JP2020153911A

JP2020153911A - 液体ターゲット装置

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Publication number: JP2020153911A
Application number: JP2019054739A
Authority: JP
Inventors: 浩行鵜野; Hiroyuki Uno; 重治越智; Shigeharu Ochi; フランシスコゲラゴメズ; Gomez Francisco Guerra
Original assignee: Sumitomo Heavy Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Heavy Industries Ltd
Priority date: 2019-03-22
Filing date: 2019-03-22
Publication date: 2020-09-24
Anticipated expiration: 2039-03-22
Also published as: EP3716737A1; TW202102067A; TWI756649B; JP7209566B2; US20200305268A1; US11783957B2; KR20200112721A; CN111724927A; CN111724927B

Abstract

【課題】ターゲットフォイルの破損時であってもターゲット液体の装置外への流出を防ぐ。
【解決手段】液体ターゲット装置１は、ターゲット液体を収容する液体収容部としてのターゲット収容部２３と、粒子加速器３から出射された荷電粒子線Ｂを液体収容部まで通過させるビーム通過路１１と、ビーム通過路１１と液体収容部との間を区画するターゲットフォイル３３と、ビーム通過路１１の上流側に設けられた真空領域Ａ１とビーム通過路１１とを区画する真空フォイル３１と、を備え、ビーム通過路１１には、真空フォイル３１側で冷却ガスが供給される第１気体室Ｒ１と、第１気体室Ｒ１よりターゲットフォイル３３側で冷却ガスが供給される第２気体室Ｒ２と、が設けられ、第１気体室Ｒ１と前記第２気体室Ｒ２との間は中間フォイル３２によって区画されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、液体ターゲット装置に関する。

従来、このような分野の技術として、下記特許文献１，２に記載の液体ターゲット装置が知られている。この液体ターゲット装置にはターゲット液体が収容され、粒子加速器で加速された荷電粒子線がターゲット液体に照射されてターゲット液体の放射性同位元素（ＲＩ）が生成される。

特許第４５４１４４５号公報特許第５４４２５２３号公報

上記の液体ターゲット装置では、ターゲットの収容部の上流側の開口は所謂ターゲットフォイルで覆われている。このような装置構成の場合、荷電粒子線の照射時にターゲットフォイルが破損することがある。ターゲットフォイルが破損すると、ターゲット液体が粒子加速器側へ流れ込む可能性がある。

本発明は上記を鑑みてなされたものであり、ターゲットフォイルの破損時であってもターゲット液体の粒子加速器側への流出が防がれた液体ターゲット装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の一形態に係る液体ターゲット装置は、ターゲット液体を収容する液体収容部と、粒子加速器から出射された荷電粒子線を前記液体収容部まで通過させるビーム通過路と、前記ビーム通過路と前記液体収容部との間を区画するターゲットフォイルと、前記ビーム通過路の上流側に設けられた真空領域と前記ビーム通過路とを区画する真空フォイルと、を備え、前記ビーム通過路には、前記真空フォイル側で冷却ガスが供給される第１気体室と、前記第１気体室より前記ターゲットフォイル側で冷却ガスが供給される第２気体室と、が設けられ、前記第１気体室と前記第２気体室との間は中間フォイルによって区画されている。

上記の液体ターゲット装置によれば、液体収容部のターゲットフォイルと真空領域との間に、ビーム通過路を区画する真空フォイルと中間フォイルとが設けられている。したがって、仮にターゲットフォイルが破損して液体収容部に保持されるターゲット液体が第２気体室に流出したとしても、中間フォイルによってその移動が規制されるため、ターゲット液体が第１気体室を経て真空領域へ移動することが防がれる。したがって、ターゲットフォイルの破損時であってもターゲット液体の粒子加速器側への流出を防ぐことができる。

ここで、前記第１気体室に係る冷却ガスの流通系と、前記第２気体室に係る冷却ガスの流通系と、は互いに独立している態様とすることができる。

上記の構成とすることで、仮に第２気体室に対してターゲット液体が流出して、冷却ガスの移動と共に系外に排出されたとしても、第２気体室に係る冷却ガスの流通系と第１気体室に係る冷却ガスの流通系とは独立していることで、ターゲット液体が第１気体室等へ誤って供給されることを防ぐことができる。

前記第２気体室から排出される流体を流す配管と、前記配管に設けられて前記流体に含まれる異物を回収するための回収部と、をさらに有する態様とすることができる。

上記のように、第２気体室から排出される流体を流す配管に、当該流体に含まれる異物を回収するための回収部が設けられる構成とすることで、仮にターゲット液体が第２気体室に漏れて冷却ガスの移動と共に配管に流れたとしても、回収部においてターゲット液体を回収することができるため、後段へのターゲット液体の流出を防ぐことができる。

前記第１気体室に係る冷却ガスの流通系は、自装置とは異なる他の液体ターゲット装置と共有される態様とすることができる。

一つの粒子加速器には複数の液体ターゲット装置が設けられる場合、冷却ガスの流通系は他の液体ターゲット装置と共有され得る。この場合に、共有される流通系に、ターゲット液体等の冷却ガスとは異なる異物が混入すると影響が広範囲となる可能性がある。これに対して、ターゲット液体を収容する液体収容部から離れた側の第１気体室に係る冷却ガスの流通系を他の液体ターゲット装置と共有する構成とすることで、ターゲットフォイルの破損が生じた場合でも、他の液体ターゲット装置等への影響を防ぐことができる。

本発明によれば、ターゲットフォイルの破損時であってもターゲット液体の粒子加速器側への流出が防がれた液体ターゲット装置が提供される。

図１は、実施形態に係る液体ターゲット装置の断面図である。図２は、液体ターゲット装置の冷却ガスの供給系を説明する図である。

以下、添付図面を参照して、本発明を実施するための形態を詳細に説明する。なお、図面の説明においては同一要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。

図１は、放射性同位元素製造システムに用いられる液体ターゲット装置の概略構成図である。液体ターゲット装置１を含む放射性同位元素製造システム（以下、「ＲＩ製造システム」）は、荷電粒子線Ｂをターゲット液体Ｔに照射して放射性同位元素（以下、「ＲＩ」）を製造する装置である。当該システムで製造されたＲＩは、例えば放射性同位元素標識化合物である放射性薬剤（放射性医薬品を含む）の製造に用いられる。ターゲット液体Ｔは、例えば^１８Ｏ水、及び、^６８Ｚｎ、^６５Ｎｉ、^ｎａｔＹなど金属元素を含む酸性溶液等である。これらのターゲット液体Ｔから生成される放射性同位元素標識化合物としては、病院等のＰＥＴ検査（陽電子断層撮影検査）に使用されるものとして、^１８Ｆ−ＦＤＧ（フルオロデオキシグルコース）、^６８Ｇａ−ＰＳＭＡ、^６４Ｃｕ−ＤＯＴＡ−ｔｒａｓｔｕｚｕｍａｂ、^８９Ｚｒ−ｔｒａｓｔｕｚｕｍａｂ等がある。

ＲＩ製造システムには、液体ターゲット装置１のほか粒子加速器が含まれる。粒子加速器は、荷電粒子線Ｂを出射する加速器である。荷電粒子としては、例えば陽子、重粒子（重イオン）などが挙げられる。なお、粒子加速器としては、例えばサイクロトロン、線形加速器（ライナック）等が使用される。荷電粒子線としては、例えば、陽子線、重陽子線、α線等が使用される。以下の説明においては、粒子加速器３から出射される荷電粒子線の上流、下流に対応させて、「上流側」、「下流側」等の語を用いるものとする。

液体ターゲット装置１は、当該サイクロトロンに設けられる荷電粒子線を出射するポートに設けられたマニホールド９０に対して装着される。サイクロトロンは加速空間内の荷電粒子線の軌道を調整して、ポートから荷電粒子線を取り出す。取り出された荷電粒子線は、マニホールド９０に入射して液体ターゲット装置１に到達する。

液体ターゲット装置１は、冷却ユニット１０とターゲット保持ユニット２０と、を含んで構成される。なお、本実施形態では冷却ユニット１０とターゲット保持ユニット２０とを分けて説明するが、ユニットの区分の仕方は適宜変更することができる。

冷却ユニット１０は、サイクロトロンのマニホールド９０から突出した状態に設けられている。冷却ユニット１０は、荷電粒子線Ｂの照射軸に対応する位置に当該荷電粒子線Ｂを通過させるためのビーム通過路１１を備えている。ビーム通過路１１は、荷電粒子線Ｂの照射軸を中心線として断面円形に形成され、当該照射軸に沿って延びるように形成されている。

冷却ユニット１０は、ビーム通過路１１上に２組のフォイルを備えている。真空フォイル３１は、ビーム通過路１１のうち、真空フォイル３１より上流側の領域を真空に保つ。換言すると真空フォイル３１よりも上流側の領域は真空領域Ａ１となる。また、中間フォイル３２は、ビーム通過路１１のうち真空フォイル３１よりも下流側に設けられる。真空フォイル３１及び中間フォイル３２は、は、フォイルは、チタン又はクロム等の金属やその合金から形成された円形状の薄い箔であり、厚みが１０μｍ〜１００μｍ程度となっている。フォイルとしては、例えば、鉄、コバルト、ニッケル、クロム、モリブデン、マンガン、タングステン等を含むハーバーフォイル等を用いることができるが、これらに限定されるものではない。また、中間フォイル３２は、上記のフォイルが２枚重ねて設けられていてもよい。図１では、２枚のフォイル３２ａ，３２ｂを重ねて中間フォイル３２が形成されている状態を示している。２枚のフォイル３２ａ，３２ｂを重ねて中間フォイル３２を形成すると、中間フォイル３２の機械的強度を高めることができる。

また、冷却ユニット１０は、ビーム通過路１１にヘリウムなどの冷却ガスを吹き出す２組の冷却流路１２，１３を有している。冷却流路１２は、一対の冷却流路１２ａ，１２ｂを含んで構成される。また、冷却流路１３は、一対の冷却流路１３ａ，１３ｂを含んで構成される。

冷却流路１２は、ビーム通過路１１上の真空フォイル３１と中間フォイル３２との間に設けられる。冷却流路１２ａ，１２ｂはビーム通過路１１を挟んで対向して設けられる。また、冷却流路１２ａ，１２ｂは、それぞれ上流側に向いた部分と下流側に向いた部分とに分岐している。冷却流路１２ａのうち上流側に向いた部分は、上流側の真空フォイル３１に対して冷却ガスを吹き付け、下流側に向いた部分は、中間フォイル３２に対して冷却ガスを吹き付ける（図２も参照）。冷却流路１２ｂは、冷却流路１２ａから吹き付けられた冷却ガスをビーム通過路１１から排出するための流路として設けられる。

冷却流路１３は、ビーム通過路１１上の中間フォイル３２よりも下流側に設けられる。冷却流路１３ａ，１３ｂはビーム通過路１１を挟んで対向して設けられる。また、冷却流路１３ａ，１３ｂは、それぞれ上流側に向いた部分と下流側に向いた部分とに分岐している。冷却流路１３ａのうち上流側に向いた部分は、上流側の中間フォイル３２に対して冷却ガスを吹き付け、下流側に向いた部分は、後述するターゲット収容部２３（液体収容部）に対して冷却ガスを吹き付ける（図２も参照）。冷却流路１３ｂは、冷却流路１３ａから吹き付けられた冷却ガスをビーム通過路１１から排出するための流路として設けられる。

ターゲット保持ユニット２０は、略円柱状であって、ターゲットフォイル３３、ターゲット容器部２１、冷却機構２２を備えている。ターゲット保持ユニット２０は、冷却流路１３よりも下流側において冷却ユニット１０と連結されている。

ターゲット容器部２１は、ターゲット保持ユニット２０の上流側に配置されている。ターゲット容器部２１と上流側の冷却ユニット１０との間にはターゲットフォイル３３が挟み込まれている。なお、ターゲット保持ユニット２０を構成する部材によってターゲットフォイル３３を挟み込んで支持する構成としてもよいし、図１に示すように冷却ユニット１０を構成する部材によってターゲットフォイル３３を挟み込んで支持する構成としてもよい。

図１に示す構成の場合、ターゲットフォイル３３の正面側の面の一部は、ビーム通過路１１に対して露出している。ターゲットフォイル３３は、ビームの通過を許容する一方、ターゲット液体Ｔやヘリウムガスといった流体の通過を遮断する。ターゲットフォイル３３は、例えばハーバーフォイルまたはニオブ等の金属又は合金から形成された円形状の薄い箔であり、その厚さが１０μｍ〜５０μｍ程度となっている。

ターゲット容器部２１は、正面視中央部に形成されターゲット液体Ｔを収容可能なターゲット収容部２３と、ターゲット収容部２３の上方に位置しターゲット収容部２３に連通するバッファ部２４とを備えている。ターゲット収容部２３及びバッファ部２４は、ターゲット容器部２１の正面側がターゲットフォイル３３により塞がれて形成される閉鎖空間で構成される。この閉鎖空間の一部が、ターゲット液体Ｔが貯留されるターゲット収容部２３であり、上記閉鎖空間のうちターゲット液体Ｔの液面より上方の部分がバッファ部２４である。換言すると、ターゲット収容部２３及びバッファ部２４とビーム通過路１１との間は、ターゲットフォイル３３によって区画される。ターゲット収容部２３には、配管４１を通じてターゲット液体Ｔが供給充填され、処理後のターゲット液体Ｔは再び配管４１を通じて回収される。

ターゲット収容部２３及びバッファ部２４を構成する背面壁４３の更に背面側に、冷却機構２２が設けられている。冷却機構２２は、背面壁４３に接触する冷却水を供給してターゲット収容部２３及びバッファ部２４を冷却する。冷却機構２２は、背面壁４３の直ぐ背面側の背面水路４５と、この背面水路４５に冷却水を導入する導水路４７と、背面水路４５から冷却水を排出する排水路４９と、を有している。冷却水は、導水路４７に接続された冷却水供給配管を通じて外部から供給される。このような冷却機構２２によって、ターゲット収容部２３内のターゲット液体Ｔが冷却される。また、冷却機構２２によってバッファ部２４が冷却されることにより、ターゲット収容部２３内のターゲット液体Ｔから蒸発した蒸気はバッファ部２４で凝縮され、自重でターゲット収容部２３内に戻る。なお、ターゲット収容部２３及びバッファ部４４は、配管５１を通じて供給される不活性ガス（例えばＨｅ）によって加圧され、これにより、ターゲット液体Ｔの沸点が上昇する。

このように、液体ターゲット装置１では、真空フォイル３１、中間フォイル３２及びターゲットフォイル３３によって、ビーム通過路１１上に冷却ガスが通過する２つの気体室が形成されている。すなわち、冷却流路１２（１２ａ，１２ｂ）により冷却ガスが供給される第１気体室Ｒ１と、冷却流路１３（１３ａ，１３ｂ）により冷却ガスが供給される第２気体室Ｒ２と、がビーム通過路１１上に形成される。第１気体室Ｒ１と第２気体室Ｒ２との間は中間フォイル３２によって区画されている。

次に、図２を参照しながら、第１気体室Ｒ１と第２気体室Ｒ２に対して供給される冷却ガスの流れについて説明する。液体ターゲット装置１では、第１気体室Ｒ１に対して供給される冷却ガスの流通系と第２気体室Ｒ２に対して供給される冷却ガスの流通系とは互いに独立させることができる。なお、冷却ガスの流通系とは、気体室への冷却ガスの供給及び気体室からの冷却ガスの排出に係る配管系統のことをいう。

図２では、３つの液体ターゲット装置１（１Ａ，１Ｂ，１Ｃ）を示している。図１では、１つの液体ターゲット装置１について説明したが、実際には１つの粒子加速器に対して複数の液体ターゲット装置１が取り付けられる場合がある。例えば、粒子加速器がサイクロトロンである場合、サイクロトロンには複数のポートが設けられて、各ポートに対してマニホールドを介して液体ターゲット装置１が取り付けられる場合がある。このような場合、複数の液体ターゲット装置１同士はある程度近接した状態で設置される。図２では、３つの液体ターゲット装置１（１Ａ，１Ｂ，１Ｃ）が平行に配置されている状態を模式的に示しているが、実際には粒子加速器の構成等に応じて、隣接する液体ターゲット装置１間で設置角度が異なる場合がある。

このような場合、上流側の第１気体室Ｒ１に対して供給される冷却ガスは、隣接する液体ターゲット装置１間で共有することができる。すなわち、第１気体室Ｒ１に対して供給される冷却ガスの流通系Ｓ１は、他の液体ターゲット装置と共有されている。図２に示す例の場合、液体ターゲット装置１Ａに対して供給された冷却ガスは、冷却流路１２ｂから排出された後配管Ｌ１を経由して液体ターゲット装置１Ｂの冷却流路１２ａから液体ターゲット装置１Ｂのビーム通過路１１（第１気体室Ｒ１）へ供給される。そして、液体ターゲット装置１Ｂの第１気体室Ｒ１へ供給された冷却ガスは、冷却流路１２ｂから排出された後、配管Ｌ２を経由して液体ターゲット装置１Ｃの冷却流路１２ａから液体ターゲット装置１Ｃへ供給される。このように、第１気体室Ｒ１に対する冷却ガスの流通系については、複数の液体ターゲット装置１近隣の液体ターゲット装置１の第１気体室Ｒ１に対して設けられた冷却流路同士を配管により接続し、当該配管を介して冷却ガスを供給する構成とすることができる。

一方、第２気体室Ｒ２への冷却ガスの流通系Ｓ２は、隣接する液体ターゲット装置１とは独立して設けることができる。図２では、液体ターゲット装置１Ｂに対して供給される冷却ガスの流通系Ｓ２を示している。この供給系では、ヘリウム冷却加圧装置６１において冷却された冷却ガス（ヘリウムガス）が配管Ｌ３を経て冷却流路１３ａに対して送られ、冷却流路１３ａから第２気体室Ｒ２へ供給される。このように、第１気体室Ｒ１に係る冷却ガスの流通系と、第２気体室Ｒ２に係る冷却ガスの流通系とは互いに独立とすることができる。

なお、第２気体室Ｒ２から冷却流路１３ｂを経て排出された冷却ガスは、配管Ｌ４を経てヘリウム冷却加圧装置６１へ返送される。なお、配管Ｌ４上には、気水分離装置６２及びフィルタ６３が設けられている。気水分離装置６２及びフィルタ６３は、ターゲットフォイル３３が破損し、ターゲット液体Ｔが配管Ｌ４に流入した場合にターゲット液体Ｔを含む異物を回収する回収部として機能する。ここでの「異物」とは、本来流通系Ｓ１，Ｓ２を流れる流体である冷却ガスとは異なる物質全般のことをいう。本来配管Ｌ４を流れる流体はヘリウムガスのみである。

気水分離装置６２は、配管Ｌ４に流れる流体（ヘリウムガス）にターゲットフォイル３３の破損によりターゲット液体Ｔが含まれる場合に当該液体が後段へ流れることを防ぐために設けられる。気水分離のための装置構成は特に限定されないが、図２のようにタンクの形状を変更して気水分離が可能な構成としてもよい。また、気水分離装置６２において回収された液体または気体に対して中和処理を行う機能を有していてもよい。

フィルタ６３は、配管Ｌ４を流れる気体中に含まれる水蒸気等を除去するために設けられる。また、気体中にヘリウムガスとは異なる成分のガス等が含まれる場合には、当該成分を吸着可能なフィルタを用いてもよい。

第２気体室Ｒ２から流れるガスは、配管Ｌ４上の気水分離装置６２及びフィルタ６３を経てヘリウム冷却加圧装置６１へ返送される。ガスが気水分離装置６２及びフィルタ６３を経ることで、ターゲットフォイル３３が破損した際でも流入したターゲット液体Ｔを除去することが可能となるため、ヘリウム冷却加圧装置６１の損傷を防ぐことができる。

上記のように、本実施形態に係る液体ターゲット装置１では、ターゲット収容部２３（液体収容部）を区画するターゲットフォイル３３と上流側の真空領域Ａ１との間に、ビーム通過路１１を区画する真空フォイル３１と中間フォイル３２とが設けられている。したがって、仮にターゲットフォイル３３が破損してターゲット収容部２３に保持されるターゲット液体が第２気体室Ｒ２に流出したとしても、中間フォイル３２によってその移動が規制される。したがって、ターゲット液体が第１気体室Ｒ１を経て上流側の真空領域へ移動することが防がれる。したがって、ターゲットフォイル３３の破損時であってもターゲット液体が粒子加速器側へ流出することを防ぐことができる。

従来の構成では、中間フォイル３２が設けられておらず、冷却ガスが通過する気体室は１室で構成されているため、ターゲットフォイル３３が破損してターゲット液体Ｔが気体室に漏れ出した場合、真空フォイル３１の下流側までターゲット液体Ｔが流れる可能性がある。この場合、仮に真空フォイル３１が破損すると、上流の真空領域Ａ１までターゲット液体Ｔが流れる可能性がある。真空領域Ａ１までターゲット液体Ｔが流れると、上流側の粒子加速器に影響を与える可能性がある。特に、酸性のターゲット液体Ｔを用いる場合は、真空領域Ａ１が酸により腐食し、重大な影響を与える可能性がある。これに対して、本実施形態に係る液体ターゲット装置１では、ビーム通過路１１に中間フォイル３２によって区画された２つの気体室を設けることで、ターゲット液体Ｔの漏れ出しが真空フォイル３１まで到達することを防いでいる。したがって、ターゲットフォイル３３が破損したとしても、粒子加速器側へのターゲット液体Ｔの移動を抑制することができる。

また、第１気体室Ｒ１に係る冷却ガスの流通系Ｓ１と、第２気体室Ｒ２に係る冷却ガスの流通系Ｓ２と、は互いに独立している態様とすることができる。このような構成とすることで、仮に第２気体室Ｒ２に対してターゲット液体Ｔが流出して、冷却ガスの移動と共に流通系Ｓ２を経て系外に排出されたとしても、第２気体室Ｒ２に係る冷却ガスの流通系Ｓ２と第１気体室Ｒ１に係る冷却ガスの流通系Ｓ１とは独立していることで、ターゲット液体Ｔが第１気体室Ｒ１等へ誤って供給されることを防ぐことができる。すなわち、第２気体室Ｒ２のみがターゲット液体Ｔに触れることになり、第１気体室Ｒ１はターゲット液体Ｔに触れることを防ぐことが可能となるため、粒子加速器側へのターゲット液体Ｔの移動を防ぐことができる。

また、第２気体室Ｒ２から排出される流体を流す配管Ｌ４と、配管Ｌ４に設けられて流体に含まれる異物を回収するための回収部としての気水分離装置６２及びフィルタ６３と、をさらに有する態様とすることができる。このような構成とすることで、仮にターゲット液体Ｔが第２気体室Ｒ２に漏れて冷却ガスの移動と共に配管Ｌ４に流れたとしても、回収部においてターゲット液体Ｔに係る異物を回収することができるため、後段へのターゲット液体Ｔの流出を防ぐことができる。すなわち、系外へのターゲット液体Ｔに係る異物の排出を防ぐことができると同時に、ヘリウム冷却加圧装置６１等の第２気体室Ｒ２に対して冷却ガスを供給するためのポンプ及び配管等がターゲット液体Ｔに係る物質に触れることを防ぐことができる。

また、上記のように、第１気体室Ｒ１に係る冷却ガスの流通系Ｓ１は、自装置とは異なる他の液体ターゲット装置と共有される。一つの粒子加速器には複数の液体ターゲット装置が設けられる場合、冷却ガスの流通系は他の液体ターゲット装置と共有され得る。このような場合、共有される流通系にターゲット液体Ｔ等の冷却ガスとは異なる異物が混入すると影響が広範囲となる可能性があるが、上記の液体ターゲット装置１のように、ターゲット収容部２３から離れた側の第１気体室Ｒ１に係る冷却ガスの流通系を他の液体ターゲット装置と共有する構成とすることで、ターゲットフォイル３３の破損が生じた場合でも、他の液体ターゲット装置等への影響を防ぐことができる。

本発明は、上述した実施形態を始めとして、当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を施した様々な形態で実施することができる。また、上述した実施形態に記載されている技術的事項を利用して、変形例を構成することも可能である。各実施形態の構成を適宜組み合わせて使用してもよい。

例えば、液体ターゲット装置１を構成する各部の形状等は適宜変更することができる。例えば、第２気体室Ｒ２は冷却ユニット１０の一部として説明したが、第２気体室Ｒ２に係る構成をターゲット保持ユニット２０の一部として構成してもよい。

また、フォイルを支持する構造等は上記実施形態で説明したものに限定されない。また、中間フォイル３２は２枚重ねとしなくてもよく、１枚のフォイルから構成されていてもよい。

また、ビーム通過路１１に設けられる気体室の数は３以上であってもよい。ただし、気体室の数が増える度に気体室を区画するための部材（中間フォイル３２に対応する部材）の数が増えるため、ターゲット液体Ｔに対する荷電粒子線の照射効率は低下することが考えられる。

また、第１気体室Ｒ１に係る冷却ガスの流通系Ｓ１と第２気体室Ｒ２に係る冷却ガスの流通系Ｓ２とが独立していない構成であってもよい。ただし、例えば、第２気体室Ｒ２から排出される冷却ガスが第１気体室Ｒ１に直接供給されることを防ぐ構成とすることで、上記のように第２気体室Ｒ２にターゲット液体Ｔが漏れた場合に第１気体室Ｒ１へターゲット液体Ｔに係る異物が流れることを防ぐことができる。また、第１気体室Ｒ１に係る冷却ガスの流通系Ｓ１については、他の液体ターゲット装置１と共有されていない構成であってもよい。

また、回収部としての気水分離装置６２及びフィルタ６３は、液体ターゲット装置１に異常が発生していないとき、すなわち、ターゲットフォイル３３が破損していないときは回収部としての機能を発揮しない状態としてもよい。この場合、何らかの異常を検知した段階で回収部としての機能を発揮するように制御する構成とすることで、上記実施形態で説明した回収部としての機能を実現することができる。

１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ…液体ターゲット装置、３…粒子加速器、１０…冷却ユニット、１１…ビーム通過路、１２，１２ａ，１２ｂ，１３，１３ａ，１３ｂ…冷却流路、２０…ターゲット保持ユニット、２１…ターゲット容器部、２２…冷却機構、２３…ターゲット収容部、２４…バッファ部、３１…真空フォイル、３２…中間フォイル、３３…ターゲットフォイル、６１…ヘリウム冷却加圧装置、６２…気水分離装置、６３…フィルタ。

Claims

ターゲット液体を収容する液体収容部と、
粒子加速器から出射された荷電粒子線を前記液体収容部まで通過させるビーム通過路と、
前記ビーム通過路と前記液体収容部との間を区画するターゲットフォイルと、
前記ビーム通過路の上流側に設けられた真空領域と前記ビーム通過路とを区画する真空フォイルと、
を備え、
前記ビーム通過路には、前記真空フォイル側で冷却ガスが供給される第１気体室と、前記第１気体室より前記ターゲットフォイル側で冷却ガスが供給される第２気体室と、が設けられ、
前記第１気体室と前記第２気体室との間は中間フォイルによって区画されている、液体ターゲット装置。
前記第１気体室に係る冷却ガスの流通系と、前記第２気体室に係る冷却ガスの流通系と、は互いに独立している、請求項１に記載の液体ターゲット装置。
前記第２気体室から排出される流体を流す配管と、
前記配管に設けられて前記流体に含まれる異物を回収するための回収部と、
をさらに有する、請求項１または２に記載の液体ターゲット装置。
前記第１気体室に係る冷却ガスの流通系は、自装置とは異なる他の液体ターゲット装置と共有される、請求項１〜３のいずれか一項に記載の液体ターゲット装置。