JP5840521B2 - Target device - Google Patents
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Description
本発明は、粒子加速器から荷電粒子が照射されるターゲットを保持すると共に、粒子加速器に対して着脱可能に移動するように構成されるターゲット装置に関する。 The present invention relates to a target device configured to hold a target irradiated with charged particles from a particle accelerator and to move detachably with respect to the particle accelerator.
例えば特開昭61−246699号公報に記載されるように、放射線同位元素の製造に用いるためのターゲットを保持すると共に、粒子加速器に対して着脱可能に移動するように構成されるターゲット装置が知られている。 For example, as described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-246699, a target apparatus configured to hold a target for use in the production of a radioisotope and to be detachably moved with respect to a particle accelerator is known. It has been.
放射性同位元素の製造に際しては、ターゲットを収容したターゲット装置をサイクロトロンなどの粒子加速器に装着し、粒子加速器からターゲットに荷電粒子を照射してターゲットの構成元素と核反応させることで、放射性同位元素が生成される。そして、ターゲット装置を粒子加速器から離脱させて、ターゲット装置から核反応済みのターゲットを回収することで、放射性同位元素が得られる。 In the production of radioisotopes, the target device containing the target is attached to a particle accelerator such as a cyclotron, and charged particles are irradiated from the particle accelerator to the target to cause a nuclear reaction with the constituent elements of the target. Generated. Then, the radioisotope is obtained by removing the target device from the particle accelerator and recovering the nuclear-reacted target from the target device.
ここで、ターゲットの回収作業は、例えば特開2008−268127号公報に記載されるように、被爆のおそれを抑制すると共に、放射性同位元素の製造工程を効率化するために自動化されている。このため、ターゲット装置は、粒子加速器に対して着脱可能に移動するための移動機構と、ターゲットを吸着・排出するための吸着・排出機構とを備える。ターゲット装置は、ターゲットを吸着した状態で、核反応の開始前に粒子加速器側に装着され、核反応の終了後に粒子加速器側から離脱される。そして、ターゲット装置は、回収装置の上方までターゲットを搬送した後にターゲットの吸着を解き、必要に応じて回収装置に排出する。 Here, as described in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2008-268127, the target recovery operation is automated in order to reduce the risk of exposure and to increase the efficiency of the radioisotope manufacturing process. For this reason, the target device includes a moving mechanism for detachably moving with respect to the particle accelerator and an adsorption / discharge mechanism for adsorbing / discharging the target. The target device is attached to the particle accelerator side before the start of the nuclear reaction with the target adsorbed, and is detached from the particle accelerator side after the end of the nuclear reaction. The target device then unloads the target after transporting the target to above the recovery device, and discharges it to the recovery device as necessary.
しかし、回収作業に際しては、吸着機構が機能しているにも係わらず、粒子加速器側にターゲットが付着してしまい、回収装置によりターゲットを回収することができなくなる場合がある。この場合、粒子加速器の運転を中断した上で、ターゲットを回収しなければならなくなる。これにより、被爆のおそれが生じると共に、製造工程の効率が低下してしまう。 However, during the recovery operation, the target may adhere to the particle accelerator side even though the adsorption mechanism is functioning, and the target cannot be recovered by the recovery device. In this case, the target must be recovered after interrupting the operation of the particle accelerator. As a result, there is a risk of exposure, and the efficiency of the manufacturing process decreases.
そこで、本発明は、ターゲットの回収に伴う被爆のおそれを抑制すると共に、放射線同位元素の製造工程を効率化することができるターゲット装置を提供しようとするものである。 Therefore, the present invention intends to provide a target device that can suppress the risk of exposure due to the recovery of the target and can improve the efficiency of the manufacturing process of the radioisotope.
本発明に係るターゲット装置は、粒子加速器から荷電粒子が照射されるターゲットを保持すると共に、粒子加速器に対して着脱可能に移動するように構成されるターゲット装置であって、第1の部材と、粒子加速器と第1の部材の間に配置され、第1の部材との間にターゲットを挟持するための第2の部材と、ターゲットを挟持または解放するように、第1の部材と第2の部材を相対移動させるための挟持機構と、第1の部材及び第2の部材を、粒子加速器に近接した第1の位置と粒子加速器から離間した第2の位置との間で移動させる移動機構と、を備え、挟持機構は、第1の部材及び第2の部材のそれぞれに接続されると共に、第1の部材に対して第2の部材を往復動可能に支持する支持部と、第1の部材に対して第2の部材を往復動させる駆動部と、を有する。 A target device according to the present invention is a target device configured to hold a target irradiated with charged particles from a particle accelerator and to be detachably moved with respect to the particle accelerator, the first member; A second member disposed between the particle accelerator and the first member, for sandwiching the target between the first member and the first member and the second member for sandwiching or releasing the target; A clamping mechanism for relatively moving the members, and a moving mechanism for moving the first member and the second member between a first position close to the particle accelerator and a second position separated from the particle accelerator; The holding mechanism is connected to each of the first member and the second member, and supports the second member in a reciprocating manner with respect to the first member, and the first member Reciprocating the second member relative to the member That has a driving unit.
本発明に係るターゲット装置によれば、第1の部材との間にターゲットを挟持するための第2の部材を粒子加速器と第1の部材の間に配置し、第1の部材と第2の部材を相対移動させてターゲットを挟持または解放することで、ターゲットの回収作業に際して、粒子加速器側にターゲットが付着することを防止し、ターゲットを容易に回収することができる。 According to the target device of the present invention, the second member for sandwiching the target between the first member and the first member is disposed between the particle accelerator and the first member. By relatively moving the member to sandwich or release the target, it is possible to prevent the target from adhering to the particle accelerator side during the target recovery operation, and to easily recover the target.
また、第1の部材および第2の部材の少なくとも一方には、ターゲットを排出するための排出機構が設けられてもよい。これにより、ターゲット装置に付着したターゲットを回収装置の上方で排出し、ターゲットを確実に回収することができる。 Further, at least one of the first member and the second member may be provided with a discharge mechanism for discharging the target. Thereby, the target adhering to the target device can be discharged above the recovery device, and the target can be reliably recovered.
また、第1の部材および第2の部材の少なくとも一方には、ターゲットを吸着するための吸着機構が設けられてもよい。これにより、ターゲット装置にターゲットを吸着した状態で、ターゲットを容易に挟持することができる。 Further, at least one of the first member and the second member may be provided with a suction mechanism for sucking the target. Thereby, a target can be easily clamped in the state which attracted the target to the target device.
また、第1の部材および第2の部材の少なくとも一方には、ターゲットを収容するための凹部が設けられてもよい。これにより、ターゲット装置にターゲットを収容した状態で、ターゲットを容易に挟持することができる。 Moreover, the recessed part for accommodating a target may be provided in at least one of the 1st member and the 2nd member. Thereby, a target can be easily clamped in the state which accommodated the target in the target apparatus.
本発明によれば、ターゲットの回収に伴う被爆のおそれを抑制すると共に、放射線同位元素の製造工程を効率化することができるターゲット装置を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, while suppressing the possibility of exposure accompanying recovery of a target, the target apparatus which can improve the manufacturing process of a radioisotope can be provided.
以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態を詳細に説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the description of the drawings, the same elements are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.
なお、以下では、本発明の実施形態に係るターゲット装置1を粒子加速器の一例であるサイクロトロン2に適用する場合について説明するが、サイクロトロン2以外の粒子加速器にも同様に適用することができる。
In the following, the case where the
まず、図1から図3を参照して、本発明の実施形態に係るターゲット装置1の構成について説明する。図1は、本発明の実施形態に係るターゲット装置1をサイクロトロン2および回収装置3と共に示す図である。図2は、図1に示すターゲット装置1を示す断面図である。図3は、図1に示すターゲット装置1を示す平面図である。
First, the configuration of the
ターゲット装置1は、サイクロトロン2から荷電粒子が照射されるターゲットTを保持すると共に、サイクロトロン2に対して着脱可能に移動するように構成される。ここで、ターゲットTとは、Ni(ニッケル)、Zn(亜鉛)、Sr(ストロンチウム)、Te(テルル)などを構成元素とする例えば直径約32mm、厚さ約1.5mmの円盤状の金属薄板である。
The
図1に示すように、ターゲット装置1およびサイクロトロン2は、外部への放射能漏れを防止するために、放射線遮蔽シールド4により密封される。回収装置3は、サイクロトロン2から離間して下方に配置され、核反応済みのターゲットTをシールド4の内側の受容部3aにより受容し、案内路3bを通じてシールド4の外側の遮蔽容器3cに案内する。
As shown in FIG. 1, the
図2および図3に示すように、ターゲット装置1は、本体部10、フランジ部20、挟持機構30および移動機構40を有する。
As shown in FIGS. 2 and 3, the
本体部10は、第1の部材として機能する。本体部10は、有底筒状、特に有底円筒状をなす。本体部10には、後述するフランジ部20の後面22に対向する前面11と、前面11とは反対側の後面12とが設けられる。前面11には、後述するフランジ部20の凹部23に収容されたターゲットTの後面に対する密閉性を確保するための密閉部材13(O−リングなど)が設けられる。
The
また、本体部10には、ターゲットTの後面を冷却するために、前面11から後面12に向けて延びる有底孔である冷却水循環孔14が設けられる。冷却水循環孔14には、冷却水循環孔14に対して冷却水を供給および排出するための冷却水供給管・排出管15a、15bが接続される。また、冷却水循環孔14には、孔14内に残留した冷却水を高圧空気により強制排出するための高圧空気供給管・排出管16a、16bが接続される。高圧空気供給管16aは、必要に応じて、本体部10の前面に付着したターゲットTを排出するための排出機構としても機能する。
The
フランジ部20は、サイクロトロン2と本体部10の間に配置され、本体部10との間にターゲットTを挟持するための第2の部材として機能する。フランジ部20は、筒状、特に円筒状をなす。フランジ部20には、サイクロトロン2のマニホールド2a(図4参照)に対向する前面21と、本体部10の前面11に対向する後面22とが設けられる。後面22には、ターゲットTを収容するためにターゲットTの外形にほぼ相当する凹部23が設けられる。前面21と後面22の間には、サイクロトロン2から荷電粒子を導入するための導入孔24が設けられる。前面21には、マニホールド2aに対する密閉性を確保するための密閉部材25(O−リングなど)が設けられる。凹部23には、凹部23に収容されたターゲットTの前面に対する密閉性を確保するために同心円状をなす2つの密閉部材26(O−リングなど)が設けられる。
The
また、フランジ部20には、凹部23に収容されたターゲットTを吸着すると共に、必要に応じて凹部23から排出するための吸着・排出機構29が設けられる。吸着・排出機構29は、凹部23の密閉部材26間に設けられた導通孔27と、導通孔27を通じて凹部23とターゲットTの前面との間から空気を排出すると共に、空気を供給する空気排出・供給部28とを有する。吸着・排出機構29は、密閉部材26にターゲットTを密着させた状態で、密閉部材26間の空気を排出することで、ターゲットTを吸着すると共に、空気の排出を停止し、必要に応じて密閉部材26間に空気を供給することで、ターゲットTの吸着を解いて排出する。
The
挟持機構30は、ターゲットTを挟持または解放するように、本体部10とフランジ部20を相対移動させる。挟持機構30は、例えば、本体部10に対してフランジ部20を往復動可能に支持する支持部31と、本体部10に対してフランジ部20を往復動させる駆動部32(エアシリンダなど)とを有する。挟持機構30は、例えば、フランジ部20に係合する係合部32aを駆動軸32bにより往復動させて、本体部10の前面11に対してフランジ部20の後面22を接近させることでターゲットTを挟持し、離間させることでターゲットTを解放するように作動する。駆動部32は、例えば、空気供給管33aによる空気の供給により駆動軸32bを押し出し、空気排出管33b(図3参照)による空気の排出により駆動軸32bを引き込む(図3参照)。なお、挟持機構30は、本体部10に対してフランジ部20を往復動させる代わりに、フランジ部20に対して本体部10を往復動させるように構成されてもよい。
The
移動機構40は、サイクロトロン2に近接した第1の位置(図4参照)とサイクロトロン2から離間した第2の位置(図5参照)との間で本体部10およびフランジ部20を移動させる。移動機構40は、サイクロトロン2に対して本体部10およびフランジ部20を往復動させる不図示の駆動機構(エアシリンダなど)を有する。移動機構40は、例えば、不図示の駆動軸を通じて本体部10およびフランジ部20を往復動させて、サイクロトロン2に装着するための第1の位置にターゲット装置1を移動させ、ターゲットTを回収するための第2の位置にターゲット装置1を移動させるように作動する。
The moving
つぎに、図4から図6を参照して、本発明の実施形態に係るターゲット装置1の動作について説明する。図4は、サイクロトロン2にターゲット装置1を装着した状態を示す図である。図5は、サイクロトロン2からターゲット装置1を離脱した状態を示す図である。図6は、ターゲット装置1からターゲットTを解放した状態を示す図である。
Next, the operation of the
ターゲットTの収容に際して、移動機構40を用いて、本体部10およびフランジ部20をサイクロトロン2から離間させ、挟持機構30を用いて、本体部10に対してフランジ部20を離間させてターゲットTを収容可能な状態にする。つぎに、吸着・排出機構29を用いて、例えば不図示の供給装置(ロボットアームなど)により凹部23に配置されたターゲットTを吸着して収容し、挟持機構30を用いて、本体部10に対してフランジ部20を接近させてターゲットTを挟持する。そして、移動機構40を用いて、矢印M1で示すように、本体部10およびフランジ部20を第1の位置に移動させてターゲット装置1をサイクロトロン2に装着する。
When the target T is accommodated, the
核反応の開始に際して、冷却水供給管16aを用いて、冷却水循環孔14に冷却水を供給してターゲットTの後面を冷却しながら、フランジ部20を通じてサイクロトロン2から荷電粒子を導入する。これにより、ターゲットTの前面に荷電粒子が照射され、ターゲットTの構成元素が荷電粒子と核反応して放射性同位元素が生成される。核反応の終了に際して、冷却水の供給を停止した後、冷却水排出管15bを用いて、冷却水循環孔14から冷却水を排出し、さらに、高圧空気供給管・排出管16a、16bを用いて、冷却水循環孔14に残留した冷却水を強制排出する。
At the start of the nuclear reaction, charged particles are introduced from the
ターゲットTの回収に際して、移動機構40を用いて、矢印M2で示すように、本体部10およびフランジ部20を第2の位置(図5に示す位置)に移動させてターゲット装置1をサイクロトロン2から離脱させることで、核反応済みのターゲットTを回収装置3の受容部3aの上方に搬送する。つぎに、図6に示すように、挟持機構30を用いて、矢印M3で示すように、本体部10に対してフランジ部20を離間させてターゲットTを解放し、吸着・排出機構29を用いて、ターゲットTの吸着を解き、必要に応じてターゲットTを排出する。ここで、本体部10の前面11にターゲットTが付着した場合、高圧空気供給管16aを用いて、ターゲットTを排出してもよい。これにより、ターゲットTは、回収装置3に受容されて、案内路3bを通じてシールド4の外側の遮蔽容器3cに案内される。回収されたターゲットTは、強酸または強塩基性の溶液により溶解されて、放射性同位元素が得られる。
When collecting the target T, the moving
以上説明したように、本発明の実施形態に係るターゲット装置1では、本体部10との間にターゲットTを挟持するためのフランジ部20をサイクロトロン2と本体部10の間に配置し、本体部10とフランジ部20を相対移動させてターゲットTを挟持または解放することで、ターゲットTの回収作業に際して、サイクロトロン2側にターゲットTが付着することを防止し、ターゲットTを容易に回収することができる。これにより、ターゲットTの回収に伴う被爆のおそれを抑制すると共に、放射線同位元素の製造工程を効率化することができる。
As described above, in the
また、ターゲットTを排出するための機構を設けることで、ターゲット装置1に付着したターゲットTを回収装置3の上方で排出し、ターゲットTを確実に回収することができる。
In addition, by providing a mechanism for discharging the target T, the target T attached to the
また、ターゲットTを吸着するための機構を設けることで、ターゲット装置1にターゲットTを吸着した状態で、ターゲットTを容易に挟持することができる。
Further, by providing a mechanism for adsorbing the target T, the target T can be easily held in a state where the target T is adsorbed to the
また、ターゲットTを収容するための凹部13を設けることで、ターゲット装置1にターゲットTを収容した状態で、ターゲットTを容易に挟持することができる。
Further, by providing the
なお、前述した実施形態は、本発明に係るターゲット装置1の最良な実施形態を説明したものであり、本発明に係るターゲット装置1は、本実施形態に記載したものに限定されるものではない。本発明に係るターゲット装置1は、各請求項に記載した発明の要旨を逸脱しない範囲で本実施形態に係るターゲット装置1を変形し、または他のものに適用したものであってもよい。
In addition, embodiment mentioned above demonstrated best embodiment of the
例えば、上記実施形態では、フランジ部20に付着したターゲットTを排出する排出機構を設けると共に、本体部10に付着したターゲットTを高圧空気供給管16aにより排出する場合について説明した。しかし、ターゲット排出機構は、本体部10およびフランジ部20のいずれかに設けられてもよく、いずれにも設けられなくてもよい。すなわち、ターゲット排出機構に代えて、例えばロボットアームなど、回収装置3の受容部3aの上方でターゲットTの付着を解く機構が設けられてもよい。また、ターゲット排出機構は、空気圧式の排出機構に代えて、例えば機械式の排出機構として構成されてもよい。
For example, in the above embodiment, the case where the discharge mechanism for discharging the target T attached to the
また、上記実施形態では、フランジ部20にターゲットTを吸着する吸着機構を設ける場合について説明した。しかし、ターゲット吸着機構は、本体部10に設けられてもよく、本体部10およびフランジ部20の両方に設けられてもよく、設けられなくてもよい。すなわち、ターゲット吸着機構に代えて、ターゲットTの収容に際して、例えば機械的に本体部10またはフランジ部20にターゲットTを固定する機構が設けられてもよい。
Further, in the above embodiment, the case where the suction mechanism for sucking the target T is provided on the
また、上記実施形態では、フランジ部20の後面に凹部23を設ける場合について説明した。しかし、凹部23は、本体部10に設けられてもよく、本体部10およびフランジ部20の両方に設けられてもよく、設けられなくてもよい。すなわち、ターゲットTの挟持に際して、凹部23に収容されたターゲットTを挟持する代わりに、本体部10またはフランジ部20に吸着されたターゲットTを挟持してもよい。
In the above embodiment, the case where the
また、挟持機構30および移動機構40は、空気圧式の機構に代えて、例えば機械式、電磁気式の機構として構成されてもよい。また、挟持機構30は、本体部10に代えてフランジ部20に設けられてもよい。
Further, the
1…ターゲット装置、2…サイクロトロン、3…回収装置、T…ターゲット、10…本体部、20…フランジ部、23…凹部、29・・・吸着・排出機構、30…挟持機構。
DESCRIPTION OF
Claims (4)
第1の部材と、
前記粒子加速器と前記第1の部材の間に配置され、前記第1の部材との間に前記ターゲットを挟持するための第2の部材と、
前記ターゲットを挟持または解放するように、前記第1の部材と前記第2の部材を相対移動させるための挟持機構と、
前記第1の部材及び前記第2の部材を、前記粒子加速器に近接した第1の位置と前記粒子加速器から離間した第2の位置との間で移動させる移動機構と、
を備え、
前記挟持機構は、
前記第1の部材及び前記第2の部材のそれぞれに接続されると共に、前記第1の部材に対して前記第2の部材を往復動可能に支持する支持部と、
前記第1の部材に対して前記第2の部材を往復動させる駆動部と、
を有するターゲット装置。 A target device configured to hold a target irradiated with charged particles from a particle accelerator and move detachably with respect to the particle accelerator,
A first member;
A second member disposed between the particle accelerator and the first member for sandwiching the target between the first member;
A clamping mechanism for relatively moving the first member and the second member so as to clamp or release the target;
A moving mechanism for moving the first member and the second member between a first position close to the particle accelerator and a second position spaced from the particle accelerator;
With
The clamping mechanism is
A support portion connected to each of the first member and the second member, and supporting the second member so as to reciprocate with respect to the first member;
A drive unit for reciprocating the second member with respect to the first member;
A target device.
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