JP2019160725A - Proton generation device, radioisotope generation device, proton generation method, and radioisotope generation method - Google Patents

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Abstract

To supply protons at a low introduction cost and maintenance cost and without generating a large amount of neutrons as compared to a case of using a cyclotron or the like.SOLUTION: A target for proton generation containing deuterium is irradiated withHe ions which have sufficient energy for a fusion reaction with deuterium. In this case, a large and precise device such as a cyclotron is not required, and a large amount of neutrons is not generated as protons are generated. As a result, in an embodiment of the present invention, it is possible to easily supply protons used for the production of radioisotopes.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明の一態様は、陽子生成装置及び陽子の生成方法に関する。特に、Heと重陽子(Deuteron:D)を核融合反応させて、Heと陽子(Proton:p)を生成する装置及び方法に関する。また、本発明の一態様は、放射性同位体生成装置及び放射性同位体の生成方法に関する。特に、当該核融合反応によって生成した陽子を利用して、放射性同位体(Radioisotope:RI)を生成する装置及び方法に関する。 One embodiment of the present invention relates to a proton generator and a proton generation method. In particular, the present invention relates to an apparatus and method for generating 4 He and protons (Proton: p) by nuclear fusion reaction of 3 He and deuterons (Duteron: D). One embodiment of the present invention also relates to a radioisotope generator and a method for generating a radioisotope. In particular, the present invention relates to an apparatus and method for generating a radioisotope (RI) using protons generated by the fusion reaction.

放射性同位体(RI)は、医療分野において利用されている。例えば、陽電子放出断層撮影(Positron Emission Tomography:PET)検査においては、ブドウ糖の置換基を放射性同位体に置換した物質(例えば、18F−フルオロデオキシグルコース(Fluoro−deoxy−glucose:FDG))を被検者に静脈注射する。被検者に投与された当該物質は、ブドウ糖代謝が活発な癌細胞に取り込まれる。そして、当該放射性同位体から放射される陽電子は、電子と対消滅してγ線に変換される。そのため、被検者から放出されるγ線を撮影することによって、癌細胞の早期発見が可能となる。 Radioisotopes (RI) are used in the medical field. For example, in a positron emission tomography (PET) examination, a substance in which a substituent of glucose is substituted with a radioisotope (for example, 18 F-fluorodeoxyglucose (FDG)) is exposed. The examiner is injected intravenously. The substance administered to the subject is taken up by cancer cells in which glucose metabolism is active. And the positron radiated | emitted from the said radioisotope is annihilated with an electron, and is converted into a gamma ray. Therefore, early detection of cancer cells becomes possible by photographing γ rays emitted from the subject.

放射性同位体は、一般にサイクロトロン等を用いて生成される。サイクロトロンとは、端的にいえば、磁場によって荷電粒子を円運動させると共に電場(代表的には、数〜数百MHzの交流電場)によって当該荷電粒子を加速させる加速器であり、加速された荷電粒子をターゲットに照射することによって、放射性同位体を生成することが可能である。   Radioisotopes are generally generated using a cyclotron or the like. In short, a cyclotron is an accelerator that moves charged particles in a circular motion by a magnetic field and accelerates the charged particles by an electric field (typically, an AC electric field of several to several hundred MHz). It is possible to generate a radioisotope by irradiating a target with.

ただし、医療分野で用いられる放射性同位体は、その半減期が短い物質が多い。そのため、放射性同位体の輸送時間を十分に確保することは困難である。それ故、放射性同位体を有効活用するためには、それが利用される地点と同一又は近接した地点で放射性同位体を生成することが必要になる。例えば、上述の陽電子放出断層撮影検査であれば、病院において放射性同位体を生成し、それを含む物質を被検者へ投与することが理想的である。しかしながら、大型且つ精密な装置であるサイクロトロンは導入コスト及び維持コストが膨大にかかるため、特定の病院にそれを設置することは事実上不可能である。   However, many radioisotopes used in the medical field have a short half-life. Therefore, it is difficult to secure a sufficient transport time for the radioisotope. Therefore, in order to effectively use a radioisotope, it is necessary to generate the radioisotope at a point that is the same as or close to the point where the radioisotope is used. For example, in the case of the above-described positron emission tomography examination, it is ideal that a radioisotope is generated in a hospital and a substance containing it is administered to a subject. However, the cyclotron, which is a large and precise device, is very expensive to introduce and maintain, so it is virtually impossible to install it in a specific hospital.

サイクロトロンを用いずに放射性同位体を生成する装置も提案されている。例えば、特許文献1においては、以下の順序で放射性同位体を生成する装置が開示されている。   An apparatus for generating a radioisotope without using a cyclotron has also been proposed. For example, Patent Document 1 discloses an apparatus that generates radioisotopes in the following order.

まず、所定強度のレーザ光を重陽子放出ターゲットに照射することによって重陽子(D)を生成する。次いで、He及び放射性同位体を生成するための原料物質を含む同位体生成ターゲットに当該重陽子を照射する。これにより、重陽子とHeが核融合反応し、Heと陽子(p)が生成される。さらに、生成された陽子と当該原料物質が核融合反応することによって所望の放射性同位体が生成される。 First, deuterons (D) are generated by irradiating a deuteron emission target with laser light having a predetermined intensity. Next, the deuteron is irradiated to an isotope production target including a source material for producing 3 He and a radioisotope. Thereby, deuteron and 3 He undergo a nuclear fusion reaction, and 4 He and proton (p) are generated. Furthermore, a desired radioisotope is produced by a fusion reaction between the produced proton and the raw material.

特許文献1に記載の装置においては、サイクロトロンを利用する場合と比較して安価に放射性同位体を提供することが可能である。   In the apparatus described in Patent Document 1, it is possible to provide a radioactive isotope at a lower cost than when using a cyclotron.

特開2006−226790号公報JP 2006-226790 A

しかしながら、特許文献1に記載の装置においては、重陽子を生成するほどの高エネルギーを備えるレーザ光が重陽子放出ターゲットに照射されている。この場合、当該重陽子放出ターゲットから、重陽子のみならず、中性子が多量に放出されるおそれがある。中性子は電荷をもたないため、放出された中性子の挙動を電場によって制御することはできない。そのため、特許文献1に記載の装置においては、中性子の拡散を防止するために、その周りを水又はコンクリートで囲むなどの処置が必要となる。それ故、特許文献1に記載の装置においては、中性子の拡散を防止するための機構を別途設けざるをえず、全体として大型の装置にならざるをえない。   However, in the apparatus described in Patent Document 1, the deuteron emission target is irradiated with laser light having high energy enough to generate deuterons. In this case, there is a possibility that not only deuterons but also neutrons are emitted in large quantities from the deuteron emission target. Since neutrons have no charge, the behavior of emitted neutrons cannot be controlled by an electric field. Therefore, in the apparatus described in Patent Document 1, in order to prevent the diffusion of neutrons, it is necessary to take measures such as surrounding it with water or concrete. Therefore, in the apparatus described in Patent Document 1, a mechanism for preventing the diffusion of neutrons must be provided separately, and the apparatus must be a large apparatus as a whole.

上述した課題に鑑み、本発明の一態様は、サイクロトロン等を利用する場合と比較して安価な導入コスト及び維持コストで、且つ、多量の中性子を生成することなく陽子を供給すること、及び、当該陽子を用いて放射性同位体を供給することを目的の一とする。   In view of the above-described problems, one aspect of the present invention is to supply protons without generating a large amount of neutrons at a low introduction cost and maintenance cost as compared with the case of using a cyclotron or the like, and An object is to supply a radioactive isotope using the proton.

本発明の一態様は、重水素を含む陽子生成用ターゲットに対して、比較的低エネルギーのHeイオンを照射することで、He及び放射性同位体の生成に利用される陽子を生成することを要旨とする。 One embodiment of the present invention is to generate protons used to generate 4 He and a radioisotope by irradiating a target for proton generation containing deuterium with 3 He ions of relatively low energy. Is the gist.

例えば、本発明の一態様は、密閉された内部を負圧環境に維持する筐体と、プラズマの発生に伴って生成されるHeイオンを直流電場によって加速させ、筐体内に照射するヘリウムイオン源と、筐体内に配置され、且つ、Heイオンが照射されることで、He及び陽子を生成する陽子生成用ターゲットと、を含む陽子生成装置である。 For example, according to one embodiment of the present invention, a case in which a sealed interior is maintained in a negative pressure environment, and helium ions that are accelerated in a case where 3 He ions generated as a result of generation of plasma are accelerated by a direct-current electric field are irradiated into the case. A proton generation apparatus including a source, and a proton generation target that generates 4 He and protons by being irradiated with 3 He ions.

また、密閉された内部を負圧環境に維持する筐体と、筐体内に、プラズマの発生に伴って生成されるHeイオンを直流電場によって加速させ、筐体内に照射するヘリウムイオン源と、筐体内に配置され、且つ、Heイオンが照射されることで、He及び陽子を生成する陽子生成用ターゲットと、筐体外であって、筐体を介して陽子生成用ターゲットと対向する位置に配置され、且つ、放射性同位体の原料物質を含む放射性同位体生成用ターゲットと、を含む、放射性同位体生成装置も本発明の一態様である。 A casing that maintains a sealed interior in a negative pressure environment; a helium ion source that irradiates the casing with 3 He ions generated by the generation of plasma in the casing by a DC electric field; A proton generation target that generates 4 He and protons by being irradiated with 3 He ions, and a position outside the casing and facing the proton generation target via the casing. And a radioisotope generation target including a radioisotope generation target including a radioisotope source material is also an embodiment of the present invention.

また、重水素を含む陽子生成用ターゲットを、密閉された内部を負圧環境に維持する筐体内に配置し、プラズマの発生に伴って生成されるHeイオンを直流電場によって加速し、陽子生成用ターゲットに対して、加速されたHeイオンを照射して、He及び陽子を生成する、陽子の生成方法も本発明の一態様である。 In addition, a proton generation target containing deuterium is placed in a casing that maintains a sealed interior in a negative pressure environment, and 3 He ions generated as a result of plasma generation are accelerated by a DC electric field to generate protons. A method for generating protons is also an embodiment of the present invention in which 4 He and protons are generated by irradiating a target for irradiation with accelerated 3 He ions.

また、陽子生成用ターゲットを、密閉された内部を負圧環境に維持する筐体内に配置し、陽子生成用ターゲットに重陽子を注入し、プラズマの発生に伴って生成されるHeイオンを直流電場によって加速し、陽子生成用ターゲットに対して、加速されたHeイオンを照射して、He及び陽子を生成する、陽子の生成方法も本発明の一態様である。 In addition, the proton generation target is placed in a casing that maintains a sealed interior in a negative pressure environment, deuterons are injected into the proton generation target, and 3 He ions generated as a result of plasma generation are DC-generated. A method for generating protons, which is accelerated by a field and generates 4 He and protons by irradiating the target for proton generation with accelerated 3 He ions, is also an embodiment of the present invention.

また、上記の方法によって生成された陽子を、筐体外であって、筐体を介して陽子生成用ターゲットと対向する位置に配置され、且つ、原料物質を含む放射性同位体生成用ターゲットに放射することによって放射性同位体を生成する、放射性同位体の生成方法も本発明の一態様である。   In addition, the protons generated by the above method are radiated to a radioisotope generation target that is disposed outside the casing and is opposed to the proton generation target via the casing and includes a source material. Therefore, a method for producing a radioisotope is also an embodiment of the present invention.

本発明の一態様においては、重水素と核融合反応するのに必要十分なエネルギーを備えるHeイオンを、重水素を含む陽子生成用ターゲットに照射する。この場合、サイクロトロンのような大型且つ精密な装置は不要であり、また、陽子の生成に伴って多量の中性子が生成されることもない。その結果、本発明の一態様においては、放射性同位体の生成に利用される陽子を簡便に供給することが可能であり、また、当該陽子を利用して簡便に放射性同位体を供給することが可能である。 In one embodiment of the present invention, 3 He ions having energy necessary and sufficient for a nuclear fusion reaction with deuterium are irradiated to a proton generation target containing deuterium. In this case, a large and precise device such as a cyclotron is not required, and a large amount of neutrons is not generated as protons are generated. As a result, in one embodiment of the present invention, it is possible to easily supply protons used for the production of radioisotopes, and to easily supply radioisotopes using the protons. Is possible.

本発明の一態様の陽子生成装置の概念的構成を示す概念図。The conceptual diagram which shows the notional structure of the proton production | generation apparatus of 1 aspect of this invention. 本発明の一態様の陽子生成装置の別の概念的構成を示す概念図。The conceptual diagram which shows another conceptual structure of the proton production | generation apparatus of 1 aspect of this invention. 本発明の一態様の放射性同位体生成装置の概念的構成を示す概念図。The conceptual diagram which shows the notional structure of the radioisotope production | generation apparatus of 1 aspect of this invention. 図1に示される陽子生成装置の具体的構成の一例を示す図。The figure which shows an example of the specific structure of the proton production | generation apparatus shown by FIG. 図4に示される陽子生成装置の一部拡大図。FIG. 5 is a partially enlarged view of the proton generator shown in FIG. 4. 図2に示される陽子生成装置の具体例構成の一例を示す図。The figure which shows an example of a specific example structure of the proton production | generation apparatus shown by FIG. 図1に示される陽子生成装置の別の具体例構成の一例を示す図。The figure which shows an example of another specific example structure of the proton production | generation apparatus shown by FIG. 図3に示される放射性同位体生成装置の具体例構成の一例を示す図。The figure which shows an example of the specific example structure of the radioisotope production | generation apparatus shown by FIG.

以下、添付図面を参照して本発明の様々な実施形態を説明する。なお、図面において共通した構成要件には同一の参照符号が付されている。また、或る図面に表現された構成要素が、説明の便宜上、別の図面においては省略されていることがある点に留意されたい。さらにまた、添付した図面が必ずしも正確な縮尺で記載されている訳ではないということに注意されたい。   Hereinafter, various embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In addition, the same referential mark is attached | subjected to the component requirements common in drawing. It should also be noted that components represented in one drawing may be omitted in another drawing for convenience of explanation. Furthermore, it should be noted that the attached drawings are not necessarily drawn to scale.

1 陽子生成装置の概念的構成
図1は、本発明の一態様の陽子生成装置の概念的構成を示す概念図である。図1に示される陽子生成装置100は、Heイオン(He)を照射するヘリウムイオン源1と、当該Heイオンが照射されることで、He及び陽子(p)を生成する陽子生成用ターゲット2とを含む。なお、図1に示される陽子生成用ターゲット2においては、重陽子とHeが核融合反応し、Heと陽子が生成される。この場合、陽子の生成に伴って、中性子が生成されることはない。
1 Conceptual Configuration of Proton Generation Device FIG. 1 is a conceptual diagram showing a conceptual configuration of a proton generation device according to one embodiment of the present invention. A proton generator 100 shown in FIG. 1 includes a helium ion source 1 that irradiates 3 He ions ( 3 He + ), and protons that generate 4 He and protons (p) by being irradiated with the 3 He ions. Generation target 2. In the proton generation target 2 shown in FIG. 1, deuterons and 3 He undergo a nuclear fusion reaction, and 4 He and protons are generated. In this case, neutrons are not generated as protons are generated.

なお、陽子生成用ターゲット2に対するHeイオンの照射は、密閉された内部を負圧環境に維持する筐体3内で行われる。例えば、Heイオンが照射される空間の内圧を10−1pa〜10−5paとすることが好ましい。これにより、Heイオンが当該空間に存在する気体元素と相互作用する蓋然性を低減し、効率的にHeイオンを陽子生成用ターゲット2に照射することが可能となる。 Note that the irradiation of 3 He ions to the proton generation target 2 is performed in the housing 3 that maintains the sealed interior in a negative pressure environment. For example, the internal pressure of the space irradiated with 3 He ions is preferably 10 −1 pa to 10 −5 pa. Thus, 3 He ions reduces the probability that interact with gas elements present in the space, it is possible to efficiently irradiate the 3 He ions proton generating target 2.

また、ヘリウムイオン源1は、プラズマの発生に伴ってHeイオンを生成するとともに、生成されたHeイオンを直流電場によって加速させる。そして、ヘリウムイオン源1は、陽子生成用ターゲット2にHeイオンが照射されるように、加速されたHeイオンを筐体3内に照射する。なお、陽子生成用ターゲット2に照射されるHeイオンの運動エネルギーは、100keV〜300keVであることが好ましい。具体的には、上記の核融合反応の発生効率を向上させるためには、照射されるHeイオンの運動エネルギーが100keV以上であることが好ましい。他方、照射されるHeイオンのエネルギーが高くなりすぎると、大型且つ高価なヘリウムイオン源を用意する必要があるため、照射されるHeイオンの運動エネルギーを300keV以下とすることが好ましい。 Further, the helium ion source 1 generates 3 He ions as the plasma is generated, and accelerates the generated 3 He ions with a DC electric field. Then, the helium ion source 1, as proton-generating target 2 to 3 He ions are irradiated, irradiation with accelerated 3 He ions in the casing 3. In addition, it is preferable that the kinetic energy of 3 He ion irradiated to the target 2 for proton production | generation is 100-300 keV. Specifically, in order to improve the generation efficiency of the above fusion reaction, it is preferable that the kinetic energy of the irradiated 3 He ions is 100 keV or more. On the other hand, if the energy of the irradiated 3 He ions becomes too high, it is necessary to prepare a large and expensive helium ion source. Therefore, the kinetic energy of the irradiated 3 He ions is preferably 300 keV or less.

図1に示される陽子生成装置100においては、以下の順序で陽子を生成することが可能である。まず、重水素を含む陽子生成用ターゲット2を、密閉された内部を負圧環境に維持する筐体3内に配置する。次いで、プラズマの発生に伴って生成されるHeイオンを直流電場によって加速する。最後に、当該陽子生成用ターゲット2に対して、加速されたHeイオンを照射して、He及び陽子を生成する。なお、生成された陽子は、14.67MeVのエネルギーを備え、また、陽子生成用ターゲット2から放射状に放出される。 In the proton generator 100 shown in FIG. 1, protons can be generated in the following order. First, the proton generating target 2 containing deuterium is placed in a housing 3 that maintains the sealed interior in a negative pressure environment. Next, 3 He ions generated as the plasma is generated are accelerated by a DC electric field. Finally, the proton generation target 2 is irradiated with accelerated 3 He ions to generate 4 He and protons. The generated protons have an energy of 14.67 MeV and are emitted radially from the proton generation target 2.

この場合、上述の通り、陽子の生成に伴って多量の中性子が生成されることはない。また、サイクロトロンのような大型且つ精密な装置は不要である。よって、図1に示される陽子生成装置においては、放射性同位体の生成に利用される陽子を簡便に供給することが可能である。   In this case, as described above, a large amount of neutrons is not generated with the generation of protons. Moreover, a large and precise device such as a cyclotron is not necessary. Therefore, in the proton generator shown in FIG. 1, it is possible to easily supply protons used for the generation of radioisotopes.

図1に示されるヘリウムイオン源1としては、プラズマの発生に伴ってHeイオンを生成すること及び生成されたHeイオンを加速して照射することが可能な機器であればいかなる機器を用いても良い。例えば、マルチカスプイオン源、デュオプラズマトロンイオン源又は電子サイクロトロン共鳴(Electron Cyclotron Resonance:ECR)イオン源等をヘリウムイオン源1として適用することが可能である。 As the helium ion source 1 shown in FIG. 1, any device can be used as long as it is a device capable of generating 3 He ions with generation of plasma and accelerating and irradiating the generated 3 He ions. May be. For example, a multicusp ion source, a duoplasmatron ion source, an electron cyclotron resonance (ECR) ion source, or the like can be used as the helium ion source 1.

図1に示される陽子生成用ターゲット2としては、Heイオンが照射されることによってHe及び陽子を生成することが可能なターゲットであれば、いかなるターゲットを用いても良い。例えば、固体重水素、重水素ポリエチレン又は重水素が注入された金属ターゲット等を陽子生成用ターゲット2として適用してもよい。なお、陽子生成装置100の具体的構成については後述する。 As the proton generating target 2 shown in FIG. 1, any target may be used as long as it can generate 4 He and protons by irradiation with 3 He ions. For example, solid deuterium, deuterium polyethylene, or a metal target into which deuterium is injected may be used as the proton generation target 2. The specific configuration of the proton generator 100 will be described later.

2 陽子生成装置の別の概念的構成
図2は、本発明の一態様の陽子生成装置の別の概念的構成を示す概念図である。端的には、図2に示される陽子生成装置100’は、図1に示される陽子生成装置100の構成要素に加えて、陽子生成用ターゲット2’に重陽子を照射する重陽子源4を含む。
2 Another Conceptual Configuration of Proton Generating Device FIG. 2 is a conceptual diagram showing another conceptual configuration of the proton generating device of one embodiment of the present invention. Briefly, the proton generator 100 ′ shown in FIG. 2 includes a deuteron source 4 that irradiates the proton generation target 2 ′ with deuterons in addition to the components of the proton generator 100 shown in FIG. .

陽子生成用ターゲット2’としては、Ti合金等の水素吸蔵合金を適用することが可能である。また、図2に示される重陽子源4としては、プラズマの発生に伴って重陽子を生成すること及び生成された重陽子を加速して照射することが可能な機器であればいかなる機器を用いても良い。また、重陽子源4から照射される重陽子(D)の運動エネルギーは、1keV〜5keVであることが好ましい。仮に、重陽子の運動エネルギーが5keVを超えると、重陽子同士の核反応(D+D→n+He)の反応率が無視できなくなりはじめ、中性子(Neutron:n)が生成される蓋然性が高くなるからである。また、重陽子源4としては、例えば、デュオプラズマトロンイオン源等を適用してもよい。 As the proton generation target 2 ′, a hydrogen storage alloy such as a Ti alloy can be applied. As the deuteron source 4 shown in FIG. 2, any device can be used as long as it is capable of generating deuterons with generation of plasma and accelerating and irradiating the generated deuterons. May be. The kinetic energy of deuteron (D) irradiated from the deuteron source 4 is preferably 1 keV to 5 keV. If the kinetic energy of deuterons exceeds 5 keV, the reaction rate of the nuclear reaction between deuterons (D + D → n + 3 He) can no longer be ignored, and the probability of generating neutrons (Netron: n) increases. It is. Further, as the deuteron source 4, for example, a duoplasmatron ion source or the like may be applied.

図2に示される陽子生成装置100’においては、図1に示される陽子生成装置100と同様に、放射性同位体の生成に利用される陽子を簡便に供給することが可能である。具体的には、図2に示される陽子生成装置100’においては、以下の順序で、14.67MeVのエネルギーを備える陽子を生成することが可能である。   In the proton generating apparatus 100 ′ shown in FIG. 2, it is possible to easily supply protons used for the generation of radioisotopes, like the proton generating apparatus 100 shown in FIG. 1. Specifically, in the proton generator 100 ′ shown in FIG. 2, it is possible to generate protons having energy of 14.67 MeV in the following order.

まず、陽子生成用ターゲット2’を、密閉された内部を負圧環境に維持する筐体3内に置く。次いで、陽子生成用ターゲット2’に重陽子(D)を注入する。次いで、プラズマの発生に伴って生成されるHeイオンを直流電場によって加速する。最後に、陽子生成用ターゲット2’に対して、加速されたHeイオンを照射して、He及び陽子を生成する。 First, the proton generating target 2 ′ is placed in the housing 3 that maintains the sealed interior in a negative pressure environment. Next, deuterons (D) are injected into the proton generation target 2 ′. Next, 3 He ions generated as the plasma is generated are accelerated by a DC electric field. Finally, 4 He and protons are generated by irradiating the target 2 ′ for proton generation with accelerated 3 He ions.

図2に示される陽子生成装置100’は、図1に示される陽子生成装置100と比較して、メンテナンスの負担が軽減できる点で好ましい。具体的には、図2に示される陽子生成装置100’においては、陽子生成用ターゲット2’に重水素を適宜注入することができるため、陽子生成用ターゲット2’を取り換えることなく継続して使用することが可能である。また、図2に示される陽子生成装置100’においては、固体重水素及び重水素ポリエチレン等の物質に対してHeイオンが照射されないため、陽子の生成に伴う陽子生成用ターゲット2’の加熱を抑制することが可能である。他方、図1に示される陽子生成装置100は、重陽子源4を備えないため、図2に示される陽子生成装置100’と比較して安価である点で好ましい。 The proton generator 100 ′ shown in FIG. 2 is preferable in that the burden of maintenance can be reduced compared to the proton generator 100 shown in FIG. Specifically, in the proton generating apparatus 100 ′ shown in FIG. 2, since deuterium can be appropriately injected into the proton generating target 2 ′, the proton generating target 2 ′ is continuously used without being replaced. Is possible. Further, in the proton generator 100 ′ shown in FIG. 2, since the 3 He ions are not irradiated to substances such as solid deuterium and deuterium polyethylene, the proton generation target 2 ′ accompanying the generation of protons is heated. It is possible to suppress. On the other hand, since the proton generator 100 shown in FIG. 1 does not include the deuteron source 4, it is preferable in that it is less expensive than the proton generator 100 ′ shown in FIG.

3 放射性同位体生成装置の概念的構成
図3は、本発明の一態様の放射性同位体生成装置の概念的構成を示す概念図である。端的には、図3に示される放射性同位体生成装置200は、図1に示される陽子生成装置100の構成要素に加えて、放射性同位体の原料物質(M)を含む放射性同位体生成用ターゲット5を含む。なお、放射性同位体生成用ターゲット5は、筐体3外であって、筐体3を介して陽子生成用ターゲット2と対向する位置に配置される。すなわち、放射性同位体生成用ターゲット5は、陽子生成用ターゲット2のHeイオンが照射される面の裏面側に位置し、また、Heイオンが照射される負圧環境とは異なる環境に置かれる。例えば、放射性同位体生成用ターゲット5は、大気圧環境に置かれてもよい。
3 Conceptual Configuration of Radioisotope Generation Device FIG. 3 is a conceptual diagram showing a conceptual configuration of the radioisotope generation device of one embodiment of the present invention. Briefly, the radioisotope generating apparatus 200 shown in FIG. 3 includes a radioisotope generating target including a radioisotope source material (M) in addition to the components of the proton generating apparatus 100 shown in FIG. 5 is included. The radioisotope generation target 5 is disposed outside the casing 3 and at a position facing the proton generation target 2 via the casing 3. That is, the radioisotope generation target 5, located on the back side of the surface proton 3 He ion generating target 2 is illuminated, Also, location in a different environment from the negative pressure environment 3 He ions are irradiated It is burned. For example, the radioactive isotope production target 5 may be placed in an atmospheric pressure environment.

なお、本発明の一態様の放射性同位体生成装置においては、放射性同位体の生成に伴って中性子(n)も生成されるが、陽子を生成する段階における中性子の発生が防止されているため、その生成量を最小限に抑えることが可能である。   Note that in the radioisotope generation device of one embodiment of the present invention, neutrons (n) are also generated along with the generation of radioisotopes, but generation of neutrons at the stage of generating protons is prevented. The generation amount can be minimized.

当該原料物質としては、陽子と核融合反応し、放射性同位体(RI)を生成するターゲットであれば、いかなる物質を用いても良い。例えば、18O又は64Ni等を含む物質を原料物質として適用してもよい。なお、18O又は64Niを含む物質を原料物質として用いる場合には、18F又は64Cuが放射性同位体として得られる。 As the source material, any material may be used as long as it is a target that undergoes a nuclear fusion reaction with protons to generate a radioisotope (RI). For example, a material containing 18 O, 64 Ni, or the like may be used as a source material. Note that when a substance containing 18 O or 64 Ni is used as a raw material, 18 F or 64 Cu is obtained as a radioisotope.

図3に示される放射性同位体生成装置200においては、上述の方法によって放出された陽子が放射性同位体生成用ターゲット5に供給されることによって放射性同位体を生成する。これにより、図3に示される放射性同位体生成装置200においては、放射性同位体を簡便に供給することが可能である。   In the radioisotope generation apparatus 200 shown in FIG. 3, the protons released by the above-described method are supplied to the radioisotope generation target 5 to generate radioisotopes. Thereby, in the radioisotope production | generation apparatus 200 shown by FIG. 3, it is possible to supply a radioisotope easily.

なお、図示してはいないが、本発明の一態様の放射性同位体生成装置として、図2に示される陽子生成装置100’の構成要素と、放射性同位体生成用ターゲット5とを含む放射性同位体生成装置を適用することも可能である。この場合も、図3に示される放射性同位体生成装置と同様に、放射性同位体を簡便に供給することが可能である。   Although not shown, a radioisotope including the constituent elements of the proton generator 100 ′ shown in FIG. 2 and the radioisotope generation target 5 as the radioisotope generator of one embodiment of the present invention. It is also possible to apply a generator. Also in this case, the radioisotope can be simply supplied in the same manner as the radioisotope generator shown in FIG.

4 陽子生成装置の具体的構成
図4は、本発明の一態様の陽子生成装置の具体的構成の一例を示す図であり、また、図5は、図4の一部拡大図である。端的には、図4に示される陽子生成装置300は、図1に示される陽子生成装置100の具体的構成を示す図である。図4に示される陽子生成装置300は、ヘリウムイオン源1と、陽子生成用ターゲット2と、筐体3とを含む。さらに、筐体3は、枠部31と、陽子生成用ターゲット2を支持する支持部32と、枠部31及び支持部32を分離可能に接続する接続部33とを含む。なお、接続部33は、ボルト、ナット及びネジなどの機械的接続部材によって枠部31及び/又は支持部32に接続されてもよい。また、接続部33は、枠部31との接続界面331に配置されるOリングを含んでいてもよい。そして、筐体3の内部は、開口312を介して筐体3の外側に配置されている真空ポンプ6に連通されている。
4 Specific Configuration of Proton Generation Device FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a specific configuration of the proton generation device of one embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a partially enlarged view of FIG. Briefly, the proton generator 300 shown in FIG. 4 is a diagram showing a specific configuration of the proton generator 100 shown in FIG. A proton generator 300 shown in FIG. 4 includes a helium ion source 1, a proton generation target 2, and a housing 3. Furthermore, the housing | casing 3 contains the frame part 31, the support part 32 which supports the target 2 for proton production | generation, and the connection part 33 which connects the frame part 31 and the support part 32 so that isolation | separation is possible. In addition, the connection part 33 may be connected to the frame part 31 and / or the support part 32 by mechanical connection members, such as a volt | bolt, a nut, and a screw. In addition, the connection portion 33 may include an O-ring that is disposed at the connection interface 331 with the frame portion 31. The inside of the housing 3 communicates with the vacuum pump 6 disposed outside the housing 3 through the opening 312.

なお、ヘリウムイオン源1は、枠部31に設けられる開口311及び312を通過する(すなわち、図4の紙面上の右方向に向かって)Heイオンを照射するイオン源である。また、ヘリウムイオン源1は、開口311の周囲に存在する枠部31の側壁と連結されている。また、ヘリウムイオン源1は、有線通信又は無線通信を介して、図示しないコントローラによって動作が制御されてもよい。また、ヘリウムイオン源1は、タッチパネル等の入力装置を内蔵し、当該入力装置に入力される信号に基づいて動作が制御されてもよい。 The helium ion source 1 is an ion source that irradiates 3 He ions that pass through openings 311 and 312 provided in the frame portion 31 (that is, in the right direction on the paper surface of FIG. 4). The helium ion source 1 is connected to the side wall of the frame portion 31 that exists around the opening 311. Further, the operation of the helium ion source 1 may be controlled by a controller (not shown) via wired communication or wireless communication. Further, the helium ion source 1 may include an input device such as a touch panel, and the operation may be controlled based on a signal input to the input device.

また、筐体3の枠部31は、内部に空洞を備える概略直方体形状の構造物である。そして、枠部31の内部が陽子生成用ターゲット2にHeイオンを照射するための空間として利用される。そのため、枠部31は、ヘリウムイオン源1から照射されるHeイオンを内部に導入するための開口311と、ヘリウムイオン源1から照射されるHeイオンを陽子生成用ターゲット2に供給するための開口312と、真空ポンプ6によって筐体3の内部を排気する際に排気経路となる開口313とを含む。なお、枠部31の開口311及び312の大きさ及び形状は、ヘリウムイオン源1から陽子生成用ターゲット2へHeイオンを照射することが可能な大きさ及び形状であれば、どのような大きさ及び形状であってもよい。例えば、開口311の幅w1を開口312の幅w2よりも狭くし、且つ、開口312の幅w2を陽子生成用ターゲット2の幅w3よりも狭くしてもよい。 Moreover, the frame part 31 of the housing | casing 3 is a substantially rectangular parallelepiped-shaped structure provided with a cavity inside. The interior of the frame 31 is used as a space for irradiating the proton generation target 2 with 3 He ions. Therefore, the frame section 31, an opening 311 for introducing the 3 He ions irradiated from the helium ion source 1 therein, for supplying the 3 He ions proton generating target 2 emitted from a helium ion source 1 And an opening 313 that becomes an exhaust path when the inside of the housing 3 is exhausted by the vacuum pump 6. Note that the size and shape of the openings 311 and 312 of the frame portion 31 are any size as long as 3 He ions can be irradiated from the helium ion source 1 to the proton generation target 2. The shape and shape may be sufficient. For example, the width w1 of the opening 311 may be narrower than the width w2 of the opening 312 and the width w2 of the opening 312 may be narrower than the width w3 of the proton generating target 2.

また、接続部33側の枠部31は、上端から下に延在する上方側壁331aと、下端から上に延在する下方側壁331bとを含む。これにより、Heイオンの供給経路を確保するとともに、陽子生成用ターゲット2から放射状に放出される陽子がヘリウムイオン源1及び真空ポンプ6に到達する蓋然性を低減することが可能である。 The frame portion 31 on the connection portion 33 side includes an upper side wall 331a extending downward from the upper end and a lower side wall 331b extending upward from the lower end. Thereby, it is possible to secure the supply path of 3 He ions and reduce the probability that protons released from the proton generation target 2 will reach the helium ion source 1 and the vacuum pump 6.

また、筐体3の支持部32は、陽子生成用ターゲット2が配置される凹部321を含む構造物である。なお、陽子生成用ターゲット2から放出される14.67MeVの陽子は、一般に、陽子生成用ターゲット2を構成する材料(例えば、Ti)及び/又は筐体3を構成する材料(例えば、Al)を0.1mm程度の厚さ透過するとき、その運動エネルギーが1MeV程度失われる。また、陽子の運動エネルギーの減少に伴い、当該陽子が陽子生成用ターゲット2及び/又は筐体3を同じ厚さだけ通過するときに損失する運動エネルギーが増加する。すなわち、仮に筐体3の凹部321の底322の厚さが1.5mm以上であれば、生成された時点で14.67MeVの運動エネルギーを備える陽子を筐体3の外部に取り出すことが困難になる。そのため、図5に示される陽子生成用ターゲット2の厚さt1及び支持部32の凹部321の底322の厚さt2の合計を0.2mm以下とすることが好ましい。また、凹部321の周囲の支持部32の厚さt3を1.5mm以上とすることが好ましい。これにより、陽子生成用ターゲット2から放出される陽子を凹部321の底322から筐体3の外側に供給するとともに、厚さt3と同程度の厚さを備える支持部32の領域において、陽子が当該負圧環境外に放出されることを防止することが可能である。   Moreover, the support part 32 of the housing | casing 3 is a structure containing the recessed part 321 in which the target 2 for proton production | generation is arrange | positioned. Note that the 14.67 MeV protons released from the proton generation target 2 are generally made of a material (for example, Ti) constituting the proton generation target 2 and / or a material (for example, Al) constituting the casing 3. When transmitting through a thickness of about 0.1 mm, the kinetic energy is lost by about 1 MeV. As the proton kinetic energy decreases, the kinetic energy lost when the proton passes through the proton generation target 2 and / or the casing 3 by the same thickness increases. That is, if the thickness of the bottom 322 of the recess 321 of the housing 3 is 1.5 mm or more, it is difficult to take out protons having a kinetic energy of 14.67 MeV at the time of generation to the outside of the housing 3. Become. Therefore, the total of the thickness t1 of the proton generation target 2 shown in FIG. 5 and the thickness t2 of the bottom 322 of the concave portion 321 of the support portion 32 is preferably 0.2 mm or less. Moreover, it is preferable that the thickness t3 of the support part 32 around the recessed part 321 be 1.5 mm or more. As a result, protons released from the proton generation target 2 are supplied from the bottom 322 of the recess 321 to the outside of the housing 3, and in the region of the support portion 32 having the same thickness as the thickness t 3, It is possible to prevent release from the negative pressure environment.

そして、支持部32は、当該凹部321に陽子生成用ターゲット2が戴置された状態で、接続部33を介して、枠部31に接続される。例えば、支持部32は、図示しない係止突起を凹部321に備え、当該係止突起によって陽子生成用ターゲット2を係止することで陽子生成用ターゲット2を凹部321に戴置してもよい。   The support portion 32 is connected to the frame portion 31 via the connection portion 33 in a state where the proton generation target 2 is placed in the concave portion 321. For example, the support portion 32 may include a locking projection (not shown) in the recess 321, and the proton generation target 2 may be placed in the recess 321 by locking the proton generation target 2 with the locking projection.

また、支持部32は、陽子生成用ターゲット2を冷却するための冷却構造を備えてもよい。例えば、冷却水が循環可能なパイプを支持部32の表面又は内部に設ければよい。これにより、Heイオンが照射されることにより加熱された陽子生成用ターゲット2を冷却することが可能である。 Further, the support part 32 may include a cooling structure for cooling the proton generation target 2. For example, a pipe capable of circulating cooling water may be provided on the surface or inside of the support portion 32. Thereby, it is possible to cool the target 2 for proton production heated by irradiation with 3 He ions.

また、支持部32は、接続部33を分離状態(例えば、接続部がボルト、ナット及びネジなどの機械的接続部材によって枠部31及び/又は支持部32に接続されている場合には、当該機械的接続部材を取り外した状態)にすることによって本体部31から分離可能である。そのため、図4に示される陽子生成装置300においては、陽子生成用ターゲット2のみ、又は、陽子生成用ターゲット2及び支持部32を適宜取り替えることが可能である。これにより、必要となる陽子の量に応じて陽子生成用ターゲット2の種類を変更すること、及び、長期にわたるHeイオンの照射によって劣化した陽子生成用ターゲット2を交換すること等が可能である Further, the support portion 32 is in a state where the connection portion 33 is separated (for example, when the connection portion is connected to the frame portion 31 and / or the support portion 32 by a mechanical connection member such as a bolt, a nut, and a screw) It is separable from the main-body part 31 by making it the state which removed the mechanical connection member. Therefore, in the proton generator 300 shown in FIG. 4, only the proton generation target 2 or the proton generation target 2 and the support part 32 can be appropriately replaced. Thereby, it is possible to change the type of the proton generation target 2 according to the amount of protons required, and to replace the proton generation target 2 that has deteriorated due to irradiation with 3 He ions over a long period of time.

また、真空ポンプ6は、枠部31に設けられる開口313の近傍で枠部31と連結し、開口313を介して筐体3の内部空間に存在する気体を排気可能なポンプである。また、真空ポンプ6は、有線通信又は無線通信を介して、図示しないコントローラによって動作が制御されてもよい。また、真空ポンプ6は、タッチパネル等の入力装置を内蔵し、当該入力装置に入力される信号に基づいて動作が制御されてもよい。   The vacuum pump 6 is a pump that is connected to the frame portion 31 in the vicinity of the opening 313 provided in the frame portion 31 and can exhaust the gas existing in the internal space of the housing 3 through the opening 313. The operation of the vacuum pump 6 may be controlled by a controller (not shown) via wired communication or wireless communication. Further, the vacuum pump 6 may include an input device such as a touch panel, and the operation may be controlled based on a signal input to the input device.

真空ポンプ6としては、Heイオンが照射される空間を負圧環境(例えば、10−1pa〜10−5pa)にすることが可能な機器であればいかなる機器を用いても良い。例えば、ターボ分子ポンプ等を真空ポンプ6として適用することが可能である。 As the vacuum pump 6, any device may be used as long as it can make the space irradiated with 3 He ions into a negative pressure environment (for example, 10 −1 pa to 10 −5 pa). For example, a turbo molecular pump or the like can be applied as the vacuum pump 6.

枠部31の材料としては、当該負圧環境を維持できる材料であれば、いかなる材料を用いてもよい。もっとも、図4に示される陽子生成装置300においては、陽子生成用ターゲット2から陽子が放射状に放出されることになるため、枠部31にも陽子が照射される可能性がある。そのため、放射化されにくい材料を枠部31の材料として適用することが好ましい。例えば、枠部31の材料として、Al又はAl合金を適用することが好ましい。   As a material of the frame part 31, any material may be used as long as the material can maintain the negative pressure environment. However, in the proton generator 300 shown in FIG. 4, protons are emitted radially from the proton generation target 2, so that there is a possibility that the frame portion 31 is also irradiated with protons. Therefore, it is preferable to apply a material that is not easily activated as the material of the frame portion 31. For example, it is preferable to apply Al or an Al alloy as the material of the frame portion 31.

支持部32の材料としては、枠部31の材料と同様に、放射化されにくい材料を適用することが好ましく、例えば、Al又はAl合金を適用することが好ましい。さらに、陽子生成用ターゲット2の放熱を効率的に行うため、支持部32の材料としては、熱伝導率が高い材料を適用することが好ましい。例えば、支持部32の材料としては、本体部31の材料と比較して熱伝導率が高い材料を適用することも好ましい。   As the material of the support portion 32, it is preferable to apply a material that is difficult to be activated, like the material of the frame portion 31. For example, it is preferable to apply Al or an Al alloy. Furthermore, in order to efficiently dissipate heat from the proton generation target 2, it is preferable to apply a material having high thermal conductivity as the material of the support portion 32. For example, it is also preferable to apply a material having a higher thermal conductivity than the material of the main body 31 as the material of the support portion 32.

接続部33は、絶縁体を含んで構成されることが好ましい。これにより、本体部31と支持部32を電気的及び熱的に分離することが可能である。   It is preferable that the connection part 33 is comprised including an insulator. Thereby, it is possible to isolate | separate the main-body part 31 and the support part 32 electrically and thermally.

5 陽子生成装置の具体的構成
図6は、本発明の一態様の陽子生成装置の具体的構成の一例を示す図である。端的には、図6に示される陽子生成装置300’は、図2に示される陽子生成装置100’の具体的構成の一例を示す図である。すなわち、図6に示される陽子生成装置300’は、図4に示される陽子生成装置300の構成要素に加えて、陽子生成用ターゲット2’に重陽子を照射する重陽子源4を含む。ただし、図6に示される陽子生成装置300’の筐体3’においては、重陽子源4から陽子生成用ターゲット2’への重陽子の照射経路を確保するため、枠部31’の側壁(図6に示される枠部31’の右側の側壁)に設けられている開口312’が、図4に示される陽子生成装置300の枠部31に設けられている開口312よりも大きくなっている。
5 Specific Configuration of Proton Generation Device FIG. 6 is a diagram illustrating an example of a specific configuration of the proton generation device of one embodiment of the present invention. In short, the proton generator 300 ′ shown in FIG. 6 is a diagram showing an example of a specific configuration of the proton generator 100 ′ shown in FIG. That is, the proton generator 300 ′ shown in FIG. 6 includes the deuteron source 4 that irradiates the proton generation target 2 ′ with deuterons in addition to the components of the proton generator 300 shown in FIG. However, in the case 3 ′ of the proton generator 300 ′ shown in FIG. 6, in order to secure a deuteron irradiation path from the deuteron source 4 to the proton generation target 2 ′, the side wall ( The opening 312 ′ provided in the right side wall of the frame 31 ′ shown in FIG. 6 is larger than the opening 312 provided in the frame 31 of the proton generator 300 shown in FIG. .

なお、重陽子源4は、枠部31に設けられる開口314及び312’を通過する(すなわち、図6の紙面上の右下方向に向かって)重陽子を照射するイオン源である。また、図6に示される陽子生成装置300’の構成要素の詳細については、上述の説明を援用する。   The deuteron source 4 is an ion source that irradiates deuterons that pass through openings 314 and 312 ′ provided in the frame portion 31 (that is, toward the lower right direction on the paper surface of FIG. 6). Moreover, the above-mentioned description is used for the detail of the component of the proton production | generation apparatus 300 'shown by FIG.

図7も本発明の一態様の陽子生成装置の具体的構成の一例を示す図である。端的には、図7に示される陽子生成装置300’’においては、筐体3’’の枠部31’’が、側壁に設けられている開口312を開閉するシャッタ315a及び315bを含む。換言すると、図7に示される陽子生成装置の枠部31’’は、ヘリウムイオン源1から陽子生成用ターゲット2へのHeイオンの照射経路を開閉するシャッタ315a及び315bを含む。図7に示される陽子生成装置300’’においては、シャッタ315a及び315bを閉める(図7に示されるシャッタ315aを下に移動させ、且つ、シャッタ315bを上に移動させる)ことで、枠部31’’の内部空間と、枠部31’’の外壁の部分332a’及び322b’並びにシャッタ315a及び315b、支持部32及び接続部33によって囲まれる空間とが分離されることになる。これにより、図7に示される陽子生成装置300’’においては、ヘリウムイオン源1から陽子生成用ターゲット2へのHeイオンの照射後にシャッタ315a及び315bを閉めることで、陽子生成用ターゲット2から放射状に放出される陽子がヘリウムイオン源1及び真空ポンプ6に到達する蓋然性をさらに低減することが可能である。 FIG. 7 is also a diagram illustrating an example of a specific configuration of the proton generator according to one embodiment of the present invention. In short, in the proton generator 300 ″ shown in FIG. 7, the frame portion 31 ″ of the housing 3 ″ includes shutters 315a and 315b that open and close the opening 312 provided on the side wall. In other words, the frame portion 31 ″ of the proton generator shown in FIG. 7 includes shutters 315a and 315b that open and close the irradiation path of 3 He ions from the helium ion source 1 to the proton generation target 2. In the proton generating device 300 '' shown in FIG. 7, the shutters 315a and 315b are closed (the shutter 315a shown in FIG. 7 is moved down and the shutter 315b is moved up), whereby the frame 31 '' And the space surrounded by the outer wall portions 332 a ′ and 322 b ′ and the shutters 315 a and 315 b, the support portion 32, and the connection portion 33 of the frame portion 31 ″ are separated. Accordingly, in the proton generating apparatus 300 ″ shown in FIG. 7, the shutter 315a and 315b are closed after the irradiation of 3 He ions from the helium ion source 1 to the proton generating target 2, so that the proton generating target 2 It is possible to further reduce the probability that the protons emitted radially reach the helium ion source 1 and the vacuum pump 6.

また、シャッタ315a及び315bは、有線通信又は無線通信を介して、図示しないコントローラによって動作が制御されてもよい。また、シャッタ315a及び315bは、枠部3’’に内蔵されたタッチパネル等の入力装置に入力される信号に基づいて動作が制御されてもよい。   The operations of the shutters 315a and 315b may be controlled by a controller (not shown) via wired communication or wireless communication. Further, the operations of the shutters 315a and 315b may be controlled based on signals input to an input device such as a touch panel built in the frame portion 3 ''.

図示してはいないが、図6に示される陽子生成装置300’の枠部31’に開口312を開閉するシャッタが追加された陽子生成装置も本発明の一態様である。なお、当該シャッタとして、ヘリウムイオン源1から陽子生成用ターゲット2へのHeイオンの供給経路と、重陽子源4から陽子生成用ターゲット2への重陽子の供給経路との双方を閉じる共通のシャッタを設けてもよいし、また、双方を閉じるシャッタを別個に設けてもよい(すなわち、前者の供給経路を開閉する第1のシャッタと、後者の供給経路を開閉する第2のシャッタとを別個に設けてもよい)。 Although not shown, a proton generator in which a shutter for opening and closing the opening 312 is added to the frame portion 31 ′ of the proton generator 300 ′ shown in FIG. 6 is also an aspect of the present invention. As the shutter, a common path for closing the 3 He ion supply path from the helium ion source 1 to the proton generation target 2 and the deuteron supply path from the deuteron source 4 to the proton generation target 2 are common. A shutter may be provided, or a shutter that closes both may be provided separately (that is, a first shutter that opens and closes the former supply path and a second shutter that opens and closes the latter supply path). May be provided separately).

6 放射性同位体生成装置の具体的構成
図8は、図3に示される放射性同位体生成装置の具体的構成の一例を示す図である。端的には、図8に示される放射性同位体生成装置は、図6に示される陽子生成装置に加えて、放射性同位体生成用ターゲット5を含む。なお、放射性同位体生成用ターゲット5は、筐体3外であって、筐体3を介して陽子生成用ターゲット2と対向する位置に配置される。すなわち、放射性同位体生成用ターゲット5は、陽子生成用ターゲット2のHeイオンが照射される面の裏面側に位置し、また、Heイオンが照射される負圧環境とは異なる環境に置かれる。例えば、放射性同位体生成用ターゲット5は、大気圧環境に置かれてもよい。
6 Specific Configuration of Radioisotope Generation Device FIG. 8 is a diagram illustrating an example of a specific configuration of the radioisotope generation device illustrated in FIG. 3. In short, the radioisotope generator shown in FIG. 8 includes a target 5 for generating a radioisotope in addition to the proton generator shown in FIG. The radioisotope generation target 5 is disposed outside the casing 3 and at a position facing the proton generation target 2 via the casing 3. That is, the radioisotope generation target 5, located on the back side of the surface proton 3 He ion generating target 2 is illuminated, Also, location in a different environment from the negative pressure environment 3 He ions are irradiated It is burned. For example, the radioactive isotope production target 5 may be placed in an atmospheric pressure environment.

図示してはいないが、図6又は7に示される陽子生成装置に加えて、放射性同位体生成用ターゲット5を含む放射性同位体生成装置も本発明の一態様である。   Although not shown, in addition to the proton generator shown in FIG. 6 or 7, a radioisotope generator including the target 5 for generating a radioisotope is also an aspect of the present invention.

以上、前述の通り、様々な実施形態を例示したが、上記実施形態はあくまで一例であって、発明の技術的範囲を限定することは意図していない。上記実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置換、変更を行うことができる。また、各構成や、形状、大きさ、長さ、幅、厚さ、高さ、数等は適宜変更して実施することができる。   As described above, various embodiments have been exemplified, but the above embodiments are merely examples, and are not intended to limit the technical scope of the invention. The above embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, substitutions, and changes can be made without departing from the scope of the invention. Each configuration, shape, size, length, width, thickness, height, number, and the like can be changed as appropriate.

1:ヘリウムイオン源、2,2’:陽子生成用ターゲット、3,3’,3’’:筐体、4:重陽子源、5:放射性同位体生成用ターゲット、6:真空ポンプ、31,31’,31’’:枠部、32:支持部、33:接続部、100,100’:陽子生成装置、200:放射性同位体生成装置、300,300’,300’’:陽子生成装置、311〜314,312’:開口、315a,315b:シャッタ、321:凹部、322:底、331a:上方側壁、331b:下方側壁、400:放射性同位体生成装置 1: helium ion source, 2, 2 ′: proton generation target, 3, 3 ′, 3 ″: casing, 4: deuteron source, 5: radioactive isotope generation target, 6: vacuum pump, 31, 31 ′, 31 ″: Frame portion, 32: Support portion, 33: Connection portion, 100, 100 ′: Proton generator, 200: Radioisotope generator, 300, 300 ′, 300 ″: Proton generator, 311 to 314, 312 ′: opening, 315a, 315b: shutter, 321: recess, 322: bottom, 331a: upper side wall, 331b: lower side wall, 400: radioisotope generator

Claims (10)

密閉された内部を負圧環境に維持する筐体と、
プラズマの発生に伴って生成されるHeイオンを直流電場によって加速させ、前記筐体内に照射するヘリウムイオン源と、
前記筐体内に配置され、且つ、前記Heイオンが照射されることで、He及び陽子を生成する陽子生成用ターゲットと、を含む陽子生成装置。
A housing that maintains a sealed interior in a negative pressure environment;
A helium ion source for accelerating 3 He ions generated as a result of plasma generation by a DC electric field and irradiating the 3 He ions in the housing;
A proton generating device that is arranged in the casing and includes a proton generation target that generates 4 He and protons by being irradiated with the 3 He ions.
前記陽子生成用ターゲットに重陽子を照射する重陽子源をさらに含む、請求項1に記載の陽子生成装置。   The proton generation apparatus according to claim 1, further comprising a deuteron source that irradiates the proton generation target with deuterons. 前記筐体は、
開口を有する枠部と、
前記陽子生成用ターゲットを支持する支持部と、
前記枠部及び前記支持部を分離可能に接続する接続部と、を含み、
前記筐体の内部は、前記開口を介して前記筐体の外側に配置されている真空ポンプに連通する、請求項1又は請求項2に記載の陽子生成装置。
The housing is
A frame having an opening;
A support for supporting the proton generating target;
A connection part that detachably connects the frame part and the support part,
The proton generator according to claim 1 or 2, wherein the inside of the housing communicates with a vacuum pump disposed outside the housing through the opening.
前記枠部は、前記ヘリウムイオン源から前記陽子生成用ターゲットへの前記Heイオンの照射経路を開閉するシャッタを含む、請求項3に記載の陽子生成装置。 The proton generator according to claim 3, wherein the frame includes a shutter that opens and closes an irradiation path of the 3 He ions from the helium ion source to the proton generation target. 前記筐体は、
開口を有する枠部と、
前記陽子生成用ターゲットを支持する支持部と、
前記枠部及び前記支持部を分離可能に接続する接続部と、を含み、
前記筐体の内部は、前記開口を介して前記筐体の外側に配置されている真空ポンプに連通し、
前記枠部は、
前記ヘリウムイオン源から前記陽子生成用ターゲットへの前記Heイオンの照射経路を開閉する第1のシャッタと、
前記重水素イオン源から前記陽子生成用ターゲットへの前記重陽子の照射経路を開閉する第2のシャッタと、を含む、請求項2に記載の陽子生成装置。
The housing is
A frame having an opening;
A support for supporting the proton generating target;
A connection part that detachably connects the frame part and the support part,
The inside of the housing communicates with a vacuum pump disposed outside the housing through the opening,
The frame is
A first shutter that opens and closes an irradiation path of the 3 He ions from the helium ion source to the proton generation target;
And a second shutter for opening and closing an irradiation path of the deuteron from the deuterium ion source to the proton generation target.
前記支持部は、前記陽子生成用ターゲットが配置される凹部を含む、請求項3乃至5のいずれか一項に記載の陽子生成装置。   The proton generator according to any one of claims 3 to 5, wherein the support portion includes a recess in which the proton generation target is disposed. 密閉された内部を負圧環境に維持する筐体と、
プラズマの発生に伴って生成されるHeイオンを直流電場によって加速させ、前記筐体内に照射するヘリウムイオン源と、
前記筐体内に配置され、且つ、前記Heイオンが照射されることで、He及び陽子を生成する陽子生成用ターゲットと、
前記筐体外であって、前記筐体を介して前記陽子生成用ターゲットと対向する位置に配置され、且つ、放射性同位体の原料物質を含む放射性同位体生成用ターゲットと、を含む、放射性同位体生成装置。
A housing that maintains a sealed interior in a negative pressure environment;
A helium ion source for accelerating 3 He ions generated as a result of plasma generation by a DC electric field and irradiating the case with
A target for generating protons that is arranged in the housing and generates 4 He and protons by being irradiated with the 3 He ions;
A radioisotope that is outside the casing and is disposed at a position facing the proton generation target via the casing and includes a radioactive isotope source material. Generator.
重水素を含む陽子生成用ターゲットを、密閉された内部を負圧環境に維持する筐体内に配置し、
プラズマの発生に伴って生成されるHeイオンを直流電場によって加速し、
前記陽子生成用ターゲットに対して、加速された前記Heイオンを照射して、He及び陽子を生成する、陽子の生成方法。
A proton generation target containing deuterium is placed in a casing that maintains the sealed interior in a negative pressure environment,
3 He ions generated as a result of plasma generation are accelerated by a DC electric field,
A method for generating protons, wherein the proton generation target is irradiated with the accelerated 3 He ions to generate 4 He and protons.
陽子生成用ターゲットを、密閉された内部を負圧環境に維持する筐体内に配置し、
前記陽子生成用ターゲットに重陽子を注入し、
プラズマの発生に伴って生成されるHeイオンを直流電場によって加速し、
前記陽子生成用ターゲットに対して、加速された前記Heイオンを照射して、He及び陽子を生成する、陽子の生成方法。
Place the target for proton generation in a casing that maintains the sealed interior in a negative pressure environment,
Injecting deuterons into the proton generation target,
3 He ions generated as a result of plasma generation are accelerated by a DC electric field,
A method for generating protons, wherein the proton generation target is irradiated with the accelerated 3 He ions to generate 4 He and protons.
請求項8又は請求項9に記載の方法によって生成された陽子を、前記筐体外であって、前記筐体を介して前記陽子生成用ターゲットと対向する位置に配置され、且つ、原料物質を含む放射性同位体生成用ターゲットに放射することによって放射性同位体を生成する、放射性同位体の生成方法。   Protons generated by the method according to claim 8 or 9 are disposed outside the casing, at positions facing the proton generation target via the casing, and include a source material. A method for generating a radioisotope, wherein a radioisotope is generated by radiating a target for generating a radioisotope.
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JPS5030557Y1 (en) * 1970-07-07 1975-09-06
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JP2002214398A (en) * 2001-01-12 2002-07-31 Hitachi Ltd Corpuscular ray generator

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