JP2015203578A

JP2015203578A - 放射性物質を除去する方法

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Publication number: JP2015203578A
Application number: JP2014081621A
Authority: JP
Inventors: 靖夫若井田; Yasuo Wakaida; 井上　誠; Makoto Inoue; 誠井上
Original assignee: WAKAIDA ENGINEERING Inc; Toyobo Co Ltd
Current assignee: WAKAIDA ENGINEERING Inc; Toyobo Co Ltd
Priority date: 2014-04-11
Filing date: 2014-04-11
Publication date: 2015-11-16
Anticipated expiration: 2034-04-11
Also published as: JP6368129B2

Abstract

【課題】小型化、クリーン化された陽電子放射断層診断装置において使用される^１８Ｆ標識化合物合成室から排出される放射性物質を効率的に除去する方法を提供する。
【解決手段】陽電子放射断層診断装置において診断薬として用いられる^１８Ｆ標識化合物を合成する際に合成室内部で発生する放射性物質をフィルターユニットで除去する方法において、フィルターユニットが合成室内部に配設され、フィルターユニットが送風ファン、活性炭素繊維フィルター、および面風速０．４ｃｍ／ｓにおける０．３〜０．５μｍの粒子捕集効率が９０〜９９％である除塵フィルターを一体的に備え、フィルターユニットの送風ファンを稼動させて合成室内部の空気をフィルターユニットの活性炭素繊維フィルターおよび除塵フィルターの順に通過させて循環することにより放射性物質を除去すること特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、陽電子放射断層診断装置において診断薬として用いられる^１８Ｆ標識化合物を合成する合成室で発生する放射性物質を効率的に除去する方法に関する。

医療機関では、癌発生部位の早期発見、早期治療の要求から、腫瘍に集まる性質を持つ化合物の一部の元素を放射性核種に置き換え、患者に投与し、体外から放射線を計測し、腫瘍部位を特定する放射線診断（インビボ診断）が行われている。近年、患者の不要な被ばくを避けるために、半減期が短く物質透過性の高いγ線を持つ放射性核種で標識した化合物が求められ、１崩壊（β^＋壊変）につき５１１ｋｅＶのγ線を反対方向に２本放出する、ポジトロン放出核種による標識化合物が用いられている。この標識化合物を用いた診断装置は、陽電子放射断層撮影装置（ＰＥＴ：ＰｏｓｉｔｒｏｎＥｍｉｓｓｉｏｎＴｏｍｏｇｒａｐｈｙ）と呼ばれ、小さな腫瘍部位まで発見できることから、多くの医療機関で設置されている。

標識化合物に主に用いられる放射性核種は、^１１Ｃ、^１３Ｎ、^１５Ｏ、^１８Ｆなどである。これらの核種は、その半減期（寿命）の短さから、主に実際に診断を行う医療機関において、陽子や重陽子を加速する超小型サイクロトロンによって製造される。製造後、これら核種は、自動的に合成装置に送られて医療用診断薬（標識化合物）となる。標識化合物は、純度や投与量の調整後、検査室で被検者に投与される。腫瘍細胞の糖分の消費が高いことを利用した多糖類、^１８ＦＦＤＧ（フルオロデオキシグルコース）が近年良く用いられている。^１８Ｆは、水（Ｈ_２Ｏ）の構成原子である酸素を非放射性同位体である^１８Ｏで置き換えたＨ_２ ^１８Ｏ（ターゲット）にサイクロトロンで加速した陽子を照射して得られる。^１８ＦＦＤＧは、合成室と呼ばれる小さなクリーンルームに置かれた専用の自動合成装置でフッ素化といわれる工程を経て合成される。

自動合成装置は、ヘリウム漏洩検出器などにより漏洩検査がなされている。しかし、試薬、器具及びイオン交換樹脂カラムなどの交換・接続時に接続部分から漏洩する可能性がある。また、反応系内のガスを系外に放出する際に含まれる未反応の^１８Ｆはソーダライム等の吸収剤により除去されるが、使われている吸収剤の劣化が原因で^１８Ｆが放出されることがある。漏洩する容量が微小であっても、放射線量としては非常に多い。製造を途中で中止した場合、放射能の減衰を待って分解・洗浄等を行わなくてはならないため、その日のうちに再度製造・合成を行うことは困難である。また、漏洩量が多く、排気中の放射性物質濃度が上がり、関係法令で定められた規制値を越えると、法令違反扱いとなり、しばらく放射性医薬品の製造、診断業務を中止しなければならず、患者に迷惑をおよぼす。そのため、合成室内に設置された自動合成装置から僅かな漏洩で生じた汚染された空気は、合成室に接続するダクトによって放射線施設の排気浄化設備に運ばれ、そこで粒状活性炭フィルターやＨＥＰＡフィルターまたはＵＬＰＡフィルターにより浄化される。

一方、^１８ＦＦＤＧを合成する際には未反応のフッ化水素（ＨＦ）がガス成分に多量に含まれているが、ＨＥＰＡフィルターやＵＬＰＡフィルターはガス成分の浄化には対応していない。ガス成分の浄化に対応するためには、一般的には放射線施設の排気浄化設備に粒状活性炭フィルターが設置される。排気浄化設備における粒状活性炭フィルターは、空気中に含まれる微量ガスや湿気を吸着するが、それによって^１８Ｆガス及び中間生成物の捕集性能が劣化（ウェザリング）する。また、排気浄化設備は、合成室以外の室内空気も浄化するようにダクトが接続されているため、劣化が激しく、処理風量や粉塵量も多いため、交換する場合にフィルターが大型となりコスト高となる。

かかる問題を克服するために、アルカリ性物質を添着した活性炭素繊維フィルターを合成室の排気口に設置することによって、微量の放射性物質を除去し、排気設備に排気される放射性物質の量を少なくする方法が提案されている（特許文献１参照）。かかる方法は放射性物質の除去には極めて有効であるが、小規模化、クリーン化が進む昨今の合成設備では、十分な排気設備を設置できないのが現状である。

特開２０１０−１２７６６２号公報

本発明は、上記の従来技術の現状に鑑み創案されたものであり、その目的は、小型化、クリーン化された陽電子放射断層診断装置において使用される^１８Ｆ標識化合物合成室から排出される放射性物質を効率的に除去する方法を提供することにある。

本発明者らは、かかる目的を達成するために放射性物質の除去方法について鋭意検討した結果、特定のフィルターユニットの構成及び配置を用いて合成室内部の空気を循環することにより、小型化された合成室でも十分な排気設備を設置できることを見い出し、本発明の完成に至った。

即ち、本発明は、以下の（１）〜（４）の構成を有するものである。
（１）陽電子放射断層診断装置において診断薬として用いられる^１８Ｆ標識化合物を合成する際に合成室内部で発生する放射性物質をフィルターユニットで除去する方法において、フィルターユニットが合成室内部に配設され、フィルターユニットが送風ファン、活性炭素繊維フィルター、および面風速０．４ｍ／ｓにおける０．３〜０．５μｍの粒子捕集効率が９０〜９９％である除塵フィルターを一体的に備え、フィルターユニットの送風ファンを稼動させて合成室内部の空気をフィルターユニットの活性炭素繊維フィルターおよび除塵フィルターの順に通過させて循環することにより放射性物質を除去すること特徴とする放射性物質の除去方法。
（２）活性炭素繊維フィルターの活性炭素繊維が、アルカリ性物質を添着した活性炭素繊維からなることを特徴とする（１）に記載の放射性物質の除去方法。
（３）活性炭素繊維フィルターおよび／または除塵フィルターが、フィルターユニットから取り出し交換可能であることを特徴とする（１）または（２）に記載の放射性物質の除去方法。
（４）フィルターユニットが、送風ファンの上流側に空気を取り入れるための空隙を有することを特徴とする（１）〜（３）のいずれかに記載の放射性物質の除去方法。

本発明の方法によれば、フィルターユニットが発塵量の少ない活性炭素繊維フィルターと圧損の少ない比較的高効率な除塵フィルターを使用しているので、フィルターユニットからの発塵量を少量に抑制した上で十分な風量を確保することができる。さらに、本発明の方法によれば、フィルターユニットを合成室内部に取付け、送風ファンによって合成室内部の空気を循環しているので、合成室内部の清浄度を低下させることなく^１８Ｆガス及び中間生成物の局所捕集ができ、放射線科全体の排気浄化設備に設置したフィルターユニットによる除去に比べて極めて効率の良い排気処理が可能である。

本発明に使用されるフィルターユニットの断面図を示す。本発明に使用されるフィルターユニットの外観斜視図を示す。本発明に使用されるフィルターユニットの活性炭素繊維フィルターの外観斜視図を示す。

本発明の放射性物質の除去方法を以下に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。

図１は、^１８Ｆ標識物質の合成室内に設置するフィルターユニットの概略断面図を示し、図２は、フィルターユニットの外観斜視図を示す。フィルターユニットは、送風ファン１、活性炭素繊維フィルター２、および比較的高効率であるが通気抵抗の少ない除塵フィルター３をこの順序で連続して一体的に備え、これらは金属製の筐体４内に設置されている。活性炭素繊維フィルター２と除塵フィルター３は、フィルターユニット下流側から押さえ枠５を使って固定される。送風ファン１の上流側には、空気を吸入できる空隙６を有しており、送風ファン１が回転すると、空隙６より空気を取り込み、活性炭素繊維フィルター２、除塵フィルター３を通じて放射性物質が除去される。フィルターユニットは、^１８Ｆ標識物質の合成室内の一角に静置され、合成室内部の空気がフィルターユニットを通じて循環することによって合成室内部の放射性物質が除去される。

^１８Ｆ標識物質の合成室内部は、粉塵の清浄度が高く保持されているためフィルターユニットからの発塵は極めて制限されていることが必要である。本発明では、比較的発塵量が少ない活性炭素繊維フィルター２を採用し、その下流側に比較的高効率であるが通気抵抗の少ない除塵フィルター３を設置することによって、活性炭素繊維フィルター２からの発塵を防止しながら通気抵抗を抑制していることが特徴である。除塵フィルター３は、一般的なクリーンルームなどでのＦＦＵ（ファンフィルターユニット）において使用されるＨＥＰＡフィルターやＵＬＰＡフィルターは使用されない。ＨＥＰＡフィルターやＵＬＰＡフィルターは、その除塵効率が極めて高いもののフィルターの通気抵抗が高いため、通常の送風ファンを用いると風量が低下して効率的に好ましくない。ＨＥＰＡフィルターやＵＬＰＡフィルターは、発塵量の多い粒状活性炭フィルターと組み合わせて用いられるが、やはり風量が低下する問題がある。このため、より発塵の少ない活性炭素繊維フィルターと、圧力損失が低く除塵効率が比較的高い除塵フィルターを組み合わせて用いることが効率的である。

本発明に用いられる活性炭素繊維フィルター２は、放射性物質の捕集のためのものであり、粒状活性炭フィルターと比べて発塵量が極めて少ないという特徴を有する。活性炭素繊維は、有機系物質を吸着除去する性質があるが、少なくとも１種類以上のアルカリ物質が添着されることにより酸性を呈した放射性物質も除去することができる。また、活性炭素繊維は、シート状に加工すると、公知の粒状炭充填フィルターに見られる運転中の微振動による活性炭の発塵が殆どない。図３は、本発明に用いられる活性炭素繊維フィルターを示す。活性炭素繊維７は、シート化されてジグザグ状に折られた後、山と山の間に波型のセパレーター８を挿入して空気の流通路を確保し、枠体９で固定化して活性炭素繊維フィルター２になる。活性炭素繊維フィルター２は、フィルターユニットの筐体４の内部の送風ファン１の下流側に設置される。活性炭素繊維に添着されるアルカリ物質は、アルカリ、アルカリ土類金属の水酸化物や炭酸塩、またはアミン類が好適に使用される。

本発明に用いられる除塵フィルター３は、主に活性炭素繊維フィルター２から発生しうる微粉塵を除去するために設けられるものであり、風量を確保するために低い圧力損失のものを用いる。具体的には、除塵フィルター３は、面風速０．４ｍ／ｓにおける０．３〜０．５μｍの粒子捕集効率が９０％以上、さらには９２％以上、そして９９％以下、さらには９８％以下を有することが好ましい。なお、ここでいう面風速とは、フィルターで設定されている風量をフィルターの開口部分の寸法で除した値を指す。フィルターの圧力損失と捕集効率は一定の面風速においては補完関係に有り、例えば捕集効率が高すぎると風量を確保できず、一方低すぎると十分な除塵機能を果たせなくなる。一般的に公知のガラス繊維で構成されたＨＥＰＡフィルターやＵＬＰＡフィルター用のろ材は、非常に高効率であるが通気抵抗が高く好ましくない。また、除去対象物質の中にはガラスを腐食するフッ化水素が存在するため好ましくない。本発明では、放射性物質の除去のために発塵量の少ない活性炭素繊維フィルターが用いられているため、下流側にＨＥＰＡフィルターやＵＬＰＡフィルターほどの高効率なフィルターを用いる必要がなく、風量の確保（低通気抵抗）を優先することができる。除塵フィルター３は、上記特性を満たす限り特に限定されないが、高分子系のろ材が好ましく、特に薬品耐性の強いポリオレフィン系を公知の方法で荷電した静電ろ材を公知の方法でフィルター化したものが好ましい。除塵フィルター３は、活性炭素繊維フィルターの下流側に設置され、この場合、活性炭素繊維フィルターとの密着性を良くすると微粉塵のリークを効果的に防止することができる。活性炭素繊維フィルター２と除塵フィルター３の筐体４は、アルミニウムやステンレスなどの耐腐食性金属で構成され、両者の間にはクロロプレンで構成されたパッキンを挟んだ状態で固定化されることが好ましい。

筐体４で固定された活性炭素繊維フィルター２や除塵フィルター３は、フィルターユニットから取り出し交換可能なように最下流から押さえ枠５で押すように固定化され、フィルターユニットの筐体４にねじ止めされる。

以下に実施例によって本発明の方法の効果を示すが、以下の実施例は本発明を制限するものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で変更実施することができる。

（実施例１）
（筐体）
厚み１．５ｍｍのＳＵＳ３０４で外寸１８５ｍｍ角、奥行２２０ｍｍの筐体を用意し、一方の側にフレーム付ＡＣファン１６０ｍｍ角（定格風量７ｍ^３／ｍｉｎ）をファンの風が筐体内部に流通するように取り付けた。ファンの上流側に長さ５０ｍｍ、幅２０ｍｍのアルミニウム製Ｌ字棒を４隅に取り付け、設置した際の空気流入口（空隙）を確保した。

（活性炭素繊維フィルター）
１，４−ジアザビシクロ−（２，２，２）オクタン（ＤＡＢＣＯ）を１４重量％添着し、目付２３０ｇ／ｍ^２、厚み２．８ｍｍ、比表面積１５００ｍ^２／ｇ、繊維径１２μｍの繊維状活性炭からなる不織布シート２枚を目付３０ｇ／ｍ^２のポリプロピレン製スパンレース不織布で上下から挟み、ニードルパンチしてシート化した。山高１３０ｍｍ、山数７でジグザグに折り、山と山の間に波型に加工されたポリエチレンコート紙をはさんで幅１７６ｍｍにスリットし、ウレタン系樹脂を内側に塗布したアルミ枠（１８０ｍｍ角、奥行き１５０ｍｍ）にセットして活性炭素繊維フィルターを作成した。

（除塵フィルター）
目付１４５ｇ／ｍ^２、厚み０．５ｍｍ、風速１０ｃｍ／ｓにおける圧力損失６０Ｐａ、風速１０ｃｍ／ｓにおける０．３〜０．５μｍの粒子捕集効率が９３％のポリエステル／ポリプロピレン系不織布で構成された静電ろ材を用意し、公知の方法で山高４５ｍｍ、山ピッチ５．０ｍｍのアルミ枠（１８０ｍｍ角、奥行き５０ｍｍ）を用いて除塵フィルターを作成した。作成されたフィルターの面風速０．４ｍ／ｓにおける圧力損失は１２Ｐａ、面風速０．４ｍ／ｓにおける０．３〜０．５μｍの粒子捕集効率は９８．２％であった。

（フィルターユニット）
筐体に固定されたフレーム付ＡＣファンの下流側に両側の枠体にクロロプレン発泡パッキン（１０ｍｍ幅×５ｍｍ厚）を貼付した活性炭素繊維フィルターを設置し、筐体内に設置した。さらに、除塵フィルターをその下流側に設置して１８０角、奥行き１０ｍｍ、厚み１．５ｍｍのステンレス枠を最下流から筐体に挿入してねじ止めし、フィルターを筐体に固定し、フィルターユニットを作成した。

（下流側の発塵粒子数とフィルターユニットの風速の測定）
上流側から粉塵を含んでいない清浄空気中にて上記のフィルターユニットのファンを稼動させ、そのときに下流側で発生した０．３μｍ以上の粉塵数をパーティクルカウンター（リオン株式会社製ＫＣ−０１Ｅ）で０．３Ｌ採取して測定した。フィルターユニットの風速は、ユニット下流側に２５０ｍｍのフードを取り付けてプロペラ式風速計で測定した。このときの風速は１．７ｍ／ｓであり、０．３μｍ以上の粉塵数は確認されなかった。

（実施例２）
目付１１５ｇ／ｍ^２、厚み０．９ｍｍ、風速１０ｃｍ／ｓにおける圧力損失４０Ｐａ、風速１０ｃｍ／ｓにおける０．３〜０．５μｍの粒子捕集効率が７８％のポリエステル／ポリプロピレン系不織布で構成された静電ろ材を用意し、公知の方法で山高４５ｍｍ、山ピッチ５．０ｍｍのアルミ枠（１８０ｍｍ角、奥行き５０ｍｍ）を用いて除塵フィルターを作成した。作成されたフィルターの面風速０．４ｍ／ｓにおける圧力損失は２２Ｐａ、面風速０．４ｍ／ｓにおける０．３〜０．５μｍの粒子捕集効率は９２．２％であった。除塵フィルターの作成以外は、実施例１と同様にフィルターユニットを作成し、評価した。このときの風速は１．８ｍ／ｓであり、０．３μｍ以上の粉塵数は確認されなかった。

（比較例１）
除塵フィルターをフッ素膜系ＵＬＰＡフィルター（１８０ｍｍ角、奥行き５０ｍｍ、面風速０．４ｍ／ｓにおける圧力損失１５０Ｐａ、面風速０．４ｍ／ｓにおける０．３〜０．５μｍの粒子捕集効率が９９．９９９５％）に交換した以外は、上記の実施例と同様にしてフィルターユニットを作成し、評価した。０．３μｍ以上の粉塵数は確認されなかったものの、風速は０．４ｍ／ｓであった。

（比較例２）
除塵フィルターをフッ素膜系ＨＥＰＡフィルター（１８０ｍｍ角、奥行き５０ｍｍ、面風速０．４ｍ／ｓにおける圧力損失７０Ｐａ、面風速０．４ｍ／ｓにおける０．３〜０．５μｍの粒子捕集効率が９９．９９７％）に交換した以外は、上記の実施例と同様にしてフィルターユニットを作成し、評価した。０．３μｍ以上の粉塵数は確認されなかったものの、風速は０．６ｍ／ｓであった。

（比較例３）
目付９７ｇ／ｍ^２、厚み１．０ｍｍ、風速１０ｍ／ｓにおける圧力損失４０Ｐａ、風速１０ｍ／ｓにおける０．３〜０．５μｍの粒子捕集効率が６３％のポリプロピレン系不織布で構成された静電ろ材を用意し、公知の方法で山高４５ｍｍ、山ピッチ５．０ｍｍのアルミ枠（１８０ｍｍ角、奥行き５０ｍｍ）を用いて除塵フィルターを作成した。作成されたフィルターの面風速０．４ｍ／ｓにおける圧力損失は２０Ｐａ、面風速０．４ｍ／ｓにおける０．３〜０．５μｍの粒子捕集効率は８３．１％であった。除塵フィルターの作成以外は、実施例１と同様にフィルターユニットを作成し、評価した。このときの風速は１．８ｍ／ｓであり、０．３μｍ以上の粉塵数が５個確認された。

本発明の方法によれば、小型化、クリーン化された陽電子放射断層診断装置において使用される^１８Ｆ標識化合物合成室から排出される放射性物質を効率的に除去することができる。

１送風ファン
２活性炭素繊維フィルター
３除塵フィルター
４筐体
５押さえ枠
６空隙
７活性炭素繊維ろ材
８セパレーター
９外枠

Claims

陽電子放射断層診断装置において診断薬として用いられる^１８Ｆ標識化合物を合成する際に合成室内部で発生する放射性物質をフィルターユニットで除去する方法において、フィルターユニットが合成室内部に配設され、フィルターユニットが送風ファン、活性炭素繊維フィルター、および面風速０．４ｍ／ｓにおける０．３〜０．５μｍの粒子捕集効率が９０〜９９％である除塵フィルターを一体的に備え、フィルターユニットの送風ファンを稼動させて合成室内部の空気をフィルターユニットの活性炭素繊維フィルターおよび除塵フィルターの順に通過させて循環することにより放射性物質を除去すること特徴とする放射性物質の除去方法。
活性炭素繊維フィルターの活性炭素繊維が、アルカリ性物質を添着した活性炭素繊維からなることを特徴とする請求項１に記載の放射性物質の除去方法。
活性炭素繊維フィルターおよび／または除塵フィルターが、フィルターユニットから取り出し交換可能であることを特徴とする請求項１または２に記載の放射性物質の除去方法。
フィルターユニットが、送風ファンの上流側に空気を取り入れるための空隙を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の放射性物質の除去方法。