JP2017211379A

JP2017211379A - 同位体生成装置

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Publication number: JP2017211379A
Application number: JP2017099217A
Authority: JP
Inventors: スティシェルボー，フレデリック; Stichelbaut Frederic
Original assignee: Ion Beam Applications SA
Current assignee: Ion Beam Applications SA
Priority date: 2016-05-25
Filing date: 2017-05-18
Publication date: 2017-11-30
Also published as: CN107437439A; CN207800158U; US20170345523A1; EP3250009A1; CA2965022A1

Abstract

【課題】小型の遮蔽を有する自己遮蔽同位体生成装置を提供する。【解決手段】粒子線を生成するためのサイクロトロン１０と、前記サイクロトロンを取り囲む遮蔽４０と、前記遮蔽４０内に含まれるターゲット２０とを含む同位体生成装置において、遮蔽４０は、少なくとも１００ｋｇ／ｍ３の水素含量を有する第１の層と、少なくとも４９００ｋｇ／ｍ３の、２６以上の原子番号を有する材料、および少なくとも２９ｋｇ／ｍ３の水素を含む第２の層とを含む。【選択図】図３

Description

本発明は、同位体生成装置、より詳細には、遮蔽を含む同位体生成装置に関する。

ＰＥＴ放射性同位体を生成するのに使用されるサイクロトロンは、^１８Ｆターゲットの周りに二次中性子および光子の重要な束を生成する。放射線量を、人への許容レベルに減少させるために、サイクロトロンは、厚いコンクリート壁で作製された遮蔽保管庫に囲まれる必要がある。４０μＡの強度で、それぞれ１０ＭｅＶ、１１ＭｅＶまたは１８ＭｅＶのエネルギーを有する陽子線を生成する、ＩｏｎＢｅａｍＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ製の例示的なＣｙｃｌｏｎｅ（登録商標）１０／５、Ｃｙｃｌｏｎｅ（登録商標）１１またはＣｙｃｌｏｎｅ（登録商標）１８／９サイクロトロンは、約２ｍの厚さのコンクリート壁および１．８ｍの厚さの屋根を必要とする。このような大きな保管庫は、既設病院に取り付けるのが容易でなく、通常、このサイクロトロン専用の新たな設備を必要とする。サイクロトロンおよびターゲットシステムを含むこのような同位体生成装置は、遮蔽されなければならない。図１に示される同位体生成装置の１つの公知の設計において、サイクロトロン１０およびターゲット２０は、保管庫遮蔽（ｖａｕｌｔｓｈｉｅｌｄｉｎｇ）３０内に配置される。保管庫遮蔽の厚さおよび保管庫遮蔽の材料は、保管庫遮蔽の外面の線量率が、限度値未満であるように選択される。保管庫遮蔽３０の外側の区域が管理区域である場合、この限度値は、１０μＳｖ／ｈである。保管庫遮蔽の外側の区域が公共区域である場合、この限度値は、０．５μＳｖ／ｈである。この限度値は、この区域内に年間２０００時間以下滞在している一般人が、年間１ｍＳｖ未満の総線量を受けることを確実にする。保管庫遮蔽材料は、通常、コンクリートである。保管庫遮蔽３０の内側の区域には、ビーム生成中、職員は入れない。ＦＤＧの生成のために、１８ＭｅＶの陽子線を生成する典型的なサイクロトロンでは、コンクリートで作製される保管庫遮蔽３０の厚さは、約２２０ｃｍまたは２４０ｃｍであるべきである。遮蔽のコストおよび体積を減少させるために、図２に示される別のタイプの同位体生成装置が設計されており、この同位体生成装置では、サイクロトロン１０およびターゲット２０は、囲み遮蔽（ｅｎｃｏｍｐａｓｓｉｎｇｓｈｉｅｌｄｉｎｇ）４０によって密接に囲まれる。このような設計は、自己遮蔽システムとして公知である。放射線源に非常に近接して、このような自己遮蔽４０は、非常に小型であり、遮蔽の総重量の合理的な減少を可能にし得る。自己遮蔽は、サイクロトロンに近接して、遮蔽の内部への職員の侵入を許容しない。したがって、自己遮蔽は、保守のためにサイクロトロンに容易にアクセスできるように可動部分で作製されていなければならない。次に、これらのシステムは、さらなる保管庫遮蔽３５を有する室に囲まれる。遮蔽の外側の区域の線量率を満たすのに必要なこのさらなる保管庫遮蔽３５の壁厚は、保管庫遮蔽システムよりはるかに薄い。１８−ＭｅＶのサイクロトロンが、自己遮蔽に囲まれる場合、加速器チャンバのコンクリート壁の厚さは、２５ｃｍ程度であり得るが、好ましくは、３０〜６０ｃｍの厚さ、またはさらには１５０μＡのビームを生成するサイクロトロンでは８０ｃｍであり得る。

（特許文献１）には、遮蔽がターゲットを取り囲む自己遮蔽システムが開示されている。遮蔽は、放射線吸収材料が充填されたシェルを含み得る。外側領域において、シェルには、鉛または鉄などの高Ｚ化合物が充填されてもよく、内側領域において、シェルには、ポリエチレンまたはパラフィン化合物などの低Ｚ化合物が充填され得る。遮蔽の厚さは、サイクロトロンの周りの８５ｃｍ、およびサイクロトロンの上の６０ｃｍである。この遮蔽は、１１ＭｅＶのサイクロトロンを取り囲むために設計された。

（特許文献２）には、サイクロトロンと、サイクロトロンから少し距離を置いて配置されたターゲットシステムとを含む同位体生成装置が開示されている。サイクロトロンの磁石ヨークは、サイクロトロン内から放出される放射線を減衰する。この放射線を効果的に遮蔽するために、磁石ヨークは、所望の磁場を形成する必要があるものより厚くなることがある。さらに、サイクロトロンは、比較的少量の中性粒子を生成する低エネルギーで運転され得る。例えば、サイクロトロンは、荷電粒子を、約９．６ＭｅＶまたは、より詳細には、７．８ＭｅＶ以下のエネルギーレベルにし得る。ターゲットシステムは、第１のまたは内側遮蔽構造、および第１の遮蔽構造を囲む第２のまたは外側遮蔽構造によって遮蔽される。第１の遮蔽構造は、ターゲットを囲み、ガンマ線を減衰する。この第１の遮蔽構造は、主に鉛（Ｐｂ）から形成され得る。第２の遮蔽構造は、第１の遮蔽構造を囲み、ターゲット領域から放出される中性子およびさらにはガンマ線を減衰し、中性子捕獲によって生成されるガンマ線も減衰するように構成される。第２の遮蔽構造は、ポリエチレン、より少量の鉛（Ｐｂ）およびホウ素を含み得る。特定の一実施形態において、第２の遮蔽構造は、約８０％のポリエチレン（３％のホウ素を含む）および約２０％の鉛（Ｐｂ）を含む。しかしながら、材料の選択および層の配列は、最適でないことがある。

同位体生成装置の効率的な遮蔽を設計する作業は、複雑な作業であり、これは、遮蔽が、粒子線によって誘発される核反応の結果としてターゲットシステム中で生成される中性子、ターゲットシステムまたはサイクロトロン自体の中で生成される光子、および遮蔽中の中性子の相互作用から得られる二次光子を減衰しなければならないためである。

国際公開第２００７１４１２２３号パンフレット国際公開第２０１０１５１４１２号パンフレット

本発明の目的は、先行技術の遮蔽より小型の遮蔽により線量率要件を満たす遮蔽を有する自己遮蔽同位体生成装置を提供することである。より詳細には、自己遮蔽同位体生成装置は、６０ｃｍの普通コンクリートの遮蔽壁を有する室内に取り付けられる場合、前記遮蔽壁の外側で０．５μＳｖ／ｈ未満の線量率を生じなければならない。２０ｃｍの普通コンクリートの遮蔽壁を有する室内に取り付けられる場合、自己遮蔽同位体生成装置は、前記遮蔽壁の外側で１０μＳｖ／ｈ未満の線量率を生じなければならない。第１の条件が、公共区域に適用され、第２の条件が、管理区域に適用される。本発明の文脈において、「普通コンクリート」という用語は、“ＣｏｍｐｅｎｄｉｕｍｏｆＭａｔｅｒｉａｌＣｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎＤａｔａｆｏｒＲａｄｉａｔｉｏｎＴｒａｎｓｐｏｒｔＭｏｄｅｌｉｎｇ”，ＰＮＮＬ−１５８７０Ｒｅｖ．１．，ＰａｃｉｆｉｃＮｏｒｔｈｗｅｓｔＮａｔｉｏｎａｌＬａｂｏｒａｔｏｒｙに定義される材料番号９９の組成物、またはその同等物として理解されるべきである。この組成物の密度は、２．３ｇ／ｃｍ^３である。

本発明は、独立請求項によって規定される。従属請求項は、有利な実施形態を規定する。

本発明によれば、
ａ）粒子線を生成するためのサイクロトロンと；
ｂ）前記サイクロトロンを取り囲む遮蔽と；
ｃ）前記遮蔽内に含まれるターゲットシステムと
を含む同位体生成装置において；
遮蔽が、
１）少なくとも１００ｋｇ／ｍ^３の水素含量を有する第１の層と；
２）少なくとも４９００ｋｇ／ｍ^３、２６以上の原子番号を有する材料、および少なくとも２９ｋｇ／ｍ^３の水素を含む第２の層と
を含む同位体生成装置が提供される。

前記第１の層は、有利には、パラフィンおよび／またはポリエチレンおよび／または水を含み得る。

前記第２の層は、有利には、鉄球と、鉄球間の空間を満たす水とで満たされた体積を含み得る。

好ましくは、第１の層の厚さに対する第２の層の厚さの比率は、１〜２の間に含まれる。

好ましくは、前記第１の層は、２５〜３０ｃｍの間に含まれる厚さを有する。

好ましくは、前記第２の層は、５０〜６０ｃｍの間に含まれる厚さを有する。

前記サイクロトロンは、中心軸Ｚを有する磁石を含んでいてもよく、ここで、前記磁石の外面の中心軸Ｚに垂直な断面が、中心軸Ｚと同心の円形形状を有する。

代替例として、前記サイクロトロンはまた、中心軸Ｚを有する磁石を含んでいてもよく、ここで、前記磁石の外面の中心軸Ｚに垂直な断面が、中心軸、Ｚと同心の四角形に内接する形状を有し、前記密接に囲む遮蔽が、前記四角形に隣接する４つの側壁および前記４つの側壁を覆う屋根を含む。

この代替例において、ターゲットシステムは、１つのターゲットまたは２つのターゲットを含んでいてもよく、前記ターゲットは、側壁に最も近い中心軸Ｚの周りの方位角にあり、ターゲットに隣接する側壁が、ターゲットに隣接しない側壁より厚い厚さを有する。

側壁の対の間および／または側壁と屋根との間の外角が、有利には、切り欠かれていてもよい。

切り欠きは、有利には、外角から２５〜５０の間に含まれる距離で４５°の切り欠きであり得る。

本発明のこれらのおよびさらなる態様が、例として、および添付の図面を参照して、さらに詳細に説明される。

図１は、保管庫遮蔽中の公知の同位体生成装置の平面図を概略的に示す。図２は、さらなる保管庫遮蔽の内側に自己遮蔽サイクロトロンおよびターゲットシステムを有する別の公知の同位体生成装置の平面図を概略的に示す。図３ａ及び図３ｂは、囲み遮蔽を有する同位体生成装置の側面図である。図４は、異なる位置で得られ、実施例１に関連する一連の線量率値のグラフである。図５は、異なる位置で得られ、実施例２に関連する一連の線量率値のグラフである。図６は、異なる位置で得られ、実施例３に関連する一連の線量率値のグラフである。図７は、異なる位置で得られ、実施例３’に関連する一連の線量率値のグラフである。図８は、異なる位置で得られ、実施例４に関連する一連の線量率値のグラフである。図９は、異なる位置で得られ、実施例５に関連する一連の線量率値のグラフである。図１０は、異なる位置で得られ、実施例６に関連する一連の線量率値のグラフである。図１１は、異なる位置で得られ、実施例７に関連する一連の線量率値のグラフである。図１２は、異なる位置で得られ、実施例８に関連する一連の線量率値のグラフである。

全てのこれらのグラフにおいて、線量率は、対数目盛で、μＳｖ／ｈの単位で、中性子（四角形）、光子（三角形）および総線量（円形）について示される。０．５μＳｖ／ｈ（遮蔽の外側の公共区域）、１０μＳｖ／ｈ（遮蔽の外側の管理区域）および１００μＳｖ／ｈの実質的な限度値が、水平な点線で示されている。各組の第１のグラフでは、線量率は、図２の矢印Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄによって示される線に沿って、すなわち、０〜１４５０ｃｍの囲み遮蔽の外面において決定される。５つの後続のグラフでは、線量率は、図２の矢印Ｅ、Ｆ、Ｇ、Ｈによって示される線に沿って、すなわち、０〜２６ｍのさらなる保管庫遮蔽の外面において決定される。さらなる保管庫遮蔽の異なる厚さ、すなわち、０ｃｍ（遮蔽なし）、２０ｃｍ、４０ｃｍ、６０ｃｍおよびいくつかの例では８０ｃｍについての結果が示される。

これらの図の図面は、縮尺通りにまたは縮尺に比例して描かれていない。一般に、同一の構成要素は、図中の同じ参照符号によって示される。

図３ａは、同位体生成装置の図３ｂ中でＡ−Ａ’として示される面にわたる断面の側面図である。サイクロトロン１０は、加速器チャンバ５０を含む。加速チャンバ５０は、磁石（図示せず）の上側の極と下側の極との間に配置され、中心軸Ｚに垂直な面において粒子を加速する。磁石のリターンヨーク部６０は、加速チャンバ５０を囲み、サイクロトロン１０の異なる実用のための開口部７０を備える。これらの実用の中には、これらの開口部に配置される１つまたは複数のターゲット２０がある。ビームは、加速される粒子がＨ⁻イオンである場合、ストリッピングなどの公知の手段によって抽出され、ターゲット２０に向けられ得る。サイクロトロンは、遮蔽４０によって取り囲まれる。囲み遮蔽４０は、側壁１１０と、側壁１１０およびサイクロトロンを覆う屋根１３０とを含む。側壁および屋根は、後述される異なる実施例にしたがって異なる厚さおよび組成を有する材料の連続層を含む。第１の層８０は、側壁および屋根の厚さＬ１を有する。第２の層９０は、ターゲット２０に隣接して配置される側壁の厚さＬ２_{ターゲット}、ターゲット２０に隣接して配置されない側壁の厚さＬ２_{非ターゲット}および屋根の厚さＬ２_トップを有し得る。第３の層１００は、以下の様々な実施例に見られるように任意選択的であり、ターゲット２０に隣接して配置される側壁の厚さＬ３_{ターゲット}、ターゲット２０に隣接して配置されない側壁の厚さＬ３_{非ターゲット}および屋根の厚さＬ３_トップを有し得る。

図３ｂは、サイクロトロン１０の中央面にわたる断面における同じ同位体生成装置の平面図である。後述されるように、ターゲットに隣接する側壁１１０の第２の層９０および／または第３の層１００の厚さは、ターゲットに隣接しない側壁１２０の対応する厚さより厚くなり得る。２つのターゲット２０、２０’が、１８０°の方位角で示されるが、より少ないまたはより多いターゲットが、異なる方位角で本発明に使用され得る。例えば、４つのターゲットが、互いに９０°で、または２つのターゲットが互いに９０°で使用され得る。図２に示されるサイクロトロンのリターンヨーク部は、四角形の輪郭を有するが、本発明は、円形の輪郭を有するサイクロトロンにも適用される。その場合、遮蔽は、サイクロトロンの周りに、示されるように四角形または円筒形であり得る。２つの側壁によって形成される角度は、切り欠き隅部１４０を形成する側壁１１０、１２０の４５°で垂直面に沿って切り欠かれていてもよく、または側壁１１０、１２０と屋根１３０との間の角度は、切り欠き隅部１５０を形成する４５°で切り欠かれていてもよい。切り欠きの量は、側壁または屋根から切り欠かれた距離Ｌ_Ｃ−Ｏによって測定される。これらの切り欠き隅部は、遮蔽効率を低下させずに、遮蔽のサイズ、重量、およびコストを大幅に減少させる。

様々な層の材料が、これより説明される。第１の層８０は、高い水素含量を有する材料で作製される。これは、中性子がそのエネルギーを迅速に失うことを確実にする。材料は、パラフィン（パラフィンろう）であり得る。パラフィンは、アルカンＣ_ｎＨ_２ｎ＋２（式中、ｎは、典型的に、３１に等しく、３１前後の範囲である）を含む組成物である。パラフィンの密度は、０．９ｇ／ｃｍ^３である。パラフィンは、０．１３２ｇ／ｃｍ^３の水素を含有する。ポリエチレンも、第１の層８０の材料として選択され得る。ポリエチレンは、ポリマーの密度に応じて、０．１３ｇ／ｃｍ^３〜０．１３７ｇ／ｃｍ^３の間に含まれる水素含量を有する。また、水が、第１の層の材料として使用され得る。水は、０．１１ｇ／ｃｍ^３の水素含量を有する。パラフィンまたはポリエチレンの第１の層８０は、材料のブロックまたはシートから構築され、組み立てられ得る。水の第１の層８０は、適切な形状を有する１つまたは複数の容器を満たすことによって得られる。

第２の層９０は、高い原子番号Ｚを有する材料の高含量を有する材料で作製される。高Ｚ材料は、光子を停止させる際に効率的である。限られた含量の水素リッチ材料が、残っている中性子を停止させるのにさらに必要とされる。高Ｚ材料は、ターゲットによって放出される一次光子、さらには中性子のエネルギーの損失の際に生成される二次光子も停止させることができるように、高い水素含量の外側に配置される。高Ｚ材料は、２６以上のＺを有する材料、すなわち鉄（Ｆｅ）である。鉛（Ｐｂ、Ｚ＝８２）などの他の材料が使用されてもよいが、はるかに高価である。後述される実施例において、第２の層は、鉄球と、鉄球間の空間を満たす水とで満たされた体積を含む。同じ直径を有する球で体積を満たす場合、最密充填が、０．７４０８の相対密度（空間に対する充填の比率）を生じる。体積中に不規則に充填される場合、０．６３の相対密度が観察されるであろう。最密充填であることが仮定される場合、第２の層９０は、５．８３ｇ／ｃｍ^３の鉄含量、および０．０２８ｇ／ｃｍ^３の水素含量を有するであろう。不規則に充填されることが仮定される場合、第２の層９０は、４．９６ｇ／ｃｍ^３の鉄含量、０．３７ｇ／ｃｍ^３の水含量、および０．０４１１ｇ／ｃｍ^３の水素含量を有するであろう。混合物の観察される密度は、５．５５ｇ／ｃｍ^３であった。また、様々な直径を有する鉄球の混合物、例えば、０．７〜１．０ｍｍの範囲の直径を有するより大きい球および０．１〜０．３ｍｍの範囲の直径を有するより小さい球が使用され得る。その場合、より小さい球が、より大きい球の間の空間を満たし、鉄含量は、より高くなり、水素含量は、より低くなる。

以下の実施例１および２のみに使用される任意選択的な第３の層１００は、重コンクリートで作製される。重コンクリートは、普通コンクリートの岩石材料が酸化鉄（ＩＩＩ）（Ｆｅ_２Ｏ_３）で置き換えられたものである。重コンクリート（ＨＣ）の密度は、３．５ｇ／ｃｍ^３〜４．５ｇ／ｃｍ^３の間に含まれる。

同位体生成装置の最適な遮蔽設計を決定するために、以下の仮定にしたがって、ＬｏｓＡｌａｍｏｓＮａｔｉｏｎａｌＬａｂｏｒａｔｏｒｙからのＭｏｎｔｅＣａｒｌｏ（ＭＣ）シミュレーションコードＭＣＮＰＸ（商標）２．７．０を用いて、一連のシミュレーションを行った。
・サイクロトロンが、Ｈ−ビームを生成し、ＦＤＧの生成のためにターゲットを照射し；
・ターゲットは、サイクロトロンのリターンヨーク部に配置され；
・サイクロトロンおよびターゲットは、密接に囲む遮蔽（自己遮蔽設計）に囲まれる。
以下において、遮蔽に関する異なる仮定を実施する、７つの実施例が説明される。

実施例１
図４は、実施例１の遮蔽パラメータで、異なる位置で得られた一連の線量率値を表す。これらの結果は、０ｃｍのさらなる保管庫遮蔽（保管庫遮蔽なし）で、管理区域の限度値を超える一方、２０ｃｍのさらなる保管庫遮蔽で、線量率が、管理区域の限度値未満のままであり、４０ｃｍのさらなる保管庫遮蔽で、公共区域の限度値を超え、６０ｃｍのさらなる保管庫遮蔽で、線量率が、公共区域の限度値未満のままであることを示す。

実施例２
図５は、実施例２の遮蔽パラメータで、異なる位置で得られた一連の線量率値を表す。この実施例では、パラフィン層が使用されず、Ｆｅ／Ｈ_２Ｏがより厚い。これらの結果は、０ｃｍのさらなる保管庫遮蔽（保管庫遮蔽なし）で、管理区域の限度値を超える一方、２０ｃｍのさらなる保管庫遮蔽で、線量率が、管理区域の限度値未満のままであり、４０ｃｍのさらなる保管庫遮蔽で、公共区域を大幅に超え、６０ｃｍのさらなる保管庫遮蔽で、線量率が、公共区域の限度値をわずかに超えることを示す。満足のいく解決策のために水素リッチ層が必要であることが結論付けられる。

実施例３
図６は、実施例３の遮蔽パラメータで、異なる位置で得られた一連の線量率値を表す。これらの結果は、０ｃｍのさらなる保管庫遮蔽（保管庫遮蔽なし）で、管理区域の限度値を超える一方、２０ｃｍのさらなる保管庫遮蔽で、線量率が、いくらかの安全裕度（ｓｅｃｕｒｉｔｙｍａｒｇｉｎ）を有して管理区域の限度値未満のままであり、４０ｃｍのさらなる保管庫遮蔽で、公共区域の限度値を超え、６０ｃｍのさらなる保管庫遮蔽で、線量率が、やはりいくらかの安全裕度を有して公共区域の限度値未満のままであることを示す。

実施例３’
図７は、鉄球間の空間を満たすのに水が使用されないことを唯一の相違点として、実施例３の遮蔽パラメータで得られた一連の線量率値を表す。これは、第２の層を入れるための容器が水密性でなければならないという制限を取り除くための試みである。これらの結果は、２０ｃｍのさらなる保管庫遮蔽で、管理区域の限度値を超え、６０ｃｍのさらなる保管庫遮蔽で、公共区域の限度値も超えることを明らかに示す。総線量への最も重要な寄与は、中性子の線量に起因する。水素リッチ構成要素が、解決策の重要な側面であることが結論付けられる。水の代替を、パラフィンまたはポリエチレンなどの他の水素リッチ材料とすることができ、これには、水密性容器が必要とされないというさらなる利点がある。

実施例４
図８は、実施例４の遮蔽パラメータで、異なる位置で得られた一連の線量率値を表す。この実施例では、鉄球＋水とともに、第２の層のみが使用される。これらの結果は、２０ｃｍのさらなる保管庫遮蔽で、線量率が、安全裕度を残さずに管理区域の限度値未満のままであり、６０ｃｍのさらなる保管庫遮蔽で、公共区域の限度値をわずかに超えることを示す。

表２は、実施例１、２、３、４について、２５ｃｍの切り欠きの距離で、２つの垂直な側壁間の角度の切り欠き（円筒部（Ｂａｒｒｉｌ）の隅部）および垂直な側壁と屋根との間の角度の切り欠き（屋根の隅部）に起因する重量減少を考慮に入れて、囲み遮蔽の個々の構成要素の重量を示す。これらの図は、実施例１の遮蔽が線量率要件をちょうど満たすが、それは、実施例３の遮蔽よりはるかに重いことを示す。実施例２および４は、線量率要件の限度値において、他の実施例よりはるかに重いため、拒絶されなければならない。実施例１および３の遮蔽が好ましく、２つのみの層を有するより軽い実施例３の遮蔽が最も好ましい。

実施例５
図９は、第２の層の厚さが、ターゲット−側壁において６０ｃｍから５０ｃｍに減少され、非ターゲット側壁および屋根において５０ｃｍから４０ｃｍに減少されることを唯一の相違点として、実施例３の遮蔽パラメータで得られた異なる位置で得られた一連の線量率値を表す。さらなる結果が、８０ｃｍのさらなる保管庫遮蔽について得られる。これらの結果は、４０ｃｍと６０ｃｍのいずれも、公共区域の限度値未満に留まるほど十分でないが、８０ｃｍのさらなる保管庫遮蔽で、線量率が、かなりの安全裕度を有して公共区域の限度値未満のままである（最大値０．３μＳｖ／ｈ）ことを示す。

実施例６
図１０は、第１の層（パラフィン層）の厚さが、３０ｃｍから２５ｃｍに減少されることを唯一の相違点として、実施例５の遮蔽パラメータで得られた異なる位置で得られた一連の線量率値を表す。また、この実施例では、さらなる結果が、８０ｃｍのさらなる保管庫遮蔽について得られる。これらの結果は、８０ｃｍのさらなる保管庫遮蔽でさえ、公共区域の限度値を超える（最大値０．５４μＳｖ／ｈ）ことを示す。

実施例７および８
図１１および１２は、切り欠きの距離Ｌ_Ｃ−Ｏが、それぞれ２５ｃｍから５０ｃｍおよび７０ｃｍに増加されることを唯一の相違点として、実施例３の遮蔽パラメータで得られた異なる位置で得られた一連の線量率値を表す。また、この実施例では、さらなる結果が、８０ｃｍのさらなる保管庫遮蔽について得られる。これらの結果は、６０ｃｍのさらなる保管庫遮蔽で、５０ｃｍの切り欠き（実施例７）および７５ｃｍの切り欠き（実施例８）を有する場合、いずれも公共区域の限度値を超えることを示す。８０ｃｍのさらなる保管庫遮蔽で、線量率が、実施例７では公共区域の限度値未満のままであるが、実施例８では限度値未満のままではない。

本発明の自己遮蔽同位体生成装置は、保管庫の外側の公共区域における限られた線量率の要件を満たしながら、自己遮蔽同位体生成装置が、限られた厚さの壁を有する保管庫内に配置されるシステムの構造を可能にする。第２の層が鉄球で満たされた体積を含む好ましい実施形態において、工場内で１つまたは複数の容器を準備し、これらの容器を鉄球と一緒に現地で移送し、容器に鉄球および水を現地で充填することが好都合である。それによって、非常に重い構成要素の移送が回避される。

１０サイクロトロン
２０、２０’ ターゲット
３０保管庫遮蔽
３５さらなる保管庫遮蔽
４０囲み遮蔽
５０加速チャンバ
６０リターンヨーク部
７０開口部
８０第１の層
９０第２の層
１００第３の層
１１０側壁
１２０側壁
１３０屋根
１４０切り欠き隅部
１５０切り欠き隅部

Claims

ａ）粒子線を生成するためのサイクロトロン（１０）と；
ｂ）前記サイクロトロンを取り囲む遮蔽（４０）と；
ｃ）前記遮蔽（４０）内に含まれるターゲット（２０）システムと
を含む同位体生成装置において；
前記遮蔽が、
１）少なくとも１００ｋｇ／ｍ^３の水素含量を有する第１の層（８０）と；
２）少なくとも４９００ｋｇ／ｍ^３の、２６以上の原子番号を有する材料、および少なくとも２９ｋｇ／ｍ^３の水素を含む第２の層（９０）と
を含むことを特徴とする同位体生成装置。
請求項１に記載の同位体生成装置において、前記第１の層（８０）が、パラフィンおよび／またはポリエチレンおよび／または水を含むことを特徴とする同位体生成装置。
請求項１または２に記載の同位体生成装置において、前記第２の層（９０）が、鉄球と、前記鉄球間の空間を満たす水とで満たされた体積を含むことを特徴とする同位体生成装置。
請求項１乃至３の何れか一項に記載の同位体生成装置において、前記第１の層（８０）の厚さに対する前記第２の層（９０）の厚さの比率が１〜２の間に含まれることを特徴とする同位体生成装置。
請求項１乃至４の何れか一項に記載の同位体生成装置において、前記第１の層（８０）が、２５〜３０ｃｍの間に含まれる厚さを有することを特徴とする同位体生成装置。
請求項１乃至５の何れか一項に記載の同位体生成装置において、前記第２の層（９０）が、５０〜６０ｃｍの間に含まれる厚さを有することを特徴とする同位体生成装置。
請求項１乃至６の何れか一項に記載の同位体生成装置において、前記サイクロトロン（１０）が、中心軸Ｚを有する磁石を含み、ここで、前記磁石の外面の前記中心軸Ｚに垂直な断面が、前記中心軸Ｚと同心の円形形状を有することを特徴とする同位体生成装置。
請求項１乃至７の何れか一項に記載の同位体生成装置において、前記サイクロトロン（１０）が、中心軸Ｚを有する磁石を含み、ここで、前記磁石の外面の前記中心軸Ｚに垂直な断面が、前記中心軸、Ｚと同心の四角形に内接する形状を有し、前記密接に囲む遮蔽（４０）が、前記四角形に隣接する４つの側壁（１１０、１２０）および前記４つの側壁（１１０、１２０）を覆う屋根（１３０）を含むことを特徴とする同位体生成装置。
請求項８に記載の同位体生成装置において、前記ターゲット（２０）システムが、１つのターゲット（２０）または２つのターゲット（２０）を含み、前記ターゲット（２０）が、側壁に最も近い中心軸Ｚの周りの方位角にあり、ターゲットに隣接する側壁（１１０）が、ターゲットに隣接しない側壁（１２０）より厚い厚さを有することを特徴とする同位体生成装置。
請求項８または９に記載の同位体生成装置において、側壁の前記対（１１０、１２０）の間および／または前記側壁（１１０、１２０）と前記屋根（１３０）との間の外角が、切り欠かれていることを特徴とする同位体生成装置。
請求項１０に記載の同位体生成装置において、前記切り欠きが、前記外角から２５〜５０の間に含まれる距離で４５°の切り欠きであることを特徴とする同位体生成装置。