JP2022152583A - Ｒｉ製造装置、及びターゲット収容装置 - Google Patents

Abstract

【課題】冷却効率を向上できるターゲット収容装置、及び核反応の効率を向上できるＲＩ製造装置を提供することができる。
【解決手段】ＲＩ製造装置１は、収容部３に対して照射軸ＲＬ周りに設けられた伝熱壁部４１，４２を介して、当該伝熱壁部４１，４２の外周側から収容部３を冷却するように、冷却媒体を流通可能とする冷却流路４６，４８を備える。この場合、冷却流路４６，４８に冷却媒体を流すことで、照射軸ＲＬ周りの伝熱壁部４１，４２を介して、照射軸を基準として前記収容部よりも外側から収容部３のターゲットを冷却することができる。このように、内部空間３１Ａ，３１Ｂ及び冷却流路４６，４８によって、異なる方向からターゲットを冷却することが可能となる
【選択図】図３

Description

本発明は、ターゲット収容装置に関する。

ポジトロン断層撮影法（ＰＥＴ：Positron Emission Tomography）を用いたＰＥＴ検査の検査用薬剤に使用される放射性同位元素は、病院内の検査室に近い場所に設置されるサイクロトロン等の放射線源を用いて製造される。具体的には、放射線源からの粒子線（例えば、陽子線や重陽子線等の粒子線）をターゲット収容装置に導き、ターゲット収容装置に収容されているターゲット（例えば、ターゲット水（^１８Ｏ水））との核反応により放射性同位元素を製造する。そして、製造された放射性同位元素を所定の化合物（例えば、フルオロデオキシグルコース（ＦＤＧ：Fluoro-Deoxy-Glucose））に組み込んだり、その一部を置き換えたりして合成することで、検査用薬剤を製造する。

このような放射性同位元素を製造するためのＲＩ製造装置として、液体ターゲットを収容する収容部と、当該収容部を粒子線の照射軸の一方側から冷却する流路を備えた装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１３－２４６１３１号公報

ここで、ターゲットは、粒子線を照射されることで高温となる。これに対し、ターゲットを冷却する冷却効率を向上することで、核反応の効率を向上できる。従って、冷却効率を向上できるターゲット収容装置、及び核反応の効率を向上できるＲＩ製造装置が求められていた。

本発明は上記を鑑みてなされたものであり、冷却効率を向上できるターゲット収容装置、及び核反応の効率を向上できるＲＩ製造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ＲＩ製造装置は、粒子線が照射されるターゲットの核反応により放射性同位元素を製造するＲＩ製造装置であって、粒子線の照射位置でターゲットを収容する収容部と、粒子線の照射軸に対する一方側から、収容部を冷却するように、冷却媒体を流通可能とする第１の流路と、収容部に対して照射軸周りに設けられた壁部の少なくとも一部を介して、照射軸を基準として収容部よりも外側から収容部を冷却するように、冷却媒体を流通可能とする第２の流路と、を備える。

ＲＩ製造装置は、粒子線の照射軸に対する一方側から、収容部を冷却するように、冷却媒体を流通可能とする第１の流路を備える。これにより、第１の流路に冷却媒体を流すことで、収容部のターゲットを照射軸に対する一方側から冷却することができる。更にＲＩ製造装置は、収容部に対して照射軸周りに設けられた壁部の少なくとも一部を介して、照射軸を基準として収容部よりも外側から収容部を冷却するように、冷却媒体を流通可能とする第２の流路を備える。この場合、第２の流路に冷却媒体を流すことで、照射軸周りの壁部を介して、照射軸を基準として内側から外側へ向けて、収容部から抜熱することで、収容部のターゲットを冷却することができる。このように、第１の流路及び第２の流路によって、異なる方向からターゲットを冷却することが可能となる。そのため、ターゲットの冷却効率を向上することができ、これによって、ターゲットの核反応の効率を向上することができる。

第２の流路は、収容部のうち、液体ターゲットを収容可能な部分を冷却可能であってよい。この場合、第２の流路は、粒子線を照射されることで高温となる液体ターゲットを冷却することで、液体ターゲットの蒸発を抑制することができる。そのため、液体ターゲットの核反応の効率を向上できる。

第２の流路は、収容部のうち、気体ターゲットを収容可能な部分を冷却可能であってよい。この場合、第２の流路は、気体ターゲットを冷却することで、液化させることができる。そのため、液体ターゲットの量を増やすことで核反応の効率を向上できる。

収容部は、液体ターゲットを収容可能な第１の収容部分と、第１の収容部分に連通して気体ターゲットを収容可能な第２の収容部分と、を有し、第２の流路は、第２の収容部分を挟んで第１の流路とは照射軸に対する反対側から収容部を冷却可能であってよい。この場合、第１の収容部分の液体ターゲットが粒子線を照射されることで蒸発して、第２の収容部分に気体ターゲットとして溜まる。これに対し、第１の流路と第２の流路は、照射軸に対して両側から気体ターゲットを冷却することができる。これにより、気体ターゲットを冷却することで液化させて、液体ターゲットとして、第１の収容部分に戻すことができる。そのため、液体ターゲットの量を増やすことで核反応の効率を向上できる。

第２の流路には、冷却媒体の流れを阻害する部材が設けられてよい。この場合、部材は、第２の流路における冷却媒体の流れを阻害することで、層流を乱流に代えて、冷却効率を向上することができる。

本発明の一形態に係るターゲット収容装置は、粒子線が照射されることで核反応により放射性同位元素を製造可能なターゲットを収容するターゲット収容装置であって、ターゲットを収容する収容部と、ターゲットへ粒子線が照射される場合に、当該粒子線の照射軸に対する一方側から、収容部を冷却するように、冷却媒体を流通可能とする第１の流路と、収容部に対して照射軸周りに設けられた壁部の少なくとも一部を介して、当該壁部の外周側から収容部を冷却するように、冷却媒体を流通可能とする第２の流路と、を備える。

ターゲット収容装置は、粒子線の照射軸に対する一方側から、収容部を冷却するように、冷却媒体を流通可能とする第１の流路を備える。これにより、第１の流路に冷却媒体を流すことで、収容部のターゲットを照射軸に対する一方側から冷却することができる。更にターゲット収容装置は、収容部に対して照射軸周りに設けられた壁部の少なくとも一部を介して、照射軸を基準として収容部よりも外側から収容部を冷却するように、冷却媒体を流通可能とする第２の流路を備える。この場合、第２の流路に冷却媒体を流すことで、照射軸周りの壁部を介して、外周側から収容部のターゲットを冷却することができる。このように、第１の流路及び第２の流路によって、異なる方向からターゲットを冷却することが可能となる。そのため、ターゲットの冷却効率を向上することができる。

本発明によれば、冷却効率を向上できるターゲット収容装置、及び核反応の効率を向上できるＲＩ製造装置を提供することができる。

本発明の実施形態に係るＲＩ製造装置の断面図である。 ＲＩ製造装置の平面図である。 本実施形態に係るターゲット収容装置の断面図である。 ターゲット収容装置の斜視図である。 ターゲット収容装置の冷却媒体の流れを説明する図である。 冷却流路の拡大図である。

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、ＲＩ製造装置１の断面図である。ＲＩ製造装置１は、本発明のＲＩ製造装置の実施形態であるターゲット収容装置１０を備えている。ＲＩ製造装置１は、放射性同位元素（ＲＩ）を製造するものである。ＲＩ製造装置１は、例えばＰＥＴ用サイクロトロンとして使用可能であり、ＲＩ製造装置１で製造されたＲＩは、例えば放射性同位元素標識化合物（ＲＩ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。病院等のＰＥＴ検査（陽電子断層撮影検査）に使用される放射性同位元素標識化合物としては、^１８Ｆ－ＦＬＴ（フルオロチミジン）、^１８Ｆ－ＦＭＩＳＯ（フルオロソニダゾール）、^１１Ｃ－ラクロプライド等がある。

ＲＩ製造装置１は、いわゆる自己シールド型の粒子加速器システムであり、荷電粒子を加速させる加速器（サイクロトロン）２と、この加速器２を取り囲んで放射線を遮蔽するための放射線シールド（壁体）である自己シールド６とを備えている。自己シールド６によって囲まれるように形成された内部空間Ｓには、加速器２の他に、ＲＩを製造するために用いられるターゲット収容装置１０、加速器２の内部を真空にするための真空ポンプ４などが配置されている。さらに、内部空間には、加速器２の運転に必要な付属品、ターゲット収容装置１０の冷却に用いられる付属機器などが配置されている。

加速器２は、いわゆる縦型のサイクロトロンであり、一対の磁極と、真空箱と、これらの一対の磁極及び真空箱を取り囲む環状のヨークとを有している。一対の磁極は、一部が真空箱内で上面同士が所定間隔空けて対面している。これらの一対の磁極の隙間内で、水素イオン等の荷電粒子が多重加速される。真空ポンプ４は、加速器２内の真空環境を維持するために使用されるものであり、例えば加速器２の側部に固定されている。加速器２は図中に矢印Ｂで示す照射方向に荷電粒子粒子線を出射する。

ターゲット収容装置１０は、加速器２から照射された荷電粒子粒子線を受けてＲＩを製造するためのものであり、内部に原料（例えばターゲット水；^１８Ｏ水）を収容する収容部が形成されている。ターゲット収容装置１０は、一般的に、図１及び図２に示すように加速器２の側部に固定されている。本実施形態のＲＩ製造装置１は、加速器２を挟んで両側に配置された２つのターゲット収容装置１０を備えている。例えば、図示左側に配置されたターゲット収容装置１０は上段側に配置され、図示右側に配置されたターゲット収容装置１０は下段側に配置されている（図２参照）。ターゲット収容装置１０は、加速器２に設けられたターゲットシールド７に覆われている。自己シールド６は、複数のパーツからなり加速器２及びターゲット収容装置１０を覆うように形成されている。

続いて、本発明のＲＩ製造装置１が備える上記ターゲット収容装置１０について、図３及び図４を参照しながら更に詳細に説明する。図３は、本実施形態に係るターゲット収容装置１０の断面図である。図３は、照射軸ＲＬの位置でターゲット収容装置１０を切断した断面図である。図４は、ターゲット収容装置１０の一部を切断した断面斜視図である。主に図３を参照し、適宜図４を参照する。

図３に示すように、本実施形態に係るターゲット収容装置１０は、フォイル２と、収容部３と、冷却機構４Ａ，４Ｂと、を備える。放射性同位元素製造装置は、上述のターゲット収容装置１０と、図示されない加速器とを備える。加速器として例えばサイクロトロンなどが採用され、当該加速器は、荷電粒子線（以下、「粒子線」という。）を生成し、生成された粒子線Ｂは、照射軸ＲＬに沿ってターゲット収容装置１０に照射される。ターゲット収容装置１０に照射される粒子線Ｂとしては、例えば、陽子線や重陽子線などの粒子線が挙げられる。ターゲット収容装置１０は、加速器との間に配置されたマニホールド（不図示）を介して、加速器の粒子線Ｂが導出される導出口に装着される。なお、以降の説明においては、照射軸ＲＬが延びる方向を、ターゲット収容装置１０の奥行方向Ｄ１と称する場合がある。また、奥行方向Ｄ１において粒子線Ｂが照射される側（粒子線の進行方向の上流側）をターゲット収容装置１０の前側と称し、反対側をターゲット収容装置１０の後側と称する場合がある。また、ターゲット収容装置１０の奥行方向Ｄ１及び上下方向と直交する方向を幅方向Ｄ２と称する場合がある。

また、位置関係の説明を行うとき、照射軸ＲＬを基準とした「外側」「内側」という語を用いる場合がある。照射軸ＲＬを基準とした外側は、照射軸ＲＬと直交する方向において、照射軸ＲＬからの距離が離れる側である。照射軸ＲＬを基準とした外側を単に「外周側」と称する場合がある。照射軸ＲＬを基準とした内側は、照射軸ＲＬと直交する方向において、照射軸ＲＬからの距離が近付く側である。照射軸ＲＬを基準とした内側を単に「内周側」と称する場合がある。

ターゲット収容装置１０は、例えば、円柱状の外形を有している。ターゲット収容装置１０は、主に収容部３を形成するためのターゲット容器１２と、主に冷却機構４Ａを形成するための冷却機構形成部材１３と、主に冷却機構４Ｂを形成するための内リング１４及び外リング１５と、を備える。前面フランジ１１、ターゲット容器１２、及び冷却機構形成部材１３は、金属製のブロック体によって構成される。また、前面フランジ１１、ターゲット容器１２、及び冷却機構形成部材１３は、奥行方向Ｄ１において、前側から後側へ向かって順に重ね合わせられる。

フォイル２は、前側で収容部３を仕切る部材である。フォイル２は、ターゲット容器１２に対して設けられる。フォイル２は、粒子線Ｂの通過を許容する一方、液体ターゲット１０１やＨｅガスといった流体の通過を遮断する。従って、粒子線Ｂは、フォイル２に照射された後、当該フォイル２を通過して液体ターゲット１０１に照射される。例えばＨｅガスは、フォイル２の前面に吹き付けられて、フォイル２の冷却用ガスとして用いられる。フォイル２は、例えばＴｉ等の金属又は合金から形成された薄い箔であり、その厚さが１０μｍ～５０μｍ程度となっている。フォイル２は、少なくとも収容部３の全域を覆うように設けられる。

収容部３は、液体ターゲット１０１を収容する部分である。収容部３は、ターゲット容器１２に形成された凹部２２と、ターゲット容器１２に形成されて凹部２２に連通する空洞部２５と、フォイル２と、によって囲まれる空間によって構成される。ターゲット容器１２は、例えばＮｂによって形成することができる。収容部３内には、液体ターゲット１０１として、^１８Ｏ（ターゲット水）が封入される。凹部２２は、ターゲット容器１２の前面のうち、例えば、フォイル２が固定される固定面１２ａから奥行方向Ｄ１における後側へ窪んでいる。凹部２２は、底面２２ａと、当該底面２２ａの外周縁から奥行方向Ｄ１における前側へ延びる周面２２ｂと、を有する。収容部３は、奥行方向Ｄ１から見て、円形をなしている（図４参照）。空洞部２５は、凹部２２の上端から斜め上方へ延びる空間である。空洞部２５は、奥行方向Ｄ１における後側へ向かうに従って上方へ延びるように傾斜している。空洞部２５は、凹部２２の上端と連通している。奥行方向Ｄ１から見て、空洞部２５は、扇状の形状を有している（図５参照）。

ターゲット容器１２には、収容部３内に不活性ガス（例えばＨｅガス）を導入するためのガス導入孔（不図示）が形成されている。ターゲット容器１２には、収容部３内に液体ターゲット１０１を充填する際に利用されると共に、収容部３内の液体ターゲット１０１を排出する際に利用される流通孔２６（図４参照）が形成されている。

収容部３は、液体ターゲット１０１を収容する第１の収容部分Ｅ１、及び第１の収容部分Ｅ１の上方であって沸騰した液体ターゲット１０１が蒸発した気体ターゲットを受け入れる第２の収容部分Ｅ２を有する。第２の収容部分Ｅ２は、第１の収容部分Ｅ１の上側に連続的に形成される。ここでは、凹部２２によって形成される空間が第１の収容部分Ｅ１に該当し、空洞部２５によって形成される空間が第２の収容部分Ｅ２に該当する。

冷却機構４Ａは、液体ターゲット１０１に対して照射される粒子線Ｂの照射方向と反対側（すなわち後面側）において、冷却媒体によって収容部３を冷却する。冷却機構４Ａは、第１の収容部分Ｅ１を冷却する第１の冷却部３０Ａ、及び第２の収容部分Ｅ２を冷却する第２の冷却部３０Ｂを備える。第１の冷却部３０Ａは、第１の内部空間３１Ａ（第１の流路）に配置されたノズル部３２Ａを備える。また、第２の冷却部３０Ｂは、第２の内部空間３１Ｂ（第１の流路）に配置されたノズル部３２Ｂを備える。

第１の内部空間３１Ａ及び第２の内部空間３１Ｂは、内部に冷却媒体を流すための空間である。第１の内部空間３１Ａ及び第２の内部空間３１Ｂは、ターゲット容器１２の後側の凹部３０に、冷却機構形成部材１３を取り付けることにより、ターゲット容器１２と冷却機構形成部材１３との間の空間によって構成される。第１の内部空間３１Ａは、収容部３の第１の収容部分Ｅ１に対して、奥行方向Ｄ１における後側に形成される。第２の内部空間３１Ｂは、収容部３の第２の収容部分Ｅ２に対して、奥行方向Ｄ１における後側に形成される。すなわち、第２の内部空間３１Ｂは、第１の内部空間３１Ａの上側に設けられる。内部空間３１Ａと第１の収容部分Ｅ１との間には、伝熱壁部３４Ａが設けられている。内部空間３１Ｂと第２の収容部分Ｅ２との間には、伝熱壁部３４Ｂが設けられている。また、第１の内部空間３１Ａと第２の内部空間３１Ｂとは、隔壁３６によって互いに仕切られている。

第１のノズル部３２Ａは、第１の収容部分Ｅ１との間の伝熱壁部３４Ａに対して冷却媒体を噴射する部材である。第１のノズル部３２Ａは、伝熱壁部３４に対して垂直に冷却媒体を噴射する。第１のノズル部３２Ａは、伝熱壁部３４から離間している。第２のノズル部３２Ｂは、第２の収容部分Ｅ２との間の伝熱壁部３４Ｂに対して冷却媒体を噴射する部材である。第２のノズル部３２Ｂは、伝熱壁部３４Ｂに対して垂直に冷却媒体を噴射する。第２のノズル部３２Ｂは、伝熱壁部３４Ｂから離間している。

次に、冷却機構４Ｂについて説明する。まず、ターゲット容器１２には、収容部３を照射軸ＲＬ周りに取り囲むように内リング１４が取り付けられる。従って、ターゲット容器１２には、内リング１４を外周側から取付可能なように、円環状の凹部４０が形成される（特に図４参照）。なお、内リング１４は、半円状の部材１４Ａ，１４Ｂに分割された半割構造を有しており、凹部４０に対して外周側から取り付けられる（図５参照）。内リング１４は、断面が略四角形の円環状をなしている。ただし、空洞部２５に対応する箇所では、内リング１４は、部分的に内径が小さくなり（図５参照）、内周側に傾斜面１４ｂが形成される（図４参照）。ターゲット容器１２には、内リング１４と後側で対向する座面４０ａが形成される。外リング１５は、凹部４０に取り付けられた内リング１４を外周側から支持するように、座面４０ａに取り付けられる。

ターゲット容器１２は、収容部３の凹部２２の位置にて、内リング１４の内周面１４ａと対向する壁部を有する。当該壁部は、第１の収容部分Ｅ１の照射軸ＲＬ周りに形成される伝熱壁部４１として構成される。伝熱壁部４１は、円筒状の薄肉の壁部として形成される。また、ターゲット容器１２は、空洞部２５の位置にて、内リング１４の傾斜面１４ｂと対向する壁部を有する。当該壁部は、第２の収容部分Ｅ２の照射軸ＲＬ周りに形成される伝熱壁部４２として構成される。伝熱壁部４１は、伝熱壁部３４Ｂに対して外周側で対向する位置に、薄肉の壁部として形成される。奥行方向から見て伝熱壁部４２は扇状に形成され、伝熱壁部４１は伝熱壁部４２以外の部分全周に形成される（図５参照）。なお、伝熱壁部４１と、伝熱壁部４２との間には、座面４０ａから伝熱壁部４２へ向かって立ち上がる段差壁部４４が形成される（図５参照）。

第１の収容部分Ｅ１周りの伝熱壁部４１と、内リング１４の内周面１４ａの間には、冷却媒体を流すための冷却流路４６（第２の流路）が形成される。収容部３の第１の収容部分Ｅ１は、照射軸ＲＬを基準として、伝熱壁部４１よりも内側に設けられる。また、冷却流路４６は、照射軸ＲＬを基準として、伝熱壁部４１よりも外側に設けられる。従って、冷却流路４６は、収容部３に対して照射軸ＲＬ周りに設けられた伝熱壁部４１を介して、照射軸ＲＬを基準として収容部３の第１の収容部分Ｅ１よりも外側から、収容部３の第１の収容部分Ｅ１を冷却するように、冷却媒体を流通可能である。冷却流路４６は、収容部３に対して照射軸ＲＬ周りに設けられた伝熱壁部４１を介して、当該伝熱壁部４１の外周側から収容部３の第１の収容部分Ｅ１を冷却するように、冷却媒体を流通可能である。冷却流路４６は、収容部３のうち、液体ターゲット１０１を収容可能な第１の収容部分Ｅ１を冷却可能である。このような構成によれば、冷却流路４６は、伝熱壁部４１を介して、照射軸ＲＬを基準として内側から外側へ向けて、収容部３の第１の収容部分Ｅ１から抜熱するように、冷却媒体を流通可能である。

第２の収容部分Ｅ２周りの伝熱壁部４２と、内リング１４の傾斜面１４ｂの間には、冷却媒体を流すための冷却流路４８（第２の流路）が形成される。収容部３の第２の収容部分Ｅ２は、照射軸ＲＬを基準として、伝熱壁部４２よりも内側に設けられる。また、冷却流路４８は、照射軸ＲＬを基準として、伝熱壁部４２よりも外側に設けられる。従って、冷却流路４８は、収容部３に対して照射軸ＲＬ周りに設けられた伝熱壁部４２を介して、照射軸ＲＬを基準として収容部３の第２の収容部分Ｅ２よりも外側から、収容部３の第２の収容部分Ｅ２を冷却するように、冷却媒体を流通可能である。冷却流路４８は、収容部３に対して照射軸ＲＬ周りに設けられた伝熱壁部４２を介して、当該伝熱壁部４２の外周側から収容部３の第２の収容部分Ｅ２を冷却するように、冷却媒体を流通可能である。冷却流路４８は、収容部３のうち、気体ターゲット１０２を収容可能な第２の収容部分Ｅ２を冷却可能である。冷却流路４８は、第２の収容部分Ｅ２を挟んで内部空間３１Ｂとは照射軸ＲＬに対する反対側から収容部３の第２の収容部分Ｅ２を冷却可能である。このような構成によれば、冷却流路４８は、伝熱壁部４２を介して、照射軸ＲＬを基準として内側から外側へ向けて、収容部３の第２の収容部分Ｅ２から抜熱するように、冷却媒体を流通可能である。なお、第２の内部空間３１Ｂは、収容部３に対して照射軸ＲＬ周りに設けられた伝熱壁部３４Ｂを介して、照射軸ＲＬを基準として収容部３の第２の収容部分Ｅ２よりも内側から、収容部３の第２の収容部分Ｅ２を冷却するように、冷却媒体を流通可能である。第２の内部空間３１Ｂは、伝熱壁部３４Ｂを介して、照射軸ＲＬを基準として外側から内側へ向けて、収容部３の第２の収容部分Ｅ２から抜熱するように、冷却媒体を流通可能である。

なお、座面４０ａと内リング１４との間には、冷却流路４６と連通する流路４７が形成される。当該流路４７は、冷却媒体の供給管５１及び排出管５２と連通されている。従って、流路４７は、冷却流路４６，４８に対する冷却媒体の供給及び回収を行う。

次に、図３及び図５を参照して、冷却流路４６，４８に対する冷却媒体の流れについて説明する。なお、供給管５１及び排出管５２は、座面４０ａにおける下端付近の領域に設けられている。また、供給管５１と排出管５２との間には、冷却媒体の流れを遮断する隔壁５４が設けられる。まず、供給管５１から供給された冷却媒体は、流路４７を流れることで（Ｆ１）、冷却流路４６へ供給される。これにより、一部の冷却媒体は、冷却流路４６を流れる（Ｆ２）。冷却媒体は、段差壁部４４では、当該段差壁部４４を乗り越えるように流れて（Ｆ３）、冷却流路４８へ供給される。これにより、冷却媒体は、冷却流路４８を流れる（Ｆ４）。冷却媒体は、次の段差壁部４４では、当該段差壁部４４を下るように流れて（Ｆ５）、冷却流路４６及び流路４７へ供給される。これにより、冷却媒体は、冷却流路４６を流れて（Ｆ６）、冷却流路４６を流れる（Ｆ７）。

次に、本実施形態に係るＲＩ製造装置１、及びターゲット収容装置１０の作用・効果について説明する。

ＲＩ製造装置１は、粒子線Ｂの照射軸ＲＬに対する一方側（後側）から、収容部３を冷却するように、冷却媒体を流通可能とする内部空間３１Ａ，３１Ｂを備える。これにより、内部空間３１Ａ，３１Ｂに冷却媒体を流すことで、収容部３のターゲットを照射軸ＲＬに対する一方側から冷却することができる。更にＲＩ製造装置１は、収容部３に対して照射軸ＲＬ周りに設けられた伝熱壁部４１，４２を介して、照射軸ＲＬを基準として収容部３よりも外側から、収容部３を冷却するように、冷却媒体を流通可能とする冷却流路４６，４８を備える。この場合、冷却流路４６，４８に冷却媒体を流すことで、照射軸ＲＬ周りの伝熱壁部４１，４２を介して、照射軸ＲＬを基準として内側から外側へ向けて、収容部３から抜熱することで、収容部３のターゲットを冷却することができる。このように、内部空間３１Ａ，３１Ｂ及び冷却流路４６，４８によって、異なる方向からターゲットを冷却することが可能となる。そのため、ターゲットの冷却効率を向上することができ、これによって、ターゲットの核反応の効率を向上することができる。

冷却流路４６は、収容部３のうち、液体ターゲット１０１を収容可能な第１の収容部分Ｅ１を冷却可能であってよい。この場合、冷却流路４６は、粒子線Ｂを照射されることで高温となる液体ターゲット１０１を冷却することで、液体ターゲット１０１の蒸発を抑制することができる。そのため、液体ターゲット１０１の核反応の効率を向上できる。

冷却流路４８は、収容部３のうち、気体ターゲット１０２を収容可能な第２の収容部分Ｅ２を冷却可能であってよい。この場合、冷却流路４８は、気体ターゲット１０２を冷却することで、液化させることができる。そのため、液体ターゲット１０１の量を増やすことで核反応の効率を向上できる。

収容部３は、液体ターゲット１０１を収容可能な第１の収容部分Ｅ１と、第１の収容部分Ｅ１に連通して気体ターゲット１０２を収容可能な第２の収容部分Ｅ２と、を有し、冷却流路４８は、第２の収容部分Ｅ２を挟んで内部空間３１Ｂとは照射軸ＲＬに対する反対側から収容部３を冷却可能であってよい。この場合、第１の収容部分Ｅ１の液体ターゲット１０１が粒子線Ｂを照射されることで蒸発して、第２の収容部分Ｅ２に気体ターゲット１０２として溜まる。これに対し、内部空間３１Ｂと冷却流路４８は、照射軸ＲＬに対して両側から気体ターゲット１０２を冷却することができる。これにより、気体ターゲット１０２を冷却することで液化させて、液体ターゲット１０１として、第１の収容部分Ｅ１に戻すことができる。そのため、液体ターゲット１０１の量を増やすことで核反応の効率を向上できる。

また、ターゲット収容装置１０は、粒子線Ｂの照射軸ＲＬに対する一方側（後側）から、収容部３を冷却するように、冷却媒体を流通可能とする内部空間３１Ａ，３１Ｂを備える。これにより、内部空間３１Ａ，３１Ｂに冷却媒体を流すことで、収容部３のターゲットを照射軸ＲＬに対する一方側から冷却することができる。更にターゲット収容装置１０は、収容部３に対して照射軸ＲＬ周りに設けられた伝熱壁部４１，４２を介して、照射軸ＲＬを基準として収容部３よりも外側から収容部３を冷却するように、冷却媒体を流通可能とする冷却流路４６，４８を備える。この場合、冷却流路４６，４８に冷却媒体を流すことで、照射軸ＲＬ周りの伝熱壁部４１，４２を介して、照射軸ＲＬを基準として内側から外側へ向けて、収容部３から抜熱することで、収容部３のターゲットを冷却することができる。このように、内部空間３１Ａ，３１Ｂ及び冷却流路４６，４８によって、異なる方向からターゲットを冷却することが可能となる。そのため、ターゲットの冷却効率を向上することができ、これによって、ターゲットの核反応の効率を向上することができる。そのため、ターゲットの冷却効率を向上することができる。

本発明は、上述の実施形態に限定されない。

例えば、冷却流路４６，４８には、冷却媒体の流れを阻害する部材が設けられてよい。この場合、部材は、冷却流路４６，４８における冷却媒体の流れを阻害することで、層流を乱流に代えて、冷却効率を向上することができる。例えば、図６に示すように、内リング１４の内周面１４ａ、及び伝熱壁部４１の少なくとも一方に冷却媒体の流れを阻害する部材６０が設けられる。この場合、部材６０によって冷却流路４６内にスリットが形成される。このようなスリット構造に流れを阻害されることで、冷却媒体が乱流となる。

本発明のＲＩ製造装置、及びターゲット収容装置の具体的な構造は、上述の実施形態に限定されない。

冷却流路４６，４８は、少なく一方が設けられていればよく、他方を省略してもよい。

１…ＲＬ製造装置、３…収容部、１０…ターゲット収容装置、３１Ａ，３１Ｂ…内部空間（第１の流路）、伝熱壁部…４１，４２、４６，４８…冷却流路（第２の流路）。

Claims (6)

1. 粒子線が照射されるターゲットの核反応により放射性同位元素を製造するＲＩ製造装置であって、
   前記粒子線の照射位置で前記ターゲットを収容する収容部と、
   前記粒子線の照射軸に対する一方側から、前記収容部を冷却するように、冷却媒体を流通可能とする第１の流路と、
   前記収容部に対して前記照射軸周りに設けられた壁部の少なくとも一部を介して、前記照射軸を基準として前記収容部よりも外側から前記収容部を冷却するように、冷却媒体を流通可能とする第２の流路と、を備える、ＲＩ製造装置。
2. 前記第２の流路は、前記収容部のうち、液体ターゲットを収容可能な部分を冷却可能である、請求項１に記載のＲＩ製造装置。
3. 前記第２の流路は、前記収容部のうち、気体ターゲットを収容可能な部分を冷却可能である、請求項１又は２に記載のＲＩ製造装置。
4. 前記収容部は、液体ターゲットを収容可能な第１の収容部分と、前記第１の収容部分に連通して気体ターゲットを収容可能な第２の収容部分と、を有し、
   前記第２の流路は、前記第２の収容部分を挟んで前記第１の流路とは前記照射軸に対する反対側から前記収容部を冷却可能である、請求項１～３の何れか一項に記載のＲＩ製造装置。
5. 前記第２の流路には、冷却媒体の流れを阻害する部材が設けられる、請求項１～４の何れか一項に記載のＲＩ製造装置。
6. 粒子線が照射されることで核反応により放射性同位元素を製造可能なターゲットを収容するターゲット収容装置であって、
   前記ターゲットを収容する収容部と、
   前記ターゲットへ前記粒子線が照射される場合に、当該粒子線の照射軸に対する一方側から、前記収容部を冷却するように、冷却媒体を流通可能とする第１の流路と、
   前記収容部に対して前記照射軸周りに設けられた壁部の少なくとも一部を介して、前記照射軸を基準として前記収容部よりも外側から前記収容部を冷却するように、冷却媒体を流通可能とする第２の流路と、を備える、ターゲット収容装置。
   

Images