JP5294179B2 - 加速器による複数核種の同時製造方法及び装置 - Google Patents
加速器による複数核種の同時製造方法及び装置 Download PDFInfo
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Description
世界的に核医学、画像診断分野で利用されているテクネチウム99m(Tc−99m、半減期6時間)は、核医学において利用される放射性同位元素のうち、7割以上を占める主役であり、また、モリブデン99(Mo−99、半減期66時間)の娘核種としても得られる核種である。放射性薬剤として必要となる核種はTc−99mであり、Mo−99はその原料にすぎない。
現在市場に流通しているMo−99は、原子炉内生成物として得られたものを回収している。具体的には、高濃度に濃縮したウラニウム235(U−235;同位体濃縮度90%以上)の核分裂生成物が該当する(235U(n、f)99Mo)。世界的な市場供給を目的とし、本反応によるMo−99の製造を行っている原子炉は少数かつ偏在しており(カナダ、オランダ、ベルギー、フランス、南アフリカ等)、安定供給を考慮する場合、不安が残る。
一方で、Tc−99mの有用性から、別の核反応を用いたMo−99の製造法についての研究が広く進められている。具体的には、熱あるいは速中性子によるMo−98あるいはMo−100の放射化法がまず挙げられる(98Mo(n、γ)99Mo又は100Mo(n、2n)99Mo)。本反応は、原子炉あるいは加速器由来の中性子を用いるため、高濃縮ウラニウムを使用する必要がない。従って、特に規制面での課題はクリアされる。また加速器による製法に至っては、高額な原子炉関連の設備投資費や維持運転費を1/10程度あるいはそれ以下にすることが期待できる、廃棄物問題を考慮しなくて済むといったことだけでなく、生産の制御、つまり原子炉の臨界/停止は容易でないことに対して、加速器のオン/オフは非常に楽に行えるといった安全運用面の利点も挙げられる。
S=1−e−λt・・・(1)
λ=0.693/T・・・(2)
で表すことが出来る。ここで、Sは飽和率、λは崩壊定数(s−1)、tは照射時間(s)である。
さらに、ターゲットの照射時間に応じてターゲットを交換することで半減期の異なる複数の核種を効率よく得ることにより、前記課題を解決したものである。
ターゲットの通過に応じて減衰したエネルギーのビームで反応した各ターゲットを、各ターゲットの照射時間に応じて交換する手段とを備え、
半減期の異なる複数の核種を効率良く得るようにされていることを特徴とする加速器による複数核種の同時製造装置を提供するものである。
10…ビーム
11、11A、11B、12、13、14、70…ターゲット
20…前段ターゲット部
34、43、83…ターレット
24、44、84…モータ
40…後段ターゲット部
50…冷却ノズル
74、74A、74B…回転体
80…3段ターゲット部
Claims (40)
- 直列に配置された複数の固体ターゲットに加速器からの粒子のビームを照射し、該ビームがターゲットの通過に応じて減衰したエネルギーで各ターゲットを反応させ、
さらに、ターゲットの照射時間に応じてターゲットを交換することで半減期の異なる複数の核種を効率よく得ることを特徴とする加速器による複数核種の同時製造方法。 - 半減期の長い核種を得るターゲットへの総照射量の照射が終了して回収するまでの間に、前記ビームの照射を継続しながら、あるいは一時停止し、半減期の短い核種を得るターゲットを順次交換して回収することを特徴とする請求項1に記載の加速器による複数核種の同時製造方法。
- 前記交換に至るまでの照射時間が、製造核種の半減期の0.5倍〜2.5倍前後の周期であることを特徴とする請求項2に記載の加速器による複数核種の同時製造方法。
- 前記ターゲットの少なくとも一つの材質が、金属及び/又は金属酸化物であることを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の加速器による複数核種の同時製造方法。
- 同一の化学組成及び/又は同位体存在比の前記ターゲットから半減期の異なる複数の核種を別々に得ることを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載の加速器による複数核種の同時製造方法。
- 前記粒子が陽子であり、前記ターゲットがモリブデン100であることを特徴とする請求項4又は5に記載の加速器による複数核種の同時製造方法。
- 製造される核種が、モリブデン99とテクネチウム99mであることを特徴とする請求項6に記載の加速器による複数核種の同時製造方法。
- 前記モリブデン99の製造に用いる陽子の入射エネルギーが60−20MeV、あるいは、前記テクネチウム99mの製造に用いる陽子の入射エネルギーが30−20MeVであることを特徴とする請求項7に記載の加速器による複数核種の同時製造方法。
- 陽子が衝突した際発生するリコイル中性子によって、ターゲットのモリブデン100を放射化させ、その結果、モリブデン99及び/又はテクネチウム99mを製造することを特徴とする請求項7に記載の加速器による複数核種の同時製造方法。
- 前記複数のターゲットの少なくともいずれか一つを、ビーム照射中に入れ替えることを特徴とする請求項1乃至9のいずれかに記載の加速器による複数核種の同時製造方法。
- 前記ターゲットを回転体により支持し、ビーム軌道外にある軸を中心にして回転することで、回転体に支持されるある一つのターゲットが、ビームを受ける加熱状態と、ビームを受けない冷却状態とを取り得るようにされていることを特徴とする請求項10に記載の加速器による複数核種の同時製造方法。
- 前記ターゲットが、タービン状回転体外周の回転翼として支持されていることを特徴とする請求項11に記載の加速器による複数核種の同時製造方法。
- 前記ターゲットが、ビーム軸に対して傾けられていることを特徴とする請求項12に記載の加速器による複数核種の同時製造方法。
- 前記回転体が、ビームを挟んで複数設けられ、各回転体に支持されたターゲットが交互にビームに当たるようにされていることを特徴とする請求項12乃至13のいずれかに記載の加速器による複数核種の同時製造方法。
- 前記回転体を、ターゲットの冷却に用いる流体により回転することを特徴とする請求項12乃至14のいずれかに記載の加速器による複数核種の同時製造方法。
- 前記ターゲットの冷却に用いる流体の一部を、前記回転体の内部に導き、該回転体の遠心力作用方向に延びる流路を経由して目的部位へ供給することを特徴とする請求項15に記載の加速器による複数核種の同時製造方法。
- 前記ターゲットが、ターレット状回転体の回転平面上に支持されていることを特徴とする請求項11に記載の加速器による複数核種の同時製造方法。
- 前記回転体とターゲットの周囲が冷却媒体で満たされていることを特徴とする請求項11乃至17のいずれかに記載の加速器による複数核種の同時製造方法。
- 前記回転体を間欠回転運動させ、照射位置でターゲットを次々と所定時間停止させることを特徴とする請求項11乃至18のいずれかに記載の加速器による複数核種の同時製造方法。
- 前記回転体を往復回転運動させることを特徴とする請求項11乃至18のいずれかに記載の加速器による複数核種の同時製造方法。
- 加速器からの粒子のビームを照射して順次通過させる、直列に配置された複数の固体ターゲットと、
ターゲットの通過に応じて減衰したエネルギーのビームで反応した各ターゲットを、各ターゲットの照射時間に応じて交換する手段とを備え、
半減期の異なる複数の核種を効率良く得るようにされていることを特徴とする加速器による複数核種の同時製造装置。 - 半減期の長い核種を得るターゲットへの総照射量の照射が終了して回収するまでの間に、前記ビームの照射を継続しながら、あるいは一時停止し、半減期の短い核種を得るターゲットを順次交換して回収するようにされていることを特徴とする請求項21に記載の加速器による複数核種の同時製造装置。
- 前記交換に至るまでの照射時間が、製造核種の半減期の0.5倍〜2.5倍前後の周期となるようにされていることを特徴とする請求項22に記載の加速器による複数核種の同時製造装置。
- 前記ターゲットの少なくとも一つの材質が、金属及び/又は金属酸化物であることを特徴とする請求項21乃至23のいずれかに記載の加速器による複数核種の同時製造装置。
- 同一の化学組成及び/又は同位体存在比の前記ターゲットから半減期の異なる複数の核種を別々に得るようにされていることを特徴とする請求項21乃至24のいずれかに記載の加速器による複数核種の同時製造装置。
- 前記粒子が陽子であり、前記ターゲットがモリブデン100であることを特徴とする請求項24又は25に記載の加速器による複数核種の同時製造装置。
- 製造される核種が、モリブデン99とテクネチウム99mであることを特徴とする請求項26に記載の加速器による複数核種の同時製造装置。
- 前記モリブデン99の製造に用いる陽子の入射エネルギーが60−20MeV、あるいは、前記テクネチウム99mの製造に用いる陽子の入射エネルギーが30−20MeVであることを特徴とする請求項27に記載の加速器による複数核種の同時製造装置。
- 陽子が衝突した際発生するリコイル中性子によって、ターゲットのモリブデン100を放射化させ、その結果、モリブデン99及び/又はテクネチウム99mを製造するようにされていることを特徴とする請求項27に記載の加速器による複数核種の同時製造装置。
- 前記複数のターゲットの少なくともいずれか一つを、ビーム照射中に入れ替えるための手段を備えたことを特徴とする請求項21乃至29のいずれかに記載の加速器による複数核種の同時製造装置。
- 前記ターゲットを回転体により支持し、ビーム軌道外にある軸を中心にして回転することで、回転体に支持されるある一つのターゲットが、ビームを受け加熱状態と、ビームを受けない冷却状態とを取り得るようにされていることを特徴とする請求項21に記載の加速器による複数核種の同時製造装置。
- 前記ターゲットが、タービン状回転体外周の回転翼として支持されていることを特徴とする請求項31に記載の加速器による複数核種の同時製造装置。
- 前記ターゲットが、ビーム軸に対して傾けられていることを特徴とする請求項22に記載の加速器による複数核種の同時製造装置。
- 前記回転体が、ビームを挟んで複数設けられ、各回転体に支持されたターゲットが交互にビームに当たるようにされている請求項31乃至33のいずれかに記載の加速器による複数核種の同時製造装置。
- 前記回転体が、ターゲットの冷却に用いる流体により回転するようにされていることを特徴とする請求項31乃至34のいずれかに記載の加速器による複数核種の同時製造装置。
- 前記ターゲットの冷却に用いる流体の一部を、前記回転体の内部に導き、該回転体の遠心力作用方向に延びる流路を経由して目的部位へ供給するようにされていることを特徴とする請求項35に記載の加速器による複数核種の同時製造装置。
- 前記ターゲットが、ターレット状回転体の回転平面上に支持されていることを特徴とする請求項31に記載の加速器による複数核種の同時製造方法。
- 前記回転体とターゲットの周囲が冷却媒体で満たされていることを特徴とする請求項31乃至37のいずれかに記載の加速器による複数核種の同時製造装置。
- 前記回転体が間欠回転運動を行い、照射位置でターゲットが次々と所定時間停止するようにされていることを特徴とする請求項31乃至38のいずれかに記載の加速器による複数核種の同時製造装置。
- 前記回転体が往復回転運動をおこなうようにされていることを特徴とする請求項31乃至38のいずれかに記載の加速器による複数核種の同時製造装置。
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