死亡的α射线的放射性同位素(RI)，因此作为用于导入体内的下一代癌症治疗药而备受期待。211At的药剂化研究在欧美首先开展，但是作为核心的211At的制造还不能满足使许多医院的治疗成为可能的放射能量(数十GBq)的供应要求。
【在先技术文献】
【非专利文献】
非专利文献1：渡边茂树、石冈典子等“关于TIARA的At-211新型大量制造方法的开发”第16次放射线过程研讨会、2016年11月、东京。
非专利文献2：K.Gagnon,et al.,“Design and evaluation of an externalhigh-current target for production of 211At”,Label.Compd.Radiopharm 2012,55436-440.
非专利文献3：Kotaro Nagatsu,et al.,“Production of 211At by a verticalbeam irradiation method”,Applied Radiation and Isotopes,2014,94,363-371.
发明内容
(发明所要解决的问题)
在现有技术中，对作为标的物的固体金属进行放射线照射而在该固体金属内生成放射性同位素，将放射线照射后的该固体金属取出并专门回收RI。在医疗用RI制造领域以固体金属为标的物的照射中，如果照射时标的物发生损坏(熔化)，则不仅会妨碍生成RI的效率，而且生成的RI有泄漏的危险，因此在照射时确保标的物的完整性是最重要的课题。再者，对于医疗现场，迫切需要开发照射后能迅速获得目标RI的手段，但是对于以金属为标的物的照射方面，至今没有成功的例子。
在211At制造中，上述问题是显著的。通过对铋(Bi)照射阿尔法(α)射线来生成211At，但是Bi作为标的物其熔点低，因此照射功率受限，在大批量制造方面存在问题。为此，一直在开发不会使Bi熔融的照射方式。另外，将照射过的固体Bi进行加热，利用211At和Bi的饱和蒸汽压差进行分离的以往的干式蒸馏分离步骤中，从固体Bi的取出至211At的分离与提纯需要时间，存在产生半衰期约7小时的211At的衰减损耗的问题。
如此，在以固体为标的物的RI制造中，必须进行照射、标的物取出、从标的物分离以及提纯目标RI的一系列步骤。
本发明的课题是，提供抑制制造时间的放射性同位素的制造方法。
(解决问题所采用的措施)
为解决上述课题，采用以下措施。
即，第一个方式是，
一种放射性同位素的制造方法，包括：
对标的物质照射放射线束的步骤；以及
将因上述放射线束的照射而生成且转移到气体中的上述放射性同位素从该气体提取。
(发明的效果)
根据本发明，可提供缩短制造时间的放射性同位素的制造方法。
附图说明
图1为表示一个实施方式的放射性同位素制造装置的构成例的图。
图2为表示放射性同位素制造装置的操作流程的图。
图3为表示14族、15族、16族、17族元素的饱和蒸气压与温度的关系的例子的表。
图4为表示一个实施形态的变形例的放射性同位素制造装置的构成例的图。
具体实施方式
以下，参照附图对实施方式进行说明。实施方式的构成是示例性的，本发明的构成并不局限于公开的实施方式的具体构成。对于本发明的实施，根据实施方式可适宜地采用具体的构成。
【实施方式】
(构成例)
图1为表示本实施方式的放射性同位素制造装置的构成例的图。放射性同位素制造装置100包括坩埚102、加热器104、夹套106、射线束通道部(beam port)110、射线束窗口(beam window)112、射线束窗口114、入口122、出口124和捕集器(trap)130。
坩埚102为用于将标的物(例如、铋)熔化的耐热性容器。坩埚102为容纳标的物质的容纳容器。作为坩埚102，例如可使用石英、陶瓷器、金属等。作为坩埚102，至少要求能够承受标的物质的熔点温度。坩埚102是密闭的，但气体可通过入口122以及出口124而与内部和外部连通。坩埚102连接着射线束通道部110。坩埚102为耐热容器的一个例子。
加热器104为加热坩埚102的加热单元。加热器104通过加热坩埚102来加热坩埚102内的标的物质。据此，可促进标的物质的熔化。通常熔化标的物质使之液化。例如，作为加热器104可采用微套加热器(micro-sheath heater)。加热器104并不限于微套加热器。也可以不是把坩埚102内标的物质全部液化。即，标的物质的一部分可以保持为固体。若加热器104加热标的物质，则该物质被液化。坩埚102中存在液化的物质的液相和从入口122导入的气体等的气相。加热器104为加热部的一个例子。
另外，在此以由加热器104加热标的物质而使该物质液化的情况为例进行了说明，但是作为加热手段并非限定于此。例如，也可以利用当对标的物质照射放射线束时射线束照射部分的温度上升的现象(由核反应热引起的温度上升)。也可以组合两个以上现有公知的加热手段，例如，也可以利用上述加热器104的加热与照射放射线束的温度上升这两者。
夹套106为布置在坩埚102周围的冷却空间。通过在夹套106上设置冷却材料(例如空气)的导入口和排出口，从导入口向夹套106内导入冷却材料，来冷却坩埚102。也可以通过停止加热器104的加热来进行冷却，但是通过在夹套106中导入冷却材料能够更快地进行冷却。导入夹套106的冷却材料不限于空气(例如常温空气)，也可以是氮气等其它气体或水等液体。
在此，作为坩埚102的冷却方法，以在夹套106内导入冷却材料来冷却坩埚102的情况为例进行了说明，但是不限于此，也可以采用组合一个或两个以上现有公知的冷却手段。例如，可以利用帕尔贴元件等元件。
射线束通道部110是用于引入对坩埚102内的标的物质进行照射的放射线束的通道。射线束通道部110内可为真空或可导入气体(例如He气等)。射线束通道部110为筒状，两端由射线束窗口112及射线束窗口114所堵塞。射线束窗口112与加速器等放射线束发生器相连接。射线束窗口112和射线束窗口114例如可为金属板。由放射线束发生器中包含的加速器等所加速的放射线束从射线束窗口112进入射线束通道部110，经由射线束窗口114照射到坩埚102内。即，向标的物(典型地为液化了的液体标的物)照射。射线束窗口112以及射线束窗口114为可供至少一部分射线束透过的物质。另外，射线束窗口114采用即使在坩埚102内的液体标的物的温度下也不会熔化的物质。射线束通道部110、射线束窗口112、射线束窗口114为射线束导入部的一个例子。
入口122为向坩埚102导入气体的导入口。入口122例如为筒状的管(pipe)。入口122将坩埚102内部和外部连接为能够使气体导通。可从入口122导入用于回收放射性同位素的气体。就上述气体而言，优选使用不会被后述的捕集器130的冷却所液化或固化的气体。该气体例如为He气。可从入口122导入气体，从出口124排出气体。由此，在坩埚102内的气相中，可产生从入口122向出口124的气流。利用这种气流，转移到气相中的放射性同位素能够向出口方向输运。通过调整从入口122导入的气体量，能够调整从出口124排出的气体量。另外，通过调整从出口124排出的气体量(例如减少流量、典型的是堵塞出口124)、或者堵塞捕集器130的排出侧，来调整导入的气体量等，由此可以控制坩埚102内的气相的气压。将从出口124排出的气体量的调整或从捕集器130排出端排出的气体量的调整与从入口122导入的气体量的调整进行组合，可以更精确地控制坩埚102内的气相的气压。
出口124为将来自坩埚102的气体排出的排出口。出口124例如为筒状的管。出口124将坩埚102的内部和捕集器130连接为能够使气体导通。由入口122导入的气体和气化的放射性同位素等可从出口124排出。放射性同位素为向液体标的物照射放射线束而生成的物质。
捕集器130为从来自坩埚102的气体中分离并提取放射性同位素的装置。捕集器130以包含上述放射性同位素的气体能够导通的方式与坩埚102气密地连接。例如，捕集器130对从坩埚102导入的气体进行冷却。由此，放射性同位素被液化或固化，能够从包括放射性同位素的气体(通常为与He的混合气)中分离出放射性同位素。关于上述冷却，只要能够从混合气体中分离出放射性同位素就没有特别限制，例如可以为放射性同位素的沸点以下的温度，优选为放射性同位素的熔点以下的温度或凝固点以下的温度。更优选地，设定为比放射性同位素的熔点或凝固点更低的温度。例如，可以为4℃(277K)以下，典型地为-10℃(263K)以下，优选地为-80℃(193K)以下，更优选地为-196℃(77K)以下。作为冷却手段，例如可以使用冷却水、丙酮-干冰、液氮等。此时，因为He气在液氮温度下(77K)不会液化以及固化，所以能够分离放射性同位素。另外，从捕集器130排出的分离后的气体(例如，He气)也可以从入口122再次被导入到坩埚102中。在捕集器130中，可通过与已知的干式蒸馏分离同样的方法分离放射性同位素。捕集器130为提取部的一个例子。
在坩埚102内，也可以设置一个以上的热电偶等温度测量装置。利用温度测量装置，能够测量坩埚102内的液相位置的温度和气相位置的温度。例如，通过测量液相位置的温度，能够判断标的物质是否液化。
(操作例)
图2为表示放射性同位素制造装置的操作流程例子的图。在此，假设标的物质已经被放入坩埚102中。另外，假设从入口122，每单位时间导入规定量的He气。
在S101中，放射性同位素制造装置100的加热器104加热坩埚102。加热器104例如可以由计算机等控制装置所控制。通过加热坩埚102，坩埚102内的标的物质被加热(典型地熔化为液体)。坩埚102优选地被加热到标的物质的熔点以上的温度。成为液体的标的物质也被称为液体标的物。在此，标的物质为铋(Bi)。标的物质例如为元素周期表的14族(IVA族)、15族(VA族)、16族(VIA族)元素。由于铋的熔点为271℃，所以只要将坩埚102加热到271℃以上即可。在此，坩埚102由加热器104加热到300℃。作为标的物(液体标的物)的温度，优选的是所生成的放射性同位素的饱和蒸气压与液体标的物的饱和蒸气压之比变得更大的温度。另外，为了有效地获得目标放射性同位素，优选地，选择标的物的元素以使所生成的放射性同位素的饱和蒸气压相对于液体标的物的饱和蒸气压的比例变得更大。此时，以如下所示的方式选择用于照射的放射线束的种类。
在S102中，经由射线束通道部110，对坩埚102内的液体标的物照射放射线束。放射线束的放射线例如为α射线(4He2+)、3He2+、1H+、2H+、7Li3+等。在这里，放射线束的放射线采用α射线。当标的物质为13族(IIIA族)、14族(IVA族)、15族(VA族)、16族(VIA族)的元素时，采用1H+、2H+、4He2+、3He2+、7Li3+。由此，由标的物质和放射线束之间的核反应所生成的主要的放射性同位素为15族(VA族)、16族(VIA族)、17族(VIIA族)、18族(VIIIA族)的元素。另外，标的物的元素优选为金属。
在S103中，通过标的物质和放射线束之间的核反应来生成放射性同位素。在标的物质为Bi、放射线束为α射线时，生成的主要的放射性同位素是211At。另外，在坩埚102的液相内，由核反应的热而被加热的Bi上升，经过气相的气体、坩埚102的墙壁而被空气等冷却的Bi下降，从而生成Bi的对流。由此，可使液相Bi的温度保持恒定。
在S104中，由放射线束的照射所生成的放射性同位素蒸发。例如，At的熔点(302℃)处的饱和蒸气压是4×104Pa。所生成的At蒸发，直到在坩埚102内At的分压达到饱和蒸汽压为止。另外，Bi的熔点(271℃)处的饱和蒸气压是1.6×10-5Pa。同样，Bi也蒸发，直到在坩埚102内Bi的分压达到饱和蒸气压为止。若使在Bi熔点(271℃)处的At的饱和蒸气压与At的熔点(302℃)处的饱和蒸气压大致相同，则At的饱和蒸气压比Bi的饱和蒸气压大，达109倍以上。因此，在坩埚102的液相中，即使At相对于Bi的比例非常小，在气相中Bi的分压也会迅速达到饱和蒸气压，因此，从液面蒸发的元素(从液相转移到气相的元素)几乎都为At。例如，当液体标的物的温度为300℃时，如果适当设定Bi的体积，则从液面蒸发的元素中At的比例达到99％以上。即，从液面蒸发的元素几乎都是At。气相中存在的At的量远远大于气相中存在的Bi的量。由此，At从Bi被分离。
即，在相对于标的元素的饱和蒸气压，照射而生成的元素的饱和蒸气压更大的情况下，从液相的液面蒸发的元素大多数为生成的元素(放射性同位素)。通过对标的元素照射放射线束，来生成放射性同位素并转移到气相(气体中)。
图3是表示14族(IVA族)、15族(VA族)、16族(VIA族)、17族(VIIA族)元素的饱和蒸气压与温度关系的示例的表格。例如，14族(IVA族)的Ge在2014℃的饱和蒸气压为103Pa。众所周知，元素的饱和蒸气压原则上相对于温度单调增加。在此，对同周期的元素进行饱和蒸气压的比较。在图3的表格中，若在相同的饱和蒸气压下比较，14族(IVA族)、15族(VA族)、16族(VIA族)元素的温度比17族(VIIA族)的温度高。即，若在相同温度下比较，14族(IVA族)、15族(VA族)、16族(VIA族)元素的饱和蒸气压低于17族(VIIA族)元素的饱和蒸气压。另外，18族(VIIIA族)元素的沸点一般比其它元素的沸点低很多。因此，若在相同温度下比较，14族(IVA族)、15族(VA族)、16族(VIA族)元素的饱和蒸气压也低于18族(VIIIA族)元素的饱和蒸气压。即，在14族(IVA族)、15族(VA族)、16族(VIA族)元素的熔点处的14族(IVA族)、15族(VA族)、16族(VIA族)元素的饱和蒸气压低于在14族(IVA族)、15族(VA族)、16族(VIA族)元素的熔点处的17族(VIIA族)、18族(VIIIA族)元素的饱和蒸气压。或者，在14族(IVA族)、15族(VA族)、16族(VIA族)元素的熔点处，17族(VIIA族)、18族(VIIIA族)的元素为气体。因此，若液体标的物为14族(IVA族)、15族(VA族)、16族(VIA族)元素，所生成的元素(放射性同位素)为17族(VIIA族)、18族(VIIIA族)的元素，则从液面蒸发的元素中放射性同位素的比例会变高。
在S105中，从液相的液面蒸发为气相的放射性同位素(例如211At)与气相的He气等一起通过出口124到达捕集器130。捕集器130利用液氮等冷却来提取放射性同位素。利用液氮冷却，He气以气体的形态原样地存在且穿过捕集器130，而放射性同位素则凝固而留在捕集器130中。由此，能够分离、提取放射性同位素。
在放射性同位素制造装置100中，可以一边持续照射放射线束，一边在捕集器130中进行放射性同位素的分离和提取。即，在放射性同位素制造装置100中，可以同时进行放射线束的放射和放射线同位素的提取。也可以在同时进行放射线束的放射和放射线同位素的提取工作时，将放射线束的放射和放射线同位素的提取工作之中的任意一方的处理工作停止。亦可以在提取放射性同位素时，不将标的元素从坩埚202中移出。因此，放射性同位素制造装置100能够高效率地生成放射性同位素。
(变形例)
图4为表示本实施方式的变形例的放射性同位素制造装置的构成例的图。图4的放射性同位素制造装置200包括坩埚202、加热器204、喷嘴208、射线束通道部210、射线束窗口212、射线束窗口214、入口222、出口224、捕集器230、泵240和热交换器250。放射性同位素制造装置200与图1的放射性同位素制造装置100同样地，可以包括用于冷却坩埚202的夹套。
关于坩埚202、加热器204、射线束通道部210、射线束窗口212、射线束窗口214、入口222、出口224、捕集器230，与放射性同位素制造装置100的对应部件具有同样的结构。
在坩埚202的液相的下部，可设置用于排出液体标的物的通道，可利用泵240把液体标的物从坩埚202排出。所排出的液体标的物可由热交换器250冷却。冷却后的液体标的物可导入到设置在坩埚202内上部的喷嘴208。导入到喷嘴208的液体标的物可从喷嘴208的下部像瀑布一样流动，到达至坩埚202的液相。射线束通道部210可设置成使放射线束照射到从喷嘴208流出的液体标的物。通过强制地使液体标的物循环，可有效地消除由核反应生成的热量，能够抑制坩埚202内的温度上升。
就放射性同位素制造装置200而言，除了强制性地使液体标的物循环的这部分以外，与放射性同位素制造装置100同样地工作。
(实施方式的作用、效果)
现有技术中，对安装在装置上的固体标的物照射放射线束，在固体标的物内生成放射性同位素。因此，照射后取下安装在装置上的固体标的物，并进行加热熔化固体标的物等的干式蒸馏分离，来提取放射性同位素。从固体标的物的拆卸到干式蒸馏分离结束的过程中，会发生时间上的损失。另外，在对于固体标的物的照射中，为了不使固体标的物熔化，要求控制照射的输出功率。若控制输出功率，则所生成的放射性同位素的量会变少。
与此相对，在本实施方式的装置中，对液体标的物照射放射线束，在液体标的物内生成放射性同位素。通过恰当地调整液体标的物的液面附近的温度、压力，能够提高蒸发出来的所生成的放射性同位素在从液相蒸发的元素中的比例。在上述例子中，因为211At的饱和蒸气压远大于Bi的饱和蒸气压，所以从液相蒸发的元素大多为211At。因此，回收蒸发的元素来进行放射性同位素的提纯。该放射性同位素的生成、分离、提纯的过程自发进行到液体标的物液面附近的211At的分压达到饱和蒸气压并达到平衡状态为止。因此，如果连续地或在合适的时机提取At，则可以连续地或间歇地持续制造211At。另外，在本实施方式的装置中，能够提取放射性同位素而不必对液体标的物停止照射放射线束后再取出液体标，因此能够以更短的时间进行从放射性同位素的生成到提取为止的放射性同位素的制造。即，根据本实施方式的装置，能够从因照射放射线束而生成并蒸发的包含放射线同位素的气体中提取放射线同位素。
另外，在本实施方式的装置中，因为标的物为液体，所以无需为了不使标的物熔化而控制照射输出功率，而是可以通过使液体标的物对流、强制循环等来冷却，由此，能够增大放射线束的照射输出功率，而在不使液体标的物的温度上升。通过增大照射输出功率，能够制造更多的放射性同位素。
但是，在上述实施方式和变形例中，作为一个例子说明的是通过将标的物质设定为铋(Bi)、将照射标的物质上的放射线束设定为α射线来生成作为放射性同位素的211At的情形，然而上述实施方式和变形例中，也可以利用铋(Bi)以外的金属作为标的物质，也可以利用α射线以外的放射线束照射标的物质，也可以生成211At以外的放射性同位素。
下述表格表示适用于上述实施方式、变形例的标的物质和放射线束与放射性同位素的组合模式。
【表1】
【表2】
【表3】
【表4】
【表5】
【表6】
【表7】
在上述各表格中表示为“标的物”的栏的记载中，例示了在上述实施方式和变形例中能够用作标的物质的元素，如表中所记载，例如可举出硫(S)、镓(Ga)、硒(Se)、锡(Sn)、锑(Sb)、碲(Te)、铅(Pb)、铋(Bi)等。
另外，在上述各表格中表示为“核反应”的栏的记载中，例示了关于上述实施方式和变形例中由照射标的物质的放射线束引起的核反应的种类，如表中所述，例如可举出使用α粒子的α反应、使用质子的p反应、使用锂的核反应等。在核反应的栏目中，逗号(，)的左侧表示入射于标的物质的物质，逗号(，)的右侧表示从标的物质出射的物质。
另外，在上述各表格中表示为“子孙核素”的栏的记载中，表示生成物发生衰变而生成的核素。作为子孙核素，如上述各表格中所例示，例示了锗(Ge)、溴(Br)等，而对于表格的记载栏中没有收录的各种各样的子孙核素的生成，则用星号(*)来表示。
另外，在上述各表格中表示为“加热温度”的栏中的“标的物”栏以及“生成物”栏的记载内容表示物质的状态，“Sol”表示固体、“Liq”表示液体、Gas表示气体的状态。
通过将上述各表格中所示的标的物与核反应的组合适用于上述实施方式或变形例，如各表格的“生成物”栏所示，能够生成各种放射性同位素。在上述各表格中标的物为这样的物质：其在被放射线束照射的压力下气化时的温度比作为生成物的放射性同位素在相同压力下气化时的温度更高。因此，在上述实施方式和变形例中，在相同压力下放射性同位素气化时的温度以上、且低于在相同压力下标的物质气化时的温度的温度范围内，调整标的物质的温度，由此，标的物质不发生气化而放射性同位素发生气化，能够从捕集器130的气体中提取放射性同位素。另外，本申请中所称的“气化”是指物质处于气体的状态，例如，包含因超过沸点或升华点而转移到气相的状态的概念。因此，上述“标的物质在相同压力下气化时的温度”可以换言为“标的物质在相同压力下蒸发的沸点或升华点”。
例如，在表中的No.1的组合的情况下，作为标的物质的硫(S)在常压下的沸点约为444℃，而生成物氯(Cl)在常压下的沸点比硫(S)低，约为-34℃，因此如表中的“加热温度”栏中所示，如果在坩埚102内的温度为350℃的状态下对标的物照射放射线束，则标的物质硫(S)原样保持液体的状态，而只有生成物氯(Cl)发生蒸发，在坩埚102内蒸发的氯(Cl)在捕集器130中经冷凝而被提取。
另外，例如，如果是表中的No.3或No.7中的组合，标的物质镓(Ga)在常压下的沸点约为2400℃，而生成物砷(As)在常压下的沸点比镓(Ga)低，约为613℃，因此如表中的“加热温度”栏所示，如果在坩埚102内的温度为650℃的状态下对标的物照射放射线束，则标的物质镓(Ga)原样保持液体状态，而只有生成物砷(As)发生蒸发，坩埚102内蒸发的砷(As)在捕集器130中经冷凝而被提取。
另外，例如，如果是表中的No.12或No.16、No.22中的组合，标的物质硒(Se)在常压下的沸点约为684℃，而生成物溴(Br)在常压下的沸点比硒(Se)低，约为58℃，因此如表中的“加热温度”栏所示，如果在坩埚102内的温度为350℃或650℃的状态下对标的物照射放射线束，则标的物质硒(Se)原样保持液体状态，而只有生成物溴(Br)发生蒸发，坩埚102内蒸发的溴(Br)在捕集器130中经冷凝而被提取。
另外，例如，如果是表中的No.102或No.112中的组合，标的物质锑(Sb)在常压下的沸点约为1587℃，而生成物碘(I)在常压下的沸点比锑(Sb)低，约为148℃，因此如表中的“加热温度”栏所示，如果在坩埚102内的温度为350℃或650℃的状态下对标的物照射放射线束，则标的物质锑(Sb)原样保持固体或液体的状态，而只有生成物碘(I)发生蒸发，坩埚102内蒸发的碘(I)在捕集器130中经冷凝而被提取。
另外，例如，如果是表中的No.186中的组合，标的物质铋(Bi)在常压下的沸点约为1564℃，而生成物氡(Rn)在常压下的沸点比铋(Bi)低，约为-62℃，因此如表中的“加热温度”栏所示，如果在坩埚102内的温度为350℃或650℃的状态下对标的物照射放射线束，则标的物质铋(Bi)原样保持固体或液体的状态，而只有生成物氡(Rn)发生蒸发，坩埚102内蒸发的氡(Rn)在捕集器130中经冷凝而被提取。
另外，在上述各表格的“加热温度”栏中例示了温度为350℃和650℃的两种情况，但是在上述实施方式或变形例中欲实现上述各表格所示标的物与核反应的组合时的坩埚102内的温度并非限定在350℃和650℃中的某一个温度。即，在上述实施方式或变形例中欲实现上述各表所示的标的物与核反应的组合时，坩埚102内的标的物质的温度可设定为生成物在坩埚102内的压力下气化时的温度以上、且低于标的物质在相同压力下气化时的温度的温度范围以内的任何温度。例如，如果是表中的No.1中的组合，则标的物质硫(S)在常压下的沸点约为444℃，而生成物氯(Cl)在常压下的沸点比硫(S)低，约为-34℃。因此，在坩埚102内为常压的情况下，如果坩埚102内硫(S)的温度为大约-30℃到440℃范围内时，则在坩埚102内使标的物质硫(S)不会发生气化而仅使生成物氯(Cl)发生气化，在坩埚102内蒸发的氯(Cl)可通过捕集器130经冷凝而被提取。
另外，在上述各表格的“标的物”栏中，只记载了作为标的物的元素名，但是在坩埚102内既可以包括各表格的“标的物”栏中所示的标的物质，也可以是具有两种以上标的物质的状态，或者也可以包含非标的物质与标的物质一起被放入的状态。
另外，在坩埚102内两种以上物质一起被放入而形成合金的情况下，其熔点与各物质以单质状态存在的情况不同。例如，铋(Bi)和锡(Sn)以58:42的比例制成的合金的熔点为在常压下比铋(Bi)熔点271℃或锡熔点(Sn)232℃更低的138℃。但是，对铋(Bi)照射放射线束而得到的生成物的沸点、以及对锡(Sn)照射放射线束而得到的生成物的沸点本身与是否为合金状态无关，因此可将坩埚102内调整为合适的温度，由此在捕集器130中选择性地提取各生成物。
上述生成物除在医疗方面能够用于诊断、治疗之外，例如，也可在农作物方面作为示踪剂用于观察从土壤中物质转移的植物状态，或者作为试剂用于检查工业产品的表面处理状态等，能够应用于医疗目的之外的农作物或工业产品的质量管理方面的各种用途。
(附图标记的说明)
100 放射性同位素制造装置
102 坩埚
104 加热器
106 夹套
110 射线束通道部
112 射线束窗口
114 射线束窗口
122 入口
124 出口
130 捕集器
200 放射性同位素制造装置
202 坩埚
204 加热器
208 喷嘴
210 射线束通道部
212 射线束窗口
214 射线束窗口
222 入口
224 出口
230 捕集器
240 泵
250 热交换器

Claims (7)

1.一种用于制造放射性同位素的放射性同位素制造装置，包括：
密闭的容纳容器，用于容纳液体标的物质；
射线束导入部，其用于将放射线束照射于上述容纳容器中的上述标的物质，以生成放射性同位素；
转移手段，其将生成的上述放射性同位素从上述液体标的物质转移到气相中；以及
提取部，其通过管气密地连接于上述容纳容器而能够使气体从上述容纳容器导通至上述提取部，上述提取部通过冷却将转移的上述放射性同位素从该气相中提取，
上述标的物质的温度调整为位于上述放射性同位素在压力下气化时的温度以上且低于上述标的物质在上述压力下气化时的温度的温度范围内，通过调整从上述容纳容器的出口排出至上述提取部的气体量来控制上述放射性同位素气化时的上述压力。
2.根据权利要求1所述的放射性同位素制造装置，其中，
上述提取部为冷却用捕集器。
3.根据权利要求1所述的放射性同位素制造装置，包括用于加热上述容纳容器的加热部。
4.根据权利要求1所述的放射性同位素制造装置，具有对上述容纳容器内的标的物质进行冷却的冷却单元。
5.根据权利要求4所述的放射性同位素制造装置，其中，
上述冷却单元通过向设置于上述容纳容器周围的夹套内导入冷却材料来对上述容纳容器内的标的物质进行冷却。
6.根据权利要求4所述的放射性同位素制造装置，其中，
上述冷却单元使上述容纳容器内的标的物质在上述容纳容器的内外循环。
7.根据权利要求4所述的放射性同位素制造装置，其中，
利用对流使上述容纳容器内的标的物质的温度保持恒定。
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7258736B2 (ja) * 2019-12-17 2023-04-17 株式会社東芝 放射性同位体製造方法および放射性同位体製造装置
US11776705B1 (en) * 2020-01-16 2023-10-03 Innosense Llc High temperature and high beam current compatible targets and methods thereof for generating noble gas/radiohalogen generators for medical isotopes

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05119196A (ja) * 1991-10-25 1993-05-18 Rikagaku Kenkyusho 減圧加熱融解法によるマルチトレーサーの製造方法
DE60220316D1 (de) * 2001-12-21 2007-07-05 Ion Beam Applic Sa Verfahren und einrichtung zur herstellung von radioisotopen aus einem target
CN101084557A (zh) * 2004-10-21 2007-12-05 马尔科·苏米尼 用于放射性同位素内源式产生、尤其是用于pet的装置
CN101794635A (zh) * 2009-01-16 2010-08-04 住友重机械工业株式会社 放射性气体同位素制造装置
JP2013246131A (ja) * 2012-05-29 2013-12-09 Sumitomo Heavy Ind Ltd Ｒｉ製造装置
CN104011803A (zh) * 2011-10-10 2014-08-27 离子束应用股份有限公司 制备放射性同位素的方法和设备
WO2017135196A1 (ja) * 2016-02-03 2017-08-10 国立研究開発法人理化学研究所 ミュオン照射による放射性物質の製造方法およびその製造物質

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SE380000B (zh) * 1971-08-31 1975-10-27 Atomic Energy Of Australia
US5802439A (en) * 1997-02-19 1998-09-01 Lockheed Martin Idaho Technologies Company Method for the production of 99m Tc compositions from 99 Mo-containing materials
US6157036A (en) * 1998-12-02 2000-12-05 Cedars-Sinai Medical Center System and method for automatically eluting and concentrating a radioisotope
EP1284482A4 (en) * 2000-05-26 2006-10-11 Mitsubishi Heavy Ind Ltd TARGET TANK FOR NEUTRON SPREADING DEVICE
US20060023829A1 (en) * 2004-08-02 2006-02-02 Battelle Memorial Institute Medical radioisotopes and methods for producing the same
WO2006074960A1 (en) * 2005-01-14 2006-07-20 European Organisation For Nuclear Research - Cern Method for production of radioisotope preparations and their use in life science, research, medical application and industry
EP2580763B1 (en) * 2010-06-09 2015-07-22 General Atomics Methods and apparatus for selective gaseous extraction of molybdenum-99 and other fission product radioisotopes
BE1019556A3 (fr) * 2010-10-27 2012-08-07 Ion Beam Applic Sa Dispositif destine a la production de radioisotopes.
JP6602530B2 (ja) * 2014-07-25 2019-11-06 株式会社日立製作所 放射性核種製造方法及び放射性核種製造装置
US20160035448A1 (en) * 2014-07-31 2016-02-04 General Electric Company Production of carbon-11 using a liquid target
JP6478558B2 (ja) 2014-10-20 2019-03-06 株式会社日立製作所 放射性薬剤製造システム、放射性薬剤製造装置および放射性薬剤の製造方法
GB2552151A (en) * 2016-07-08 2018-01-17 Univ Oslo Cyclotron target

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05119196A (ja) * 1991-10-25 1993-05-18 Rikagaku Kenkyusho 減圧加熱融解法によるマルチトレーサーの製造方法
DE60220316D1 (de) * 2001-12-21 2007-07-05 Ion Beam Applic Sa Verfahren und einrichtung zur herstellung von radioisotopen aus einem target
CN101084557A (zh) * 2004-10-21 2007-12-05 马尔科·苏米尼 用于放射性同位素内源式产生、尤其是用于pet的装置
CN101794635A (zh) * 2009-01-16 2010-08-04 住友重机械工业株式会社 放射性气体同位素制造装置
CN104011803A (zh) * 2011-10-10 2014-08-27 离子束应用股份有限公司 制备放射性同位素的方法和设备
JP2013246131A (ja) * 2012-05-29 2013-12-09 Sumitomo Heavy Ind Ltd Ｒｉ製造装置
WO2017135196A1 (ja) * 2016-02-03 2017-08-10 国立研究開発法人理化学研究所 ミュオン照射による放射性物質の製造方法およびその製造物質

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