JP2000284096A

JP2000284096A - 放射性同位元素製造方法及びその製造装置

Info

Publication number: JP2000284096A
Application number: JP11092417A
Authority: JP
Inventors: Takuro Honda; 琢郎本多; Kazuo Hiramoto; 和夫平本; Naoyuki Yamada; 直之山田; Takashi Okazaki; 隆司岡崎; Hiroshi Akiyama; 秋山　　浩
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1999-03-31
Filing date: 1999-03-31
Publication date: 2000-10-13

Abstract

(57)【要約】【課題】生成された放射性同位元素の回収に要する時間
を短縮する。【解決手段】反応タンク１０内には、⁶Ｌｉを含むＬｉ
ＯＨ水溶液８が充填される。中性子源保護カバー２９内
の中性子線源１から放射された中性子は、ＬｉＯＨ水溶
液８に照射される。中性子は、ＬｉＯＨ水溶液８に含ま
れる水により熱中性子になる。熱中性子は、ＬｉＯＨ水
溶液８に含まれる⁶Ｌｉと反応して³Ｈを放出する。³
ＨはＬｉＯＨ水溶液８中の水の分子に含まれる¹⁶Ｏと
反応し、この結果、放射性同位元素である¹⁸Ｆが生成さ
れる。¹⁸Ｆは放射性薬剤の指標として用いられる。Ｌｉ
ＯＨ水溶液８を回収精製装置５０に供給するだけで、放
射性物質である¹⁸Ｆを反応部である反応タンク１０から
回収精製装置５０に簡単にしかも短い時間で搬送でき
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、放射性同位元素の
製造方法及びその製造装置に係り、特に、医療・診断及
び放射線計測用の放射性同位元素（ＲＩ）において、陽
電子を生成してその消滅γ線を利用して診断・計測に適
用する放射性薬剤に用いる放射性同位元素を製造する方
法及びその製造装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】陽電子は電子の反物質で、その電荷が正
反対の正の電荷を持つ電子である。このような陽電子が
通常の電子と反応すると、相対論によれば両者の質量は
全てエネルギーに転換され、高エネルギー(０.５１１Ｍ
ｅＶ）の二対の光子（γ線）を１８０度の反対方向に放
出する。この原理を応用した陽電子の消滅γ線による医
療診断は、ガン検診の有力な方法のみならず、医学・生
物学の研究上においても組織内の代謝をリアルタイムで
調べることができる。このような医療診断は、今後ます
ます発展が期待される放射線計測法である。このため
に、陽電子を放射性崩壊によって生成する放射性同位元
素が用いられる。この放射性同位元素を被験者の体内へ
運ぶため、ある種の化合物（例えば糖）に標識して注入
し、その元素が崩壊して体内から発生する消滅γ線の信
号を元に体内の状況を正確に調べることができる。陽電
子を放出する放射性同位元素は、一般に半減期が短いこ
とが知られている。

【０００３】医療診断に用いられる放射性同位元素候補
としては、半減期が約２分の酸素１５(¹⁵Ｏ）や半減期
約２時間のフッ素１８(¹⁸Ｆ）等がある。特に、¹⁸Ｆは
半減期が比較的長くそれを標識したある種の糖がガン検
診に非常に有効で、その利用価値が急速に高まってい
る。

【０００４】¹⁸Ｆの製造は、核反応を利用するほかな
い。一般な¹⁸Ｆの製造は、高エネルギーの陽子（ｐ）を
酸素１８(¹⁸Ｏ)に照射して（１）式の核反応により行う
ものであった。酸素１６(¹⁶Ｏ)の同位体である¹⁸Ｏは天
然にはわずか０.２％程度しか存在しないため、¹⁸Ｆの
収率を上げるために¹⁸Ｏ酸素を濃縮することも考えられｐ＋¹⁸Ｏ → ¹⁸Ｆ＋ｎ …（１）る。実際には¹⁸Ｆは、¹⁸Ｏを含んだ水(Ｈ₂ ¹⁸Ｏ）を封入
した管に１０ＭｅＶ程度に加速した陽子を照射して製造
されている。約１Ｃｉの¹⁸Ｆを生成するのに、１１Ｍｅ
Ｖ，２０Ａ程度の陽子線を２時間程度照射する必要があ
る。

【０００５】他方、Fusion Technology Ｖol.３４，４
７７頁〜４８３頁(１９９８年１１月発行）の図３に
は、下記の（２）及び（３）式の反応を用いた¹⁸Ｆの製
造方法が記載されている。

【０００６】ｎ＋⁶Ｌｉ → ⁴Ｈｅ＋³Ｈ …（２） ³Ｈ＋¹⁶Ｏ → ｎ＋¹⁸Ｆ …（３）この製造方法は、天然に多量に存在する¹⁶Ｏを用いるの
で、前述の（１）式に比べて¹⁸Ｆの製造が容易である。
（２）及び（３）式の反応を用いた¹⁸Ｆの製造方法は、
核融合炉（例えば、トカマク型の核融合炉）のブランケ
ット内におけるトリチウムを増殖させる方法を適用した
ものである。熱中性子が炭酸リチウム（Ｌｉ₂ＣＯ₃）の
結晶内のリチウム６(⁶Ｌｉ）に吸収されてトリチウム（
³Ｈ）が発生する。この³Ｈが炭酸リチウム内に存在す
る¹⁶Ｏに当たり¹⁸Ｆを生成する。熱中性子は、核融合炉
で発生した中性子（ｎ）を減速材にて減速する必要があ
る。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
Fusion Technology に記載された¹⁸Ｆの製造方法では、
製造された¹⁸Ｆは固体である炭酸リチウムの結晶内に留
まっている。従って、その結晶から¹⁸Ｆを回収する必要
がある。このためには、厚い放射線遮蔽体にて取り囲ま
れている製造装置内から炭酸リチウムを取り出して、こ
の炭酸リチウムに粉砕，加熱処理を施し¹⁸Ｆを回収する
といった複雑な処理が必要となる。¹⁸Ｆの回収に長時間
を要し、¹⁸Ｆの放射能の減衰が大きい。

【０００８】本発明の目的は、製造された¹⁸Ｆの回収に
要する時間を短縮できる放射性同位元素の製造方法及び
その製造装置を提供することである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成する第１
発明の特徴は、中性子源から、リチウム６(⁶Ｌｉ）を含
むリチウム水溶液に中性子を照射して弗素１８(¹⁸Ｆ)を
生成することにある。中性子源からの中性子をリチウム
水溶液に照射することによって、中性子はリチウム水溶
液に含まれる水によって減速される。減速された中性子
は、⁶Ｌｉと反応により³Ｈを生成する。この³Ｈは上
記水の分子に含まれる¹⁶Ｏとの反応により¹⁸Ｆを生成す
る。¹⁸Ｆは液体であるリチウム水溶液に含まれるので、
¹⁸Ｆの回収に要する時間は従来の固体結晶内に含まれる
場合に比べて著しく短縮される。

【００１０】上記目的を達成する第２発明の特徴は、リ
チウム６(⁶Ｌｉ）を含むリチウム水溶液を充填する容器
と、リチウム水溶液を前記容器に供給するリチウム水溶
液供給装置と、リチウム水溶液を容器から排出するリチ
ウム水溶液排出装置と、容器内に配置される中性子源
と、容器内に設置されて中性子源を覆う保護カバーとを
備えたことにある。

【００１１】第２発明によっても、第１発明と同様に、
中性子源からの中性子をリチウム水溶液に照射できるの
で、¹⁸Ｆが生成される。この¹⁸Ｆは、液体であるリチウ
ム水溶液に含まれているので、簡単に回収することがで
きる。保護カバーが中性子源を覆っているので、リチウ
ム水溶液と中性子源との接触を防止することができる。
このため、生成された¹⁸Ｆのイオンまたはその弗化物に
よる中性子源及びそれの付属機器の腐食が抑制される。

【００１２】

【発明の実施の形態】後述する本発明の好適な一実施例
である放射性同位元素の製造方法の概念についてまず説
明する。本実施例は、本質的には中性子と⁶Ｌｉの反応
を起点とする２段階の反応（前述の（２）及び（３）式
に基づいた反応）により¹⁸Ｆを生成させる。このため
に、中性子源より発生した中性子を熱領域のエネルギー
まで効率良く減速させて中性子と⁶Ｌｉの反応回数を増
やすための減速材、及び２段目の反応（（３）式の反
応）において、１段目の反応（（２）式の反応）で発生
した³Ｈと反応する¹⁶Ｏを含んだ物質が必要である。発
明者等は、種々検討した結果、減速材及び¹⁶Ｏを含んだ
物質として水(軽水又は重水）を用い、この水に⁶Ｌｉを
溶かすことが望ましいことを発見した。¹⁶Ｏは、水の分
子に含まれる。

【００１３】⁶Ｌｉを含む水の使用は、以下に示す新た
な作用効果を生じる。第１に、減速材である水に⁶Ｌｉ
を溶かすことによって⁶Ｌｉの周りに水が存在するの
で、中性子は必ず水によって減速されて⁶Ｌｉに到達す
る。このため、（２）式の反応が効率よく行われて³Ｈ
が多量に発生する。第２には、水が多量に¹⁶Ｏを含んお
り、この¹⁶Ｏが（２）式の反応で発生した³Ｈの近くに
存在することである。このため、¹⁸Ｆの生成効率が飛躍
的に向上する。第３には、生成された¹⁸Ｆの回収に要す
る時間が極めて短くなることである。生成された¹⁸Ｆ
は、弗化水素等の気体、水中に弗素イオンとして、また
弗化リチウムの固体として存在する。これらの物質の反
応部からの搬送に要する時間が短縮できる。第４には、
（３）式の反応で発生した中性子を¹⁸Ｆの生成に利用す
ることができ、¹⁸Ｆの生成量を増加できる。すなわち、
その中性子は、水にて減速された後に水中の¹⁶Ｏと
（３）式の反応を起こして¹⁸Ｆを生成する。

【００１４】（２）式の反応の起こり易さを示す反応断
面積は、０.０２５ＭｅＶ以下のエネルギーを有する熱
中性子に対して非常に大きく約９４０バーン（１０^-24c
m²)もある。（２）式の反応は発熱反応であり、発生す
る³Ｈは約２.７ＭｅＶのエネルギーを有する。この³Ｈ
を利用した（３）式の反応は、³Ｈのエネルギ−が３Ｍ
ｅＶ程度で反応断面積が０.５バーン程度であり、閾値
エネルギーがない反応である。

【００１５】上記した新しい知見を適用した本発明の実
施例を以下に述べる。まず、本発明の好適な一実施例で
ある放射性同位元素の製造方法が適用される放射性同位
元素製造装置の構成を、図１を用いて説明する。

【００１６】本実施例の放射性同位元素の製造装置は、
放射性同位体を用いた中性子線源１（例えば、アメリシ
ウム−ベリリウム(²⁴¹Ａｍ−Ｂｅ）線源及びカリフォル
ニウム(²⁵²Ｃｆ）線源等）及び反応タンク１０等を有す
る。中性子線源１は、中性子を減速させるためにポリエ
チレン等の中性子減速材２に取り囲まれる。中性子線源
１は駆動装置４で駆動される線源昇降装置３に取り付け
られる。駆動装置４は、反応タンク１０の下端部に設け
られる保管庫６内に設置される。開閉可能な蓋７が保管
庫６の上端に設けられる。中性子を遮蔽する放射線遮蔽
材５が、保管庫６の内面に取り付けられる。

【００１７】（２）及び（３）式の反応で生成された¹⁸
Ｆを含む弗化水素及びこれが水に溶けた弗酸は、腐食性
の強い物質である。このため、反応タンク１０は腐食性
に優れた材料（例えばニッケル合金）で作られる。また
は、通常の金属で構成された反応タンクの内面を耐食性
の樹脂で覆ってもよい。これにより、反応タンク１０の
寿命が延びる。中性子の利用効率増加のために、中性子
反射材１７が、反応タンク１０の内面に内張りされる。
中性子源保護カバー２９が、反応タンク１０内でその底
部に設置される。中性子源保護カバー２９は、中性子線
源１を覆っている。中性子源保護カバー２９の天井部
は、開閉可能な蓋３０となっている。開閉可能なハッチ
２８が、蓋３０の真上で反応タンク１０の天井に設けら
れる。反応タンク１０内に反応液計測器１８及び雰囲気
計測器２２が配置され、これらの計測器は反応タンク１
０の天井に設置された計測器駆動装置２１に取り付けら
れる。反応液計測器１８は、ＬｉＯＨ水溶液８中のリチ
ウム濃度等の化学成分を計測する成分分析器１９及びＬ
ｉＯＨ水溶液８中の中性子束を計測する中性子検出器２
０を備える。

【００１８】バルブ２５を有する反応液供給管２４が、
反応タンク１０の上端部から反応タンク１０内に挿入さ
れている。バルブ２７を有する排水管２６が、反応タン
ク１０の下端部に接続される。バルブ１６を備えた液体
回収配管１５が、反応タンク１０の底部に設けられた回
収口１４に接続される。反応タンク１０の天井に設けら
れた排気口１１は、気体回収配管１２に連絡される。バ
ルブ１３が気体回収配管１２に設けられる。本実施例
は、図２に示す構成のうち、慣性静電核融合装置３１を
中性子線源１に、機械設備室３９を保管庫６に替えたも
のである。本実施例は、図２に示す反応液容器４４，リ
チウムタンク４６，制御器４８及び回収精製装置５０を
備えている。反応液供給管２４及び排水管２６は、図２
の実施例に示すように反応液容器４４に連絡される。気
体回収配管１２及び液体回収配管１５も、図２の実施例
に示すように回収精製装置５０に連絡される。本実施例
において、制御器４８は、図２の実施例で示した制御の
うち、機械設備室内の電源装置４３、及び計測器３４に
基づいた機械設備室内の機器に対する制御を実施しな
く、その他の制御を実施する。

【００１９】中性子線源１の未使用時には、中性子線源
１は保管庫６内に収納されており、蓋７が閉じられてい
る。中性子線源１を使用するときには、蓋７を開き、駆
動装置４を駆動して線源昇降装置３を上昇させ、中性子
線源１を中性子源保護カバー２９内に移動させる。中性
子線源１は、中性子源保護カバー２９によって取り囲ま
れているので、ＬｉＯＨ水溶液８と接触しない。中性子
源保護カバー２９の設置は、線源昇降装置３の部分にシ
ールを施さなくてもＬｉＯＨ水溶液８の保管庫６への流
入を防止できる。

【００２０】反応タンク１０内には、Ｌｉ化合物(例え
ば、水酸化リチウム(ＬｉＯＨ))を溶解させた反応液で
あるＬｉ化合物水溶液が満たされている。本実施例で
は、Ｌｉ化合物水溶液としてＬｉＯＨ水溶液８を用い
る。Ｌｉは天然で約７％の⁶Ｌｉを含んでいる。ＬｉＯ
Ｈ水溶液８中の水は、自然界にふんだんに存在する軽水
（Ｈ₂Ｏ）である。この軽水は、Ｈ₂ ¹⁸ＯよりもＨ₂ ¹⁶Ｏ
を多量に含んでいる。軽水の替りに天然には存在量が少
ない重水(Ｄ₂Ｏ）を用いてもよい。重水を用いることに
よって、反応液に吸収される中性子量を低下できる。Ｌ
ｉ化合物として濃縮により⁶Ｌｉの存在比を大きくした
化合物を用いた場合には、（２）式の反応率を更に上昇
させることができ、より多くの³Ｈが得られる。また、
Ｌｉ化合物としては、中性子がその化合物に含まれてい
る他の元素と反応して余計な反応を起こさないような化
合物を用いることが望ましい。このようなリチウム化合
物の具体例として、上記したＬｉＯＨがある。ＬｉＯＨ
は⁶Ｌｉを含んでいる。

【００２１】中性子線源１から放射された中性子は、Ｌ
ｉＯＨ水溶液８に含まれる水によって減速されて熱中性
子になる。熱中性子は、ＬｉＯＨ水溶液８に含まれる⁶
Ｌｉと（２）式に基づく発熱反応を生じ、約２.７Ｍｅ
Ｖのエネルギーの³Ｈを放出する。熱中性子のエネルギ
ー領域では、中性子と⁶Ｌｉの核反応の反応確率（反応
断面積）が非常に大きい。生成した³Ｈは（３）式に基
づいてＬｉＯＨ水溶液８中の水の分子に含まれる¹⁶Ｏと
反応する。この反応により¹⁸Ｆが生成される。（３）式
の反応で発生した中性子も、（２）式の反応に使用さ
れ、結果的に¹⁸Ｆを新たに生成させる。生成された¹⁸Ｆ
はイオン(¹⁸Ｆ^-）としてＬｉＯＨ水溶液８中に残るか、
または弗化水素（Ｈ¹⁸Ｆ）として反応タンク１０内でＬ
ｉＯＨ水溶液８の液面より上方に形成される空間９に流
出する。¹⁸Ｆの一部はリチウムと反応して弗化リチウム
（Ｌｉ¹⁸Ｆ）として反応タンク１０の底部に沈殿する。
空間９に溜まった弗化水素は、バルブ１３を開くことに
より、排気口１１より気体回収配管１２内に流出する。
この弗化水素は回収精製装置５０に送られる。¹⁸Ｆ⁻を
含むＬｉＯＨ水溶液８は、バルブ１６を開くことにより
液体回収配管１５を通して回収精製装置５０に送られ
る。反応タンク１０内に沈殿している弗化リチウムも、
ＬｉＯＨ水溶液８と一緒に液体回収配管１５を通して回
収精製装置５０に搬送される。回収精製装置５０におい
て、^１８Ｆが後述の図２に示す実施例と同じ処理によっ
て弗化物として取り出され、製剤製造装置（図示せず）
に送られる。製剤製造装置では、回収された弗化物を用
いて放射性製剤（例えば¹⁸Ｆで標識したある種の糖）を
製造する。例えば、¹⁸Ｆは一回の使用で２〜８ＭＢｑ／
kg体重を静脈内に投与されるので、成人一人当たりの一
回のその使用量は１０ｍＣｉである。⁶Ｌｉの存在比を
１０倍まで高めた３０％リチウム化合物水溶液を用いる
場合には、約４Ｃｉ以上の中性子放出同位体元素があれ
ば、半日で¹⁸Ｆの必要量を生成できる。このように中性
子を放出する放射性同位元素が確保できれば、反応部分
は静的な装置構成で技術的にも容易に¹⁸Ｆを製造でき
る。

【００２２】反応タンク１０内の各状態量は、反応液計
測器１８及び雰囲気計測器２２によって計測される。反
応液計測器１８は、計測器駆動装置２１によって反応タ
ンク１０の高さ方向に移動される。このため、成分分析
器１９は、ＬｉＯＨ水溶液８中の任意の高さでリチウム
濃度等の化学成分を計測する。中性子検出器２０も、そ
の任意の高さでＬｉＯＨ水溶液８中の中性子束を計測す
る。雰囲気計測器２２は、空間９内における反応生成ガ
ス、例えば¹⁸Ｆ及びその化合物、³Ｈ等の濃度を主に計
測する。各計測器の測定値は図２の実施例と同様に、制
御器４８に伝えられる。制御器４８は、成分分析器１９
及び雰囲気計測器２２の各測定値に基づいて図２の実施
例と同様な制御を実施する。本実施例における制御器４
８は、中性子検出器２０の出力である中性子束の測定値
を入力し、これを用いて駆動装置４を駆動して線源昇降
装置３を移動させ、中性子線源１の高さを変える。

【００２３】中性子線源１の交換、及び線源昇降装置３
及び駆動装置４の保守点検時には、図２の実施例と同様
に、反応タンク１０内のＬｉＯＨ水溶液８を、その液位
が少なくとも中性子源保護カバー２９の上端よりも低く
なるまで、排水管２６を通して反応液容器４４に排出す
る。密封されていたハッチ２８及び蓋３０を開け、中性
子線源１，線源昇降装置３及び駆動装置４を反応タンク
１０の外へ取り出す。新らしい中性子線源１、及び保守
点検された線源昇降装置３及び駆動装置４が、保管庫
６，中性子源保護カバー２９内に設置される。ハッチ２
８及び蓋３０を設けているので、上記のように中性子線
源１の交換、及び線源昇降装置３及び駆動装置４の保守
点検が簡単にできる。

【００２４】本実施例は、¹⁸Ｆ^-及びＬｉ¹⁸ＦがＬｉＯ
Ｈ水溶液８内に存在するので、LiOH水溶液８を回収精製
装置５０に供給するだけで、放射性物質である¹⁸Ｆ^-及
びＬｉ¹⁸Ｆを反応部である反応タンク１０から回収精製
装置５０に簡単にしかも短い時間で搬送できる。気体の
Ｈ¹⁸Ｆも簡単にかつ短い時間で反応タンク１０から回収
精製装置５０に供給できる。従来のように、固体である
炭酸リチウム内に¹⁸Ｆを精製する場合に比べて、¹⁸Ｆを
含む物質を反応部から取り出して回収精製装置までの搬
送が著しく簡単になり、しかもその搬送に要する時間を
短縮できる。このため、生成された¹⁸Ｆの放射能強度の
減衰度合いが低減される。特に、図２の実施例で述べる
ように、ＬｉＯＨ水溶液８からの¹⁸Ｆ^-の回収、及びＨ
¹⁸Ｆからの¹⁸Ｆの回収作業は、従来のように¹⁸Ｆが固体
結晶内に含まれている場合に比べてより短い時間で行え
る。従って、回収された¹⁸Ｆの放射能強度は、従来に比
べて非常に大きい。回収された¹⁸Ｆの放射能強度が大き
いことは、（２）及び（３）式の反応で生成された¹⁸Ｆ
の量が従来と同じ量である場合でも、¹⁸Ｆで指標した放
射性薬剤の生産量を増加できる。¹⁸Ｆの回収に要する時
間の短縮効果は、以下に述べるすべての実施例において
も得られる。前述の第１，第２及び第３の作用効果も、
以下に述べるすべての実施例においても得られる。

【００２５】中性子源保護カバー２９が中性子線源１を
覆っているので、ＬｉＯＨ水溶液８と中性子線源１との
接触を防止することができる。このため、生成された¹⁸
Ｆのイオンまたは弗酸によって中性子線源１が腐食され
ることを抑制できる。更に、線源昇降装置３及び駆動装
置４がＬｉＯＨ水溶液８と接触して腐食されることも抑
制できる。また、反応タンク１０は、図示されていない
が放射線遮蔽体で取り囲まれている。本実施例は、Ｌｉ
ＯＨ水溶液８を用いるので、ＬｉＯＨ水溶液８に含まれ
ている水が放射線遮蔽体としての機能を有する。このた
め、反応タンク１０を取り囲んでいる放射線遮蔽体の厚
みを薄くできる。

【００２６】本発明の他の実施例である放射性同位元素
の製造方法が適用される放射性同位元素製造装置の他の
構成を、図２及び図３を用いて説明する。図１と同じ符
号は、図１の実施例と同じ構成である。本実施例は、中
性子源として、核融合反応により中性子を発生させる慣
性静電核融合装置(以下、ＩＥＣという)３１を用いる。
ＩＥＣ３１は、真空容器３６の直径が２０〜３０cmであ
り、トカマク型の核融合装置に比べて著しく小型であ
る。ＩＥＣ３１による核融合の原理は、１９５０年代か
ら考えられていた。近年、ＩＥＣにおける核融合反応に
ついて報告されている(プラズマ・核融合学会誌，第７
３巻第１０号１０８０頁〜１０８６頁等)。ＩＥＣの特
徴は、核融合による１０⁶〜１０¹¹個／秒程度の中性子
を、直径数十cmの真空容器及び数十ｋＶの電源装置を備
えた構成で発生させることができる点にある。ＩＥＣ
は、電源を切ることによって中性子が発生しないので、
放射性同位元素を用いた中性子線源１よりも管理が容易
である。また、ＩＥＣ３１を用いた放射性同位元素製造
装置はコンパクトであるので、病院等の医療現場に設置
することができる。これは、医療診断に用いるまでの間
における放射性同位元素の放射能の減衰が少ないので、
短半減期の放射性同位元素（例えば¹⁸Ｆ）の製造におい
て、極めて好都合なことである。例えば、反応ガスとし
て重水素(Ｄ)−トリチウム(Ｔ)を使った場合、その核融
合反応１Ｗ当たり３.６×１０¹¹個の１４.１ＭｅＶのエ
ネルギーを持った中性子が発生する。この高エネルギー
の中性子と⁶Ｌｉとの（ｎ，２ｎ）反応により、中性子
数を増倍できて¹⁸Ｆを生成する一連の反応回数を増やす
ことができる。

【００２７】ＩＥＣ３１は、反応タンク１０内に設置さ
れた中性子源保護カバー２９内に設置されている。反応
液供給管２４は、反応液容器４４に接続される。反応液
供給ポンプ５２及び反応液供給ポンプ５２の下流側に位
置する流量制御弁４５が、反応液供給管２４に設けられ
る。バルブ２７の下流側に流量制御弁５５を有する排水
管２６も、反応液容器４４に接続される。リチウムタン
ク４６が配管５３により反応液容器４４に連絡される。
流量制御弁４７が配管５３に設けられる。気体回収配管
１２がファン４９を介して回収精製装置５０に連絡され
る。液体回収配管１５は、排出ポンプＡ（図示せず）を
介して回収精製装置５０に連絡される。ＩＥＣ３１付近
の構造を以下に詳細に説明する。ＩＥＣ３１は、球形の
真空容器３６，真空容器３６内に配置されたカソード３
３及びメッシュ状のアノード３２を有する。真空容器３
６は、反応タンク１０の底部に設置された架台３９上に
設けられる。中性子源保護カバー２９及び真空容器３６
は、発生する中性子による放射化を低減するために、低
放射化アルミ合金及びシリコンカーバイド等のセラミッ
ク材で構成することが望ましい。カソード３３はアノー
ド３２によって取り囲まれている。アノード３２に接続
されたケーブル５４、及びカソード３３に接続されたケ
ーブル３７が、それぞれ電源装置４３に接続される。ア
ノード３２及びカソード３３にはケーブル５４及び３７
により数十ｋＶから百ｋＶの電圧をかけることができ
る。これらの電極は、耐熱性を要求されるために、例え
ば、タングステンやタンタル、あるいはカーボン電極等
で構成される。真空容器は、通常の場合は接地３８され
て電位を０に保っている。

【００２８】反応タンク１０の底部の下方に、機械設備
室４１が設けられる。電源装置４３，真空ポンプである
排気ポンプ４２，冷却水供給ポンプ等の他のポンプ（図
示せず）及び反応ガス供給装置（図示せず）等が、機械
設備室４１内に設置される。真空容器３６内に連絡され
る排気管３５が、排気ポンプ４２に接続される。冷却水
管４０が真空容器３６内でアノード３２の近傍に設置さ
れる。冷却水管４０は、真空容器３６の外側で冷却水供
給ポンプ（図示せず）に接続される。図示されていない
が、反応ガス供給管が真空容器３６に連絡される。

【００２９】本実施例の放射性同位元素製造装置を起動
する際は、先ずバルブ２５を開いて反応液供給ポンプ５
２を駆動することにより、反応液容器４４から反応液で
あるＬｉＯＨ水溶液８が反応液供給管２４を介して反応
タンク１０内に導かれる。

【００３０】ＬｉＯＨは⁶Ｌｉを含んでいる。このＬｉ
ＯＨは、反応液容器４４内のＬｉＯＨ水溶液８中のＬｉ
ＯＨ濃度が設定濃度になるように、リチウムタンク４６
から配管５３を介して反応液容器４４に供給される。反
応液容器４４内のＬｉＯＨ水溶液８は図示されていない
撹拌機で撹拌され、ＬｉＯＨ水溶液８中のＬｉＯＨ濃度
が均一化される。反応タンク１０に設けられる液位計２
３は反応タンク１０内のＬｉＯＨ水溶液８の液位を計測
する。制御器４８は、液位計２３で測定された液位に基
づいて流量制御弁４５の開度を制御する。これによっ
て、ＬｉＯＨ水溶液８は、設定液位まで反応タンク１０
内に充填される。その後、電源装置４３からケーブルを
介してアノード３２及びカソード３３に電圧を印加する
前に、排気ポンプ４２を駆動して真空容器３６内のガス
を排気管３５より排気し、真空容器３６内の圧力を負圧
に保持する。反応ガスが反応ガス供給管を介して真空容
器３６内に供給される。反応ガスを供給した状態で、真
空容器３６内の圧力は、約１０^-3〜１０^-2Torrに保持さ
れる。反応ガスとして、重水素，トリチウム及びヘリウ
ム３等を用いることができる。ＩＥＣ３１の核反応で発
生する中性子のエネルギーは、これらの反応ガスの組合
せによって決まる。

【００３１】電源装置４３からケーブルを介してアノー
ド３２及びカソード３３に数十ｋＶの電圧が印加され
る。中心に位置するカソード３３には、イオン及び電子
が収束したプラズマが閉じ込められた静電ポテンシャル
が形成される。そこに向かって周辺からイオンが加速し
て衝突し、核融合反応が起きる。この核融合によって中
性子が発生する。例えば、反応ガスとして重水素（Ｄ）
−トリチウム（³Ｈ）を使用した場合、その核融合反応
１Ｗ当たり３.６×１０¹¹個の１４.１ＭｅＶのエネルギ
ーを有する中性子が発生する。

【００３２】この中性子は、真空容器３６及び中性子源
保護カバー２９を透過してＬｉＯＨ水溶液８内に達す
る。ＬｉＯＨ水溶液８に含まれる水によって中性子は減
速されて熱中性子となる。図１の実施例と同様に、この
熱中性子によって（２）式に基づいた反応が生じ、更に
発生した³Ｈによって（３）式に基づいた反応が生じ、
¹⁸Ｆが生成される。（３）式の反応で発生した中性子
も、図１の実施例と同様に、新たな¹⁸Ｆの生成に役立
つ。生成された¹⁸Ｆは、¹⁸Ｆ^-としてＬｉＯＨ水溶液８
中に残るか、Ｈ¹⁸Ｆとして空間９に流出する。また、¹⁸
Ｆの一部はＬｉ¹⁸Ｆとして反応タンク１０の底部に沈殿
する。

【００３３】反応タンク１０内の各状態量は、図１の実
施例と同様に、成分分析器１９，中性子検出器２０及び
雰囲気計測器２２によって計測され、各計測器の測定値
は制御器４８に伝えられる。

【００３４】制御器４８は、雰囲気計測器２２で計測さ
れた空間９内の弗化水素の濃度が設定値に達したとき、
バルブ１３を開きファン４９を駆動する。空間９内のＨ
¹⁸Ｆは、気体回収配管１２を通って回収精製装置５０に
供給される。制御器４８は、成分分析器１９で計測され
た弗素濃度が設定値に達したとき、バルブ１６を開き、
液体回収配管１５に設けられた排出ポンプＡを駆動す
る。排出ポンプＢの駆動により、反応タンク１０内の¹⁸
Ｆ^-及びＬｉ¹⁸Ｆを含むＬｉＯＨ水溶液８が、液体回収
配管１５を通って回収精製装置５０に導かれる。ＬｉＯ
Ｈ水溶液８は、回収精製装置５０内ではＬｉＯＨ水溶液
８からＬｉ¹⁸Ｆがフィルタ(図示せず)によって分離され
る。分離されたＬｉ¹⁸Ｆは硫酸で溶解してイオン化さ
れ、水酸化ナトリウム等を用いて酸を中和する。一方、
回収精製装置５０内に導かれたＨ¹⁸Ｆは、水素透過膜を
用いて³Ｈと分離された後、水に溶解される。Ｈ¹⁸Ｆを
溶解して¹⁸Ｆ^-を含む水、及び水酸化ナトリウムで中和
されて¹⁸Ｆ^-を含む溶液は、回収精製装置５０内でＬｉ
¹⁸Ｆを分離した、¹⁸Ｆ^-を含むＬｉＯＨ水溶液に混合さ
れる。このＬｉＯＨ水溶液に含まれている¹⁸Ｆ^-は、回
収精製装置５０内に設けられたイオン交換膜（図示せ
ず）を用いて分離される。分離された¹⁸Ｆ^-は弗化物と
して取り出され、不純物を取り除いた後、この弗化物
は、製剤ライン５１により、図１の実施例での製剤製造
装置（図示せず）に送られる。この製剤製造装置は図１
の実施例と同様に¹⁸Ｆで指標した放射性薬剤を製造す
る。

【００３５】¹⁸Ｆ^-が分離され⁶Ｌｉを含むＬｉＯＨ水
溶液は、図示していない戻り配管にて反応タンク１０に
戻される。ただし、Ｌｉ¹⁸Ｆの溶解に用いた硫酸の供給
量，硫酸の中和に用いた水酸化ナトリウムの添加量、及
びＨ¹⁸Ｆの溶解のために使用した水の量に相当するＬｉ
ＯＨ水溶液の量は、戻り配管から取り出されて廃液タン
ク(図示せず)に排出される。このように廃液タンクへの
ＬｉＯＨ水溶液の排出量が制御されるので、反応タンク
１０から回収精製装置５０に導かれるＬｉＯＨ水溶液の
量と回収精製装置５０から反応タンク１０に戻されるＬ
ｉＯＨ水溶液の量は同じになり、反応タンク１０内のＬ
ｉＯＨ水溶液８の液位はほとんど変化しない。ＬｉＯＨ
水溶液８の液位が変化した場合、液位計２３の計測値を
入力する制御器４８は、その計測値が液位設定値よりも
低いときに流量制御弁４５の開度を増加させ、その計測
値が液位設定値よりも高いときに流量制御弁５５の開度
を増加させる。このように、ＬｉＯＨ水溶液８の液位が
設定液位に保持される。この効果は、図１の実施例でも
生じる。

【００３６】ＬｉＯＨに含まれる⁶Ｌｉは（２）式の反
応による³Ｈの生成によって消費されるので、ＬｉＯＨ
水溶液８のＬｉＯＨ濃度が低下し、¹⁸Ｆの生成量が減少
する。しかしながら、以下に示す制御器４８によるＬｉ
ＯＨ濃度の増加制御によって¹⁸Ｆの生成量の減少を抑制
できる。この効果は、図１の実施例でも生じる。すなわ
ち、制御器４８は、成分分析器１９によって測定された
ＬｉＯＨ濃度測定値を入力し、この測定値がＬｉＯＨ濃
度設定値よりも低いときに流量制御弁４７の開度を増加
させる。ＬｉＯＨがリチウムタンク４６から配管５３を
介して反応液容器４４内に供給されて、反応液容器４４
内のＬｉＯＨ水溶液８のＬｉＯＨ濃度が増加する。Ｌｉ
ＯＨ濃度が増加した反応液容器４４内のＬｉＯＨ水溶液
８は、反応液供給管２４を介して反応タンク１０内に供
給される。反応タンク１０内のＬｉＯＨ水溶液８のＬｉ
ＯＨ濃度が設定濃度まで増加する。また、ＬｉＯＨ水溶
液８の供給により反応タンク１０内の液位は上昇する
が、前述のように制御器４８の制御によりＬｉＯＨ水溶
液８の液位は設定液位に保持される。

【００３７】制御器４８は、中性子検出器２０の測定値
を入力し、測定された中性子束を用いて電源装置４３を
制御してアノード３２及びカソード３３に印加する電圧
を調節する。測定された中性子束がその設定値よりも低
いときにはアノード３２及びカソード３３に印加する電
圧を増加する。真空容器３６内の圧力，ガス成分及び温
度等は、真空容器３６に設置された計測器３４によって
計測される。制御器４８は、計測器３４で測定された圧
力を用いて排気ポンプ４２の回転数を制御し、真空容器
３６内の圧力を設定圧力に調節する。また、制御器４８
は、計測器３４で計測したガス成分に基づいて真空容器
３６内への反応ガスの供給量を制御する。制御器４８
は、計測器３４で測定した温度を用いて冷却水管４０に
供給する冷却水量を調節する。これによって、真空容器
３６内の電極が設定温度になるように冷却される。

【００３８】ＩＥＣ３１の保守点検時には、バルブ２７
が全閉の状態で放射性同位元素製造装置の運転を停止し
て、バルブ２７を開く。反応タンク１０内のＬｉＯＨ水
溶液８は、その液位が少なくとも中性子源保護カバー２
９の上端よりも低くなるまで、排水管２６を通して反応
液容器４４に排出される。その液位が真空容器３６の上
端の位置まで低下したときにバルブ２７を閉じる。密封
されていたハッチ２８を開け、更に蓋３０が中性子源保
護カバー２９から取り外される。ＩＥＣ３１は、架台３
９から取り外され、反応タンク１０の外へ取り出されて
保守点検される。保守点検後、ＩＥＣ３１は架台３９上
に設置され、蓋３０が中性子源保護カバー２９に取り付
けられる。更に、ハッチ２８が、反応タンク１０に設置
される。反応液容器４４に排出されたＬｉＯＨ水溶液８
は、ＬｉＯＨ濃度が調節された後に、反応液供給管２４
を通して反応タンク１０に供給される。開閉可能なハッ
チ２８及び蓋３０が設けられているので、ＩＥＣ３１の
保守点検が反応タンク１０の外部で容易に行える。蓋３
０が設けられた中性子源保護カバー２９の設置は、ＩＥ
Ｃ３１とＬｉＯＨ水溶液８との接触を防止すると共に、
ＬｉＯＨ水溶液８の機械設備室４１への流入を防止す
る。

【００３９】本実施例は、図１の実施例で生じる効果と
同じ効果を得ることができる。特に、中性子源保護カバ
ー２９の設置によって、ＩＥＣ３１の真空容器３６及び
電源装置４３等の機器の腐食を防止でき、かつ電源装置
４３のショートを防止できる。

【００４０】本実施例の放射性同位元素製造装置はコン
パクトであるので、放射性薬剤を必要とする施設（例え
ば病院）に設置することができる。このため、遠方にあ
る放射性同位元素製造装置から放射性薬剤を用いる施設
までの間の運搬中における放射性同位元素の放射能強度
の減衰を心配する必要はない。また、本実施例の放射性
同位元素製造装置を自動車等の運搬車両に乗せて放射性
薬剤を必要とする施設まで、放射性同位元素製造装置を
運搬して、その施設の近くで放射性同位元素、及びその
元素を指標とする放射性薬剤を製造することが可能にな
る。これらの効果は、図１の実施例でも得られる。

【００４１】本発明の他の実施例である放射性同位元素
の製造方法を適用する放射性同位元素製造装置を、図４
を用いて以下に説明する。本実施例は、核分裂装置(原
子炉)を用いて放射性同位元素を製造する例を示してい
る。本実施例の放射性同位元素製造装置は、耐腐食性の
良い鉄鋼材で作られて球形フラスコのような形状をした
核分裂反応容器５６を有する。核分裂反応容器５６内に
は、ウラン水溶液（例えば硫酸ウラニル）が充填されて
いる。核分裂反応が臨界以下になるように、ウラン水溶
液中のウランはウラン２３５の濃縮度が調整されてい
る。更に、ウラン水溶液は、溶解されたリチウム化合物
（例えば、⁶Ｌｉを含むＬｉＯＨ）を含む。ウランの核
分裂反応は、制御棒駆動装置５８によって制御棒５７を
動かして制御される。

【００４２】ウラン水溶液に含まれたウランの核分裂に
よって、中性子が発生する。この中性子は、ウラン水溶
液に含有される水によって減速された後、ウラン水溶液
に含まれた⁶Ｌｉと（２）式の反応を起こす。発生した
³Ｈ及びウラン水溶液中の水に含まれた¹⁶Ｏにより
（３）式の反応が生じて¹⁸Ｆがウラン水溶液中に生成さ
れる。生成された¹⁸Ｆを含む気体状のＨ¹⁸Ｆは、放射線
分解で発生する水素等のその他の発生ガスと共に、回収
配管６５から回収され、回収精製装置５０（図２）に送
られる。

【００４３】核分裂反応が急激に増大した場合、核分裂
反応容器５６内の水溶液は、核分裂反応による熱で膨張
し、オーバーフロー配管５９を通ってドレンタンク６０
に回収される。このウラン水溶液のオーバーフローによ
って核分裂反応は自動的に収束する。ドレンタンク６０
内に熱中性子の吸収断面積の大きな物質（例えばホウ素
１０）を入れておき、ドレンタンク６０内で核分裂反応
が生じないようにする。

【００４４】核分裂反応容器５６内の炉心へのアクセス
はポート６１より行う。ウラン及びＬｉＯＨが消費され
るので、新しいウラン水溶液が供給配管６２より核分裂
反応容器５６内に補給される。核分裂反応容器５６内の
各状態量は計測ポート６３を通じて計測される。核分裂
反応容器５６内のウラン水溶液の冷却は、核分裂反応容
器５６内に張り巡らした冷却配管６４内に冷却水を流す
ことにより行われる。例えば、かつて日本原子力研究所
の最初の研究炉であるＪＲＲ−１は、直径４０cmの球形
フラスコのような鋼鉄製容器内に、２０％濃縮ウランを
含む硫酸ウラニル水溶液を充填して５０ｋＷの出力を得
た。熱中性子の平均フラックスは１０¹²個／cm²秒もあ
った。その硫酸ウラニル水溶液にリチウム化合物（例え
ば⁶Ｌｉを含むＬｉＯＨ）を溶解させることにより、
（２）及び（３）式の反応が生じる。

【００４５】本発明の他の実施例である放射性同位元素
の製造方法が適用される放射性同位元素製造装置の他の
構成を、図５及び図６により説明する。本実施例は、電
子加速器６６を用いて電子ビームにより¹⁸Ｆを製造す
る。電源装置７１が電子加速器６６に接続される。電磁
石６９を有するビーム輸送管６８が電子加速器６６に接
続される。ビーム輸送管６８から分岐された複数のビー
ム輸送管８４は、対応の反応装置６７に連絡される。ビ
ーム輸送管８４の分岐点には切替コイル７０が設けられ
る。電磁石６９はビーム輸送管８４にも設けられる。各
反応装置７０は気体回収配管１２によって回収精製装置
５０に接続される。反応装置６７は、鋼鉄製の放射線遮
蔽された筐体で、内部にウラン及びベリリウム等の金属
ターゲット７５が設けられる。金属ターゲット７５は、
本装置の運転終了後に新しい金属ターゲットと交換され
る。反応装置６７は、金属ターゲット７５の部分を除い
て内部に中性子反射材８２を設けている。ＬｉＯＨ水溶
液８が中性子反射材１７で取り囲まれる領域８５に充填
される。

【００４６】電源装置７１からの電圧の印加によって電
子加速器６６は電子ビームを発生する。この電子ビーム
８３はビーム輸送管６８、及び切替コイル７０によって
切替えられたビーム輸送管８４を経て所定の反応装置６
７に達する。金属ターゲット８３よりも直前の電子ビー
ム加速部７４内のガスは、真空排気配管７７に接続され
ている真空排気装置（図示せず）により排気される。電
子ビーム８３が金属ターゲット７５に当たることによ
り、中性子が発生する。例えば、金属ウランに１０Ｍｅ
Ｖ，２０ｍＡの電子ビーム８３が照射されることによっ
て１０¹⁴個／秒の中性子を発生する。金属ターゲット７
５は、一回分の¹⁸Ｆの製造に必要な量になっている。金
属ターゲット７５は、少なくとも中性子が発生している
間、冷却水配管７８から冷却水配管７９へ流れる冷却水
によって冷却される。反応装置６７も、外部に設けた冷
却配管８０内を流れる冷却水によって冷却される。金属
ターゲット７５で発生した中性子は、ＬｉＯＨ水溶液８
内に達し、図１及び図２の実施例と同様に（２）及び
（３）式の反応を発生させる。これらの反応により、¹⁸
Ｆが生成される。

【００４７】電子ビーム８３は、金属ターゲット７５の
直前で電磁石８１で軌道を変えることができ、金属ター
ゲット７５の一点に集中されない。金属ターゲット７５
の前面に設置されたメッシュ状金属７６は、電子ビーム
８３の照射により金属ターゲット７５から発生する蒸気
が真空雰囲気である電子ビーム加速部７４側に行かない
ようにその蒸気を捕捉する。中性子反射材８２は、
（２）式の反応における中性子の利用効率を上げるため
に機能する。

【００４８】得られた¹⁸Ｆは図１の実施例で述べたよう
に気体、¹⁸Ｆ^-及び固体の状態で存在する。¹⁸Ｆを含む
気体は、気体回収配管１２により回収精製装置５０に送
られる。¹⁸Ｆ^-及び固体を含むＬｉＯＨ水溶液８は、図
示されていないが図１の実施例と同様に液体回収配管
（領域８５の底部に接続）によって回収精製装置５０に
導かれる。回収精製装置５０では、図１の実施例と同様
な処理が行われる。制御装置７３は、放射性同位元素製
造装置に設けられた各種の計測器からの計測信号を入力
し、該当する計測信号を用いて電源装置７１，切替コイ
ル７０及び回収精製装置５０の制御を行う。

【００４９】本発明の他の実施例である放射性同位元素
の製造方法が適用される放射性同位元素製造装置の他の
構成を、図７により説明する。本実施例は、陽子ビーム
を加速する加速器（以下、陽子加速器という）から出射
された陽子ビームにより¹⁸Ｆを製造する。本実施例の装
置は、図５に示された全体構成のうち電子加速器６６を
陽子加速器に替え、反応装置６７を図７に示す反応装置
６７Ａに替えた構成を有する。反応装置６７Ａを詳細に
説明する。反応装置６７Ａは、鋼鉄製の放射線遮蔽され
た筐体を有し、加速された陽子ビーム８９の照射を受け
る照射部材８７を備えている。照射部材８７は、陽子ビ
ーム８９のエネルギー損失を最小にするため、陽子ビー
ム８９が透過しやすい材料（例えば薄いチタン膜）で構
成される。照射部材８７は、上記の鋼鉄製筐体に取り付
けられ、領域８５に充填されるＬｉＯＨ水溶液８が電子
ビーム加速部７４側への流出を防止する機能も有する。
ＬｉＯＨ水溶液８は、⁶Ｌｉだけでなく⁷Ｌｉも含んで
いる。

【００５０】冷却パネル８６は、反応装置６７Ａ内で照
射部材８７よりも電子ビーム加速部７４側に設けられ
る。冷媒配管９０から冷媒配管９１へ流れる冷媒（例え
ば、液体窒素）によって、冷却パネル８６が冷却され
る。照射部材８７は、冷却パネル８６からの極低温の冷
熱の輻射により冷却される。陽子ビーム８９は電子ビー
ム加速部７４において電磁石８１で軌道を変更されるの
で、図６の実施例と同様に陽子ビーム８９が照射部材８
７の一点に集中することを避けられる。

【００５１】領域８５内のＬｉＯＨ水溶液８は、領域８
５内に配置された冷却配管８８内を流れる冷却水によっ
て冷却される。中性子は、⁷Ｌｉを含むＬｉＯＨ水溶液
８への陽子ビーム８９の照射により生じる（４）式の反
応によって発生する。すなわち、陽子（ｐ）と⁷Ｌｉと
の反応によってＬｉＯＨ水溶液８内で中性子が発生す ⁷Ｌｉ＋ｐ → ｎ＋⁷Ｂｅ …（４）る。照射される陽子のエネルギーは、十数ＭｅＶの高エ
ネルギーである。発生した中性子は、ＬｉＯＨ水溶液８
により減速されて熱中性子となり、（２）式の反応を起
こす。更に（３）式の反応が生じ、¹⁸Ｆが生成される。
本実施例は、(４)，（２）及び（３）式の３段階の反応
により¹⁸Ｆを生成する。ＬｉＯＨ水溶液８内の¹⁸Ｆを含
む気体は気体回収配管１２により回収精製装置５０に導
かれる。

【００５２】¹⁸Ｆを含む固体、及び¹⁸Ｆ^-の両者を含む
ＬｉＯＨ水溶液８は、図示されていないが図１の実施例
と同様に液体回収配管（領域８５の底部に接続）によっ
て回収精製装置５０に送られる。本実施例は、放射性同
位元素の製造に陽子加速器を使わない時には、その加速
器の陽子ビームを粒子線治療に用いることができる。

【００５３】本発明の他の実施例である放射性同位元素
の製造方法が適用される放射性同位元素製造装置の他の
構成を、図８により説明する。本実施例は、レーザーを
用いて¹⁸Ｆを生成する。本実施例の装置は、図５に示さ
れた全体構成のうち電子加速器６６をレーザー発生装置
に替え、反応装置６７を図８に示す反応装置６７Ｂに替
えた構成を有する。更に、本実施例は、図５の構成にお
いて電磁石６９の替りに反射鏡（図示せず）を設け、切
替コイル７０の替りに切替ミラーを設ける。反応装置６
７Ｂは、鋼鉄製の放射線遮蔽された筐体を有し、中性子
の照射を受ける照射部材９３を備えている。照射部材９
３は、中性子のエネルギー損失を最小にするために中性
子が透過しやすい材料で構成する。冷却パネル８６のレ
ーザー９４の入射側にターゲット９２が設置される。反
応装置６７Ｂの他の構成は、反応装置６７Ａの構成と同
じである。ターゲット９２は、レーザー９４の照射によ
って溶発するので、放射性同位元素製造装置の運転中に
連続して交換できるようになっている。ターゲット９２
は、例えば、水素原子を重水素原子で置換したポリスチ
レンで構成する。

【００５４】レーザー発生装置から出力されたレーザー
９４は、繰り返しターゲット９２に照射される。レーザ
ー９４で加速された重水素と、ターゲット９２内の重水
素との核融合反応で中性子が発生する。この中性子によ
って、ＬｉＯＨ水溶液８内で（２）及び（３）式の反応
が生じて¹⁸Ｆが得られる。¹⁸Ｆを含む物質が、図７の実
施例と同様に、気体回収配管１２及び液体回収配管（図
示せず）により回収精製装置５０に導かれる。本実施例
も、冷媒（例えば液体窒素）で冷却された冷却パネル８
６からの冷熱の輻射により、照射部材９３を冷却する。

【００５５】

【発明の効果】第１発明によれば、¹⁸Ｆは液体であるリ
チウム水溶液に含まれるので、¹⁸Ｆの回収に要する時間
は従来の固体結晶内に含まれる場合に比べて著しく短縮
される。

【００５６】第２発明によれば、中性子源及びこの中性
子源の付属機器の腐食が抑制される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の好適な一実施例である放射性同位元素
の製造方法が適用される放射性同位元素製造装置の構成
図である。

【図２】放射性同位元素製造装置の他の実施例の構成図
である。

【図３】図２に示される反応タンク付近の詳細構成図で
ある。

【図４】放射性同位元素製造装置の他の実施例の構成図
である。

【図５】放射性同位元素製造装置の他の実施例の構成図
である。

【図６】図５に示される反応装置の詳細構成図である。

【図７】放射性同位元素製造装置の他の実施例の構成図
である。

【図８】放射性同位元素製造装置の他の実施例の構成図
である。

【符号の説明】

１…中性子線源、３…線源昇降装置、４…駆動装置、６
…保管庫、８…LiOH水溶液、９…空間、１０…反応タン
ク、１２…気体回収配管、１５…液体回収配管、１７，
８２…中性子反射材、１８…反応液計測器、１９…成分
分析器、２０…中性子検出器、２２…雰囲気計測器、２
３…液位計、２４…反応液供給管、２６…排水管、２８
…ハッチ、２９…中性子源保護カバー、３０…蓋、３１
…慣性静電核融合装置、３２…アノード、３３…カソー
ド、４１…機械設備室、４２…排気ポンプ、４３，７１
…電源装置、４４…反応液容器、４６…リチウムタン
ク、４８…制御器、５０…回収精製装置、５６…核分裂
反応容器、５７…制御棒、５８…制御棒駆動装置、６０
…ドレンタンク、６２…供給配管、６５…回収配管、６
６…電子加速器、６７，６７Ａ，６７Ｂ…反応装置、６
８，８４…ビーム輸送管、７５…金属ターゲット、８６
…冷却パネル、８７，９３…照射部材、９２…ターゲッ
ト。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者山田直之茨城県日立市大みか町七丁目２番１号株式会社日立製作所電力・電機開発本部内 (72)発明者岡崎隆司茨城県日立市大みか町七丁目２番１号株式会社日立製作所電力・電機開発本部内 (72)発明者秋山浩茨城県日立市大みか町七丁目２番１号株式会社日立製作所電力・電機開発本部内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】中性子源から、リチウム６(⁶Ｌｉ）を含む
リチウム水溶液に中性子を照射して弗素１８(¹⁸Ｆ)を生
成することを特徴とする放射性同位元素製造方法。
【請求項２】前記リチウム水溶液から前記弗素１８を回
収する請求項１の放射性同位元素製造方法。
【請求項３】前記中性子源として放射性同位元素を用い
て中性子を放出する中性子源を用い、この中性子源を保
護カバーで覆った状態で前記リチウム水溶液内に位置さ
せて、前記中性子源から放出された中性子を前記リチウ
ム水溶液に照射する請求項１または請求項２の放射性同
位元素製造方法。
【請求項４】前記中性子源として慣性静電核融合装置を
用い、前記慣性静電核融合装置を保護カバーで覆った状
態で前記リチウム水溶液内に位置させて、前記中性子源
から放出された中性子を前記リチウム水溶液に照射する
請求項１または請求項２の放射性同位元素製造方法。
【請求項５】原子炉容器内にリチウム６(⁶Ｌｉ）を含む
ウラン水溶液に、前記ウラン水溶液に含まれるウランの
核分裂により発生する中性子（ｎ）を前記ウラン水溶液
に照射し、以下の２つの式に基づく反応により弗素１８
(¹⁸Ｆ)を生成することを特徴とする放射性同位元素製造
方法。ｎ＋⁶Ｌｉ → ⁴Ｈｅ＋³Ｈ³ Ｈ＋¹⁶Ｏ → ｎ＋¹⁸Ｆ
【請求項６】電子ビームを加速する電子加速器から出射
された電子ビームを、ターゲットに照射して中性子を発
生させ、この中性子を、リチウム６(⁶Ｌｉ）を含むリチ
ウム水溶液に照射して弗素１８(¹⁸Ｆ)を生成することを
特徴とする放射性同位元素製造方法。
【請求項７】陽子ビームを加速する電子加速器から出射
された陽子ビームを、リチウム７(⁷Ｌｉ）に照射して中
性子を発生させ、この中性子を、リチウム６(⁶Ｌｉ）を
含むリチウム水溶液に照射して弗素１８(¹⁸Ｆ)を生成す
ることを特徴とする放射性同位元素製造方法。
【請求項８】レーザー発生装置から出力されたレーザー
を、水素または重水素を含むターゲットに照射して中性
子を発生させ、この中性子を、リチウム６(⁶Ｌｉ）を含
むリチウム水溶液に照射して弗素１８(¹⁸Ｆ)を生成する
ことを特徴とする放射性同位元素製造方法。
【請求項９】前記水溶液から前記弗素１８を回収する請
求項５乃至請求項８のいずれかの放射性同位元素製造方
法。
【請求項１０】リチウム６(⁶Ｌｉ）を含むリチウム水溶
液を充填する容器と、前記リチウム水溶液を前記容器に
供給するリチウム水溶液供給装置と、前記リチウム水溶
液を前記容器から排出するリチウム水溶液排出装置と、
前記容器内に配置される中性子源と、容器内に設置され
て前記中性子源を覆う保護カバーとを備えたことを特徴
とする放射性同位元素製造装置。
【請求項１１】弗素１８を含む前記リチウム水溶液から
前記弗素１８を回収する回収装置を備えた請求項１０の
放射性同位元素製造装置。
【請求項１２】前記容器が弗化物に対して耐食性のある
金属材料で構成される請求項１０または請求項１１の放
射性同位元素製造装置。
【請求項１３】前記容器が弗化物に対して耐食性のある
金属材料で内面を被覆されている請求項１０または請求
項１１の放射性同位元素製造装置。
【請求項１４】前記容器の天井部に設けられた開閉可能
な第１密封開閉蓋と、前記保護カバーの天井部に設けら
れた開閉可能な第２密封開閉蓋とを備えた請求項１０ま
たは請求項１１の放射性同位元素製造装置。
【請求項１５】前記中性子源が、放射性同位元素を用い
て中性子を放出する中性子源及び慣性静電核融合装置の
いずれかである請求項１０乃至請求項１４のいずれかの
放射性同位元素製造装置。