CN113574613A - 靶照射系统及来自固体靶的放射性同位素的回收方法 - Google Patents

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CN113574613A CN202080020988.1A CN202080020988A CN113574613A CN 113574613 A CN113574613 A CN 113574613A CN 202080020988 A CN202080020988 A CN 202080020988A CN 113574613 A CN113574613 A CN 113574613A
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越智重治
谷口爱实
村上喜信
小田敬
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Abstract

本发明涉及靶照射系统及来自固体靶的放射性同位素的回收方法。靶照射系统对具有金属层的固体靶照射从粒子加速器射出的带电粒子束以生成金属层的放射性同位素，具备：靶照射装置，配置在设置于建筑物的室内，将固体靶保持于带电粒子束的照射位置，从而能够对固体靶照射带电粒子束；及溶解装置，配置在室内，使附着于通过靶照射装置完成了带电粒子束的照射的固体靶上的放射性同位素溶解。

Description

靶照射系统及来自固体靶的放射性同位素的回收方法
技术领域
本发明涉及靶照射系统及来自固体靶的放射性同位素的回收方法。
背景技术
如专利文献1所示，已知有一种具备自屏蔽体的自屏蔽式回旋加速器系统，该自屏蔽体在内部容纳回旋加速器，抑制从回旋加速器释放的放射线释放到外部。近年来，开发出一种通过对具有金属层的靶照射带电粒子束来获得固体放射性同位素(RI：RadioIsotope)的装置。这样的放射性同位素用来制造在医院等中的PET检查(正电子断层摄影检查)等中所使用的放射性药剂。例如，在专利文献2中，将附着有固体的放射性同位素的靶输送到溶解装置，并在该溶解装置内溶解放射性同位素，由此进行该RI的回收。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2000-105293号公报
专利文献2：日本特开2014-115229号公报
发明内容
发明要解决的技术课题
在此，带电粒子束照射后的靶激活。因此，要求将靶从照射装置取出并快速使放射性同位素在溶解装置中溶解。
本发明的目的在于提供能够将靶从照射装置取出并快速使放射性同位素在溶解装置中溶解的靶照射系统及来自固体靶的放射性同位素的回收方法。
用于解决技术课题的手段
本发明所涉及的靶照射系统为，对具有金属层的固体靶照射从粒子加速器射出的带电粒子束以生成金属层的放射性同位素，所述靶照射系统具备：靶照射装置，配置在设置于建筑物的室内，将固体靶保持于带电粒子束的照射位置，从而能够对固体靶照射带电粒子束；及溶解装置，配置在室内，使附着于通过靶照射装置完成了带电粒子束的照射的固体靶上的放射性同位素溶解。
在本发明所涉及的靶照射系统中，靶照射装置将固体靶保持于带电粒子束的照射位置，从而能够对固体靶照射带电粒子束。由此，在固体靶的金属层中被照射带电粒子束的部位形成放射性同位素。并且，溶解装置使附着于通过靶照射装置完成了带电粒子束的照射的固体靶上的放射性同位素溶解。由此，通过回收溶解液而能够回收放射性同位素。在此，靶照射装置及溶解装置配置在设置于建筑物的室内。因此，将带电粒子束照射于固体靶的工序、及通过溶解对放射性同位素进行回收的工序，均在室内进行。因此，能够将固体靶从靶照射装置取出并快速使放射性同位素在溶解装置中溶解。
靶照射系统还具备将靶照射装置支承于室内地板的支承部，溶解装置可以通过支承部支承于地板。此时，由于靶照射装置及溶解装置通过共同的支承部而被支承，因此能够将两者配置于接近的位置。
靶照射系统可以还具备输送装置，所述输送装置将通过靶照射装置进行的保持被解除的固体靶输送至溶解装置。此时，能够将固体靶从靶照射装置快速输送至溶解装置。
靶照射系统还具备屏蔽防护体，所述屏蔽防护体设置于室内，并将粒子加速器和靶照射装置容纳于内部，以屏蔽从粒子加速器及靶照射装置释放的放射线，溶解装置可以设置于屏蔽防护体内。此时，在将固体靶从靶照射装置输送到溶解装置时，屏蔽防护体能够屏蔽放射线。
靶照射系统还具备输送装置和控制部，所述输送装置将固体靶从靶照射装置输送到溶解装置，控制部可以将输送装置控制成：在对金属层照射带电粒子束之后，将保持于靶照射装置的固体靶向溶解装置进行输送。由此，通过控制部自动地进行基于输送装置对固体靶的输送。由此，能够进一步抑制对工作人员的辐射暴露(radiation exposure)。并且，控制部自动地进行固体靶的输送，由此能够谋得缩短工作时间。
靶照射系统还具备屏蔽防护体，该屏蔽防护体设置于室内，并将粒子加速器和靶照射装置容纳于内部，以屏蔽从粒子加速器及靶照射装置所释放的放射线，所述靶照射系统可以具备：容纳部，在屏蔽防护体内覆盖溶解装置；及排气部，将容纳部内的气体排出到屏蔽防护体的外部。此时，在溶解装置的溶解液气化的情况下，通过容纳部抑制气体扩散到屏蔽防护体内。并且，容纳部内的气体可通过排气部排出到屏蔽防护体的外部。由此，能够抑制屏蔽防护体内的其他设备被气体腐蚀。
靶照射系统还具备输送固体靶的输送装置，输送装置能够支承多个固体靶。此时，输送装置无需在过程中进行固体靶的卸下工作，便能够将多个固体靶输送到照射位置及溶解位置。由此，能够减少由卸下工作引起的辐射暴露的影响。
靶照射系统还具备支承固体靶的支承装置，靶照射装置具备射出带电粒子束的照射口，溶解装置具备进行溶解液的供给及回收的溶解口，支承装置可以连结于照射口且连结于溶解口。此时，支承装置能够兼作靶照射装置的一部分及溶解装置的一部分。
溶解装置可以具备进行溶解液的供给及回收的多个溶解口。此时，无需进行溶解口的更换工作，便能够进行多个核素的放射性同位素的溶解工序。
靶照射系统对具有金属层的固体靶照射从粒子加速器射出的带电粒子束以生成金属层的放射性同位素，所述靶照射系统具备：靶照射装置，将固体靶保持于带电粒子束的照射位置，从而能够对固体靶照射带电粒子束；及溶解装置，使附着于通过靶照射装置完成了带电粒子束的照射的固体靶上的放射性同位素溶解，靶照射装置及溶解装置配置在设置于建筑物的同一个室内。根据该靶照射系统，能够获得与上述靶照射系统相同的作用效果。
来自固体靶的放射性同位素的回收方法为，回收附着于具有金属层的固体靶上的该金属层的放射性同位素，在该来自固体靶的放射性同位素的回收方法中，通过在设置于建筑物的屏蔽室内所配置的靶照射装置对固体靶照射带电粒子束以使固体靶生成放射性同位素，通过能够输送固体靶的输送装置将完成了带电粒子束的照射的固体靶向配置在屏蔽室内的溶解装置进行输送，通过溶解装置使附着于固体靶上的放射性同位素溶解。根据该回收方法，将带电粒子束照射于固体靶的工序、输送固体靶的工序、及通过溶解对放射性同位素进行回收的工序，均在屏蔽室内进行。因此，能够将固体靶从靶照射装置取出并快速使放射性同位素在溶解装置中溶解。并且，在各工序中，能够屏蔽放射线。
发明的效果
根据本发明，能够提供能够将靶从照射装置取出并快速使放射性同位素在溶解装置中溶解的靶照射系统及来自固体靶的放射性同位素的回收方法。
附图说明
图1是表示具备本发明的一个实施方式所涉及的靶照射系统的自屏蔽式回旋加速器系统的概略结构图。
图2是固体靶的立体图。
图3是靶照射系统的放大图。
图4是表示控制部的处理内容的流程图。
图5是表示靶照射系统的动作的放大图。
图6是表示靶照射系统的动作的放大图。
图7是表示靶照射系统的动作的放大图。
图8是表示靶照射系统的动作的放大图。
图9是表示靶照射系统的动作的放大图。
图10是表示具备变形例所涉及的靶照射系统的自屏蔽式回旋加速器的放大图。
图11是表示变形例所涉及的靶照射系统的概念结构图。
图12是表示变形例所涉及的靶照射系统的概略结构图。
图13是表示图12所示的靶照射系统的主要部分的概略图。
图14是表示靶交换器的具体结构的一例的立体图。
图15是表示支承装置被按压于照射口上的状态的剖视图。
图16是表示支承装置被按压于溶解口上的状态的剖视图。
图17是溶解口的主视图。
图18是表示靶照射系统的动作的概略图。
图19是表示靶照射系统的动作的概略图。
图20是表示靶照射系统的动作的概略图。
图21是表示靶照射系统的动作的概略图。
图22是表示靶照射系统的动作的概略图。
图23是表示靶照射系统的动作的概略图。
具体实施方式
以下，参考附图对本发明的优选实施方式进行详细说明。另外，各图中对相同部分或相当部分标注相同的符号，并省略重复说明。
如图1所示，自屏蔽式回旋加速器系统100为设置于建筑物150的内部的系统。本实施方式所涉及的自屏蔽式回旋加速器系统100为使用带电粒子束制造放射性同位素(以下，有时称作RI)的系统。自屏蔽式回旋加速器系统100例如能够用作PET用回旋加速器，该系统中制造出的RI例如用于制造作为放射性同位素标记化合物(RI化合物)的放射性药剂(包括放射性医药品)。作为在医院等的PET检查(正电子断层摄影检查)中使用的放射性同位素标记化合物，有18F-FLT(氟胸苷)、18F-FMISO(氟硝基咪唑)及11C-雷氯必利(raclopride)等。
自屏蔽式回旋加速器系统100具备回旋加速器2(粒子加速器)、靶照射系统3及屏蔽防护体4。自屏蔽式回旋加速器系统100在建筑物150的内部的回旋加速器室152中设置于该建筑物的地板151上。回旋加速器室152为用混凝土(屏蔽壁)覆盖的房屋。因此，使用者通过使用自屏蔽式回旋加速器系统100，能够在建筑物内当场获取放射性同位素。
回旋加速器2为射出带电粒子束的加速器。回旋加速器2为从离子源将带电粒子供给到加速空间内，并将加速空间内的带电粒子进行加速而输出带电粒子束的圆形加速器。回旋加速器2具有一对磁极、真空箱、包围这一对磁极及真空箱的环状的轭。一对磁极的一部分在真空箱内主表面彼此隔开规定间隔而相面对。在这一对磁极的间隙内，带电粒子被多重加速。作为带电粒子，例如可举出质子、重粒子(重离子)等。在本实施方式中，回旋加速器2具备射出带电粒子束的多个端口2a。在多个端口2a之一中形成有后述靶照射装置20。回旋加速器2调整加速空间内的带电粒子束的轨道，从所希望的端口2a取出带电粒子束。
屏蔽防护体4设置于室内(回旋加速器室152内)，并将回旋加速器2和后述靶照射装置20容纳于内部，以屏蔽从回旋加速器2及后述靶照射装置20所释放的放射线。屏蔽防护体4配置于建筑物内，并将回旋加速器2容纳于内部，以抑制从回旋加速器2所释放的放射线释放到回旋加速器室152。屏蔽防护体4通过全方位覆盖回旋加速器2而能够全方位屏蔽放射线。在本实施方式中，屏蔽防护体4具有六面体的箱形结构，但形状并无特别的限定。屏蔽防护体4将建筑物150的内部空间(回旋加速器室152)和自屏蔽式回旋加速器系统100的内部空间120予以隔开。建筑物150的内部空间可以构成为设置其他设备或工作人员等能够通行的空间。因此，在建筑物的室内仅配置回旋加速器2的系统与本实施方式的自屏蔽式回旋加速器系统100不同，构成建筑物房间的周围的墙壁不相当于屏蔽防护体4。屏蔽防护体4的墙壁，例如由聚乙烯、铁、铅、重混凝土等材质构成。在屏蔽防护体4内，除了回旋加速器2以外，还配置有用于使该回旋加速器2运行的真空泵、配线等。并且，在屏蔽防护体4内，还配置有靶照射系统3的构成要件。因此，屏蔽防护体4作为将后述靶照射装置20支承于回旋加速器室152的地板151的支承部而发挥作用。后述的溶解装置21通过作为支承部而发挥作用的屏蔽防护体4支承于地板151上。根据如上所述构成，后述靶照射装置20及后述溶解装置21配置在设置于建筑物150的同一个室内(回旋加速器室152内)。
靶照射系统3为对固体靶10照射带电粒子束，并使通过该照射而生成的放射性同位素溶解而回收的部分。靶照射系统3形成于回旋加速器2的外周部附近，并配置在屏蔽防护体4内。通过靶照射系统3所获得的包含放射性同位素的溶解液，经由输送管161而输送到进行溶解液中的放射性同位素的精制的精制装置、进行药剂合成的合成装置等装置160。
参考图2，对固体靶10进行说明。固体靶10具备靶基板13及金属层11。具体而言，如图2所示，固体靶10在由金属板构成的靶基板13上，形成作为靶材料的金属层11。另外，金属层11并不限定于纯度高的金属层，也可以为金属氧化物层。将该靶基板13设置于装置，带电粒子束B照射于金属层11，由此在被照射的部分生成微量的放射性同位素12。由此，在金属层11中含有放射性同位素12。作为靶基板13的材料，采用在溶解液中不溶解的材料，例如采用Au、Pt等。图2所示的靶基板13虽形成为圆盘状，但形状、厚度并无特别的限定。作为靶材料即金属层11的材料，例如可举出64Ni、89Y、100Mo、68Zn等。作为对应于该金属层11而生成的放射性同位素12，可举出64Cu、89Zr、99mTc、68Ga等。金属层11是通过对靶基板13的表面10a实施电镀处理而形成。并且，并不限定于电镀处理，也可将板状的金属层贴附于靶基板13。图2所示的金属层11以圆形状形成于靶基板13的中央位置，但形状、位置并无特别的限定。另外，当带电粒子束B照射于金属层11时，可在靶基板13的背面10b供给冷却水等。由此，能够通过冷却水等来吸收由带电粒子束B的照射引起的金属层11(及靶基板13)的发热。
接着，参考图3，对靶照射系统3的结构的详细内容进行说明。靶照射系统3对具有金属层11的固体靶10照射从回旋加速器2射出的带电粒子束而生成金属层11的放射性同位素。靶照射系统3具备：靶照射装置20、溶解装置21、输送装置22及控制部50。
靶照射装置20为如下装置：配置在设置于建筑物150的室内(回旋加速器室152内)，将固体靶10保持在带电粒子束B的照射位置，从而能够对固体靶10照射带电粒子束B。靶照射装置20将具有金属层11的固体靶10保持在带电粒子束B的照射位置。并且，靶照射装置20在对固体靶10的带电粒子束B的照射结束之后，解除固体靶10的保持。具体而言，靶照射装置20具备固定单元23和可动单元24。靶照射装置20通过由固定单元23和可动单元24夹持固体靶10而将固体靶10保持于照射位置RP。固定单元23及可动单元24均容纳于屏蔽防护体4内。
固定单元23为固定于回旋加速器2的外周部的筒状的部件。以沿着从回旋加速器2射出的带电粒子束B的照射轴BL而延伸的状态、且以从回旋加速器2的外周突出的状态设置固定单元23。固定单元23在与带电粒子束B的照射轴BL对应的位置具备用于使该带电粒子束B穿过的内部空间26。内部空间26以照射轴BL为中心线，以沿着该照射轴BL延伸的方式形成。固定单元23及内部空间26配置成相对于水平方向朝下方倾斜。
固定单元23在下端侧，作为与可动单元24的上表面对置的对置面23a，具有沿水平方向扩展的表面。固定单元23在对置面23a的位置保持固体靶10。在对置面23a上设置有O型环等密封部件。对置面23a经由密封部件与固体靶10抵接，由此也可发挥作为对固体靶10密封的密封面的作用。在本实施方式中，在对置面23a上，内部空间26所开口的部位(进一步为其中的照射轴BL的位置)相当于照射位置RP。因此，在靶照射装置20保持固体靶10时，是以使固体靶10中的金属层11配置于内部空间26的开口的方式来进行保持。
固定单元23在内部空间26的中途位置具备真空箔25。真空箔25将在内部空间26中比真空箔25更靠上游侧的区域保持成真空。
固定单元23具有配置于照射位置的带电粒子束B及对真空箔25喷吹氦等气体的流路27。流路27具有主流路27a和从该主流路27a分支的分支流路27b、27c。分支流路27b向真空箔25延伸，并对该真空箔25喷吹气体。分支流路27c向固体靶10的照射位置RP延伸，并对所保持的固体靶10喷吹气体。
可动单元24相对于固定单元23在上下方向上进行进退。在将固体靶10设置于输送托盘60时，可动单元24配置于从固定单元23朝下方分开的位置。在将固体靶10保持于照射位置RP时，可动单元24配置于在与固定单元23之间夹持固体靶10的位置(参考图5)。
可动单元24具有在上下方向上延伸的圆柱状的形状。可动单元24在外周面的一部分，与向上下方向移动的驱动机构28连接。在可动单元24的上端形成有朝上方突出的小径部29。小径部29的直径至少比后述的输送托盘60的内周部的直径小。由此，小径部29穿过输送托盘60的内周侧的贯穿孔并与固体靶10抵接，将该固体靶10按压于上方的固定单元23。
可动单元24在小径部29的上端侧，作为与固定单元23的对置面23a对置的对置面24a而具有沿水平方向扩展的表面。在对置面24a上设置有O型环等密封部件。对置面24a经由密封部件与固体靶10抵接，由此也可发挥作为对固体靶10密封的密封面的作用。在靶照射装置20保持固体靶10时，对置面23a和对置面24a夹持固体靶10(参考图5)。
另外，可动单元24具有在对置面24a上开口的内部空间31。内部空间31为用于储存用于冷却固体靶10的冷却介质的空间。在内部空间31中，连接有用于供给冷却介质的供给管32以及用于排出冷却介质的排出管33。
溶解装置21为配置于室内(回旋加速器室152内)并使附着于通过靶照射装置20完成了带电粒子束B的照射的固体靶10上的放射性同位素溶解的装置。溶解装置21使固体靶10中的含有放射性同位素的金属层11溶解。溶解装置21具备固定单元40和可动单元41。溶解装置21由固定单元40和可动单元41夹持而保持固体靶10。在保持了固体靶10的状态下，溶解装置21至少对金属层11供给溶解液，使含有放射性同位素的金属层11的金属溶解于该溶解液中，并连同放射性同位素一起回收该溶解液。作为溶解液，可采用盐酸、硝酸等。固定单元40及可动单元41容纳于屏蔽防护体4内。
固定单元40配置于从靶照射装置20的固定单元23向与回旋加速器2相反一侧分开的位置。固定单元40具备：在上下方向上延伸的圆筒状的主体部48和在外周侧支承主体部48的支承部49。主体部48在下端侧，作为与可动单元41对置的对置面40a而具有沿水平方向扩展的表面。在对置面40a的位置保持固体靶10。在对置面40a上设置有O型环等密封部件。对置面40a经由密封部件而与固体靶10抵接，由此也可发挥作为对固体靶10密封的密封面的作用。在对置面40a的位置保持固体靶10。
主体部48具有在对置面40a上开口的内部空间42。内部空间42为用于储存溶解液的溶解槽，该溶解液用于使固体靶10的金属层11溶解。在内部空间42中，连接有用于供给溶解液的供给吸入管43、以及吸入溶解液及吸入内部空间42内的气体的吸入管44。在对置面40a上开口的内部空间42的直径至少比固体靶10的直径更小，而比金属层11的直径更大。另外，对置面40a本身的直径虽并无特别的限定，但在本实施方式中，比固体靶10的直径更小。
支承部49为具有从主体部48的外周面向径向外侧扩展的端面壁的圆筒状的部件。支承部49在中央位置具备用于插入主体部48的贯穿孔49a。在主体部48的上端部附近形成有凸缘部。该凸缘部卡合于主体部48的贯穿孔49a的上缘部。
可动单元41相对于固定单元40在上下方向上进行进退。在将固体靶10安装于固定单元40时，可动单元41配置于从固定单元40朝下方分开的位置。在溶解装置21中溶解固体靶10的金属层11时，可动单元41配置于在与固定单元40之间夹持固体靶10的位置(参考图9)。
可动单元41具备主体部46及设置于主体部46的上端侧的接盘部47。主体部46具有在上下方向上延伸的圆柱状的形状。主体部46在外周面的一部分与向上下方向移动的驱动机构(未图示)连接。在主体部46的上端形成有用于支承接盘部47的槽结构。
接盘部47具备：在主体部46的上端沿水平方向扩展的底壁部47a和从底壁部47a的外周缘朝上方立起的侧壁部47b。底壁部47a作为与固定单元40的对置面40a对置的对置面41a而具有沿水平方向扩展的表面。对置面41a与固体靶10抵接。在溶解装置21保持固体靶10时，对置面40a和对置面41a夹持固体靶10(参考图9)。侧壁部47b的内径大于固体靶10的直径。并且，在保持固体靶10时，侧壁部47b的上端部配置于比固体靶10高的位置。因此，在溶解固体靶10的金属层11时溶解液从内部空间42泄漏的情况下，接盘部47接收溶解液。另外，在底壁部47a的下表面侧具有用于与主体部46的槽结构嵌合的凹凸结构。
在溶解装置21中，与溶解液接触的主体部48及接盘部47构成为能够更换的一次性器件。即，主体部48以能够装卸的方式安装于支承部49。接盘部47以能够装卸的方式安装于主体部46。在此，所谓“能够装卸”是表示即使一时安装完成，工作人员也能够通过通常的维护工作而容易卸下的安装方式。例如，作为能够装卸的安装结构，可举出通过螺栓接合进行安装的结构、或者在溶解中不脱离的程度的强度下通过嵌合、卡合来进行安装的结构等。例如，焊接或熔敷等固定结构并不属于能够装卸的方式。能够更换的主体部48及接盘部47的材质，例如，能够使用特氟龙(Teflon)(注册商标)等耐酸性高的材质。
输送装置22为将由靶照射装置20进行的保持被解除的固体靶10输送到溶解装置21的装置。输送装置22将固体靶10从靶照射装置20输送到溶解装置21。输送装置22配置于屏蔽防护体4内。输送装置22具备：在载置有固体靶10的状态下进行输送的输送托盘60和驱动输送托盘60的输送驱动部61。输送托盘60为在上表面侧具有用于支承固体靶10的支承部的圆环状部件。输送托盘60具有在上表面的内周侧缘部遍及整周形成的槽部，在该槽部搭载固体靶10的下表面侧的外周缘。输送驱动部61通过未图示的驱动源及驱动力传递机构的组合而构成。输送驱动部61至少在将带电粒子束照射后的固体靶10向溶解装置21进行输送时，通过使输送托盘60从靶照射装置20的位置向水平方向移动而向溶解装置21的位置进行输送。输送驱动部61将输送托盘60从靶照射装置20的固定单元23与可动单元24之间的区域，输送到溶解装置21的固定单元40与可动单元41之间的区域。另外，输送驱动部61只要使用旋转马达及线性马达等公知的驱动源和齿轮及杆等驱动力传递机构而构成即可。输送驱动部61只要构成为能够避免与其他部件发生干涉，而且能够进行所希望的动作，则可以是任何结构。另外，关于各阶段中的输送托盘60的位置，在说明后述动作时，将进行详细的说明。
控制部50控制自屏蔽式回旋加速器系统100。控制部50由CPU、RAM、ROM及输入输出接口等构成。控制部50根据来自装置内的各传感器检测信号及保存于ROM的程序来决定控制内容，并控制自屏蔽式回旋加速器系统100内的各构成要件。另外，控制部50可以不由一个处理装置构成，可以由多个处理装置构成。控制部50可以配置于屏蔽防护体4内，也可以配置于屏蔽防护体4外。
控制部50具备：照射控制部51、保持控制部52、溶解控制部53及输送控制部54。照射控制部51主要控制回旋加速器2，并且控制与通过回旋加速器2照射带电粒子束B有关的动作。保持控制部52主要控制靶照射装置20，并且控制与基于靶照射装置20的固体靶10的保持有关的动作。溶解控制部53主要控制溶解装置21，并且控制与使固体靶10的金属层11溶解有关的动作。输送控制部54主要控制输送装置22，并且控制与固体靶10的输送有关的动作。输送控制部54将输送装置22控制成：在对金属层11照射带电粒子束B之后，将保持于靶照射装置20的固体靶10向溶解装置21进行输送。
接着，参考图3～图9，与由控制部50进行的控制处理的内容一起对靶照射系统3的动作进行说明。图4是表示控制部50的控制处理内容的流程图。图4～图9是表示关于动作中的各阶段中的靶照射系统3的状态的图。另外，为了便于说明，在图4～图9中，省略表示控制部50及输送驱动部61。并且，对于说明中未使用到的符号，有时也适当地省略。
如图4所示，控制部50进行用于将固体靶10设置于靶照射系统3的处理(步骤S10)。在S10的处理中，控制部50将靶照射装置20、溶解装置21及输送装置22配置于初始状态的位置。控制部50通过驱动各构成要件的驱动部而将靶照射系统3设为图3所示的状态。该状态下，可动单元24配置于从固定单元23朝下方分开的位置。可动单元41配置于从固定单元40朝下方分开的位置。输送托盘60配置于从固定单元23朝下方分开的位置且为基准高度的位置。在此，“基准高度”是指：在高度方向上，固定单元23与可动单元24之间且固定单元40与可动单元41之间的规定的高度位置。在该高度位置上，输送托盘60即使在水平方向上移动，也不会与各单元23、24、40、41发生干涉。控制部50可以通过监视器等对工作人员通知已成为能够设置固体靶10的状态的情况。若检测出工作人员将固体靶10载置于输送托盘60，则控制部50掌握固体靶10的设置完成的情况。控制部50可以通过传感器的检测或工作人员的输入来检测出固体靶10的设置已完成的情况。
接着，控制部50进行将固体靶10保持于带电粒子束B的照射位置RP的处理(步骤S20：图4)。在S20中，控制部50的保持控制部52通过控制可动单元24的驱动机构28，使可动单元24朝上方移动。由此，如图5所示，固体靶10在照射位置RP成为被固定单元23和可动单元24所夹持的状态。另外，在可动单元24朝上方移动的过程中，载置于输送托盘60的固体靶10被支承于从下方穿过该输送托盘60的贯穿孔而来的可动单元24。此时，输送托盘60可以以支承于可动单元24的状态上升。或者，输送托盘60也可以以与可动单元24一起上升的方式驱动。
接着，控制部50进行对固体靶10照射带电粒子束B的处理(步骤S30：图4)。在S30中，控制部50的照射控制部51通过控制回旋加速器2而对固体靶10照射带电粒子束B。此时，保持控制部52将流路系统控制成：从固定单元23的流路27向固体靶10及真空箔25喷吹氦气等。并且，保持控制部52控制供给管32及排出管33的管路系统，以使冷却介质流入到内部空间31来冷却固体靶10。
若S30的处理结束，则控制部50的保持控制部52通过控制可动单元24的驱动机构28而使可动单元24朝下方移动。由此，如图6所示，可动单元24返回到初始状态的位置。并且，输送托盘60也以载置有固体靶10的状态返回到基准高度的位置。
接着，控制部50在进行将固体靶10从靶照射装置20向溶解装置21进行输送的处理(步骤S40：图4)S40中，控制部50的输送控制部54控制输送装置22的输送驱动部61(参考图3)，以使输送托盘60从靶照射装置20水平地移动到溶解装置21的位置。由此，如图7所示，输送托盘60在高度方向上维持基准高度的位置，并且配置于固定单元40与可动单元41之间。由此，固体靶10配置于在下方侧与内部空间42所开口的对置面40a对置的位置。
接着，控制部50进行将固体靶10设置于溶解装置21的处理(步骤S50：图4)。在S50中，如图8所示，控制部50的溶解控制部53控制吸入管44的管路系统，经由内部空间42使固体靶10吸附于对置面40a。另外，在吸附固体靶10之前，通过输送托盘60的上升，将固体靶10按压于主体部48的对置面40a。由此，在压扁了设置于固体靶10与主体部48之间的O型环(未图示)的状态下，密封内部空间。此后，输送控制部54控制输送驱动部61(参考图3)，使输送托盘60向靶照射装置20侧的位置移动。由此，避免输送托盘60与可动单元41发生干涉。
在S50中，溶解控制部53控制可动单元41的驱动部，使可动单元41朝上方移动。由此，如图9所示，固体靶10成为被固定单元40的对置面40a与可动单元41的对置面41a所夹持的状态。此时，固体靶10在容纳于接盘部47的状态下，成为从上方按压于主体部48的状态。
接着，控制部50进行通过使固体靶10的金属层11在溶解装置21中溶解而回收金属层11中所含的放射性同位素的处理(步骤S60：图4)。在S60中，控制部50的溶解控制部53控制供给吸入管43的管路系统，以从供给吸入管43向内部空间42供给溶解液SL。并且，溶解控制部53控制吸入管44的管路系统，以由供给吸入管43吸入并回收放射性同位素已溶解的溶解液SL。如上所述，图4所示的控制处理结束。另外，在放射性同位素的回收结束之后，工作人员将固体靶10连同主体部48及接盘部47一起卸下，并向屏蔽防护体4的外部移出。
如图1所示，放射性同位素溶解的溶解液SL，向屏蔽防护体4的外部排出，并输送到进行溶解液SL中的放射性同位素的精制的精制装置，或进行药剂合成的合成装置等装置160。精制装置或合成装置可以配置于相同建筑物150内，也可配置于不同建筑物(设施)。在将溶解液SL输送到相同建筑物150内的合成装置等的情况下，通过与供给吸入管43相连的输送管161将溶解液SL输送到合成装置等。由于从溶解液SL会释放放射线，因此输送管161由屏蔽防护体覆盖、或者在建筑物150的屏蔽壁(地板或墙壁)内穿过。在向不同建筑物输送溶解液SL的情况下，将已回收的溶解液SL储存于屏蔽箱(抑制放射线向外部释放的箱，如铅箱)中，并通过汽车等连同该屏蔽箱一起进行输送。
接着，对本实施方式所涉及的靶照射系统3的作用效果进行说明。
本实施方式所涉及的靶照射系统3对具有金属层11的固体靶10照射从回旋加速器2射出的带电粒子束B而生成金属层11的放射性同位素，所述靶照射系统3具备：靶照射装置20，配置在设置于建筑物150的回旋加速器室152内，将固体靶10保持于带电粒子束B的照射位置，从而能够对固体靶10照射带电粒子束B；及溶解装置21，配置在回旋加速器室152内，使附着于通过靶照射装置20完成了带电粒子束B的照射的固体靶10上的放射性同位素溶解。
在靶照射系统3中，靶照射装置20为，将固体靶10保持于带电粒子束B的照射位置，从而能够对固体靶10照射带电粒子束B。由此，在固体靶10的金属层11中，在带电粒子束B照射到的部位形成放射性同位素。并且，溶解装置21使附着于通过靶照射装置20完成了带电粒子束B的照射的固体靶10上的放射性同位素溶解。由此，通过回收溶解液而能够回收放射性同位素。在此，靶照射装置20及溶解装置21配置在设置于建筑物150的回旋加速器室152内。因此，将带电粒子束照射于固体靶10的工序、及通过溶解对放射性同位素进行回收的工序，均在回旋加速器室152内进行。因此，能够将固体靶10从靶照射装置20取出并快速使放射性同位素在溶解装置21中溶解。
靶照射系统3还具备：屏蔽防护体4，其作为支承部而将靶照射装置20支承于回旋加速器室152的地板151上，溶解装置21通过支承部支承于地板151上。此时，靶照射装置20及溶解装置21由共同的支承部支承，因此能够将两装置配置于接近的位置。
靶照射系统3还具备：输送装置22，其将通过靶照射装置20进行的保持被解除的固体靶10输送至溶解装置21。此时，能够将固体靶10从靶照射装置20快速输送至溶解装置21。
靶照射系统3还具备：屏蔽防护体4，设置于回旋加速器室152内，并将回旋加速器2和靶照射装置20容纳于内部，以屏蔽从回旋加速器2及靶照射装置20所释放的放射线，溶解装置21设置于屏蔽防护体4内。此时，屏蔽防护体4在将固体靶10从靶照射装置20输送到溶解装置21时，能够屏蔽放射线。
靶照射系统3还具备输送装置22和控制部50，所述输送装置22将固体靶10从靶照射装置20输送到溶解装置21，控制部50将输送装置22控制成：在对金属层11照射带电粒子束B之后，将保持于靶照射装置20的固体靶10向溶解装置21进行输送。由此，输送装置22对固体靶10的输送通过控制部50自动地进行。由此，能够进一步抑制对工作人员的辐射暴露。并且，控制部50自动地进行固体靶10的输送，由此能够谋得缩短工作时间。
靶照射系统3对具有金属层11的固体靶10照射从回旋加速器2射出的带电粒子束B而生成金属层11的放射性同位素，所述靶照射系统3具备：靶照射装置20，将固体靶10保持于带电粒子束B的照射位置，从而能够对固体靶10照射带电粒子束B；及溶解装置21，使附着于通过靶照射装置20完成了带电粒子束B的照射的固体靶10上的放射性同位素溶解，靶照射装置20及溶解装置21配置在设置于建筑物150的同一个回旋加速器室152内。根据该靶照射系统3，能够获得与上述相同的作用效果。
来自固体靶10的放射性同位素的回收方法为，回收附着于具有金属层11的固体靶10上的该金属层11的放射性同位素，在所述来自固体靶10的放射性同位素的回收方法中，通过配置在设置于建筑物150的屏蔽室内的靶照射装置20，对固体靶10照射带电粒子束B而在固体靶10上生成放射性同位素，通过能够输送固体靶10的输送装置22，将完成带电粒子束B的照射的固体靶10向配置在屏蔽室内的溶解装置21进行输送，并通过溶解装置21使附着于固体靶10上的放射性同位素溶解。根据该回收方法，将带电粒子束B照射于固体靶10的工序、输送固体靶10的工序、及通过溶解对放射性同位素进行回收的工序，均在屏蔽室内进行。因此，能够将固体靶从靶照射装置20取出并快速使放射性同位素在溶解装置21中溶解。并且，在各工序中，能够屏蔽放射线。
在本实施方式所涉及的自屏蔽式回旋加速器系统100中，靶照射装置20将具有金属层11的靶保持于带电粒子束B的照射位置RP。因此，带电粒子束B照射于由靶照射装置20保持的固体靶10。由此，在固体靶10的金属层11中，在带电粒子束B照射到的部位形成放射性同位素12。并且，溶解装置21具备使固体靶10中的含有放射性同位素的金属层11溶解的溶解装置。由此，通过回收溶解液而能够回收放射性同位素。输送装置22将固体靶10从对固体靶10进行带电粒子束B的照射的靶照射装置20输送到回收放射性同位素的溶解装置21。在此，靶照射装置20、溶解装置21及输送装置22配置在屏蔽防护体4内。因此，将带电粒子束B照射于固体靶10的工序、通过溶解对放射性同位素进行回收的工序、以及两个工序之间的进行靶的输送的工序，均在屏蔽防护体4内进行。因此，在各工序中，从带电粒子束照射后的固体靶10释放的放射线被自屏蔽体阻断。如上所述，能够进一步提高在获得放射性同位素时的对辐射暴露的安全性。
自屏蔽式回旋加速器系统100还具备控制部50，控制部50可以将输送装置22控制成：在对金属层11照射了带电粒子束B之后，将保持于靶照射装置20的固体靶10向溶解装置21进行输送。由此，输送装置22对固体靶10的输送通过控制部50自动地进行。由此，能够进一步提高对辐射暴露的安全性。并且，控制部50自动地进行固体靶10的输送，由此能够谋得缩短工作时间。
本发明并不限定于上述实施方式，在不脱离本发明的主旨的范围内，能够进行如下所述的各种变形。
例如，可以采用如图10的结构。图10所示的自屏蔽式回旋加速器系统可以具备：容纳部70，在屏蔽防护体4内覆盖溶解装置21；及排气部71，将容纳部70内的气体排出到屏蔽防护体4的外部。容纳部70仅覆盖溶解装置21而不覆盖靶照射装置20。另外，可以在容纳部70中输送托盘所穿过的部位形成开口部70a。另外，该开口部70a在输送托盘不穿过时可以关闭。并且，排气部71可以具有排气管，所述排气管从容纳部70穿过屏蔽防护体4而向屏蔽防护体4的外部连通。该排气部71可以具备设置于排气管的泵等。
由此，在溶解装置21的溶解液气化的情况下，可以通过容纳部70抑制气体扩散到屏蔽防护体4内。并且，容纳部70内的气体可通过排气部71排出到屏蔽防护体4的外部。由此，能够抑制屏蔽防护体4内的其他设备被气体腐蚀。
并且，上述实施方式的各图所示的靶照射系统的结构仅为一例，只要在本发明的范围内，形状、配置可以适当地变更。例如，输送装置例如可以采用把持靶的臂状的把持部来代替输送托盘。
另外，通过控制部自动地进行输送装置对靶的输送。取而代之，可通过工作人员的手动操作来进行输送装置的驱动本身。这种情况下，靶容纳于自屏蔽体内，因此也能够进一步提高对辐射暴露的安全性。
可以设为如图11的(a)所示的靶照射系统3。在图11的(a)所示例中，可以在与建筑物150的回旋加速器室152不同的照射室153中配置靶照射装置20及溶解装置21。此时，从回旋加速器2射出的带电粒子束经由输送线路155从回旋加速器室152输送到照射室153的靶照射装置20。此时，靶照射装置20及溶解装置21通过支承部156支承于照射室153的地板151。
并且，可以设为如图11的(b)所示的靶照射系统3。在图11的(b)所示例中，回旋加速器2、靶照射装置20及溶解装置21配置在相同的回旋加速器室152内。此时，与图1所示结构不同，可以省略屏蔽防护体4。
另外，在上述实施方式中，作为粒子加速器的一例而列举出回旋加速器，但是并不限定于回旋加速器。例如，作为粒子加速器，可以采用线性加速器。
可以采用图12所示的靶照射系统200。靶照射系统200具备：靶照射装置210的固定单元211、溶解装置220的固定单元221、支承装置230、靶交换器240及控制部260。
另外，为了对靶照射系统200进行说明而设定XYZ坐标系。X轴方向为与水平方向平行的方向。将X轴方向上的一侧(图12中为纸张近前侧)设为X轴方向的正侧。Y轴方向为与X轴方向正交的方向且与水平方向平行的方向。将Y轴方向上的一侧(图12中为纸面左侧)设为Y轴方向的正侧。将上下方向设为Z轴方向。将上侧设为Z轴方向上的正侧。
如图13所示，靶照射装置210的固定单元211在与带电粒子束B的照射轴BL对应的位置上，具备用于供该带电粒子束B穿过的内部空间213。内部空间213以照射轴BL作为中心线，以沿着该照射轴BL延伸的方式所形成。在本实施方式中，带电粒子束B的照射轴BL与Y轴方向平行地延伸。并且，带电粒子束B从Y轴方向上的正侧朝向负侧进行照射。因此，内部空间213与Y轴方向平行地延伸。
固定单元211具备使带电粒子束B射出的照射口212。照射口212作为与支承装置230的密封面230a对置的对置面，具有与XZ平面平行地扩展的表面。照射口212具有内部空间213所开口的开口部。带电粒子束B从该开口部射出。
溶解装置220的固定单元221配置于从靶照射装置210的固定单元211向X轴方向的正侧分开的位置。固定单元221具备进行溶解液SL的供给及回收的多个溶解口222A、222B。溶解口222A、222B可以回收互不相同的核素的放射性同位素。因此，溶解口222A、222B能够供给和回收互不相同的溶解液SL。然而，溶解口222A、222B可以回收相同核素的放射性同位素。溶解口222A、222B以在X轴方向上彼此相邻的方式设置。并且，溶解口222A、222B作为与支承装置230的密封面230a对置的对置面，具有与XZ平面平行地扩展的表面。溶解口222A、222B的对置面的中心线SCL、SCL以彼此在X轴方向上分开的状态与Y轴方向平行地延伸。并且，溶解口222A、222B的中心线SCL、SCL设定于与照射轴BL相同高度的位置。另外，溶解口222A、222B能够相对于溶解装置220进行拆装。即，溶解口222A、222B可以能够拆装地安装于载置台223。由此，能够根据放射性同位素的核素更换溶解口222。
参考图16及图17，对溶解口222A的结构进行详细说明。另外，溶解口222B具有与溶解口222A相同的结构，因此省略说明。溶解口222A具有供支承装置230的密封面230a压接的对置面222a。并且，溶解口222A具备流路224和吸附结构226。
流路224使溶解液SL流通。流路224形成于溶解口222A部件的内部，并在对置面222a处开口。流路224使溶解液SL从该开口流出，并且从该开口吸入溶解液SL。另外，从对置面222a的中心线SCL的位置突出有向Y轴方向的负侧突出的流路形成部件227。流路形成部件227为通过插入到支承装置230的内部空间233，而在该内部空间233形成溶解液SL的流路的部件。流路224在流路形成部件227的周向上相邻的位置上开口。另外，溶解口222A具有两个流路224，但是数量并不受特别的限定。
吸附结构226为吸引与对置面222a接触的状态的密封面230a的机构。吸附结构226具有以中心线SCL为中心的圆环状的槽部226a。并且，吸附结构226具有在溶解口222A内形成的真空排气路226b。真空排气路226b在槽部226a的位置开口。
如图12及图13所示，支承装置230为支承固体靶10的装置。支承装置230连结于照射口212且连结于溶解口222A、222B。因此，支承装置230作为靶照射装置210的可动单元发挥作用。并且，支承装置230作为溶解装置220的可动单元而发挥作用。并且，在本实施方式中，如后所述，靶交换器240能够安装多个支承装置230。因此，靶照射系统200根据用途能够具备多个支承装置230。在本实施方式中，靶照射系统200设为具备两个支承装置230A、230B。
参考图15，对支承装置230的结构进行详细说明。如图15所示，支承装置230为具有大致圆柱状的形状的部件。支承装置230的中心线CL与Y轴方向平行地延伸。支承装置230具备第1部件231和第2部件232。支承装置230在长度方向即Y轴方向上的中途位置被分割为第1部件231和第2部件232。第1部件231配置于Y轴方向的正侧即带电粒子束B的照射方向上的上游侧。第2部件232配置于Y轴方向的负侧即带电粒子束B的照射方向上的下游侧。
支承装置230通过由第1部件231及第2部件232夹持固体靶10而支承固体靶10。支承装置230支承固体靶10，并使其相对于中心线CL倾斜。固体靶10的倾斜方向并不受特别的限定。在此，固体靶10以随着从Y轴方向的正侧朝向负侧而朝向上侧(Z轴方向的正侧)的方式倾斜。第1部件231在Y轴方向上的负侧的端部具有支承面231a。第2部件232在Y轴方向上的正侧的端部具有支承面232a。第1部件231的支承面231a和第2部件232的支承面232a以彼此平行的状态对置。并且，支承面231a、232a以与上述固体靶10的倾斜方向同样的方式倾斜。在支承面231a、232a上，在固体靶10的外周侧的端部附近设置有具备O型环的密封部。
第1部件231在Y轴方向的正侧的端部具有上述密封面230a。因此，第1部件231作为连结于照射口212且连结于溶解口222A、222B的部件而发挥作用。在密封面230a上设置有具有O型环的密封部。第1部件231在中心线CL的位置具有与Y轴方向平行地延伸的内部空间233。内部空间233以从密封面230a贯穿至支承面231a的方式延伸。由此，固体靶10成为暴露于内部空间233的状态。内部空间233作为将带电粒子束B引导至固体靶10为止的靶照射装置210的输送路径而发挥作用。并且，内部空间233作为使溶解液SL流通的溶解装置220的溶解槽而发挥作用。第1部件231为使带电粒子束B通过且使溶解液SL流通的部件，因此作为第1部件231的材质优选采用Nb、陶瓷等具有耐化学品性、耐放射线性及耐热性的材料等。
在支承装置230与照射口212连结的情况下，第1部件231的密封面230a被按压于照射口212上。并且，成为内部空间233与内部空间213连通的状态。支承装置230配置成中心线CL与照射轴BL重合。在该状态下，照射轴BL与固体靶10的表面10a交叉的位置成为照射位置RP。
第2部件232作为用于冷却固体靶10的冷却结构而发挥作用。第2部件232在支承面232a的位置具有槽部234。在槽部234的内部空间露出有固体靶10的背面10b。因此，供给到槽部234的冷却介质W与固体靶10接触。第2部件232具有在Y轴方向上延伸的冷却流路236、237。冷却流路236、237与槽部234连通。冷却流路236将冷却介质W供给到槽部234。冷却流路237从槽部234回收冷却介质W。另外，第2部件232为露出固体靶10的部件，因此作为第2部件232的材质优选采用SUS等防锈性材料。
接着，如图16所示，在支承装置230与溶解口222A连结的情况下，第1部件231的密封面230a按压于溶解口222A的对置面222a上。支承装置230配置成中心线CL与溶解口222A的中心线SCL重合。密封面230a的一部分与吸附结构226的槽部226a相对置。由此，密封面230a吸附于被抽真空了的槽部226a。并且，流路形成部件227插入于内部空间233。由此，在内部空间233内形成溶解液SL的流路。内部空间233成为与流路224的开口部连通的状态。从流路224供给的溶解液SL与固体靶10的表面10a接触。从流路224回收溶解有放射性同位素的溶解液SL。
接着，对靶交换器240进行说明。如图12及图13所示，靶交换器240作为输送固体靶10的输送装置而发挥作用。靶交换器240经由支承装置230支承固体靶10。靶交换器240具备能够安装多个支承装置230的保持架241。因此，靶交换器240能够支承多个固体靶10。并且，保持架241在安装有多个支承装置230的状态下能够在X轴方向上滑动。因此，保持架241连同多个支承装置230一起能够在X轴方向上输送固体靶10。
参考图14，对靶交换器240的具体结构的一例进行说明。如图14所示，靶交换器240具备：基板242、第1滑动板243、第2滑动板244、第1缸体246、第2缸体247及第3缸体248。
基板242为成为用于搭载第1滑动板243及第2滑动板244的基板的部件。在基板242的上表面上，设置有在Y轴方向上延伸的导轨242a(参考图12)。基板242以正交的方式连结于固定板249，所述固定板249用于将该靶交换器240安装固定于回旋加速器。
第1滑动板243为在俯视观察时具有矩形外形的板状部件。在第1滑动板243的Y轴方向的正侧的边缘部，设置有沿着X轴方向延伸的导轨251。在第1滑动板243的Y轴方向的负侧的侧面安装有第1缸体246。第1缸体246在Y轴方向上使驱动轴进行进退，由此保持架241与第1滑动板243一起在Y轴方向上往复移动。在第1滑动板243的上表面上搭载有第2缸体247。第2缸体247的驱动轴为能够在X轴方向上进行进退。
在第1滑动板243的上表面上搭载有第3缸体248。第3缸体248的驱动轴为能够在Y轴方向上进行进退。在第3缸体248上连接有第2缸体247的驱动轴。因此，第2缸体247在X轴方向上使驱动轴进行进退，由此第3缸体248与卡合有驱动轴(详细内容将进行后述)的保持架241一起在X轴方向上往复移动。
在第3缸体248的上表面上安装有在Y轴方向上延伸的安装板252。在安装板252的Y轴方向的正侧的端部安装有打击件253。该打击件253抵接于设置在后述的第2滑动板244上的微动开关259，由此检测第2滑动板244在X轴方向的位置。
第2滑动板244具有长方体形状的基部256和立设于基部256上的保持架241。在基部256的下表面上，安装有在X轴方向上延伸的剖面呈U字形的衬套255。保持架241在正面观察时呈矩形。保持架241具有用于保持支承装置230的四个保持孔257，这些保持孔257中分别嵌入并保持有大致圆筒状的支承装置230。四个保持孔257沿着X轴方向并排设置。由此，保持架241最多能够保持四个支承装置230。在本实施方式中，保持架241保持有两个支承装置230A、230B，但是通过追加能够再保持两个支承装置230。
在第2滑动板244的基部256的前表面上，以与保持孔257的间距相同的间距安装有四个微开关259。通过打击件253抵接于该微动开关259，检测第2滑动板244在X轴方向的位置。并且，在微动开关259的下方分别设置有卡合孔261。卡合孔261构成为：其直径大小与第3缸体248的驱动轴的直径大致相同，并在该卡合孔261中能够卡合该驱动轴。由此，保持架241通过第2缸体247的驱动而在X轴方向上往复移动。
如上所述，靶交换器240能够连同支承装置230一起向X轴方向输送所支承的固体靶10。靶交换器240将支承装置230输送至与照射口212或溶解口222A、222B对置的位置。此时，靶交换器240具备用于将支承装置230按压于照射口212或溶解口222A、222B上的机构。具体而言，如图12及图13所示，靶交换器240具备推出机构270A、270B。推出机构270A、270B具备：连结于第1滑动板243的支承部件271；使驱动轴在Y轴方向上进行进退的缸体272；及推出支承装置230的推出部件273。推出部件273设置于缸体272的驱动轴上。由此，通过缸体272使推出部件273向Y轴方向的正侧移动，而使支承装置230向溶解装置220侧按压。如图13所示，推出机构270A设置于与支承装置230A对置的位置。推出机构270B设置于与支承装置230B对置的位置。例如，在保持架241将支承装置230A配置于与溶解口222B对置的位置的情况下(参考图20)，推出机构270A将支承装置230A按压于溶解口222B上。
控制部260通过对靶交换器240的各驱动部(缸体)发送控制信号而控制靶交换器240的动作。参考图13及图18～图23，对基于控制部260的控制内容的一例进行说明。然而，靶照射系统200的动作并不限定于以下示例，可以适当地变更固体靶10的数量、核素的数量。
图13及图18～图23表示使用两个固体靶10回收一个核素的放射性同位素时的动作的一例。首先，如图13所示，两个支承装置230A、230B由保持架241保持。从X轴方向上的正侧观察时，支承装置230A保持在第一个保持孔257中。从X轴方向上的正侧观察时，支承装置230B保持在第二个保持孔257中。控制部260控制靶交换器240的第2缸体247(参考图14)而将保持架241配置于与固定单元211对置的位置。此时，保持架241的X轴方向的最靠正侧的保持孔257即支承装置230A配置于与照射口212对置的位置。将此位置称为“初始位置”。另外，在以下说明中，该控制内容表述为“控制部260将支承装置230A配置于与照射口212对置的位置”。对于与该控制内容相同宗旨的控制内容，也使用相同的表述。
接着，如图18所示，控制部260控制靶交换器240的第1缸体246以使第1滑动板243(参考图12)向Y轴方向的正侧移动，由此将支承装置230A按压于照射口212上。此时，支承装置230B也向Y轴方向的正侧移动，但是支承装置230B不会特别按压于其他部件。另外，在以下说明中，该控制内容表述为“控制部260将支承装置230A按压于照射口212上”。对于与该控制内容相同宗旨的控制内容，也使用相同的表述。控制部260控制靶照射装置210而将带电粒子束B照射于支承装置230A的固体靶。若该照射结束，则控制部260解除支承装置230A对照射口212的按压。
接着，如图19所示，控制部260将支承装置230A配置于与溶解口222B对置的位置。并且，如图20所示，控制部260控制靶交换器240的第1缸体246以使第1滑动板243(参考图12)向Y轴方向的正侧移动，由此将支承装置230A配置于溶解口222B的近前。此外，控制部260通过使推出机构270A的缸体272延伸而将支承装置230A按压于溶解口222B上。此时，支承装置230B还向Y轴方向的正侧移动，但是支承装置230B不会特别按压于其他部件。另外，在以下说明中，该控制内容表述为“控制部260将支承装置230A按压于溶解口222B上”。对于与该控制内容相同宗旨的控制内容，也使用相同的表述。控制部260控制溶解装置220而将溶解液SL供给到支承装置230A，并回收溶解有固体靶10的放射性同位素的溶解液SL。若该回收结束，则控制部260解除支承装置230A对溶解口222B的按压。然后，控制部260使支承装置230A、230B的位置恢复到初始位置。
接着，如图21所示，控制部260将支承装置230B配置于与照射口212对置的位置，并将支承装置230B按压于照射口212上。控制部260控制靶照射装置210而将带电粒子束B照射于支承装置230B的固体靶上。若该照射结束，则控制部260解除支承装置230B对照射口212的按压。
接着，如图22所示，控制部260将支承装置230B配置于与溶解口222B对置的位置，并将支承装置230B按压于溶解口222B上。控制部260控制溶解装置220而将溶解液SL供给到支承装置230B，并回收溶解有固体靶10的放射性同位素的溶解液SL。若该回收结束，则控制部260解除支承装置230B对溶解口222B的按压。然后，控制部260使支承装置230A、230B的位置恢复到初始位置。如上所述，完成了使用两个固体靶10的放射性同位素的回收。
接着，对使用两个固体靶10来回收两个核素的放射性同位素时的动作的一例进行说明。另外，使用共同的附图对与上述动作共同的动作进行说明。
控制部260通过执行图18所示的动作将带电粒子束B照射于支承装置230A的固体靶10上。接着，如图23所示，控制部260将支承装置230A配置于与溶解口222A对置的位置，并将支承装置230A按压于溶解口222A上。控制部260控制溶解装置220而将溶解液SL供给到支承装置230A，并回收溶解有固体靶10的放射性同位素的溶解液SL。若该回收结束，则控制部260解除支承装置230A对溶解口222A的按压。然后，控制部260使支承装置230A、230B的位置恢复到初始位置。
接着，控制部260通过执行图21所示的动作将带电粒子束B照射于支承装置230B的固体靶10上。接着，通过执行图22所示的动作回收支承装置230B的固体靶10的放射性同位素。此时，溶解口222B使用与在溶解口222A中所使用的溶解液不同的溶解液SL。由此，通过与针对支承装置230A的溶解液不同的溶解液SL，来回收支承装置230B的固体靶10的放射性同位素。然后，控制部260使支承装置230A、230B的位置恢复到初始位置。如上所述，完成了使用两个固体靶10的放射性同位素的回收。
另外，也能够使用一个固体靶10回收一个核素的放射性同位素。此时，从图18～图20中省略支承装置230B，仅使用支承装置230A进行图18～图20所示的动作。
如上所述，靶照射系统200还具备输送固体靶10的靶交换器240，靶交换器240能够支承多个固体靶10。此时，靶交换器240无需在途中进行固体靶10的拆卸工作，便能够将多个固体靶10输送到照射位置及溶解位置。由此，能够减少由卸下工作引起的辐射暴露的影响。
例如，在回收了图18、23所示的支承装置230A的固体靶10的放射性同位素之后，不特别进行固体靶10的更换工作(拆卸工作)等，而执行对图21、22所示的支承装置230B的固体靶10的处理。如此，在靶照射系统200中，一旦对多个支承装置230设置有固体靶10，则靶照射系统200便能够自动进行多次固体靶10的切换、照射、溶解及回收工艺。由此，可以大幅减少伴随固体靶10的更换工作的辐射暴露量。
靶照射系统200还具备支承固体靶10的支承装置230，靶照射装置210具备射出带电粒子束B的照射口212，溶解装置220具备进行溶解液SL的供给及回收的溶解口222A、222B，支承装置230可以连结于照射口212且连结于溶解口222A、222B。此时，支承装置230能够兼作靶照射装置210的一部分及溶解装置220的一部分。
溶解装置220可以具备进行溶解液SL的供给及回收的多个溶解口222A、222B。此时，无需进行溶解口222A、222B的更换工作，便能够进行多个核素的放射性同位素的溶解工序。
符号的说明
2-回旋加速器，3、200-靶照射系统，4-屏蔽防护体(支承部)，10-固体靶，11-金属层，20、210-靶照射装置，21、220-溶解装置，22-输送装置，50-控制部，70-容纳部，71-排气部，100-自屏蔽式回旋加速器系统，212-照射口，222A、222B-溶解口，230、230A、230B-支承装置(靶照射装置、溶解装置)，240-靶交换器(输送装置)。

Claims (11)

1.一种靶照射系统，对具有金属层的固体靶照射从粒子加速器射出的带电粒子束以生成所述金属层的放射性同位素，所述靶照射系统具备：
靶照射装置，配置在设置于建筑物的室内，将所述固体靶保持于所述带电粒子束的照射位置，从而能够对所述固体靶照射所述带电粒子束；及
溶解装置，配置在所述室内，使附着于通过所述靶照射装置完成了所述带电粒子束的照射的所述固体靶上的所述放射性同位素溶解。
2.根据权利要求1所述的靶照射系统，其还具备：
支承部，将所述靶照射装置支承于所述室的地板上，
所述溶解装置通过所述支承部而支承于所述地板上。
3.根据权利要求1或2所述的靶照射系统，其还具备：
输送装置，将通过所述靶照射装置进行的保持被解除的所述固体靶输送至所述溶解装置。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的靶照射系统，其还具备：
屏蔽防护体，设置于所述室内，将所述粒子加速器和所述靶照射装置容纳于内部，以屏蔽从所述粒子加速器及所述靶照射装置释放的放射线，
所述溶解装置设置于所述屏蔽防护体内。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的靶照射系统，其还具备：
输送装置，从所述靶照射装置向所述溶解装置输送所述固体靶；及
控制部，
所述控制部将所述输送装置控制成：在对所述金属层照射所述带电粒子束之后，将保持于所述靶照射装置的所述固体靶向所述溶解装置进行输送。
6.根据权利要求1～5中任一项所述的靶照射系统，其还具备：
屏蔽防护体，设置于所述室内，将所述粒子加速器和所述靶照射装置容纳于内部，以屏蔽从所述粒子加速器及所述靶照射装置释放的放射线；
容纳部，在所述屏蔽防护体内覆盖所述溶解装置；及
排气部，将所述容纳部内的气体排出到所述屏蔽防护体的外部。
7.根据权利要求1～6中任一项所述的靶照射系统，其还具备：
输送装置，输送所述固体靶，
所述输送装置能够支承多个所述固体靶。
8.根据权利要求1～7中任一项所述的靶照射系统，其还具备：
支承装置，支承所述固体靶，
所述靶照射装置具备射出所述带电粒子束的照射口，
所述溶解装置具备进行溶解液的供给及回收的溶解口，
所述支承装置连结于所述照射口且连结于所述溶解口。
9.根据权利要求1～8中任一项所述的靶照射系统，其中，
所述溶解装置具备进行溶解液的供给及回收的多个溶解口。
10.一种靶照射系统，对具有金属层的固体靶照射从粒子加速器射出的带电粒子束以生成所述金属层的放射性同位素，所述靶照射系统具备：
靶照射装置，将所述固体靶保持于所述带电粒子束的照射位置，从而能够对所述固体靶照射所述带电粒子束；及
溶解装置，使附着于通过所述靶照射装置完成了所述带电粒子束的照射的所述固体靶上的所述放射性同位素溶解，
所述靶照射装置及所述溶解装置配置在设置于建筑物的同一个室内。
11.一种来自固体靶的放射性同位素的回收方法，回收附着于具有金属层的固体靶上的该金属层的放射性同位素，其中，
通过配置在设置于建筑物的屏蔽室内的靶照射装置，对所述固体靶照射带电粒子束，以使所述固体靶生成所述放射性同位素，
通过能够输送所述固体靶的输送装置，将完成了所述带电粒子束的照射的所述固体靶向配置在所述屏蔽室内的溶解装置进行输送，
通过所述溶解装置使附着于所述固体靶上的所述放射性同位素溶解。
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