JP2005283137A

JP2005283137A - 放射性同位元素製造装置および放射性薬剤製造装置

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Publication number: JP2005283137A
Application number: JP2004092915A
Authority: JP
Inventors: Takashi Okazaki; 隆司岡▲崎▼; Kazuteru Tsuchida; 一輝土田; Hirobumi Seki; 関　　博文; Robert W Hamm; ハムロバート，ダブリュー．
Original assignee: Hitachi Ltd; Accsys Technology Inc
Current assignee: Hitachi Ltd; Accsys Technology Inc
Priority date: 2004-03-26
Filing date: 2004-03-26
Publication date: 2005-10-13
Anticipated expiration: 2024-03-26
Also published as: JP4392280B2; US20050242276A1; US7394081B2

Abstract

【課題】放射線遮へい性およびメンテナンス性を向上できる放射性同位元素製造装置および放射性薬剤製造装置を提供する。
【解決手段】放射性同位元素製造装置は、イオンビームを加速してターゲット１３ａに照射する線形加速器１２、線形加速器１２に同軸管１５ａ、１６ａを介して高周波を供給する高周波電源１５、１６、ターゲット１３ａが収容されるターゲット遮へい体１３、線形加速器１２を覆う第１放射線遮へい体２０、および第１放射線遮へい体２０とターゲット遮へい体１３との間において、線形加速器１２のターゲット遮へい体１３側を覆う移動可能な第２放射線遮へい体２０を備えている。第１放射線遮へい体２０は、線形加速器１２に接続される同軸管１６ａの接続部１２ｄを基点として、線形加速器１２の軸方向で相反する方向に分割移動可能である。
【選択図】図４

Description

本発明は、放射性同位元素製造装置および放射性薬剤製造装置に係り、特に、ポジトロン放射断層撮影（以下、ＰＥＴ（Positron Emission Tomography）と称する）検査に使用する、線形加速器を用いた放射性同位元素製造装置および放射性薬剤製造装置に関するものである。

近年、がん検診や脳疾患、心臓疾患の検査方法として、ＰＥＴ検査が注目を集めている。ＰＥＴ検査は、ポジトロン（陽電子）を放出する核種を標識として用いた放射性薬剤（ＰＥＴ薬剤と称する）を被検診者の体内に投与し、がんの患部に集積したＰＥＴ薬剤、または脳や心臓の血管内を流動するＰＥＴ薬剤に起因して体外に放出されるγ線を多数の放射線検出器で検出する検査である。それらの放射線検出器から出力されるγ線検出信号を基に得られる情報を用いて、被検診者の断層像が作成される。この断層像を用いてがん、血流等の診断を行う。ＰＥＴ検査では、ＣＴ（Computer Tomography、エックス線断層撮影）装置やＭＲＩ（Magnetic Resonance Imaging、核磁気共鳴映像）装置などの検査で見つけにくい、例えば、１ｃｍ以下のがんも発見できるほか、従来の検査よりも短時間で全身の検査が可能であるなど、患者の負担が少ない検査法として有用である。

このようなＰＥＴ検査に用いられ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。放射性同位元素としては、半減期が約２分の酸素１５(¹⁵Ｏ)や半減期が約２時間のフッ素１８(¹⁸Ｆ)等がある。特に、¹⁸Ｆは、この種の核種としては半減期が比較的長くその利用価値が急速に高まっている。
¹⁸Ｆの製造は、一般に、高エネルギーの陽子（プロトン）を酸素１８(¹⁸Ｏ)に照射し核反応を利用することにより行われる。¹⁸Ｏは、酸素１６(¹⁶Ｏ)の同位体であり、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を濃縮することも考えられる。実際には¹⁸Ｆは、¹⁸Ｏを含んだ水(Ｈ₂ ¹⁸Ｏ)を封入した容器に１０ＭｅＶ程度に加速した陽子を照射して製造されている。従来、その製造には、主として、比較的大がかりな設備を必要とする加速器であるサイクロトロンが用いられていた。
また、ヘリウムイオンを線形加速器により照射して、放射性同位元素を得る技術も提案されている（例えば、特許文献１参照）。
特表平４−５０４１７４号公報（第４頁、左上欄１４行目〜第５頁、右下欄６行目）

前記従来の一般的な¹⁸Ｆの製造では、高エネルギーの陽子を酸素１８(¹⁸Ｏ)に照射した際に、核反応により放射線（中性子線等）を発生するため、加速器等を含む放射性同位元素製造装置を格納する施設においては、放射線の遮へい対策が重要となる。これまで、放射線を遮へいする手段としては、加速器等が設置される部屋の周囲に施設建物（天井や床）と一体にコンクリートを基体とする分厚い壁（放射線遮へい壁）を設けて対処する方法が知られている。

しかしながら、放射線遮へい用の分厚い壁を設けるには、多大の時間と労力を要するとともに、建物の構造自体を強固に建造する必要があり、コストが嵩むという問題があった。また、そのようなことから、既存の施設においては、放射性同位元素製造装置の設置場所が制限されるという問題があった。
また、前記のように、放射性同位元素の半減期は比較的短いため、ＰＥＴ薬剤を合成してからＰＥＴ検査を行うまでの工程が短時間で行われることが好ましく、そのような機能を有した医療施設が望まれていた。

本発明の目的は、放射線遮へい性およびメンテナンス性に優れ、設置する建物の低コスト化を図ることができる放射性同位元素製造装置および放射性薬剤製造装置を提供することにある。

前記目的を達成するため、本発明の特徴は、イオンビームを加速してターゲットに照射する線形加速器を第１放射線遮へい体で覆い、第１放射線遮へい体と前記ターゲット遮へい体との間の領域を、移動可能な第２放射線遮へい体で覆い、第１放射線遮へい体は、線形加速器の軸方向で、線形加速器に接続される高周波伝送路を基点として相反する方向に分割されて移動可能に構成されていることにある。第１および第２放射線遮へい体で線形加速器の外部に漏れる放射線を遮へいでき、放射線の遮へい性を向上できる。また、第１放射線遮へい体が、線形加速器の軸方向で、線形加速器に接続される高周波伝送路を基点として相反する方向に分割されて移動可能に構成されているので、線形加速器の非稼働時に、第１放射線遮へい体を分割移動させることにより、線形加速器へのアクセスが可能になるため、線形加速器のメンテナンス性が向上する。
好ましくは、第２放射線遮へい体は、線形加速器の軸心と交差する方向で相反する方向に移動可能な複数の第２放射線遮へい部によって構成されていることが望ましい。第２放射線遮へい体がこのように構成されることによって、第１放射線遮へい体の分割移動および線形加速器のメンテナンスがスムーズに行える。
さらに、好ましくは、第２放射線遮へい体が、第１放射線遮へい体の外側および内側のいずれかで、線形加速器の軸方向に移動可能に構成されるとよい。

好ましくは、放射性薬剤製造装置は、イオンビームを加速してターゲットに照射する線形加速器を第１放射線遮へい体で覆い、第１放射線遮へい体と前記ターゲット遮へい体との間の領域を、移動可能な第２放射線遮へい体で覆い、第１放射線遮へい体が、線形加速器の軸方向で、線形加速器に接続される高周波伝送路を基点として相反する方向に分割されて移動可能に構成されている放射性同位元素製造装置と、ターゲット内で製造された放射性同位元素を用いて放射性薬剤を製造する放射性薬剤合成装置とを備えて構成することが望ましい。

本発明によれば、放射線遮へい性およびメンテナンス性を向上できる放射性同位元素製造装置および放射性薬剤製造装置が得られる。

次に、本発明の好適な実施形態である放射性薬剤製造装置について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下において、放射性薬剤製造装置の本実施形態に含まれる放射性同位元素製造装置を中心とした説明を行う。

図１、図２に示すように、本実施形態の放射性薬剤製造装置８は、放射性同位元素製造装置１０、放射性薬剤合成装置３２および薬剤分注装置３３を備える。放射性同位元素製造装置１０は、病院等の建屋Ｔ内の加速器室９内に設置される。放射性薬剤合成装置３２および薬剤分注装置３３は、建屋Ｔ内のホットラボ室３０内に設置される。加速器室９は、その周囲すべてがコンクリートを基体とする放射線（中性子等）を遮へいする壁Ｗ１で構成されている。また、ホットラボ室３０は、その周囲すべてが、主としてγ線を遮へいする壁Ｗ２で構成されている。図１においては、加速器室９およびホットラボ室３０にそれぞれ設けられた出入りのための、扉の図示は省略されている。
放射性同位元素製造装置１０は、イオン源１１、高周波四重極型線形加速器（Radio Frequency Quadrupole、以下、ＲＦＱと称す）１２ａ、ドリフトチューブ型線形加速器（Drift Tube Linac、以下、ＤＴＬと称す）１２ｂおよびターゲット１３ａを有する。ターゲット１３ａはターゲット遮へい体１３内に配置される。イオン源１１、ＲＦＱ１２ａ、ＤＴＬ１２ｂは、イオンビームの進行方向（イオン源１１からターゲット遮へい体１３に向かう方向）にこの順に直列に加速器室９内に設置されている。また、これら、ＲＦＱ１２ａ、ＤＴＬ１２ｂの横には、それぞれに別々に高周波電力を供給するための高周波電源１５、１６が、ＲＦＱ１２ａ、ＤＴＬ１２ｂと間隔を隔てて設置されている。イオン源１１の横には、これらに電力を供給するための電源１４が、イオン源１１と間隔を隔てて設置されている。そして、ＤＴＬ１２ｂの周囲には、第１放射線遮へい体（以下、第１遮へい体と称する）２０が設けられ、またＤＴＬ１２ｂとターゲット遮へい体１３との間には、図２に示すように、第２放射線遮へい体（以下、第２遮へい体と称する）２５が設けられている。

イオン源１１は、イオンとなる源物質（ここでは水素）をイオン化して陽イオンのイオンビームとして引き出す役割をなし、その周囲には、質量により所望のイオンのみを選択的に取り出す図示しないマグネットやイオンビームを整形する図示しない静電レンズ、さらにはイオンビーム発生部等が設けられている。イオン源１１には、電源１４から電源ケーブル１４ａを介して電力が供給される。なお、イオン源１１には、熱陰極方式のデュオプラズマトロン型イオン源またはＰＩＧ型イオン源を使用することができる。また、超寿命で大電流を発生することのできるマイクロ波放電型イオン源を使用することもできる。
そして、このイオン源１１の後段に、ＲＦＱ１２ａが設けられ、図示しないイオンビーム発生部から出射されたイオンビームがＲＦＱ１２ａにより所定のエネルギーまで加速されるようになっている。

ＲＦＱ１２ａは、その内部の真空チャンバに波形状の四重極電極を備えている。また、その図示しないビーム入射部には、イオンビームを加速し易いように集群するバンチ部が形成されている。ＲＦＱ１２ａには、高周波電源１５から同軸管１５ａを通じて所定周波数の高周波電力が供給され、これにより、イオンビームの進行方向と直角な方向に四重極電界が形成される。そして、ビーム入射部でバンチされたイオンビームが集束されながら加速されるようになっている。ＲＦＱ１２ａで加速されたイオンビームは、後段のＤＴＬ１２ｂに入射されて、さらに加速される。
なお、ここで使用されるＲＦＱ１２ａに代えて、六極以上の偶数の磁極を持つ多重電極型の高周波加速器を用いてもよく、これら以外の高周波加速器を用いることもできる。

ＤＴＬ１２ｂは、図２に示すように、その内部の中心に、複数個のドリフトチューブ１７を軸方向に並べて配置している。ドリフトチューブ１７内には、図示しない四極電磁石が組み込まれていて、イオンビームは、このドリフトチューブ１７内を通過する際に、収束を受ける。イオンビームの加速は、このドリフトチューブ１７間で行われる。
このようなＲＦＱ１２ａおよびＤＴＬ１２ｂは、組み合わされて、最終的に１０ＭｅＶ程度の高エネルギービームを生成する線形加速器１２として機能する。ＤＴＬ１２ｂとターゲット遮へい体１３との間には、電力の供給によりイオンビームの拡がりを制御するコイル部１２ｃが設けられている。また、コイル部１２ｃの下方には、図示しない計器類が配置されている。
なお、線形加速器１２には、熱による容器や電極等の膨張収縮に起因する共振周波数のずれに対処するため、その共振周波数を調整する図示しないチューナを設けても良い。

ターゲット遮へい体１３は、コンクリートを基体とした側壁および天井部を有している。ターゲット遮へい体１３は加速器室９の床に固定される。¹⁸Ｏが収容されたターゲット１３ａがターゲット遮へい体１３内に存在する。なお、¹⁸Ｏの濃縮法（精製法）としては、例えば、蒸留法、電解法、化学交換法などが採用される。また、濃縮係数が大きく、小型の装置により短時間で濃縮可能である、レーザー同位体濃縮法も用いることができる。ターゲット１３ａは、沸騰しないようにアルゴンガスで加圧されている。そして、後記するようにして生成された¹⁸Ｆを含む水は、アルゴンガスの加圧により、配管３１を通じて、ホットラボ室３０に供給される。

イオン源１１は前記のように電源ケーブル１４ａによって通常の電源１４に接続される。ＲＦＱ１２ａは同軸管１５ａによって高周波電源１５に接続される。ＤＴＬ１２ｂは同軸管１６ａによって高周波電源１６に接続される。電源１４、および高周波電源１５、１６は、前記のようにイオン源１１、ＲＦＱ１２ａ、ＤＴＬ１２ｂの横に間隔を隔てて設置されており、また、電源ケーブル１４ａ、および各同軸管１５ａ，１６ａも図３（ａ）に示すように、アーチ状に上方に立ち上げられて設けられているので、これらと、イオン源１１、ＲＦＱ１２ａ、ＤＴＬ１２ｂとの間には、所定の通路が形成されている。この通路は、メンテナンス時のサービススペースとして使用することができる。なお、同軸管１５ａ，１６ａの代わりに導波管を用いてもよい。同軸管および導波管は高周波伝送路である。

第１遮へい体２０は、ＤＴＬ１２ｂを覆う状態に設けられており、分割された前放射線遮へい部（以下、前部と称する）２１および後放射線遮へい部（以下、後部と称する）２２を有する。前部２１および後部２２は、共に、対向する一対の側壁部、およびこれらの側壁部を連結する天井部を有する（図３（ａ），（ｂ）参照）。ＤＴＬ１２ｂは、前部２１および後部２２の一対の側壁部間に配置されている。これら一対の側壁部の下端部には、複数の車輪Ｓが設けられる（図２参照）。これらの車輪Ｓは、加速器室９の床に設置された一対のレール（ガイド部材）Ｒ上に置かれている（図３（ａ），（ｂ）参照）。前部２１および後部２２は、レールＲ上をＤＴＬ１２ｂの軸方向に移動できる。具体的には、後部２２は、ＤＴＬ１２ｂの接続部１２ｄ（図４（ｂ））より上方に向かって立ち上がる同軸管１６ａの垂直部を基点にしてターゲット遮へい体１３側に移動できる。前部２１は、後部２２の移動とは反対側、すなわち、その同軸管１６ａの垂直部を基点にしてＲＦＱ１２ａ側に移動できる。
第１遮へい体２０は、前記したように、ＤＴＬ１２ｂの軸方向で相反する方向に移動可能な分割構造となっている。このため、線形加速器１２の運転時には、前部２１と後部２２を接触させた、ＤＴＬ１２ｂからの放射線を遮へいする状態（図４（ａ）参照）、およびＤＴＬ１２ｂのメンテナンス時には、前部２１と後部２２の間隔をあけた状態（図４（ｂ））にすることができる。前部２１と後部２２との接触面には、同軸管１６ａの挿通孔を形成する凹部２１ａと凸部２２ａが設けられている。放射線遮へい時には、同軸管１６ａは前部２１と後部２２、具体的には凹部２１ａと凸部２２ａに挟まれる。なお、第１遮へい体２０は、ＤＴＬ１２ｂの軸方向で相反する方向に移動可能な２つの第１放射線遮へい部（前部２１および後部２２）を含んでいるとも言える。
このような第１遮へい体２０、具体的には、前部２１および後部２２は、例えば、ボロンを含んだポリエチレンで成形した板状体を何層にも重ね合わせて、分厚く形成されている。

図２に示すように、第２遮へい体２５は、第１遮へい体２０（後部２２）とターゲット遮へい体１３との間に配置され、ＤＴＬ１２ｂの後段側に設けたコイル部１２ｃを覆うように一対の側壁部と天井部とを有している。本実施形態では、図４（ｂ）に示すように、第１遮へい体２０の後部２２がターゲット遮へい体１３に向かって移動されるとき、第２遮へい体２５は、移動してきた後部２２と干渉しない位置、すなわち、ＤＴＬ１２ｂの軸心と直交する方向に移動可能に構成されている。そのための構造として、第２遮へい体２５は、逆Ｌ字形の左放射線遮へい部（以下、左部と称する）２６、および左部２６に嵌合する嵌合面を備えた右放射線遮へい部（以下、右部と称する）２７を有する。左部２６は、一つの側壁部と、この側壁部の上端部に設けられた天井部を有する。右部２７は、左部２６の側壁部と対向する一つの側壁部を有する。これら左部２６と右部２７とを左右方向（ＤＴＬ１２ｂの軸心と直交する方向）にガイドするレール２８が、ターゲット遮へい体１３の上面に設置された一対のステー２９によって支持されている。なお、左部２６および右部２７は、コイル部１２ｃ（図２参照）のメンテナンス時においても、レール（ガイド部材）２８に沿って左右に移動される。第２遮へい体２５は、ＤＴＬ１２ｂの軸心と直交する方向（ＤＴＬ１２ｂの軸心と交差する方向）で相反する方向に移動可能な２つの第２放射線遮へい部（左部２６および右部２７）を含んでいるとも言える。

左部２６および右部２７は、第１遮へい体２０と同様に、例えば、ボロンを含んだポリエチレンで成形した板状体を複数層重ね合わせて所望の形状に作成されている。第２遮へい体２５は、左部２６および右部２７が嵌合した状態で、前記したように一対の側壁部が対向されて左部２６の天井部が右部２７の側壁部と接触するように形成している。このような第２遮へい体２５は下方が開口して軽量化が図られている。なお、第２遮へい体２５は、左部２６の側壁部の下端部に水平部を設け、この水平部をコイル部１２ｃの下方に位置させるように形成しても良い。
レール２８は、左部２６および右部２７の重量に耐え得る強度を有している。レール２８は、ステー２９で支持されるだけでなく、図３（ａ）に示すように、一つの端部２８ａが壁Ｗ１に固定されている。また、レール２８の他の端部２８ｂは、床面に立設された図示しない支持部材によって支持されている。なお、端部２８ｂも近接する壁Ｗ１に固定しても良い。

次に、以上のように構成された放射性同位元素製造装置１０の動作を説明する。放射性同位元素製造装置１０を作動させるにあたって、予め、第１，第２遮へい体２５，２５をそれぞれ閉じた状態にしておく。つまり、ＤＴＬ１２ｂが、図４（ａ）に示すように、前部２１と後部２２とを接触させた状態の第１遮へい体２０によって覆われている。更に、コイル部１２ｃ（図２参照）は、図３（ａ）および図４（ａ）に示すように、左部２６と右部２７を接触させた状態の第２遮へい体２によって覆われている。また、事前に、ターゲット１３ａをターゲット遮へい体１３内に収容しておく。
図示しない作動スイッチを操作すると、ＲＦＱ１２ａ、ＤＴＬ１２ｂに対して、高周波電源１５、１６から所定の高周波電力がそれぞれ供給され、各ＲＦＱ１２ａ、ＤＴＬ１２ｂに電界が形成される。その後、イオン源１１に電源１４から電源ケーブル１４ａを介して所定の電力を供給する。これにより、イオン源１１のイオンビーム発生部（図示せず）から出射されたイオンビーム（陽子線）がＲＦＱ１２ａによって所定のエネルギーまで加速される。加速されたイオンビームは、ＲＦＱ１２ａから出射されて後段のＤＴＬ１２ｂに入射され、ＤＴＬ１２ｂでさらに加速される。
ＤＴＬ１２ｂで加速されたイオンビームは、コイル部１２ｃ内を通過してターゲット１３ａ内の¹⁸Ｏ濃縮水に照射される。¹⁸Ｏへのイオンビームの照射によって、¹⁸Ｆが生成される。

¹⁸Ｆが生成される反応で中性子が等方向に発生する。このとき、その中性子の一部が、ターゲット遮へい体１３内からイオンビーム経路を戻って、コイル部１２ｃ、ＤＴＬ１２ｂ、さらにはＲＦＱ１２ａを通過してイオン源１１に達するという現象が生じる。その過程で、図２に示すように、主としてターゲット遮へい体１３に近い位置にある、コイル部１２ｃやＤＴＬ１２ｂにおいては、イオンビーム入射路を斜めに進んできた中性子が向きを変えて四方に飛び散る現象が生じる。すなわち、コイル部１２ｃでは、その中性子がコイル部１２ｃに設けられたコイル等に衝突して種々の方向に飛び散る。ＤＴＬ１２ｂにおいては、前記の斜めに進んできた中性子が、密度の有る物体、例えば、ドリフトチューブ１７に衝突して種々の方向に飛び散る。
このような現象が生じても、ＤＴＬ１２ｂが第１遮へい体２０で覆われ、また、コイル部１２ｃが第２遮へい体２５で覆われているので、それらから外側に向かって飛び散った中性子は、第１遮へい体２０および第２遮へい体２５で良好に減衰され、遮へいされる。また、中性子が減衰する過程で放出されるγ線も、第１遮へい体２０および第２遮へい体２５で良好に減衰し、遮へいされる。

これにより、放射性同位元素製造装置１０から加速器室９内に放出される中性子の量は、大幅に減少される。なお、イオンビーム経路を逆方向に直進して戻った中性子は、線形加速器１２の軸心の延長線上に配置された放射線遮へい板１８（図２参照）により減衰され、遮へいされる。
このように、第１遮へい体２０および第２遮へい体２５は、ＤＴＬ１２ｂおよびコイル部１２ｃを覆って、中性子を良好に減衰させ、遮へいする役割を果たす。
放射性同位元素製造装置１０の停止時などにおけるコイル部１２ｃおよびＤＴＬ１２ｂ等のメンテナンス時においては、第１，第２遮へい体２０，２５を、前記したように分割して移動させることにより、コイル部１２ｃやＤＴＬ１２ｂを露出させた状態にすることができる。ここで、第１遮へい体２０および第２遮へい体２５の移動は、以下のように行う。図４（ｂ）に示すように、まず、第２遮へい体２５の左部２６と右部２７との嵌合を解除して、コイル部１２ｃの位置で左部２６および右部２７を別々に左右に移動させる。その後、第１遮へい体２０の前部２１および後部２２を、前記したように、前後に別々に移動させる。これにより、ＤＴＬ１２ｂを露出させた状態にすることができる。このとき、後部２２のターゲット遮へい体１３側への移動は、第２遮へい体２５の左部２６と右部２７とを先に移動させてコイル部１２ｃの部分を露出することによって可能になる。すなわち、後部２２がコイル部１２ｃの位置まで移動できる。このため、露出されたＤＴＬ１２ｂの保守点検が容易に行える。コイル部１２ｃの部分の保守点検は、後部２２を同軸管１６ａの垂直部の位置まで移動させてコイル部１２ｃを露出させて行う。コイル部１２ｃの部分の保守点検は、後部２２をターゲット遮へい体１３側へ移動させる前に行うことも可能である。したがって、第１遮へい体２０および第２遮へい体２５の設置は、コイル部１２ｃやＤＴＬ１２ｂから放出された中性子等の放射線を効率よく減衰し、遮へいすることができ、かつコイル部１２ｃおよびＤＴＬ１２ｂのメンテナンスを容易に行えるという効果を得ることができる。

次に、ターゲット１３ａ内の¹⁸Ｆを含有した¹⁸Ｏ濃縮水により、ＰＥＴ薬剤を生成する工程を図１を再び参照して説明する。
ターゲット１３ａには、配管３１が接続されている。生成された¹⁸Ｆを含む水は、前記のように、高圧のアルゴンガスでターゲット１３ａを加圧することにより、配管３１を通して、ホットラボ室３０内の放射性薬剤合成装置３２に送られる。加速器室９とホットラボ室３０との間の壁Ｗ１は、コンクリートを基体とする放射線（中性子等）の吸収が可能な壁Ｗ１で構成されている。
ホットラボ室３０には、配管３１によって送られてきた¹⁸Ｆを含む水からＰＥＴ薬剤を合成する放射性薬剤合成装置３２と、ＰＥＴ薬剤を分注する薬剤分注装置３３とがある。なお、ホットラボ室３０には、図示しない給気ブロアや周知のＨＥＰＡフィルタ等が設けられ、このＨＥＰＡフィルタを介して内部に給気が送られるように構成されている。

放射性薬剤合成装置３２は、¹⁸Ｆを含む水を基にＰＥＴ薬剤を合成する。具体的には、放射性薬剤合成装置３２は、¹⁸Ｆを含む濃縮水から¹⁸Ｆを抽出し、グルコースに¹⁸Ｆを標識してＰＥＴ薬剤であるＦＤＧ（フルオロデオキシグルコース）を合成する。このようにして、ＰＥＴ薬剤が製造される。薬剤分注装置３３は、合成されたＰＥＴ薬剤を、被検診者の体重等に合わせて、必要量ごとに自動的に分注する。分注されたＰＥＴ薬剤は容器内に入れられる。薬剤分注装置３３は、この分注操作を自動的に行うものである。なお、¹⁸Ｆが抽出された残りの¹⁸Ｏ濃縮水は、非常に高価であるため、回収してターゲット１３ａ内で再利用することが望ましい。

以上説明した本実施形態の放射性同位元素製造装置１０によれば、イオンビームを加速してターゲット１３ａに照射するＤＴＬ１２ｂを第１遮へい体２０で覆うとともに、この第１遮へい体２０とターゲット遮へい体１３との間において、線形加速器１２（ＤＴＬ１２ｂ）のターゲット遮へい体１３側に位置するコイル部１２ｃを第２遮へい体２５で覆う構造としたので、ＤＴＬ１２ｂおよびコイル部１２ｃの外部に漏れる中性子を、これらの遮へい体で減衰させ、遮へいすることで、大幅に減らすことができる。
したがって、従来のような、遮へい用の分厚い壁を建屋に設ける必要が無くなり、建屋の構造自体を強固に建造する必要がなくなる。これにより、建屋の建設期間を短縮できるという優れた効果が得られる。
また、既存の施設、例えば、構造上、従来のような分厚い壁を設けることができないような設置場所においても、放射性同位元素製造装置１０を設置することができるという利点が得られる。

また、第１遮へい体２０および第２遮へい体２５を移動可能に設置しているので、線形加速器１２（ＤＴＬ１２ｂ）およびコイル部１２ｃの保守点検を簡単に行うことができる。すなわち、線形加速器１２（ＤＴＬ１２ｂ）およびコイル部１２ｃのメンテナンス性が向上する。
具体的には、第１遮へい体２０は、線形加速器１２（ＤＴＬ１２ｂ）に接続される同軸管１６ａの垂直部を基点として、ＤＴＬ１２ｂの軸方向に分割移動可能に設けられているので、非稼働時には、第１遮へい体２０を前部２１と後部２２とに分割移動させて、ＤＴＬ１２ｂを露出させることができる。したがって、中性子等を減衰させ、遮へいできる構造であると同時に、メンテナンスの利便性が高い放射性同位元素製造装置１０が得られる。さらに、第２遮へい体２５を左右に分割して（左部２６、右部２７に分けて）移動させることができるので、第１遮へい体２０の後部２２をターゲット遮へい体１３側に移動させることができ、ＤＴＬ１２ｂを露出させることができる。このため、ＤＴＬ１２ｂのメンテナンスを良好に行うことができる。
同軸管１６ａを基点にして第１遮へい体２０が分けられていることも重要である。すなわち、同軸管１６ａよりもターゲット遮へい体１３側に移動する後部２２、および同軸管１６ａよりもＲＦＱ１２ａ側に移動する前部２１によって第１遮へい体２０を構成しているため、後部２２および前部２１の線形加速器１２の軸方向への移動が可能になり、後部２２および前部２１によってＤＴＬ１２ｂを覆うことによる放射線遮へい、および後部２２および前部２１を前記のそれぞれの方向への移動による、メンテナンスのためのＤＴＬ１２ｂの露出が可能になる。仮に、後部２２および前部２１を一体にして第１遮へい体を構成したとすると、同軸管１６ａがその第１遮へい体を貫通するため、同軸管１６ａが邪魔になってその第１遮へい体を線形加速器１２の軸方向に移動させることはできない。このため、メンテナンスのためのＤＴＬ１２ｂの露出が不可能になる。これに対し、本実施形態では、後部２２および前部２１が同軸管１６ａを基点にして前記のように移動可能であるので、放射線の遮へいとメンテナンスとの両方を実現することができる。
第２遮へい体２５の左部２６および右部２７を、第２遮へい体２５の上方に配置したレール２８に沿って左右に移動させるため、コイル部１２ｃの側に計器類を配置することができる。換言すれば、コイル部１２ｃの側に計器類が配置されていても、そのレール２８により左部２６および右部２７を移動させることができ、コイル部１２ｃを露出できる。

また、放射性同位元素製造装置１０で製造された¹⁸Ｆを含む濃縮水を、隣接して設けられたホットラボ室３０に配管３１で供給し、放射性薬剤合成装置３２でＰＥＴ薬剤を合成するとともに、薬剤分注装置３３で分注を行うことができる放射性同位元素製造装置としているので、¹⁸Ｆの製造からＰＥＴ薬剤を合成するまでの工程を１つの施設内に構築することができ、ＰＥＴ薬剤合成後に、患者に投与するまでの時間をできるだけ少なくすることができる。これにより、ＰＥＴ薬剤を有効に使うことができる。つまり、¹⁸Ｆ薬剤を生成した後に減少する¹⁸Ｆ薬剤の量が格段に少なくなるという利点も得られる。
また、従来は減少を考慮して多めに作っていたが、多めに作る量を減らすことができる。

以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内で適宜実施可能である。例えば、図５、図６（ａ）（ｂ）に示すように、第２遮へい体４０は、第１遮へい体２０と同様に、一対の対向する側壁部、およびこれらの側壁部の上端部を連結する天井部によって構成してもよい。第２遮へい体４０の対向する側壁部の内面間の長さは、第１遮へい体２０の対向する側壁部の外面間の長さよりも大きくなっている。また、第２遮へい体４０の天井部の下面の位置は、第１遮へい体２０の天井部の上面の位置よりも高くなっている。第２遮へい体４０の一対の側壁部の下端部にそれぞれ複数の車輪Ｓ１が設けられている。これにより、第２遮へい体４０は、車輪Ｓ１を加速器室９の床面に設置した一対のレール（ガイド部材）Ｒ１上に置くことによって、線形加速器１２の軸方向に移動可能である。これらのレールＲ１は、レールＲの外側に位置しており、これにより、第２遮へい体４０は、第１遮へい体２０を跨ぐようにしてその軸方向に移動できる。
第１遮へい体２０の後部２２は、第１遮へい体２０がターゲット遮へい体１３に向かって移動されるとき、第２遮へい体４０の内側に入り込む。このため、第１遮へい体２０は、図６（ａ）に示すように、ＤＴＬ１２ｂを覆った状態、または、図６（ｂ）に示すように、前部２１と後部２２を離してＤＴＬ１２ｂを露出する状態にすることができる。また、第２遮へい体４０を第１遮へい体２０（後部２２）側へ移動させることにより、コイル部１２ｃを露出させることができる。これとは反対に、第２遮へい体４０がターゲット遮へい体１３に接触しているとき、コイル部１２ｃは第２遮へい体４０によって覆われる状態となる。このような、第１遮へい体２０および第２遮へい体４０の設置によっても、図１に示す実施形態のように、第１遮へい体２０および第２遮へい体２５を設置したときと同様に、ＤＴＬ１２ｂおよびコイル部１２ｃから放出される中性子を遮へいすることができ、露出されたＤＴＬ１２ｂおよびコイル部１２ｃの保守点検（メンテナンス）を容易に行うことができる。

なお、第２遮へい体４０を第１遮へい体２０よりも小さくすることによって、第２遮へい体４０を移動させて第１遮へい体２０の内側に入り込ませるようにしても良い。また、前記の各実施形態では、第１遮へい体２０によりＤＴＬ１２ｂを覆うように構成したが、これに限られることはなく、ＲＦＱ１２ａを覆うように構成しても良いし、ＤＴＬ１２ｂ、ＲＦＱ１２ａの両方あるいは、これらの一部分を覆うように構成しても良い。

一実施の形態に係る放射性薬剤製造装置の平面図である。図１に示す放射性同位元素製造装置の側面図である。（ａ）は第１，第２遮へい体を閉じた状態を示す正面図、（ｂ）は第１，第２遮へい体を開いた状態を示す正面図である。（ａ）は第１，第２遮へい体を閉じた状態を示す斜視図、（ｂ）は第１，第２遮へい体を開いた状態を示す斜視図である。放射性同位元素製造装置の他の実施例の側面図である。（ａ）は図５に示す第１，第２遮へい体を閉じた状態を示す斜視図、（ｂ）はそれらの第１，第２遮へい体を開いた状態を示す斜視図である。

符号の説明

８放射性薬剤製造装置
９加速器室
１０放射性同位元素製造装置
１１イオン源
１２線形加速器
１２ａＲＦＱ
１２ｂＤＴＬ
１２ｃコイル部
１２ｄ接続部
１３ターゲット遮へい体
１３ａターゲット
１４電源
１５〜１６高周波電源
１４ａ〜１６ａ同軸管
１７ドリフトチューブ
２０第１放射線遮へい体
２１前放射線遮へい部
２２後放射線遮へい部
２５第２放射線遮へい体
２６左放射線遮へい部
２７右放射線遮へい部
３０ホットラボ室
３１配管
３２放射性薬剤合成装置
３３薬剤分注装置
Ｔ建屋
Ｗ１壁
Ｗ２壁

Claims

イオンビームを出射するイオン源と、このイオン源から出射された前記イオンビームを加速してターゲットに照射する線形加速器と、前記線形加速器に高周波伝送路を介して高周波を供給する高周波電源と、前記ターゲットが収容されるターゲット遮へい体と、前記線形加速器を覆う第１放射線遮へい体と、前記第１放射線遮へい体と前記ターゲット遮へい体との間の領域を覆い移動可能な第２放射線遮へい体とを備え、
前記第１放射線遮へい体は、前記線形加速器の軸方向で、前記線形加速器に接続される前記高周波伝送路を基点として相反する方向に分割されて移動可能に構成されていることを特徴とする放射性同位元素製造装置。
イオンビームを出射するイオン源と、このイオン源から出射された前記イオンビームを加速してターゲットに照射する線形加速器と、前記線形加速器に高周波伝送路を介して高周波を供給する高周波電源と、前記ターゲットが収容されるターゲット遮へい体と、前記線形加速器を覆う第１放射線遮へい体と、前記第１放射線遮へい体と前記ターゲット遮へい体との間の領域を覆い移動可能な第２放射線遮へい体とを備え、
前記第１放射線遮へい体は、前記線形加速器の軸方向で、前記線形加速器に接続される前記高周波伝送路を基点として相反する方向に移動可能な複数の第１放射線遮へい部によって構成されていることを特徴とする放射性同位元素製造装置。
前記第２放射線遮へい体は、前記線形加速器と前記ターゲット遮へい体との間に配置され、前記線形加速器から出射されて前記ターゲットに照射されるイオンビームの拡がりを制御するコイル部を覆っている請求項１または請求項２に記載の放射性同位元素製造装置。
前記第２放射線遮へい体は、前記線形加速器の軸心と交差する方向で相反する方向に分割されて移動可能に構成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の放射性同位元素製造装置。
前記第２放射線遮へい体は、前記線形加速器の軸心と交差する方向で相反する方向に移動可能な複数の第２放射線遮へい部によって構成されていることを特徴とする請求項２に記載の放射性同位元素製造装置。
前記複数の第１放射線遮へい部は、前記線形加速器が設置される床面に設置されたガイド部材上を移動することを特徴とする請求項２に記載の放射性同位元素製造装置。
前記複数の第２放射線遮へい部は、前記線形加速器よりも上方に設置されたガイド部材上を移動することを特徴とする請求項５に記載の放射性同位元素製造装置。
前記ガイド部材は前記ターゲット遮へい体に支持されていることを特徴とする請求項７に記載の放射性同位元素製造装置。
イオンビームを出射するイオン源と、このイオン源から出射された前記イオンビームを加速してターゲットに照射する線形加速器と、前記線形加速器に高周波伝送路を介して高周波を供給する高周波電源と、前記ターゲットが収容されるターゲット遮へい体と、前記線形加速器を覆う第１放射線遮へい体と、前記第１放射線遮へい体と前記ターゲット遮へい体との間の領域を覆い移動可能な第２放射線遮へい体とを備え、
前記第１放射線遮へい体は、前記線形加速器の軸方向で、前記線形加速器に接続される前記高周波伝送路を基点として相反する方向に移動可能な複数の第１放射線遮へい部によって構成され、
前記第２放射線遮へい体は、前記第１放射線遮へい体の外側および内側のいずれかで、前記線形加速器の軸方向に移動可能に構成されていることを特徴とする放射性同位元素製造装置。
前記第１放射線遮へい体は前記線形加速器が設置される床面に設置された第１ガイド部材上を移動し、前記第２放射線遮へい体は前記第１ガイド部材と並行に前記床面に設置された第２ガイド部材上を移動することを特徴とする請求項９に記載の放射性同位元素製造装置。
イオンビームを出射するイオン源、このイオン源から出射された前記イオンビームを加速してターゲットに照射する線形加速器、前記線形加速器に高周波伝送路を介して高周波を供給する高周波電源、前記ターゲットが収容されるターゲット遮へい体、前記線形加速器を覆う第１放射線遮へい体、前記第１放射線遮へい体と前記ターゲット遮へい体との間の領域を覆い移動可能な第２放射線遮へい体を有し、前記第１放射線遮へい体が、前記線形加速器の軸方向で、前記線形加速器に接続される前記高周波伝送路を基点として相反する方向に分割されて移動可能に構成されている放射性同位元素製造装置と、
前記ターゲット内で製造された放射性同位元素を用いて放射性薬剤を製造する放射性薬剤合成装置と、
を備えたことを特徴とする放射性薬剤製造装置。