JP2024081254A - Radioisotope manufacturing method and manufacturing device - Google Patents
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Abstract
【課題】アスタチン同位体をはじめとする揮発性の放射性同位体を効率的に製造することのできる放射性同位体の製造方法及び製造装置を提供する。【解決手段】捕集部に可溶性物質を付着させる前処理工程と、ターゲットを加熱し、放射性同位体を気化して分離する加熱工程と、前記加熱工程で分離した放射性同位体を、前記前処理工程を実施した前記捕集部にて捕集する捕集工程と、前記捕集工程にて捕集された放射性物質を洗浄回収する洗浄回収工程と、を具備している。【選択図】図1[Problem] To provide a radioisotope production method and production device capable of efficiently producing volatile radioisotopes such as astatine isotopes. [Solution] The method and device include a pretreatment step of attaching a soluble substance to a collection section, a heating step of heating a target to vaporize and separate the radioisotopes, a collection step of collecting the radioisotopes separated in the heating step in the collection section that has been subjected to the pretreatment step, and a cleaning and recovery step of cleaning and recovering the radioactive substances collected in the collection step. [Selected Figure] Figure 1
Description
本発明の実施形態は、放射性同位体の製造方法及び製造装置に関する。 Embodiments of the present invention relate to a method and apparatus for producing radioisotopes.
近年、がん治療において、アルファ線を用いたがん治療が注目されている。アルファ線は飛程が短いため、アルファ線を放射する薬剤を用いて、標的となるがん細胞を選択的に攻撃することができる。そのため、アルファ線を用いたがん治療では、正常細胞に対するダメージが小さいという利点がある。 In recent years, cancer treatment using alpha rays has been attracting attention. Because alpha rays have a short range, it is possible to selectively attack targeted cancer cells using drugs that emit alpha rays. Therefore, cancer treatment using alpha rays has the advantage of causing less damage to normal cells.
アルファ線を放射する薬剤として様々な放射性同位体が検討されている。特に、アスタチン-211は、半減期が短く、速やかに安定核種に崩壊することから、最も期待されている放射性同位体の1つである。その一方で半減期が7.2時間と短いために、分離に時間をかけてしまうと、生成したアスタチン-211が減少してしまう。 Various radioisotopes are being considered as drugs that emit alpha rays. Astatine-211 in particular is one of the most promising radioisotopes, as it has a short half-life and decays quickly into stable nuclides. However, because its half-life is only 7.2 hours, if separation takes too long, the amount of astatine-211 produced will decrease.
このため、生成したアスタチン-211の迅速な分離方法が求められている。迅速かつ簡易な分離方法として、ターゲット材であるビスマスとの融点・沸点の差を利用した分離技術が知られている。しかし、この従来の分離技術では、回収部または搬送部である配管などの壁面にアスタチン-211が付着するため、有機溶剤またはアルカリ溶液などを用いて、付着したアスタチン-211を溶離または回収する必要がある。 Therefore, there is a demand for a method for quickly separating the produced astatine-211. A known quick and simple separation method is a separation technology that utilizes the difference in melting and boiling points with the target material, bismuth. However, with this conventional separation technology, astatine-211 adheres to the walls of the pipes in the recovery or transport section, making it necessary to elute or recover the adhered astatine-211 using an organic solvent or alkaline solution.
そこで、本発明者らは、エアロゾルを用いた新たな分離技術を開発した。この新たな分離技術は、配管などの壁面へのアスタチン-211の付着を低減するものである。 The inventors have therefore developed a new separation technology using aerosols. This new separation technology reduces the adhesion of astatine-211 to the walls of pipes and other structures.
上述したように、アスタチン同位体をはじめとする揮発性の放射性同位体をガス化し、フィルタにて捕集した場合、フィルタから洗浄回収できない放射性同位体が存在し、放射性同位体の回収率が低くなるという課題がある。 As mentioned above, when volatile radioisotopes such as astatine isotopes are gasified and collected using a filter, there is a problem that some radioisotopes cannot be washed and recovered from the filter, resulting in a low recovery rate of the radioisotopes.
本発明は、上述した従来の事情に対処してなされたもので、その解決しようとする課題は、アスタチン同位体をはじめとする揮発性の放射性同位体を効率的に製造することのできる放射性同位体の製造方法及び製造装置を提供することである。 The present invention was made to address the above-mentioned conventional problems, and the problem it aims to solve is to provide a radioisotope production method and production device that can efficiently produce volatile radioisotopes, including astatine isotopes.
本発明の実施形態に係る放射性同位体の製造方法は、捕集部に可溶性物質を付着させる前処理工程と、ターゲットを加熱し、放射性同位体を気化して分離する加熱工程と、前記加熱工程で分離した放射性同位体を、前記前処理工程を実施した前記捕集部にて捕集する捕集工程と、前記捕集工程にて捕集された放射性物質を洗浄回収する洗浄回収工程と、を具備したことを特徴とする。 The method for producing a radioisotope according to an embodiment of the present invention is characterized by comprising a pretreatment process in which a soluble substance is attached to a collection section, a heating process in which the target is heated to vaporize and separate the radioisotopes, a collection process in which the radioisotopes separated in the heating process are collected in the collection section in which the pretreatment process has been carried out, and a cleaning and recovery process in which the radioactive substance collected in the collection process is cleaned and recovered.
本発明の実施形態に係る放射性同位体の製造装置は、ターゲットを加熱し、放射性同位体を気化して分離する加熱部と、前記加熱部で分離した放射性同位体を捕集する捕集部と、前記捕集部に可溶性物質を付着させる前処理部とを具備したことを特徴とする。 The radioisotope manufacturing device according to an embodiment of the present invention is characterized by having a heating section that heats a target and vaporizes and separates the radioisotopes, a collection section that collects the radioisotopes separated by the heating section, and a pre-processing section that attaches a soluble substance to the collection section.
本発明の実施形態により、アスタチン同位体をはじめとする揮発性の放射性同位体を効率的に製造することのできる放射性同位体の製造方法及び製造装置を提供することができる。 Embodiments of the present invention provide a method and apparatus for producing radioisotopes that can efficiently produce volatile radioisotopes, including astatine isotopes.
以下、実施形態に係る放射性同位体の製造方法及び製造装置について、図面を参照して説明する。 Below, the radioisotope manufacturing method and manufacturing apparatus according to the embodiment will be described with reference to the drawings.
(第1実施形態)
先ず、第1実施形態について説明する。図1は、第1実施形態に係る放射性同位体の製造方法の工程を示すフロー図であり、図2は、第1実施形態に係る放射性同位体の製造装置の概略構成を模式的に示す図である。
First Embodiment
First, a description will be given of the first embodiment. Fig. 1 is a flow diagram showing the steps of a method for producing a radioisotope according to the first embodiment, and Fig. 2 is a diagram showing a schematic configuration of an apparatus for producing a radioisotope according to the first embodiment.
図2に示すように、第1実施形態に係る放射性同位体の製造装置は、キャリアガスボンベ1、キャリアガス流量調整弁2、差圧計3、エアロゾル発生器4、放射性同位体含有ターゲット加熱炉5、フィルタ収容部6を具備している。エアロゾル発生器4は、例えば、KCl、NaCl、NaOH等のエアロゾルを発生させる。エアロゾルは、例えば、粒径が1nm程度から1mm程度の粒子である。これらのエアロゾルに放射性同位体が付着することにより、放射性同位体の輸送中に放射性同位体が配管に付着することによって失われる量を低減することができる。
As shown in FIG. 2, the radioisotope manufacturing apparatus according to the first embodiment includes a
図1に示すように、第1実施形態では、まずフィルタ前処理を行う(工程1)。すなわち、捕集用フィルタをフィルタ収容部6に装着し、エアロゾル発生器4において可溶性物質としてのKClなどの可溶性塩を含むエアロゾルを含むガスを発生させ、これを所定時間フィルタ収容部6に通気して、捕集用フィルタの表面に可溶性物質(可用性塩)を付着させる。或いは、予め前処理を行った捕集用フィルタをフィルタ収容部6に装着しても良い。
As shown in FIG. 1, in the first embodiment, first, filter pretreatment is performed (step 1). That is, the collection filter is attached to the
可溶性塩としては、後述する洗浄回収にて使用する水、有機溶媒などの常温常圧で液体の溶媒に対して溶解する塩であれば良く、KClの他、例えば、NaOH、NaCl、KI、などを使用することができる。 The soluble salt may be any salt that dissolves in a liquid solvent at room temperature and pressure, such as water or an organic solvent, used in the cleaning and recovery process described below. In addition to KCl, other salts such as NaOH, NaCl, and KI can be used.
その後、放射性同位体含有ターゲット加熱炉5において、アスタチン-211などの揮発性放射性物質を含むターゲットを加熱し、ターゲット中に存在するアスタチン-211をガス化する(工程2)。放射性同位体含有ターゲット加熱炉5では、例えば、ビスマスターゲット等に、加速されたヘリウムイオン(アルファ線)を照射するとともに、図示しない加熱機構によって、ビスマスターゲットを所定温度、例えばアスタチンの沸点である337℃以上の温度、且つ、ビスマスターゲットの沸点以下の温度例えば500℃程度に加熱する。
Then, in the radioisotope-containing
さらに、ガス化したアスタチン-211を、エアロゾル発生器4において発生させたエアロゾルに付着させ、キャリアガスボンベ1からのキャリアガスの流れで運び、その下流側に設置されたフィルタ収容部6に装着された捕集用フィルタにて捕集する(工程3)。
The gasified astatine-211 is then attached to the aerosol generated in the aerosol generator 4, transported by the flow of carrier gas from the
上記工程を所定時間行った後、次に、フィルタ収容部6から捕集用フィルタを取り出し、捕集用フィルタを水などの溶液で洗浄し、捕集用フィルタに捕集されたアスタチン-211を回収する(工程4)。
After performing the above steps for a predetermined time, the collection filter is then removed from the
以上のように、本実施形態では、工程1において、捕集用フィルタに対して前処理を行う。この前処理によって、予め捕集用フィルタの表面に可溶性物質である可溶性塩を付着させる。この前処理を行うことによって、洗浄回収工程において捕集用フィルタからアスタチン-211が離脱し易くなり、効率良く回収することができるようになる。なお、捕集用フィルタとしては、例えば、ガラス繊維などからなるフィルタを使用することができる。
As described above, in this embodiment, in
実際に、捕集用フィルタに対してKCl及びNaOHにより前処理を行う図1に示す工程により、アスタチン-211を回収した場合と、捕集用フィルタに対して前処理を行わずにアスタチン-211を回収した場合とで比較した結果を図3のグラフに示す。捕集用フィルタに対する前処理は、KClの場合、KClエアロゾルを含むHeキャリアガスにより行った。また、NaOHの場合、規定濃度(0.5、5wt%)のNaOH水250mlにフィルタ10枚を浸漬し、10分後に新しいNaOH水に浸漬し、さらに10分後に新しいNaOH水に浸漬し、合計3回浸漬した後、真空乾燥器で乾燥(常温、最低圧力)することにより行った。 Figure 3 shows the graph of the results of comparing the recovery of astatine-211 when the collection filter is pretreated with KCl and NaOH as shown in Figure 1 with the recovery of astatine-211 when the collection filter is not pretreated. In the case of KCl, the collection filter was pretreated with He carrier gas containing KCl aerosol. In the case of NaOH, ten filters were immersed in 250 ml of NaOH water of the specified concentration (0.5, 5 wt%), immersed in fresh NaOH water after 10 minutes, and immersed in fresh NaOH water after another 10 minutes, for a total of three immersions, and then dried in a vacuum dryer (room temperature, minimum pressure).
また、KClエアロゾルを含むHeキャリアガスを3L/minで流しながら、約250kBqのアスタチン-211を分離回収し、約10mlの0.01MのNaOH水溶液で洗浄回収したときの洗浄前後の補修フィルタに付着しているアスタチン-211の放射能をGe半導体検出器で測定した場合を示している。捕集用フィルタに対して前処理を行い、KCl30mgを事前に付着させた場合の分離回収率(図3の中央に示す。)は、比較となる捕集用フィルタに対する前処理無しのケース(図3の左側に示す。)に比べ、洗浄回収率が40%から90%程度まで向上した。また、NaOHを事前に付着させた場合の分離回収率(図3の右側に示す。)は、比較となる捕集用フィルタに対する前処理無しのケース(図3の左側に示す。)に比べ、洗浄回収率が40%から75%程度まで向上した。 Also, while flowing He carrier gas containing KCl aerosol at 3 L/min, about 250 kBq of astatine-211 was separated and collected, and the radioactivity of astatine-211 attached to the repair filter before and after cleaning was measured with a Ge semiconductor detector when the filter was washed and collected with about 10 ml of 0.01 M NaOH aqueous solution. The separation and recovery rate when the collection filter was pretreated and 30 mg of KCl was attached in advance (shown in the center of Figure 3) was improved from 40% to about 90% compared to the case where the collection filter was not pretreated (shown on the left side of Figure 3). The separation and recovery rate when NaOH was attached in advance (shown on the right side of Figure 3) was improved from 40% to about 75% compared to the case where the collection filter was not pretreated (shown on the left side of Figure 3).
上述した実施形態のように、捕集用フィルタに対する前処理によって捕集用フィルタに付着させた可溶性塩などは、洗浄回収物に混入するため、洗浄回収物の用途によっては不純物となり得る。そのため、より効率的に捕集用フィルタからアスタチン-211を回収できるようにするためには、捕集用フィルタへの可溶性塩などの付着量を管理することが望ましい。 As in the above-described embodiment, soluble salts and the like attached to the collection filter by pretreatment of the collection filter are mixed into the washed and recovered material, and may become impurities depending on the use of the washed and recovered material. Therefore, in order to more efficiently recover astatine-211 from the collection filter, it is desirable to manage the amount of soluble salts and the like attached to the collection filter.
この場合、図2に示したように装置の上流側に設置した差圧計3によって、捕集用フィルタの部分にかかる差圧を測定することで捕集用フィルタに付着した可溶性塩の量をオンラインで(装置から取り外さずに)測定することができる。図4は、縦軸を捕集用フィルタに付着したカリウム(K)の重量、横軸を差圧計3によって測定された圧力として、これらの関係を示したものである。
In this case, as shown in Figure 2, the amount of soluble salts attached to the collection filter can be measured online (without removing it from the device) by measuring the differential pressure applied to the collection filter using a
図4に示すように、差圧計3で測定される圧力値と、捕集用フィルタに付着した可溶性塩の重量とは、一定の関係があり、差圧計3で圧力を測定することにより、可溶性塩の付着量を推定することができる。したがって、差圧計3で圧力を測定しながら、捕集用フィルタに対する前処理の時間などを調整することにより、可溶性塩の付着量を適正な量に制御することができる。なお、捕集用フィルタに付着した可溶性塩の量は、圧力の測定のみならず、フィルタの重量やフィルタ付着物に起因する電気抵抗などを測定することでも管理することができる。
As shown in Figure 4, there is a certain relationship between the pressure value measured by the
(第2実施形態)
次に、図5を参照して第2実施形態について説明する。なお、図2に示した第1実施形態の放射性同位体の製造装置と対応する部分には、同一の符号を付して、重複した説明は省略する。
Second Embodiment
Next, a second embodiment will be described with reference to Fig. 5. Note that parts corresponding to those of the radioisotope production apparatus of the first embodiment shown in Fig. 2 are given the same reference numerals, and duplicated explanations will be omitted.
図5に示すように、第2実施形態に係る放射性同位体の製造装置では、放射性同位体含有ターゲット加熱炉5の下流側に、フィルタ収容部6に対して可溶性塩を含む薬剤を注入するための薬液タンク7、切り替えバルブ8を設けるとともに、フィルタ収容部6に乾燥器9を設けている。これらの薬液タンク7、切り替えバルブ8、乾燥器9は、捕集用フィルタに対する前処理工程を行う前処理部に相当する。
As shown in FIG. 5, in the radioisotope manufacturing apparatus according to the second embodiment, a chemical tank 7 and a
上記構成の第2実施形態では、捕集用フィルタに対する前処理工程は、切り替えバルブ8を切り替えて、薬液タンク7からフィルタ収容部6に可溶性塩を含む薬剤を注入し、乾燥器9で乾燥させることによって実施することができる。なお、加熱などを行う乾燥器9による乾燥の他、キャリアガスボンベ1から乾燥のためのキャリアガスを通気することによって乾燥を行っても良い。
In the second embodiment of the above configuration, the pretreatment process for the collection filter can be performed by switching the switching
上記構成の第2実施形態では、薬液タンク7からフィルタ収容部6に可溶性塩を含む薬剤等を注入することによって、捕集用フィルタに対する前処理工程を実施することができる。したがって、第1実施形態において捕集用フィルタに対する前処理工程を実施したエアロゾル発生器4は、必ずしも必要とはしない。しかしながら、図6に示すように、エアロゾル発生器4を具備した構成として、アスタチン-211の分離・回収工程においてエアロゾル発生器4を用いても良い。
In the second embodiment of the above configuration, a pretreatment process for the collection filter can be carried out by injecting a chemical containing a soluble salt from the chemical tank 7 into the
以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、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、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。 Although several embodiments of the present invention have been described above, these embodiments are presented as examples and are not intended to limit the scope of the invention. These novel embodiments can be embodied in various other forms, and various omissions, substitutions, and modifications can be made without departing from the gist of the invention. These embodiments and their modifications are included in the scope and gist of the invention, and are included in the scope of the invention and its equivalents as set forth in the claims.
1……キャリアガスボンベ、2……キャリアガス流量調整弁、3……差圧計、4……エアロゾル発生器、5……放射性同位体含有ターゲット加熱炉、6……フィルタ収容部、7……薬液タンク、8……切替バルブ、9……乾燥器。 1...Carrier gas cylinder, 2...Carrier gas flow rate control valve, 3...Differential pressure gauge, 4...Aerosol generator, 5...Radioisotope-containing target heating furnace, 6...Filter housing, 7...Chemical solution tank, 8...Switching valve, 9...Dryer.
Claims (8)
ターゲットを加熱し、放射性同位体を気化して分離する加熱工程と、
前記加熱工程で分離した放射性同位体を、前記前処理工程を実施した前記捕集部にて捕集する捕集工程と、
前記捕集工程にて捕集された放射性物質を洗浄回収する洗浄回収工程と、
を具備したことを特徴とする放射性同位体の製造方法。
A pretreatment step of attaching soluble substances to a collection section;
a heating step of heating the target to vaporize and separate the radioisotopes;
a collection step of collecting the radioisotopes separated in the heating step in the collection unit in which the pretreatment step has been carried out;
a cleaning and recovery step of cleaning and recovering the radioactive material captured in the capture step;
A method for producing a radioisotope, comprising:
前記加熱工程で分離した放射性同位体を、エアロゾル発生器で発生させたエアロゾルにより前記捕集部に搬送する
ことを特徴とする放射性同位体の製造方法。
A method for producing a radioisotope according to claim 1, comprising the steps of:
The radioisotope separated in the heating step is transported to the collection section by an aerosol generated by an aerosol generator.
前記エアロゾル発生器で発生させたエアロゾルにより、前記捕集部に前記可溶性物質を付着させる前処理工程を行う
ことを特徴とする放射性同位体の製造方法。
A method for producing a radioisotope according to claim 2, comprising the steps of:
a pretreatment step of attaching the soluble substance to the collection section by the aerosol generated by the aerosol generator.
前記エアロゾル発生器で発生させたエアロゾルを前記捕集部に送るキャリアガスの差圧を検出し、前記前処理工程により前記捕集部に付着させる前記可溶性物質の量を制御する
ことを特徴とする放射性同位体の製造方法。
A method for producing a radioisotope according to claim 3, comprising the steps of:
a differential pressure of a carrier gas that sends the aerosol generated by the aerosol generator to the collection section is detected, and an amount of the soluble substance that is attached to the collection section by the pretreatment process is controlled.
前記捕集部に、前記可溶性物質を含む薬液を注入し、乾燥することによって前記前処理工程を実施する
ことを特徴とする放射性同位体の製造方法。
A method for producing the radioisotope according to claim 1 or 2, comprising the steps of:
a chemical solution containing the soluble substance is injected into the collection section, and the chemical solution is dried to carry out the pretreatment step.
アスタチン-211を製造する
ことを特徴とする放射性同位体の製造方法。
A method for producing the radioisotope according to claim 1 or 2, comprising the steps of:
A method for producing a radioisotope, comprising the steps of: producing astatine-211.
前記加熱部で分離した放射性同位体を捕集する捕集部と、
前記捕集部に可溶性物質を付着させる前処理部と
を具備したことを特徴とする放射性同位体の製造装置。
a heating section for heating the target and vaporizing and separating the radioisotopes;
A collection unit that collects the radioisotopes separated in the heating unit;
a pre-treatment section for attaching a soluble substance to the collection section,
前記前処理部は、前記捕集部に前記可溶性物質を含む薬液を注入する薬液注入機構を有する
ことを特徴とする放射性同位体の製造装置。 The radioisotope production apparatus according to claim 7,
The radioisotope manufacturing apparatus according to claim 1, wherein the pretreatment section has a chemical injection mechanism for injecting a chemical solution containing the soluble substance into the collection section.
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