JP2015099117A - Radioactive nuclide production apparatus, radioactive nuclide production system and radioactive nuclide production method - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a radioactive nuclide production apparatus, a radioactive nuclide production system and a radioactive nuclide production method which enable efficient production of radioactive nuclides by a small and light apparatus.SOLUTION: A radioactive nuclide production apparatus includes: a radioactive nuclide production portion 1a which produces a radioactive nuclide by irradiating a raw material 6 for radioactive nuclide production containing a raw-material nuclide with a bremsstrahlung radiation 5 generated by irradiating a target 4 for generation of a bremsstrahlung radiation with an electron 3 accelerated by an electron beam accelerator 2 to cause a (γ,n) reaction generating neutrons when irradiated with the bremsstrahlung radiation 5; and a radioactive nuclide purification portion 7 which purifies a necessary radioactive nuclide from the produced radioactive nuclides.

Description

本発明は、放射性核種製造装置、放射性核種製造システムおよび放射性核種製造方法に関する。   The present invention relates to a radionuclide production apparatus, a radionuclide production system, and a radionuclide production method.

例えば、ＳＰＥＣＴ（Single photon emission computed tomography：単一光子放射断層撮影）装置は、放射性核種（例えば、テクネチウム９９ｍ（Tc-99m））と疾病部に集積しやすい性質を有する薬剤とを結合させた核診断用薬剤を被検体に投与して、放射性核種から放出される放射線（ガンマ線）をカメラ（ガンマカメラ）で検知して画像化することにより、疾病の検査を行う装置である。ちなみに、準安定状態（meta stable）のテクネチウム９９ｍ（Tc-99m）は、基底状態（ground state）のテクネチウム９９（Tc-99）に核異性体転移する際、ガンマ線を放出する。   For example, a single photon emission computed tomography (SPECT) apparatus is a nucleus in which a radionuclide (for example, technetium 99m (Tc-99m)) and a drug having a property that easily accumulates in a diseased part are combined. This is a device for inspecting diseases by administering a diagnostic agent to a subject, detecting radiation (gamma rays) emitted from the radionuclide with a camera (gamma camera) and imaging it. By the way, meta stable technetium 99m (Tc-99m) emits gamma rays when it undergoes a nucleoisomer transition to ground state technetium 99 (Tc-99).

テクネチウム９９ｍ（Tc-99m）は親核種の放射性核種であるモリブデン９９（Mo-99）がベータ崩壊して生じる子孫核種（娘核種）であることから、テクネチウム９９ｍ（Tc-99m）を用いる核診断用薬剤の原料としてモリブデン９９（Mo-99）が用いられる。この場合、モリブデン９９（Mo-99）を保有しておき、モリブデン９９（Mo-99）からベータ崩壊により生じたテクネチウム９９ｍ（Tc-99m）を生理食塩水によって溶出・回収（ミルキング）し、回収したテクネチウム９９ｍ（Tc-99m）を核診断用薬剤に用いている。   Technetium 99m (Tc-99m) is a progeny (daughter nuclide) produced by beta decay of molybdenum 99 (Mo-99), the radionuclide of the parent nuclide, so nuclear diagnosis using technetium 99m (Tc-99m) Molybdenum 99 (Mo-99) is used as a raw material for the medical agent. In this case, molybdenum 99 (Mo-99) is retained, and technetium 99m (Tc-99m) produced by beta decay from molybdenum 99 (Mo-99) is eluted and recovered (milked) with physiological saline. Technetium 99m (Tc-99m) is used as a nuclear diagnostic drug.

従来、モリブデン９９（Mo-99）の製造方法は、原子炉内に高濃度または低濃度のウラニウム２３５（U-235）を挿入して、ウラニウム２３５（U-235）に中性子照射を行い、ウラニウム２３５（U-235）の核分裂により生成した核分裂生成物からモリブデン９９（Mo-99）を分離回収し、精製することにより、モリブデン９９（Mo-99）を製造している。なお、このような核分裂反応を用いたモリブデン９９（Mo-99）の製造方法は、「核分裂法」と呼ばれている。   Conventionally, the manufacturing method of molybdenum 99 (Mo-99) is to insert uranium 235 (U-235) of high concentration or low concentration into a nuclear reactor, and irradiate uranium 235 (U-235) with neutrons. Molybdenum 99 (Mo-99) is produced by separating and recovering molybdenum 99 (Mo-99) from the fission product produced by fission of 235 (U-235). In addition, the manufacturing method of molybdenum 99 (Mo-99) using such a fission reaction is called the “fission method”.

このような原子炉を利用したモリブデン９９（Mo-99）の製造施設は、世界中を見ても少数であり、かつ、偏在している。また、モリブデン９９（Mo-99）の半減期は約６６時間であり、テクネチウム９９ｍ（Tc-99m）の半減期は約６時間であるため、モリブデン９９（Mo-99）およびテクネチウム９９ｍ（Tc-99m）の長期間の貯蔵は不可能である。このため、モリブデン９９（Mo-99）の製造施設を持たない国々は、航空機による輸入に頼っており、安定供給に関して課題がある。また、原子炉を利用したモリブデン９９（Mo-99）の製造施設においても、原子炉の老朽化をはじめとする施設運転に関するリスクがあり、やはり、安定供給に関して課題がある。   The manufacturing facilities for molybdenum 99 (Mo-99) using such nuclear reactors are few and unevenly distributed around the world. Molybdenum 99 (Mo-99) has a half-life of about 66 hours and technetium 99m (Tc-99m) has a half-life of about 6 hours. Therefore, molybdenum 99 (Mo-99) and technetium 99m (Tc-99) Long-term storage of 99m) is impossible. For this reason, countries that do not have Molybdenum 99 (Mo-99) manufacturing facilities rely on imports by aircraft, and have a problem regarding stable supply. In addition, the manufacturing facility for molybdenum 99 (Mo-99) using a nuclear reactor also has a risk regarding facility operation such as aging of the nuclear reactor, and there is still a problem regarding stable supply.

日本においては、商業炉（発電炉）、試験炉（研究炉）等の原子炉は多数存在するが、いずれの原子炉においてもモリブデン９９（Mo-99）の製造は行っておらず、１００％輸入に頼っている。また、原子炉事故の危険性や、原子炉を利用した製造設備には多大な投資及び維持費がかかることなどから、原子炉を利用したモリブデン９９（Mo-99）の日本国内での製造に関して、具体的進展がない。   In Japan, there are many nuclear reactors such as commercial reactors (power reactors) and test reactors (research reactors), but none of these reactors manufactures molybdenum 99 (Mo-99). Rely on imports. In addition, because of the risk of reactor accidents and the large amount of investment and maintenance costs for manufacturing facilities using reactors, molybdenum 99 (Mo-99) using reactors is manufactured in Japan. There is no concrete progress.

一方、核分裂反応を利用しないモリブデン９９（Mo-99）の製造方法（放射性核種製造方法）に関して、広く研究が進められている。   On the other hand, research on a method for producing molybdenum 99 (Mo-99) that does not use a fission reaction (a method for producing radionuclides) has been widely conducted.

まず、第一の放射性核種製造方法には、中性子によるモリブデン９８（Mo-98）の放射化法［98Ｍｏ（ｎ，γ）99Ｍｏ］がある。本反応は、中性子源を提供できればよいことから、原子炉内の中性子だけではなく、加速器によって生成する中性子を利用することが可能である。また、加速器によって生成する中性子を利用する放射性核種の製造方法として、第二の放射性核種製造方法には、モリブデン１００（Mo-100）と中性子の反応を利用する方法［100Ｍｏ（ｎ，２ｎ）99Ｍｏ］がある。 First, the first radionuclide production method includes activation method of molybdenum 98 (Mo-98) by neutron [ 98 Mo (n, γ) 99 Mo]. Since this reaction only needs to provide a neutron source, it is possible to use not only neutrons in the reactor but also neutrons generated by an accelerator. In addition, as a method for producing a radionuclide using neutrons generated by an accelerator, the second method for producing a radionuclide includes a method using a reaction between molybdenum 100 (Mo-100) and neutron [ 100 Mo (n, 2n). 99 Mo].

さらに、加速器を利用する放射性核種の製造方法として、第三の放射性核種製造方法には、モリブデン１００（Mo-100）に加速器で加速した陽子を照射する方法［100Ｍｏ（ｐ，ｐｎ）99Ｍｏまたは100Ｍｏ（ｐ，２ｎ）99mＴｃ］がある（特許文献１参照）。 Furthermore, as a radionuclide production method using an accelerator, a third radionuclide production method includes a method of irradiating molybdenum 100 (Mo-100) with protons accelerated by an accelerator [ 100 Mo (p, pn) 99 Mo. Or 100 Mo (p, 2n) 99m Tc] (see Patent Document 1).

第一〜第三の放射性核種製造方法のような加速器を利用する放射性核種の製造方法は、従来の核分裂反応を利用する（原子炉を利用する）放射性核種の製造方法の課題である原子炉事故の危険性や、原子炉を利用した製造設備には多大な投資及び維持費がかかる等の課題が、解決可能なことが期待できる。   Radionuclide production methods that use accelerators, such as the first to third radionuclide production methods, are nuclear accidents that are issues with conventional radionuclide production methods that use nuclear fission reactions (using nuclear reactors). It can be expected that problems such as the risk of this and the cost of investment and maintenance costs for manufacturing facilities using nuclear reactors can be solved.

国際公開第２０１１／１３２２６５号International Publication No. 2011/132265

しかしながら、第一および第二の放射性核種製造方法は、加速器によって生成する中性子（例えば、加速器で加速した４０ＭｅＶ重陽子を炭素ターゲットに照射することにより発生する中性子）を利用するため、大型の加速器（重粒子加速器）が必要となる。また、中性子が照射されるモリブデン９８（Mo-98）またはモリブデン１００（Mo-100）ターゲットの周囲に、大きな遮蔽体を設置する必要がある。このため、放射性核種製造装置全体が大型化してしまうという課題がある。   However, since the first and second radionuclide production methods use neutrons generated by an accelerator (for example, neutrons generated by irradiating a carbon target with 40 MeV deuterons accelerated by the accelerator), a large accelerator ( Heavy particle accelerator) is required. Moreover, it is necessary to install a large shield around the molybdenum 98 (Mo-98) or molybdenum 100 (Mo-100) target irradiated with neutrons. For this reason, there exists a subject that the whole radionuclide manufacturing apparatus will enlarge.

また、第一および第二の放射性核種製造方法は、従来の核分裂反応を利用する放射性核種製造方法と比較して、いずれも収率が低いという課題がある。また、必要とするモリブデン９９（Mo-99）に対して未反応のモリブデン９８（Mo-98）またはモリブデン１００（Mo-100）が多く存在することから、比放射能が低いという課題がある。このため、従来の原子炉を利用する製造設備で確立していた精製技術が適用できない等の課題もある。但し、精製技術に関しては、前述の加速器を利用する放射性核種製造方法に対する精製技術も開発されてきており、核診断用薬剤の原料として最終的に必要なテクネチウム９９ｍ（Tc-99m）を得ることも可能となってきている。   Further, the first and second radionuclide production methods both have a problem that the yield is low as compared with the conventional radionuclide production methods using fission reactions. Further, since there is a large amount of unreacted molybdenum 98 (Mo-98) or molybdenum 100 (Mo-100) with respect to the required molybdenum 99 (Mo-99), there is a problem that the specific activity is low. For this reason, there is a problem that the refining technology established in a manufacturing facility using a conventional nuclear reactor cannot be applied. However, with regard to the purification technology, a purification technology for the radionuclide production method using the above-described accelerator has been developed, and it is possible to finally obtain technetium 99m (Tc-99m) necessary as a raw material for a nuclear diagnostic agent. It has become possible.

また、第三の放射性核種製造方法は、陽子を加速する中型の加速器（陽子加速器）が必要となる。このため、放射性核種製造装置全体の小型化には限界があるという課題がある。   The third radionuclide production method requires a medium accelerator (proton accelerator) for accelerating protons. For this reason, there exists a subject that there exists a limit in size reduction of the whole radionuclide manufacturing apparatus.

また、第三の放射性核種製造方法は、モリブデン１００（Mo-100）に加速した陽子を照射した場合、モリブデン９９（Mo-99）およびテクネチウム９９ｍ（Tc-99m）が生成するとともに、基底状態（ground state）のテクネチウム９９（Tc-99）も生成［100Ｍｏ（ｐ，２ｎ）99Ｔｃ］されてしまう。このため、原理的に、比放射能の高いテクネチウム９９ｍ（Tc-99m）を得ることができないという課題がある。 The third radionuclide production method produces molybdenum 99 (Mo-99) and technetium 99m (Tc-99m) when the molybdenum 100 (Mo-100) is irradiated with accelerated protons. The ground state of technetium 99 (Tc-99) is also generated [ 100 Mo (p, 2n) 99 Tc]. For this reason, in principle, there is a problem that technetium 99m (Tc-99m) having high specific activity cannot be obtained.

そこで、本発明は、小型軽量な装置で効率よく放射性核種を製造することが可能な放射性核種製造装置、放射性核種製造システムおよび放射性核種製造方法を提供することを課題とする。   Then, this invention makes it a subject to provide the radionuclide manufacturing apparatus, the radionuclide manufacturing system, and the radionuclide manufacturing method which can manufacture a radionuclide efficiently with a small and lightweight apparatus.

このような課題を解決するために、本発明に係る放射性核種製造装置は、原料核種を含む放射性核種製造用原料に、電子線加速器によって加速された電子を制動放射線発生用ターゲットに照射することで発生する制動放射線を照射し、前記制動放射線の照射により中性子を発生させる（γ，ｎ）反応によって、放射性核種を生成させる放射性核種生成部と、生成した前記放射性核種から必要な放射性核種を精製する放射性核種精製部と、を備えることを特徴とする。   In order to solve such a problem, the radionuclide production apparatus according to the present invention irradiates a target for generation of bremsstrahlung with an electron accelerated by an electron beam accelerator onto a raw material for producing a radionuclide including a raw material nuclide. A radionuclide generator that generates radionuclides by a (γ, n) reaction that emits bremsstrahlung and generates neutrons by irradiation with the bremsstrahlung, and the necessary radionuclides are purified from the generated radionuclides. And a radionuclide purification unit.

また、本発明に係る放射性核種製造システムは、前記放射性核種製造装置と、前記必要とする放射性核種の頒布予約情報に基づいて前記放射性核種製造装置を制御する制御システムと、を備えることを特徴とする。   Further, the radionuclide production system according to the present invention comprises the radionuclide production apparatus and a control system that controls the radionuclide production apparatus based on the required radionuclide distribution reservation information. To do.

また、本発明に係る放射性核種製造方法は、電子線加速器によって加速された電子を制動放射線発生用ターゲットに照射することで制動放射線を発生させるステップと、前記制動放射線を原料核種を含む放射性核種製造用原料に照射するステップと、前記制動放射線の照射により中性子を発生させる（γ，ｎ）反応によって、放射性核種を生成させるステップと、生成した前記放射性核種から必要な放射性核種を精製するステップと、を実行することを特徴とする。   The radionuclide production method according to the present invention includes a step of generating bremsstrahlung by irradiating a target for generating bremsstrahlung with electrons accelerated by an electron beam accelerator, and a method for producing a radionuclide including the bremsstrahlung as a source nuclide. Irradiating a raw material, a step of generating a radionuclide by a (γ, n) reaction that generates neutrons by irradiation of the bremsstrahlung, a step of purifying a necessary radionuclide from the generated radionuclide, It is characterized by performing.

本発明によれば、小型軽量な装置で効率よく放射性核種を製造することが可能な放射性核種製造装置、放射性核種製造システムおよび放射性核種製造方法を提供することができる。   According to the present invention, it is possible to provide a radionuclide production apparatus, a radionuclide production system, and a radionuclide production method capable of efficiently producing a radionuclide with a small and lightweight device.

第１実施形態に係る放射性核種製造装置および放射性核種製造システムの構成模式図である。1 is a schematic configuration diagram of a radionuclide production apparatus and a radionuclide production system according to a first embodiment. モリブデン１００（Mo-100）にガンマ線を照射して中性子を発生させる（γ，ｎ）反応においてガンマ線エネルギと反応断面積との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between a gamma ray energy and reaction cross section in the ((gamma), n) reaction which irradiates a gamma ray to molybdenum 100 (Mo-100), and generates a neutron. （ａ）は制動放射線照射開始からの時間とモリブデン９９（Mo-99）の放射能量（相対値）との関係を示すグラフであり、（ｂ）は制動放射線照射開始からの時間とテクネチウム９９ｍ（Tc-99m）の放射能量（相対値）との関係を示すグラフである。(A) is a graph showing the relationship between the time from the start of bremsstrahlung irradiation and the amount of radiation (relative value) of molybdenum 99 (Mo-99), and (b) is the time from the start of bremsstrahlung irradiation and technetium 99m ( It is a graph which shows the relationship with the amount of radioactivity (relative value) of Tc-99m). 第２実施形態に係る放射性核種製造装置の放射性核種生成部の構成模式図である。It is a structure schematic diagram of the radionuclide production | generation part of the radionuclide manufacturing apparatus which concerns on 2nd Embodiment. 第３実施形態に係る放射性核種製造装置の構成模式図である。It is a block diagram of the structure of the radionuclide manufacturing apparatus which concerns on 3rd Embodiment. 第４実施形態に係る放射性核種製造装置の構成模式図である。It is a block diagram of the structure of the radionuclide manufacturing apparatus which concerns on 4th Embodiment. 第５実施形態に係る放射性核種製造装置の放射性核種生成部の構成模式図である。It is a structure schematic diagram of the radionuclide production | generation part of the radionuclide manufacturing apparatus which concerns on 5th Embodiment. 第６実施形態に係る放射性核種製造装置の構成模式図である。It is a block diagram of the structure of the radionuclide manufacturing apparatus which concerns on 6th Embodiment.

以下、本発明を実施するための形態（以下「実施形態」という）について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。なお、各図において、共通する部分には同一の符号を付し重複した説明を省略する。   Hereinafter, modes for carrying out the present invention (hereinafter referred to as “embodiments”) will be described in detail with reference to the drawings as appropriate. In each figure, common portions are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.

≪第１実施形態≫
第１実施形態に係る放射性核種製造装置１および放射性核種製造システムＳについて、図１を用いて説明する。図１は、第１実施形態に係る放射性核種製造装置１および放射性核種製造システムＳの構成模式図である。 << First Embodiment >>
A radionuclide production apparatus 1 and a radionuclide production system S according to the first embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a radionuclide production apparatus 1 and a radionuclide production system S according to the first embodiment.

図１に示すように、放射性核種製造システムＳは、放射性核種製造装置１と、製造核種頒布システム８と、放射性核種製造装置用制御システム９と、を備えている。また、放射性核種製造装置１は、電子線加速器２、制動放射線発生用ターゲット４および放射性核種製造用原料６からなる放射性核種生成部１ａと、放射性核種精製部７と、を備えている。   As shown in FIG. 1, the radionuclide production system S includes a radionuclide production apparatus 1, a production nuclide distribution system 8, and a control system 9 for the radionuclide production apparatus. The radionuclide production apparatus 1 includes a radionuclide generation unit 1a including an electron beam accelerator 2, a bremsstrahlung generation target 4, and a radionuclide production raw material 6, and a radionuclide purification unit 7.

電子線加速器２は、電子を加速して、加速された電子を電子線３として放出する加速器である。電子は陽子や重粒子（重陽子など）と比較して質量が小さいため、同じ加速エネルギであれば、電子線加速器２は、前述の第一および第二の放射性核種製造方法に用いる重粒子を加速する重粒子加速器（大型の加速器）や、前述の第三の放射性核種製造方法に用いる陽子を加速する陽子加速器（中型の加速器）と比較して、小型化することができる。   The electron beam accelerator 2 is an accelerator that accelerates electrons and emits the accelerated electrons as an electron beam 3. Since electrons have a smaller mass than protons and heavy particles (such as deuterons), the electron beam accelerator 2 uses heavy particles used in the first and second radionuclide production methods described above with the same acceleration energy. Compared to a heavy particle accelerator (large accelerator) that accelerates and a proton accelerator (medium accelerator) that accelerates protons used in the third radionuclide production method described above, the size can be reduced.

電子線加速器２で加速された電子線３は、制動放射線発生用ターゲット４に照射される。高速の電子線３が制動放射線発生用ターゲット４と衝突すると、制動放射（制動輻射）により、制動放射線５が発生する。制動放射線発生用ターゲット４から放出された制動放射線５は、放射性核種製造用原料６に照射される。なお、制動放射線５は、発生機構からみればＸ線に属するものであるが、Ｘ線とガンマ線とは発生機構が相違するものであり、放射線（電磁波）としての差異はない。即ち、制動放射線発生用ターゲット４から放射性核種製造用原料６に制動放射線５（ガンマ線）が照射される。   The electron beam 3 accelerated by the electron beam accelerator 2 is irradiated to the target 4 for generating bremsstrahlung. When the high-speed electron beam 3 collides with the target 4 for generating bremsstrahlung, bremsstrahlung 5 is generated by bremsstrahlung (braking radiation). The bremsstrahlung 5 emitted from the bremsstrahlung generation target 4 is irradiated to the radionuclide production raw material 6. The bremsstrahlung 5 belongs to X-rays when viewed from the generation mechanism, but X-rays and gamma rays have different generation mechanisms, and there is no difference as radiation (electromagnetic waves). That is, bremsstrahlung 5 (gamma rays) is irradiated from the bremsstrahlung generation target 4 to the radionuclide production raw material 6.

放射性核種製造用原料６は、生成する放射性核種の原料となる原料核種を含む。放射性核種製造用原料６に制動放射線５が照射されると、放射性核種製造用原料６の原料核種は、１個の制動放射線５（γ）の照射により１個の中性子（ｎ）を発生させる（γ，ｎ）反応によって、放射性核種を生成させる。   The radionuclide production raw material 6 includes a raw material nuclide that is a raw material of the generated radionuclide. When bremsstrahlung 5 is irradiated to the radionuclide production raw material 6, the material nuclides of the radionuclide production raw material 6 generate one neutron (n) by irradiation with one bremsstrahlung 5 (γ) ( The radionuclide is generated by the γ, n) reaction.

具体的には、放射性核種製造用原料６の原料核種がモリブデン１００（Mo-100）である場合、モリブデン１００（Mo-100）に制動放射線５を照射すると（γ，ｎ）反応によって、放射性核種としてモリブデン９９（Mo-99）を生成する［100Ｍｏ（γ，ｎ）99Ｍｏ］。 Specifically, when the raw material nuclide of the raw material 6 for producing the radionuclide is molybdenum 100 (Mo-100), when the braking radiation 5 is irradiated to the molybdenum 100 (Mo-100), the radionuclide is generated by (γ, n) reaction. As a result, molybdenum 99 (Mo-99) is produced as [ 100 Mo (γ, n) 99 Mo].

ここで、（γ，ｎ）反応の反応断面積について図２を用いて説明する。図２は、モリブデン１００（Mo-100）にガンマ線を照射して中性子を発生させる（γ，ｎ）反応においてガンマ線エネルギと反応断面積との関係を示すグラフである。   Here, the reaction cross section of the (γ, n) reaction will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a graph showing the relationship between gamma ray energy and reaction cross section in a (γ, n) reaction in which neutrons are generated by irradiating molybdenum 100 (Mo-100) with gamma rays.

図２に示すように、本反応［100Ｍｏ（γ，ｎ）99Ｍｏ］は、好適な反応断面積を有しており、前述の第一の放射性核種製造方法［98Ｍｏ（ｎ，γ）99Ｍｏ］や、前述の第二の放射性核種製造方法［100Ｍｏ（ｎ，２ｎ）99Ｍｏ］や、前述の第三の放射性核種製造方法［100Ｍｏ（ｐ，ｐｎ）99Ｍｏまたは100Ｍｏ（ｐ，２ｎ）99mＴｃ］等の他の反応からモリブデン９９（Mo-99）を生成する反応断面積と同程度である。 As shown in FIG. 2, this reaction [ 100 Mo (γ, n) 99 Mo] has a suitable reaction cross-sectional area, and the above-mentioned first radionuclide production method [ 98 Mo (n, γ) 99 Mo], the above-mentioned second radionuclide production method [ 100 Mo (n, 2n) 99 Mo], the above-mentioned third radionuclide production method [ 100 Mo (p, pn) 99 Mo or 100 Mo ( p, 2n) 99m Tc] and other reactions such as molybdenum 99 (Mo-99) is produced in the same cross-sectional area.

原料核種としてモリブデン１００（Mo-100）を含む放射性核種製造用原料６としては、金属状のモリブデン１００（100Ｍｏ）または三酸化モリブデン１００（100ＭｏＯ3）を用いることができる。この場合、（γ，ｎ）反応によって、金属状のモリブデン９９（99Ｍｏ）または三酸化モリブデン９９（99ＭｏＯ3）が生成する。生成した金属状のモリブデン９９（99Ｍｏ）または三酸化モリブデン９９（99ＭｏＯ3）は、約６６時間の半減期で金属状のテクネチウム９９ｍ（99mＴｃ）または酸化テクネチウム９９ｍ（99mＴｃ2Ｏ7）となる。なお、前述のように、核診断用薬剤に用いる放射性核種はテクネチウム９９ｍ（Tc-99m）であり、モリブデン９９（Mo-99）はその原料である。 As the radionuclide production raw material 6 containing molybdenum 100 (Mo-100) as a raw material nuclide, metallic molybdenum 100 ( 100 Mo) or molybdenum trioxide 100 ( 100 MoO 3 ) can be used. In this case, metallic molybdenum 99 ( 99 Mo) or molybdenum trioxide 99 ( 99 MoO 3 ) is generated by the (γ, n) reaction. The produced metallic molybdenum 99 ( 99 Mo) or molybdenum trioxide 99 ( 99 MoO 3 ) has a half-life of about 66 hours, and the metallic technetium 99m ( 99m Tc) or technetium oxide 99m ( 99m Tc 2 O 7 ). It becomes. As described above, the radionuclide used for the nuclear diagnostic agent is technetium 99m (Tc-99m), and molybdenum 99 (Mo-99) is the raw material.

放射性核種精製部７は、（γ，ｎ）反応によって生成されたモリブデン９９（Mo-99）（および、放射性核種製造用原料６のモリブデン１００（Mo-100））から、モリブデン９９（Mo-99）のベータ崩壊により生じる放射性核種であるテクネチウム９９ｍ（Tc-99m）を分離回収して、精製する装置である。   The radionuclide purification unit 7 uses molybdenum 99 (Mo-99) produced by the (γ, n) reaction (and molybdenum 100 (Mo-100) of the radionuclide production raw material 6) to molybdenum 99 (Mo-99). ) Technetium 99m (Tc-99m), which is a radionuclide generated by the beta decay of), is separated and recovered and purified.

ここで、準安定状態（meta stable）のテクネチウム９９ｍ（Tc-99m）は、約６時間の半減期で、基底状態（ground state）のテクネチウム９９（Tc-99）となる。核診断用薬剤に用いる放射性核種は核異性体転移する際にガンマ線を放出するテクネチウム９９ｍ（Tc-99m）であり、テクネチウム９９（Tc-99）は核診断用薬剤に必要のない核種である。また、テクネチウム９９ｍ（Tc-99m）とテクネチウム９９（Tc-99）との分離は困難であり、放射性核種精製部７でテクネチウム９９ｍ（Tc-99m）を分離回収する際、テクネチウム９９（Tc-99）も分離回収される。このため、テクネチウム９９ｍ（Tc-99m）の比放射能が高い状態で、モリブデン９９（Mo-99）（および、放射性核種製造用原料６のモリブデン１００（Mo-100））から、テクネチウム９９ｍ（Tc-99m）を分離回収することが望ましい。   Here, meta stable technetium 99m (Tc-99m) becomes ground state technetium 99 (Tc-99) with a half-life of about 6 hours. The radionuclide used for the nuclear diagnostic agent is technetium 99m (Tc-99m) that emits gamma rays when undergoing nucleoisomer transfer, and technetium 99 (Tc-99) is a nuclide that is not necessary for the nuclear diagnostic agent. Further, it is difficult to separate technetium 99m (Tc-99m) and technetium 99 (Tc-99). When separating and recovering technetium 99m (Tc-99m) in the radionuclide purification unit 7, technetium 99 (Tc-99) ) Is also separated and recovered. Therefore, technetium 99m (Tc-99m) from molybdenum 99 (Mo-99) (and molybdenum 100 (Mo-100) of the radionuclide production raw material 6) with a high specific activity of technetium 99m (Tc-99m). -99m) is desirable.

ここで、電子線加速器２から制動放射線発生用ターゲット４に電子線３を照射開始してからの時間、即ち、制動放射線発生用ターゲット４から放射性核種製造用原料６に制動放射線５を照射開始してからの時間と、親核種であるモリブデン９９（Mo-99）および子孫核種であるテクネチウム９９ｍ（Tc-99m）の放射能量（相対値）との関係について図３を用いて説明する。図３（ａ）は制動放射線照射開始からの時間とモリブデン９９（Mo-99）の放射能量（相対値）との関係を示すグラフであり、図３（ｂ）は制動放射線照射開始からの時間とテクネチウム９９ｍ（Tc-99m）の放射能量（相対値）との関係を示すグラフである。   Here, the time after the electron beam accelerator 2 starts irradiating the bremsstrahlung generating target 4 with the electron beam 3, that is, irradiating bremsstrahlung 5 from the bremsstrahlung generating target 4 to the radionuclide production raw material 6 is started. FIG. 3 is used to explain the relationship between the time after the irradiation and the amount of radioactivity (relative value) of molybdenum 99 (Mo-99) as a parent nuclide and technetium 99m (Tc-99m) as a progeny nuclide. FIG. 3A is a graph showing the relationship between the time from the start of bremsstrahlung irradiation and the amount of radioactivity (relative value) of molybdenum 99 (Mo-99), and FIG. 3B is the time from the start of bremsstrahlung irradiation. It is a graph which shows the relationship between the radioactivity amount (relative value) of technetium 99m (Tc-99m).

図３（ｂ）に示すように、テクネチウム９９ｍ（Tc-99m）の放射能量（相対値）は、比較的短い制動放射線照射時間で飽和に達する。なお、図示は省略するが、テクネチウム９９（Tc-99）の量は、時間が経過するほど多くなる。したがって、テクネチウム９９ｍ（Tc-99m）の放射能量（相対値）が飽和に達したタイミングで、放射性核種精製部７を用いてモリブデン９９（Mo-99）（および、放射性核種製造用原料６のモリブデン１００（Mo-100））から、テクネチウム９９ｍ（Tc-99m）を分離回収すれば、比放射能の高いテクネチウム９９ｍ（Tc-99m）が得られる。   As shown in FIG. 3B, the radioactivity amount (relative value) of technetium 99m (Tc-99m) reaches saturation in a relatively short period of bremsstrahlung irradiation time. Although illustration is omitted, the amount of technetium 99 (Tc-99) increases as time passes. Therefore, at the timing when the radioactivity (relative value) of technetium 99m (Tc-99m) reaches saturation, molybdenum 99 (Mo-99) (and molybdenum of the radionuclide production raw material 6 is used using the radionuclide purification unit 7. 100 (Mo-100)), technetium 99m (Tc-99m) with high specific activity can be obtained by separating and recovering technetium 99m (Tc-99m).

このように、比放射能の高いテクネチウム９９ｍ（Tc-99m）を得るためには、製造時間の最適化が必要である。このため、図１に示すように、放射性核種製造システムＳは、放射性核種製造装置１と、製造核種頒布システム８と、放射性核種製造装置用制御システム９と、を備えている。   Thus, in order to obtain technetium 99m (Tc-99m) with high specific activity, it is necessary to optimize the production time. For this reason, as shown in FIG. 1, the radionuclide production system S includes a radionuclide production apparatus 1, a production nuclide distribution system 8, and a control system 9 for the radionuclide production apparatus.

製造核種頒布システム８は、放射性核種であるテクネチウム９９ｍ（Tc-99m）の頒布予約情報を有している。放射性核種製造装置用制御システム９は、製造核種頒布システム８からの頒布予約情報に基づいて、放射性核種製造装置１（電子線加速器２および放射性核種精製部７）を制御する。このように、放射性核種製造システムＳは、テクネチウム９９ｍ（Tc-99m）の頒布予約情報に応じて、比放射能の高いテクネチウム９９ｍ（Tc-99m）を製造することができる。   The production nuclide distribution system 8 has distribution reservation information for technetium 99m (Tc-99m), which is a radionuclide. The radionuclide production apparatus control system 9 controls the radionuclide production apparatus 1 (the electron beam accelerator 2 and the radionuclide purification unit 7) based on the distribution reservation information from the production nuclide distribution system 8. Thus, the radionuclide production system S can produce technetium 99m (Tc-99m) with high specific activity according to the distribution reservation information of technetium 99m (Tc-99m).

以上のように、第１実施形態に係る放射性核種製造装置１は、他の方法（第一〜第三の放射性核種製造方法）による加速器を利用する放射性核種製造装置と比較して、加速器を小さくすることができ、また、反応断面積が同程度である。このため、第１実施形態に係る放射性核種製造装置１は、放射性核種生成部１ａの大きさを小型化することができ、放射性核種製造装置１の装置全体の大きさを小型化することができる。   As described above, the radionuclide production apparatus 1 according to the first embodiment is smaller in size than the radionuclide production apparatus that uses an accelerator by another method (first to third radionuclide production methods). And the reaction cross-section is comparable. For this reason, the radionuclide production apparatus 1 according to the first embodiment can reduce the size of the radionuclide generation unit 1a, and can reduce the overall size of the radionuclide production apparatus 1. .

また、第１実施形態に係る放射性核種製造装置１および放射性核種製造システムＳによれば、核診断用薬剤の原料として需要の大きいモリブデン９９（Mo-99）やテクネチウム９９ｍ（Tc-99m）に代表される半減期の短い放射性核種を、小型軽量な装置で効率よく製造することができる。   The radionuclide production apparatus 1 and the radionuclide production system S according to the first embodiment are represented by molybdenum 99 (Mo-99) and technetium 99m (Tc-99m), which are in great demand as raw materials for nuclear diagnostic agents. The radionuclides having a short half-life can be efficiently produced with a small and lightweight device.

また、従来の核分裂法を用いて生成したモリブデン９９（Mo-99）からベータ崩壊により生じたテクネチウム９９ｍ（Tc-99m）を生理食塩水によって溶出・回収（ミルキング）する方法では、モリブデン９９（Mo-99）の状態で空輸されるため、テクネチウム９９ｍ（Tc-99m）をミルキングしない状態でも放射性核種を消費し続ける。これに対し、第１実施形態に係る放射性核種製造装置１および放射性核種製造システムＳによれば、半減期が約７．８×１０18年のモリブデン１００（Mo-100）の状態で国内に備蓄しておくことができ、例えば、噴火による空港や空路の閉鎖といったアクシデントが発生しても、安定して放射性核種を供給することができる。 In the method of eluting and recovering (milking) technetium 99m (Tc-99m) produced by beta decay from molybdenum 99 (Mo-99) produced using the conventional fission method with physiological saline, molybdenum 99 (Mo -99), the radionuclide continues to be consumed even when technetium 99m (Tc-99m) is not milked. On the other hand, according to the radionuclide production apparatus 1 and the radionuclide production system S according to the first embodiment, stocked in the state of molybdenum 100 (Mo-100) with a half-life of about 7.8 × 10 18 years. For example, even if an accident such as an airport or airway closure due to an eruption occurs, the radionuclide can be stably supplied.

≪第２実施形態≫
次に、第２実施形態に係る放射性核種製造装置について、図４を用いて説明する。図４は、第２実施形態に係る放射性核種製造装置の放射性核種生成部１ａＡの構成模式図である。第２実施形態に係る放射性核種製造装置は、第１実施形態に係る放射性核種製造装置１（図１参照）と比較して、第１実施形態の放射性核種生成部１ａ（図１参照）にかえて、放射性核種生成部１ａＡ（図４参照）を備えている点で異なっている。その他の構成は同様であり、説明を省略する。 << Second Embodiment >>
Next, the radionuclide production apparatus according to the second embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a schematic configuration diagram of the radionuclide generation unit 1aA of the radionuclide production apparatus according to the second embodiment. The radionuclide production apparatus according to the second embodiment is replaced with the radionuclide generation unit 1a (see FIG. 1) of the first embodiment as compared with the radionuclide production apparatus 1 (see FIG. 1) according to the first embodiment. And the radionuclide generator 1aA (see FIG. 4). Other configurations are the same, and the description is omitted.

図４に示すように、第２実施形態の放射性核種生成部１ａＡは、電子線加速器２と、制動放射線発生用ターゲット兼放射性核種製造用原料１０と、収納容器１１と、を備えている。なお、制動放射線発生用ターゲット兼放射性核種製造用原料１０は、第１実施形態の制動放射線発生用ターゲット４および放射性核種製造用原料６を兼ねるものである。   As shown in FIG. 4, the radionuclide generation unit 1 a </ b> A according to the second embodiment includes an electron beam accelerator 2, a bremsstrahlung generation target and radionuclide production raw material 10, and a storage container 11. The bremsstrahlung generation target and radionuclide production raw material 10 also serves as the bremsstrahlung generation target 4 and the radionuclide production raw material 6 of the first embodiment.

電子線加速器２で加速された電子線３は、制動放射線発生用ターゲット兼放射性核種製造用原料１０に照射される。高速の電子線３が制動放射線発生用ターゲット４（制動放射線発生用ターゲット兼放射性核種製造用原料１０）と衝突すると、制動放射（制動輻射）により、制動放射線が発生する。制動放射線が発生した位置またはその近傍の位置に放射性核種製造用原料６（制動放射線発生用ターゲット兼放射性核種製造用原料１０）が存在していることから、放射性核種製造用原料６（制動放射線発生用ターゲット兼放射性核種製造用原料１０）中の原料核種と、制動放射線が（γ，ｎ）反応によって放射性核種を生成させる確率が非常に高くなる。   The electron beam 3 accelerated by the electron beam accelerator 2 is irradiated onto the target 10 for generating bremsstrahlung and the raw material 10 for producing the radionuclide. When the high-speed electron beam 3 collides with the target 4 for generating bremsstrahlung (the target 10 for bremsstrahlung generation and the raw material 10 for producing the radionuclide), bremsstrahlung is generated by bremsstrahlung (braking radiation). The radionuclide production raw material 6 (braking radiation generation target and radionuclide production raw material 10) exists at the position where the bremsstrahlung is generated or in the vicinity thereof, so the radionuclide production raw material 6 (braking radiation generation) The probability that the source nuclide in the target and radionuclide production raw material 10) and the bremsstrahlung will generate the radionuclide by the (γ, n) reaction becomes very high.

ここで、制動放射線の発生量は、制動放射線発生用ターゲット４（制動放射線発生用ターゲット兼放射性核種製造用原料１０）の原子番号の２乗に比例することが知られている。このため、原子番号が大きい制動放射線発生用ターゲット４（制動放射線発生用ターゲット兼放射性核種製造用原料１０）であるほど、制動放射線の発生量が多くなり、（γ，ｎ）反応によって生成する放射性核種の量も多くなる。   Here, it is known that the generation amount of the bremsstrahlung is proportional to the square of the atomic number of the bremsstrahlung generation target 4 (braking radiation generation target and radionuclide production raw material 10). Therefore, the higher the atomic number of the target 4 for generating bremsstrahlung (the target for bremsstrahlung generating target 10 and the radionuclide production raw material 10), the greater the amount of bremsstrahlung generated, and the radioactivity generated by the (γ, n) reaction. The amount of nuclides also increases.

制動放射線発生用ターゲット兼放射性核種製造用原料１０として、金属状のモリブデン１００（100Ｍｏ）または三酸化モリブデン１００（100ＭｏＯ3）を用いる場合、原子番号が比較的大きいことから、制動放射線の発生量が多くなり、（γ，ｎ）反応によって生成する放射性核種であるモリブデン９９（Mo-99）の生成量も多くなる。 When metallic molybdenum 100 ( 100 Mo) or molybdenum trioxide 100 ( 100 MoO 3 ) is used as the target 10 for producing the bremsstrahlung target and radionuclide, the generation of bremsstrahlung is generated because the atomic number is relatively large. The amount increases, and the amount of molybdenum 99 (Mo-99), which is a radionuclide generated by the (γ, n) reaction, also increases.

制動放射線発生用ターゲット兼放射性核種製造用原料１０は、収納容器１１に収納されている。収納容器１１は、容器によって電子線３ができるだけ遮蔽されないように、原子番号の小さい薄い材料、例えば、ベリリウムＢｅ等を用いることが望ましい。   The bremsstrahlung generating target and radionuclide production raw material 10 is stored in a storage container 11. The storage container 11 is preferably made of a thin material having a small atomic number, such as beryllium Be, so that the electron beam 3 is not shielded as much as possible by the container.

また、制動放射線（ガンマ線）は、透過性が高いことから、放射性核種製造用原料６（制動放射線発生用ターゲット兼放射性核種製造用原料１０）の厚さを厚くして、（γ，ｎ）反応に寄与する制動放射線を多くすることが望ましい。第２実施形態では、制動放射線発生用ターゲット兼放射性核種製造用原料１０とすることにより、制動放射線発生用ターゲット４と放射性核種製造用原料６とを別にする第１実施形態（図１参照）と比較して、放射性核種製造用原料６（制動放射線発生用ターゲット兼放射性核種製造用原料１０）の厚さを厚くすることができる。また、制動放射線発生用ターゲット兼放射性核種製造用原料１０の厚さを厚くすることにより、放射性核種製造用原料６の量を容易に増やすことができる。これにより、第２実施形態の放射性核種生成部１ａＡは、放射性核種の生成量を増やすことができる。   In addition, since the bremsstrahlung (gamma rays) is highly transmissive, the thickness of the radionuclide production raw material 6 (braking radiation generation target and radionuclide production raw material 10) is increased to increase the (γ, n) reaction. It is desirable to increase the amount of bremsstrahlung that contributes to In the second embodiment, the bremsstrahlung generation target 4 and the radionuclide production raw material 10 are separated from the bremsstrahlung generation target 4 and the radionuclide production raw material 6 by using the bremsstrahlung generation target and radionuclide production raw material 10 as shown in FIG. In comparison, the thickness of the radionuclide production raw material 6 (braking radiation generation target and radionuclide production raw material 10) can be increased. Further, by increasing the thickness of the bremsstrahlung generating target and radionuclide production raw material 10, the amount of the radionuclide production raw material 6 can be easily increased. Thereby, radionuclide production | generation part 1aA of 2nd Embodiment can increase the production amount of a radionuclide.

なお、前記した陽子線を用いる第三の放射性核種製造方法の場合、陽子線の材料中の飛程が短いことから、放射性核種製造用原料の厚さを薄くする必要がある。このため、放射性核種製造用原料の量が少なくなることから、放射性核種の生成量を増やすことが困難である。   In the case of the third radionuclide production method using the proton beam described above, since the range of the proton beam material is short, it is necessary to reduce the thickness of the radionuclide production material. For this reason, since the quantity of the raw material for radionuclide manufacture decreases, it is difficult to increase the production amount of a radionuclide.

≪第３実施形態≫
次に、第３実施形態に係る放射性核種製造装置１Ｂについて、図５を用いて説明する。図５は、第３実施形態に係る放射性核種製造装置１Ｂの構成模式図である。第３実施形態に係る放射性核種製造装置１Ｂは、第２実施形態に係る放射性核種製造装置の放射性核種生成部１ａＡ（図４参照）に加え、放射性核種精製部７Ｂを備えている。 «Third embodiment»
Next, the radionuclide production apparatus 1B according to the third embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a schematic configuration diagram of a radionuclide production apparatus 1B according to the third embodiment. The radionuclide production apparatus 1B according to the third embodiment includes a radionuclide purification unit 7B in addition to the radionuclide generation unit 1aA (see FIG. 4) of the radionuclide production apparatus according to the second embodiment.

即ち、第３実施形態に係る放射性核種製造装置１Ｂは、電子線加速器２と、制動放射線発生用ターゲット兼放射性核種製造用原料１０と、収納容器１１と、放射性核種精製部７Ｂと、を備えている。なお、制動放射線発生用ターゲット兼放射性核種製造用原料１０は、第１実施形態の制動放射線発生用ターゲット４および放射性核種製造用原料６を兼ねるものである。   That is, the radionuclide production apparatus 1B according to the third embodiment includes an electron beam accelerator 2, a bremsstrahlung generation target and radionuclide production raw material 10, a storage container 11, and a radionuclide purification unit 7B. Yes. The bremsstrahlung generation target and radionuclide production raw material 10 also serves as the bremsstrahlung generation target 4 and the radionuclide production raw material 6 of the first embodiment.

放射性核種精製部７Ｂは、流入側配管２２と、分離容器２３と、流出側配管２４と、を有している。流入側配管２２は、収納容器１１と接続され、流入側配管２２から収納容器１１に流入ガス２１が流入するようになっている。なお、流入ガス２１は、酸素ガスまたは酸素ガスと不活性ガス（窒素ガス）の混合ガスを用いる。分離容器２３は、配管を介して収納容器１１と接続され、収納容器１１を通ったガスが分離容器２３に流入するようになっている。流出側配管２４は、分離容器２３と接続され、分離容器２３から流出側配管２４へ流出ガス２５が流出するようになっている。即ち、流入側配管２２から流入した流入ガス２１は、収納容器１１および分離容器２３を流れ、流出側配管２４から流出ガス２５として流出するようになっている。   The radionuclide purification unit 7B has an inflow side pipe 22, a separation container 23, and an outflow side pipe 24. The inflow side pipe 22 is connected to the storage container 11 so that the inflow gas 21 flows from the inflow side pipe 22 into the storage container 11. The inflow gas 21 uses oxygen gas or a mixed gas of oxygen gas and inert gas (nitrogen gas). The separation container 23 is connected to the storage container 11 via a pipe, and the gas that has passed through the storage container 11 flows into the separation container 23. The outflow side pipe 24 is connected to the separation container 23, and the outflow gas 25 flows out from the separation container 23 to the outflow side pipe 24. That is, the inflow gas 21 flowing in from the inflow side pipe 22 flows through the storage container 11 and the separation container 23 and flows out from the outflow side pipe 24 as the outflow gas 25.

電子線加速器２で加速された電子線３は、制動放射線発生用ターゲット兼放射性核種製造用原料１０に照射される。高速の電子線３が制動放射線発生用ターゲット４（制動放射線発生用ターゲット兼放射性核種製造用原料１０）と衝突すると、制動放射（制動輻射）により、制動放射線が発生する。制動放射線が発生した位置またはその近傍の位置に放射性核種製造用原料６（制動放射線発生用ターゲット兼放射性核種製造用原料１０）が存在していることから、放射性核種製造用原料６（制動放射線発生用ターゲット兼放射性核種製造用原料１０）中の原料核種と、制動放射線が（γ，ｎ）反応によって放射性核種を生成させる。また、制動放射線発生用ターゲット兼放射性核種製造用原料１０は、電子線３が照射されることにより加熱される。   The electron beam 3 accelerated by the electron beam accelerator 2 is irradiated onto the target 10 for generating bremsstrahlung and the raw material 10 for producing the radionuclide. When the high-speed electron beam 3 collides with the target 4 for generating bremsstrahlung (the target 10 for bremsstrahlung generation and the raw material 10 for producing the radionuclide), bremsstrahlung is generated by bremsstrahlung (braking radiation). The radionuclide production raw material 6 (braking radiation generation target and radionuclide production raw material 10) exists at the position where the bremsstrahlung is generated or in the vicinity thereof, so the radionuclide production raw material 6 (braking radiation generation) The source nuclide in the target and radionuclide production raw material 10) and the bremsstrahlung generate a radionuclide by the (γ, n) reaction. The bremsstrahlung generating target and radionuclide production raw material 10 is heated by being irradiated with the electron beam 3.

制動放射線発生用ターゲット兼放射性核種製造用原料１０として、金属状のモリブデン１００（100Ｍｏ）または三酸化モリブデン１００（100ＭｏＯ3）を用いる場合、（γ，ｎ）反応によって、金属状のモリブデン９９（99Ｍｏ）または三酸化モリブデン９９（99ＭｏＯ3）が生成する。生成した金属状のモリブデン９９（99Ｍｏ）または三酸化モリブデン９９（99ＭｏＯ3）は、約６６時間の半減期で金属状のテクネチウム９９ｍ（99mＴｃ）または酸化テクネチウム９９ｍ（99mＴｃ2Ｏ7）となる。 When metallic molybdenum 100 ( 100 Mo) or molybdenum trioxide 100 ( 100 MoO 3 ) is used as the target 10 for producing the bremsstrahlung and the radionuclide production, metallic molybdenum 99 is obtained by (γ, n) reaction. ( 99 Mo) or molybdenum trioxide 99 ( 99 MoO 3 ) is produced. The produced metallic molybdenum 99 ( 99 Mo) or molybdenum trioxide 99 ( 99 MoO 3 ) has a half-life of about 66 hours, and the metallic technetium 99m ( 99m Tc) or technetium oxide 99m ( 99m Tc 2 O 7 ). It becomes.

ここで、第３実施形態に係る放射性核種製造装置１Ｂは、流入側配管２２から酸素ガスまたは酸素ガスと不活性ガスの混合ガスである流入ガス２１が収納容器１１に供給される。このため、金属状のテクネチウム９９ｍ（99mＴｃ）は、流入ガス２１の酸素と反応して酸化テクネチウム９９ｍ（99mＴｃ2Ｏ7）となる。また、流入ガス２１は、電子線３が照射されることにより加熱された制動放射線発生用ターゲット兼放射性核種製造用原料１０を冷却する。 Here, in the radionuclide production apparatus 1 </ b> B according to the third embodiment, the inflow gas 21 that is oxygen gas or a mixed gas of oxygen gas and inert gas is supplied from the inflow side pipe 22 to the storage container 11. For this reason, metallic technetium 99m ( 99m Tc) reacts with oxygen in the inflow gas 21 to become technetium oxide 99m ( 99m Tc 2 O 7 ). The inflow gas 21 cools the target 10 for generating bremsstrahlung and the raw material 10 for producing the radionuclide heated by being irradiated with the electron beam 3.

ここで、金属状のモリブデン９９（99Ｍｏ）および金属状のモリブデン１００（100Ｍｏ）の融点は２６２３℃である。また、三酸化モリブデン９９（99ＭｏＯ3）および三酸化モリブデン１００（100ＭｏＯ3）の融点は７９５℃であり、沸点は１１５５℃である。
また、金属状のテクネチウム９９ｍ（99mＴｃ）および金属状のテクネチウム９９（99Ｔｃ）の融点は２２０４℃である。また、酸化テクネチウム９９ｍ（99mＴｃ2Ｏ7）および酸化テクネチウム９９（99Ｔｃ2Ｏ7）の融点は１１９．５℃であり、沸点は、３１０．６℃である。 Here, the melting points of metallic molybdenum 99 ( 99 Mo) and metallic molybdenum 100 ( 100 Mo) are 2623 ° C. Molybdenum trioxide 99 ( 99 MoO 3 ) and molybdenum trioxide 100 ( 100 MoO 3 ) have a melting point of 795 ° C. and a boiling point of 1155 ° C.
The melting points of metallic technetium 99m ( 99m Tc) and metallic technetium 99 ( 99 Tc) are 2204 ° C. Further, technetium oxide 99m ( 99m Tc 2 O 7 ) and technetium 99 ( 99 Tc 2 O 7 ) have a melting point of 119.5 ° C. and a boiling point of 310.6 ° C.

したがって、流入側配管２２を介して流入ガス２１を流入させ、制動放射線発生用ターゲット兼放射性核種製造用原料１０の温度が酸化テクネチウムの沸点である３１０．６℃以上（かつ、三酸化モリブデンの融点である７９５℃未満）となるように、流入ガス２１の流量を調整することにより、酸化テクネチウム（99mＴｃ2Ｏ7、99Ｔｃ2Ｏ7）を三酸化モリブデン（99ＭｏＯ3、100ＭｏＯ3）から気体状態として分離することができる。気体状態の酸化テクネチウム（99mＴｃ2Ｏ7、99Ｔｃ2Ｏ7）は、流入ガス２１とともに、収納容器１１から分離容器２３へと流れる。 Accordingly, the inflow gas 21 is introduced through the inflow side pipe 22 and the temperature of the target 10 for producing bremsstrahlung and the radionuclide production material 10 is 310.6 ° C. or more which is the boiling point of technetium oxide (and the melting point of molybdenum trioxide). Technetium oxide ( 99m Tc 2 O 7 , 99 Tc 2 O 7 ) is converted to molybdenum trioxide ( 99 MoO 3 , 100 MoO 3 ) by adjusting the flow rate of the inflow gas 21 so that the temperature is less than 795 ° C. Can be separated as a gaseous state. The gaseous technetium oxide ( 99m Tc 2 O 7 , 99 Tc 2 O 7 ) flows from the storage container 11 to the separation container 23 together with the inflow gas 21.

そして、分離容器２３で、収納容器１１から流入した気体状態の酸化テクネチウム（99mＴｃ2Ｏ7、99Ｔｃ2Ｏ7）を含んだガスを、酸化テクネチウムの融点である１１９．５℃以下に冷却することにより、酸化テクネチウム（99mＴｃ2Ｏ7、99Ｔｃ2Ｏ7）が放射性核種製造物２０として分離容器２３に沈着する。これにより、分離精製した放射性核種製造物２０が得られる。なお、分離容器２３を通り抜けたガスは流出ガス２５として流出側配管２４から流出する。 Then, the gas containing technetium oxide ( 99m Tc 2 O 7 , 99 Tc 2 O 7 ) in a gas state flowing from the storage container 11 is cooled to 119.5 ° C. or lower, which is the melting point of technetium oxide, in the separation container 23. By doing so, technetium oxide ( 99m Tc 2 O 7 , 99 Tc 2 O 7 ) is deposited in the separation container 23 as the radionuclide product 20. Thereby, the separated and purified radionuclide product 20 is obtained. The gas that has passed through the separation container 23 flows out from the outflow side pipe 24 as the outflow gas 25.

以上のように、第３実施形態に係る放射性核種製造装置１Ｂは、放射性核種精製部７Ｂを放射性核種生成部（電子線加速器２、制動放射線発生用ターゲット兼放射性核種製造用原料１０、収納容器１１）と近接して配置することができる。また、放射性核種精製部７Ｂは、制動放射線発生用ターゲット兼放射性核種製造用原料１０への電子線３の照射中に放射性核種の分離回収、精製を行うことができる。これにより、効率よく比放射能の高い放射性核種（テクネチウム９９ｍ（99mＴｃ））を得ることができる。 As described above, the radionuclide production apparatus 1B according to the third embodiment uses the radionuclide purification unit 7B as the radionuclide generation unit (the electron beam accelerator 2, the bremsstrahlung generation target and radionuclide production raw material 10, the storage container 11). ). In addition, the radionuclide purification unit 7B can separate and recover and purify the radionuclide during irradiation of the electron beam 3 to the bremsstrahlung generation target and radionuclide production raw material 10. Thereby, a radionuclide (technetium 99m ( 99m Tc)) with high specific activity can be obtained efficiently.

≪第４実施形態≫
次に、第４実施形態に係る放射性核種製造装置１Ｃについて、図６を用いて説明する。図６は、第４実施形態に係る放射性核種製造装置１Ｃの構成模式図である。第４実施形態に係る放射性核種製造装置１Ｃは、第３実施形態に係る放射性核種製造装置１Ｂと比較して、放射性核種精製部７Ｃを備えている点で異なっている。その他の構成は同様であり、説明を省略する。 << Fourth Embodiment >>
Next, a radionuclide production apparatus 1C according to the fourth embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 6 is a schematic configuration diagram of a radionuclide production apparatus 1C according to the fourth embodiment. The radionuclide production apparatus 1C according to the fourth embodiment is different from the radionuclide production apparatus 1B according to the third embodiment in that a radionuclide purification unit 7C is provided. Other configurations are the same, and the description is omitted.

第４実施形態の放射性核種精製部７Ｃは、第３実施形態の放射性核種精製部７Ｂの構成に加え、ヒータ２６と、冷却管２７と、を有している。   The radionuclide purification unit 7C of the fourth embodiment includes a heater 26 and a cooling pipe 27 in addition to the configuration of the radionuclide purification unit 7B of the third embodiment.

ヒータ２６は、収納容器１１に収納された制動放射線発生用ターゲット兼放射性核種製造用原料１０を加熱することができるようになっている。これにより、制動放射線発生用ターゲット兼放射性核種製造用原料１０の温度が酸化テクネチウムの沸点である３１０．６℃未満である場合、ヒータ２６を動作させて、制動放射線発生用ターゲット兼放射性核種製造用原料１０の温度を酸化テクネチウムの沸点である３１０．６℃以上とすることができる。これにより、より好適に、酸化テクネチウム（99mＴｃ2Ｏ7、99Ｔｃ2Ｏ7）を三酸化モリブデン（99ＭｏＯ3、100ＭｏＯ3）から気体状態として分離することができる。 The heater 26 can heat the target 10 for generating bremsstrahlung and the raw material 10 for producing the radionuclide stored in the storage container 11. Thus, when the temperature of the bremsstrahlung generation target and radionuclide production raw material 10 is less than 310.6 ° C., which is the boiling point of technetium oxide, the heater 26 is operated to produce the bremsstrahlung generation target and radionuclide production. The temperature of the raw material 10 can be 310.6 degreeC or more which is a boiling point of a technetium oxide. Thereby, technetium oxide ( 99m Tc 2 O 7 , 99 Tc 2 O 7 ) can be more suitably separated from molybdenum trioxide ( 99 MoO 3 , 100 MoO 3 ) as a gas state.

冷却管２７は、冷却管２７内に冷却材を流すことにより、分離容器２３を冷却し、収納容器１１から分離容器２３に流入したガスを冷却することができるようになっている。これにより、分離容器２３の温度が酸化テクネチウムの融点である１１９．５℃以上である場合、冷却管２７内に冷却材を流して、分離容器２３の温度を酸化テクネチウムの融点である１１９．５℃未満とすることができる。これにより、より好適に、酸化テクネチウム（99mＴｃ2Ｏ7、99Ｔｃ2Ｏ7）を放射性核種製造物２０として分離容器２３に沈着させることができる。 The cooling pipe 27 can cool the separation container 23 by flowing a coolant through the cooling pipe 27, and can cool the gas flowing into the separation container 23 from the storage container 11. As a result, when the temperature of the separation vessel 23 is 119.5 ° C. or higher, which is the melting point of technetium oxide, a coolant is passed through the cooling pipe 27 and the temperature of the separation vessel 23 is changed to 119.5 which is the melting point of technetium oxide. It can be less than ° C. Thereby, technetium oxide ( 99m Tc 2 O 7 , 99 Tc 2 O 7 ) can be more suitably deposited on the separation container 23 as the radionuclide product 20.

以上のように、第４実施形態に係る放射性核種製造装置１Ｃは、第３実施形態に係る放射性核種製造装置１Ｂよりも、好適に比放射能の高い放射性核種（テクネチウム９９ｍ（99mＴｃ））を得ることができる。 As described above, the radionuclide production apparatus 1C according to the fourth embodiment preferably has a radionuclide (technetium 99m ( 99m Tc)) having a higher specific activity than the radionuclide production apparatus 1B according to the third embodiment. Can be obtained.

≪第５実施形態≫
次に、第５実施形態に係る放射性核種製造装置について、図７を用いて説明する。図７は、第５実施形態に係る放射性核種製造装置の放射性核種生成部１ａＤの構成模式図である。第５実施形態に係る放射性核種製造装置は、第１実施形態に係る放射性核種製造装置１（図１参照）と比較して、第１実施形態の放射性核種生成部１ａ（図１参照）にかえて、放射性核種生成部１ａＤ（図７参照）を備えている点で異なっている。その他の構成は同様であり、説明を省略する。 «Fifth embodiment»
Next, a radionuclide production apparatus according to the fifth embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 7 is a schematic configuration diagram of a radionuclide generation unit 1aD of the radionuclide production apparatus according to the fifth embodiment. The radionuclide production apparatus according to the fifth embodiment is replaced with the radionuclide generation unit 1a (see FIG. 1) of the first embodiment as compared with the radionuclide production apparatus 1 (see FIG. 1) according to the first embodiment. And the radionuclide generator 1aD (see FIG. 7). Other configurations are the same, and the description is omitted.

図７に示すように、第５実施形態の放射性核種生成部１ａＤは、電子線加速器２と、制動放射線発生用ターゲット４と、放射性核種製造用原料６と、を備えている。また、放射性核種製造用原料６は、制動放射線発生用ターゲット４を囲むように設置されている。   As shown in FIG. 7, the radionuclide generation unit 1aD of the fifth embodiment includes an electron beam accelerator 2, a bremsstrahlung generation target 4, and a radionuclide production raw material 6. The radionuclide production raw material 6 is disposed so as to surround the target 4 for generating bremsstrahlung.

電子線加速器２で加速された電子線３は、制動放射線発生用ターゲット４に照射される。高速の電子線３が制動放射線発生用ターゲット４と衝突すると、制動放射（制動輻射）により、制動放射線５が発生する。制動放射線発生用ターゲット４から放出された制動放射線５は、放射性核種製造用原料６に照射され、放射性核種製造用原料６の原料核種と制動放射線５が（γ，ｎ）反応によって放射性核種を生成させる。   The electron beam 3 accelerated by the electron beam accelerator 2 is irradiated to the target 4 for generating bremsstrahlung. When the high-speed electron beam 3 collides with the target 4 for generating bremsstrahlung, bremsstrahlung 5 is generated by bremsstrahlung (braking radiation). The bremsstrahlung 5 emitted from the bremsstrahlung generation target 4 is irradiated to the radionuclide production raw material 6, and the radionuclide production raw material 6 and the bremsstrahlung 5 generate a radionuclide by a (γ, n) reaction. Let

ここで、制動放射線５は、主に電子線３の進行方向に沿って発生するが、その他の方向にも発生する。放射性核種製造用原料６は、制動放射線発生用ターゲット４を囲むように設置されているので、放射性核種製造用原料６の原料核種と制動放射線５が（γ，ｎ）反応によって放射性核種を生成させる確率を高くすることができる。これにより、放射性核種の生産量を増やすことができる。   Here, the bremsstrahlung 5 is generated mainly along the traveling direction of the electron beam 3, but also generated in other directions. Since the radionuclide production raw material 6 is installed so as to surround the target 4 for generating bremsstrahlung, the raw nuclide of the radionuclide production raw material 6 and the bremsstrahlung 5 generate a radionuclide by a (γ, n) reaction. Probability can be increased. Thereby, the production amount of a radionuclide can be increased.

≪第６実施形態≫
次に、第６実施形態に係る放射性核種製造装置１について、図８を用いて説明する。図８は、第６実施形態に係る放射性核種製造装置１の構成模式図である。 << Sixth Embodiment >>
Next, the radionuclide production apparatus 1 according to the sixth embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 8 is a schematic configuration diagram of the radionuclide production apparatus 1 according to the sixth embodiment.

前述のように、放射性核種製造装置１は、電子線加速器２を用いるものであり、電子線加速器２は陽子加速器や重粒子加速器と比較して小型軽量化を図ることが容易である。このため、図８に示すように、放射性核種製造装置１を移動用車両３０に積載することができる。   As described above, the radionuclide production apparatus 1 uses the electron beam accelerator 2, and the electron beam accelerator 2 can be easily reduced in size and weight as compared with the proton accelerator and the heavy particle accelerator. For this reason, as shown in FIG. 8, the radionuclide production apparatus 1 can be loaded on the moving vehicle 30.

放射性核種製造装置１を移動用車両３０に積載することにより、移動用車両３０を放射性核種製造物を必要とする所の近くに移動させて、放射性核種製造物を製造後短い時間で、放射性核種製造物を必要とする所に頒布することが可能となる。   By loading the radionuclide production apparatus 1 on the moving vehicle 30, the moving vehicle 30 is moved close to the place where the radionuclide product is required, and the radionuclide product is produced in a short time after the production. It is possible to distribute the product where it is needed.

≪変形例≫
なお、本実施形態に係る放射性核種製造装置および放射性核種製造システムは、上記実施形態の構成に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の変更が可能である。 ≪Modification≫
The radionuclide production apparatus and the radionuclide production system according to the present embodiment are not limited to the configuration of the above embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the invention.

本実施形態に係る放射性核種製造装置および放射性核種製造システムは、放射性核種として、テクネチウム９９ｍ（Tc-99m）を製造するものとして説明したが、これに限られるものではなく、その他の放射性核種であってもよい。   The radionuclide production apparatus and the radionuclide production system according to the present embodiment have been described as producing technetium 99m (Tc-99m) as a radionuclide. However, the present invention is not limited to this, and other radionuclides are used. May be.

Ｓ 放射性核種製造システム
１，１Ｂ，１Ｃ 放射性核種製造装置
１ａ，１ａＡ，１ａＤ 放射性核種生成部
２ 電子線加速器
３ 電子線
４ 制動放射線発生用ターゲット
５ 制動放射線
６ 放射性核種製造用原料
７，７Ｂ，７Ｃ 放射性核種精製部
８ 製造核種頒布システム（制御システム）
９ 放射性核種製造装置用制御システム（制御システム）
１０ 制動放射線発生用ターゲット兼放射性核種製造用原料
１１ 収納容器
２０ 放射性核種製造物
２１ 流入ガス
２２ 流入側配管
２３ 分離容器
２４ 流出側配管
２５ 流出ガス
２６ ヒータ
２７ 冷却管
３０ 移動用車両 S Radionuclide Production System 1, 1B, 1C Radionuclide Production Equipment 1a, 1aA, 1aD Radionuclide Generation Unit 2 Electron Beam Accelerator 3 Electron Beam 4 Braking Radiation Generation Target 5 Braking Radiation 6 Raw Material for Radionuclide Production 7, 7B, 7C Radionuclide Purification Department 8 Production nuclide distribution system (control system)
9 Control system for radionuclide production equipment (control system)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Braking radiation generation target and raw material for radionuclide production 11 Storage container 20 Radionuclide product 21 Inflow gas 22 Inflow side pipe 23 Separation container 24 Outflow side pipe 25 Outflow gas 26 Heater 27 Cooling pipe 30 Moving vehicle

Claims (13)

原料核種を含む放射性核種製造用原料に、電子線加速器によって加速された電子を制動放射線発生用ターゲットに照射することで発生する制動放射線を照射し、前記制動放射線の照射により中性子を発生させる（γ，ｎ）反応によって、放射性核種を生成させる放射性核種生成部と、
生成した前記放射性核種から必要な放射性核種を精製する放射性核種精製部と、を備える
ことを特徴とする放射性核種製造装置。 Radiation nuclides production raw materials including raw material nuclides are irradiated with bremsstrahlung generated by irradiating a target for generating bremsstrahlung with electrons accelerated by an electron beam accelerator, and neutrons are generated by irradiation with the bremsstrahlung (γ , N) a radionuclide generation unit that generates a radionuclide by reaction;
A radionuclide production apparatus comprising: a radionuclide purification unit that purifies a necessary radionuclide from the generated radionuclide. 前記放射性核種製造用原料は、前記制動放射線発生用ターゲットを兼ねる制動放射線発生用ターゲット兼放射性核種製造用原料である
ことを特徴とする請求項１に記載の放射性核種製造装置。 The radionuclide production apparatus according to claim 1, wherein the radionuclide production raw material is a bremsstrahlung generation target and radionuclide production raw material that also serves as the bremsstrahlung generation target. 前記放射性核種生成部は、
前記電子線加速器からの電子を前記制動放射線発生用ターゲット兼放射性核種製造用原料に照射することにより前記放射性核種を含む放射性核種製造物を加熱し、
前記放射性核種精製部は、
加熱された前記放射性核種製造物に流入ガスを流入させることにより、前記必要な放射性核種を含む放射性核種製造物を分離精製する
ことを特徴とする請求項２に記載の放射性核種製造装置。 The radionuclide generator is
Heating the radionuclide product containing the radionuclide by irradiating the target for bremsstrahlung generation and the radionuclide production raw material with electrons from the electron beam accelerator,
The radionuclide purification unit is
The radionuclide production apparatus according to claim 2, wherein the radionuclide product including the necessary radionuclide is separated and purified by flowing an inflow gas into the heated radionuclide product. 前記流入ガスは、
酸素ガスまたは酸素ガスと不活性ガスの混合ガスである
ことを特徴とする請求項３に記載の放射性核種製造装置。 The inflow gas is
4. The radionuclide production apparatus according to claim 3, wherein the radionuclide production apparatus is oxygen gas or a mixed gas of oxygen gas and inert gas. 前記原料核種として、モリブデン１００（Mo-100）を用いる
ことを特徴とする請求項１に記載の放射性核種製造装置。 The radionuclide production apparatus according to claim 1, wherein molybdenum 100 (Mo-100) is used as the raw material nuclide. 前記放射性核種製造用原料として、金属モリブデン１００（100Ｍｏ）または三酸化モリブデン１００（100ＭｏＯ3）を用いる
ことを特徴とする請求項５に記載の放射性核種製造装置。 The radionuclide production apparatus according to claim 5, wherein metal molybdenum 100 ( 100 Mo) or molybdenum trioxide 100 ( 100 MoO 3 ) is used as the raw material for producing the radionuclide. 前記放射性核種生成部で生成される前記放射性核種は、
モリブデン９９（Mo-99）およびモリブデン９９（Mo-99）がベータ崩壊して生成されるテクネチウム９９ｍ（Tc-99m）であり、
前記放射性核種精製部で精製される前記必要な放射性核種は、
テクネチウム９９ｍ（Tc-99m）である
ことを特徴とする請求項５に記載の放射性核種製造装置。 The radionuclide generated in the radionuclide generation unit is
Molybdenum 99 (Mo-99) and molybdenum 99 (Mo-99) are technetium 99m (Tc-99m) produced by beta decay,
The necessary radionuclide to be purified by the radionuclide purification unit is:
The radionuclide production apparatus according to claim 5, wherein the radionuclide production apparatus is technetium 99m (Tc-99m). 前記放射性核種精製部は、
三酸化モリブデン９９（99ＭｏＯ3）と酸化テクネチウム９９ｍ（99mＴｃ2Ｏ7）の沸点の違いを用いて分離精製する
ことを特徴とする請求項７に記載の放射性核種製造装置。 The radionuclide purification unit is
The radionuclide production apparatus according to claim 7, wherein separation and purification is performed using a difference in boiling points between molybdenum trioxide 99 ( 99 MoO 3 ) and technetium oxide 99m ( 99m Tc 2 O 7 ). 前記制動放射線発生用ターゲット兼放射性核種製造用原料は、
ベリリウム金属製の収納容器に収納される
ことを特徴とする請求項２に記載の放射性核種製造装置。
The bremsstrahlung generation target and the raw material for producing the radionuclide are:
The radionuclide production apparatus according to claim 2, wherein the radionuclide production apparatus is stored in a beryllium metal storage container.
前記放射性核種製造用原料は、前記制動放射線発生用ターゲットを囲む位置に配置される
ことを特徴とする請求項１に記載の放射性核種製造装置。 The radionuclide production apparatus according to claim 1, wherein the radionuclide production raw material is disposed at a position surrounding the bremsstrahlung generation target. 前記放射性核種製造装置は、
移動用車両に積載される
ことを特徴とする請求項１に記載の放射性核種製造装置。 The radionuclide production apparatus is
The radionuclide production apparatus according to claim 1, wherein the radionuclide production apparatus is mounted on a moving vehicle. 請求項１乃至請求項１１のいずれか１項に記載の放射性核種製造装置と、
前記必要とする放射性核種の頒布予約情報に基づいて前記放射性核種製造装置を制御する制御システムと、を備える
ことを特徴とする放射性核種製造システム。 The radionuclide production apparatus according to any one of claims 1 to 11,
A radionuclide production system, comprising: a control system that controls the radionuclide production apparatus based on the distribution reservation information of the required radionuclide. 電子線加速器によって加速された電子を制動放射線発生用ターゲットに照射することで制動放射線を発生させるステップと、
前記制動放射線を原料核種を含む放射性核種製造用原料に照射するステップと、
前記制動放射線の照射により中性子を発生させる（γ，ｎ）反応によって、放射性核種を生成させるステップと、
生成した前記放射性核種から必要な放射性核種を精製するステップと、を実行する
ことを特徴とする放射性核種製造方法。 Generating bremsstrahlung by irradiating a target for bremsstrahlung generation with electrons accelerated by an electron beam accelerator;
Irradiating the raw material for producing the radionuclide including the raw nuclide with the bremsstrahlung;
Generating a radionuclide by a (γ, n) reaction that generates neutrons by irradiation with the bremsstrahlung;
A step of purifying a necessary radionuclide from the generated radionuclide, and a method for producing a radionuclide.
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