JP5880931B2 - ６４Ｃｕの分離精製方法及び６４Ｃｕの分離精製装置 - Google Patents

Description

本発明は、放射線金属核種である^６４Ｃｕの分離精製方法及び^６４Ｃｕの分離精製装置に関する。

放射性金属核種である^６４Ｃｕの製造方法として、金プレートにメッキされた金属ニッケルに陽子ビームを照射することにより^６４Ｎｉ（ｐ，ｎ）^６４Ｃｕ核反応を利用して^６４Ｃｕを得る方法が知られている。この方法では、金属ニッケルメッキ中に極少量の^６４Ｃｕが混在することとなり、^６４Ｃｕを精度良く分離精製する必要がある。

^６４Ｃｕの分離精製方法としては、^６４Ｃｕが混在する金属ニッケルメッキを塩酸等で溶解させた後、ＣｕとＮｉのクロロ陰イオン錯形成能の差異を利用して陰イオン交換樹脂により分離することが知られている（非特許文献１〜３参照）。

Production oftherapeutic quantities of 64Ni using 12MeV cyclotron Atsushi Obata, et al., Nuclear Medicine and Biology 30(2003) 535-539. Simultaneous production of highspecific activity 64Cu and 61Co with 11.4MeV protons onenriched 64Ni Nuclei. Miguel A. Avila-Rodriguez, et. al., AppliedRadiation and Isotopes 65 (2007) 1115-1120. Chelating ion-exchange methodsfor the preparation of non-carrier added 64CuShigeki Watanabe, et. al., NuclearMedicine and Biology 36 (2009) 587-590.

しかしながら、前述した従来の分離精製方法により得られた^６４Ｃｕの溶液に対して所定量の標識原料を反応させても、所望量の標識化合物ができないということが分かった。その原因を探ったところ、^６４Ｃｕだけではなく、溶液に残存するＮｉも標識原料と反応していることが明らかとなった。

そこで、本発明は、高精度な^６４Ｃｕの分離精製を行うことができる^６４Ｃｕの分離精製方法及び^６４Ｃｕの分離精製装置を提供することを目的とする。

本発明は、混在するＮｉ及び^６４Ｃｕの中から^６４Ｃｕを分離精製する^６４Ｃｕの分離精製方法であって、混在するＮｉ及び^６４Ｃｕを溶解する溶解工程と、溶解工程で溶解したＮｉ及び^６４Ｃｕを含む溶液を第１の陰イオン交換手段に通すことで、^６４Ｃｕを第１の陰イオン交換手段に吸着させる第１の吸着工程と、第１の陰イオン交換手段にハロゲンイオン濃度又は擬ハロゲンイオン濃度が銅溶出用濃度の溶液を通すことで、第１の陰イオン交換手段に吸着した^６４Ｃｕを当該溶液に溶出させ、^６４Ｃｕを含む溶液を回収する第１の回収工程と、第１の回収工程で回収した^６４Ｃｕを含む溶液におけるハロゲンイオン濃度又は擬ハロゲンイオン濃度を銅溶出用濃度よりも高いニッケル溶出用濃度に調整する濃度調整工程と、濃度調整工程で銅溶出用濃度よりも高いニッケル溶出用濃度に調整した溶液を第２の陰イオン交換手段に通すことで第２の陰イオン交換手段に^６４Ｃｕを吸着させる第２の吸着工程と、第２の陰イオン交換手段にハロゲンイオン濃度又は擬ハロゲンイオン濃度が銅溶出用濃度の溶液を通すことで、第２の陰イオン交換手段に吸着した^６４Ｃｕを当該溶液に溶出させ、^６４Ｃｕを含む溶液を回収する第２の回収工程と、を有することを特徴とする。

上記分離精製方法によれば、溶解したＮｉ及び^６４Ｃｕを含む溶液を第１の陰イオン交換手段に通すことで、^６４Ｃｕを第１の陰イオン交換手段に吸着させると共にＮｉを第１の陰イオン交換手段から排出することができる。更に、上記分離精製方法では、第１の陰イオン交換手段から^６４Ｃｕを含む溶液を回収した後、^６４Ｃｕを含む溶液におけるハロゲンイオン濃度又は擬ハロゲンイオン濃度をニッケル溶出用濃度に調整して第２の陰イオン交換手段に通す。これにより、^６４Ｃｕが第２の陰イオン交換手段に吸着されると共に、残存するＮｉが溶液に溶出されて第２の陰イオン交換手段から排出される。そして、第２の陰イオン交換手段から^６４Ｃｕを含む溶液を回収することで、Ｎｉ混入量を大幅に低減した高精度な^６４Ｃｕの分離精製を行うことができる。

上記分離精製方法において、第１の陰イオン交換手段は第２の陰イオン交換手段と同一であっても良い。
この場合、一つの陰イオン交換手段で高精度な^６４Ｃｕの分離精製をすることができるので、陰イオン交換手段を複数用いる場合と比べて、^６４Ｃｕの分離精製におけるコスト低減を図ることができる。

上記分離精製方法において、第１の回収工程の後、第２の吸着工程の前に、第１の陰イオン交換手段にニッケル溶出用濃度の溶液を通す陰イオン交換手段調整工程を有し、第１の回収工程で ^６４ Ｃｕを含む溶液が回収される第１の回収容器に所定濃度の塩酸溶液が予め入れてあることにより、濃度調整工程が行われていても良い。
この場合、第２の吸着工程において^６４Ｃｕを含む溶液を第１の陰イオン交換手段に通す際に、溶液の濃度が低下して^６４Ｃｕが溶出することを防ぐことができるので、より確実に^６４Ｃｕを第１の陰イオン交換手段に吸着させることができる。従って、更に精度の高い^６４Ｃｕの分離精製を行うことができる。

本発明は、混在するＮｉ及び^６４Ｃｕの中から^６４Ｃｕを分離精製する^６４Ｃｕの分離精製装置であって、混在するＮｉ及び^６４Ｃｕを溶解するための溶解槽と、溶解槽からの溶解したＮｉ及び^６４Ｃｕを含む溶液を通して^６４Ｃｕを吸着する第１の陰イオン交換手段と、ハロゲンイオン濃度又は擬ハロゲンイオン濃度が銅溶出用濃度の溶液を第１の陰イオン交換手段に送るための第１流路と、第１流路を通じて第１の陰イオン交換手段に送られ、^６４Ｃｕが溶出した溶液を回収する第１の回収容器と、第１の回収容器に回収され、かつ、ハロゲンイオン濃度又は擬ハロゲンイオン濃度が銅溶出用濃度よりも高いニッケル溶出用濃度に調整された溶液を通して^６４Ｃｕを吸着する第２の陰イオン交換手段と、ハロゲンイオン濃度又は擬ハロゲンイオン濃度が銅溶出用濃度の溶液を第２の陰イオン交換手段に送るための第２流路と、第２流路を通じて第２の陰イオン交換手段に送られ、^６４Ｃｕが溶出した溶液を回収する第２の回収容器と、を備えることを特徴とする。

上記分離精製装置によれば、溶解したＮｉ及び^６４Ｃｕを含む溶液を第１の陰イオン交換手段に通すことで、^６４Ｃｕを第１の陰イオン交換手段に吸着させると共にＮｉを第１の陰イオン交換手段から排出することができる。更に、上記分離精製装置では、第１の陰イオン交換手段から^６４Ｃｕを含む溶液を回収した後、^６４Ｃｕを含む溶液におけるハロゲンイオン濃度又は擬ハロゲンイオン濃度をニッケル溶出用濃度に調整して第２の陰イオン交換手段に通す。これにより、^６４Ｃｕが第２の陰イオン交換手段に吸着されると共に、残存するＮｉが溶液に溶出されて第２の陰イオン交換手段から排出される。そして、第２の陰イオン交換手段から^６４Ｃｕを含む溶液を回収することで、Ｎｉ混入量を大幅に低減した高精度な^６４Ｃｕの分離精製を行うことができる。

上記分離精製装置において、第１の陰イオン交換手段は第２の陰イオン交換手段と同一であっても良い。
この場合、一つの陰イオン交換手段で高精度な^６４Ｃｕの分離精製をすることができるので、陰イオン交換手段を複数用いる場合と比べて、^６４Ｃｕの分離精製におけるコスト低減を図ることができる。

上記分離精製装置において、ハロゲンイオン濃度又は擬ハロゲンイオン濃度がニッケル溶出用濃度の溶液を第１の陰イオン交換手段に送るための第３流路を更に備え、第１の回収容器には、 ^６４ Ｃｕが溶出した溶液を回収する前に、 ^６４ Ｃｕが溶出した溶液をハロゲンイオン濃度又は擬ハロゲンイオン濃度が銅溶出濃度よりも高いニッケル溶出用濃度に調整する所定濃度の塩酸溶液が予め入れてあっても良い。
この場合、^６４Ｃｕが吸着された状態の第１の陰イオン交換手段に対してハロゲンイオン濃度又は擬ハロゲンイオン濃度がニッケル溶出用濃度の溶液を送ることで、第１の陰イオン交換手段に残留するＮｉを溶出して排出させることができる。また、^６４Ｃｕを含む溶液を第１の回収容器内に回収した後、第１の回収容器内の溶液を第２の陰イオン交換手段に通す前に、ハロゲンイオン濃度又は擬ハロゲンイオン濃度がニッケル溶出用濃度の溶液を第１の陰イオン交換手段に送ることで、第１の回収容器に回収された溶液を第１の陰イオン交換手段に通す際に、溶液の濃度が低下して^６４Ｃｕが溶出することを防ぐことができるので、より確実に^６４Ｃｕを第１の陰イオン交換手段に吸着させることができる。従って、この分離精製装置によれば、更に精度の高い^６４Ｃｕの分離精製を行うことができる。

本発明によれば、高精度な^６４Ｃｕの分離精製を行うことができる。

本発明に係る^６４Ｃｕの分離精製装置の一実施形態を示す図である。 本発明に係る^６４Ｃｕの分離精製方法を示すフローチャートである。

以下、本発明に係る^６４Ｃｕの分離精製装置及び^６４Ｃｕの分離精製方法の好適な実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。

図１に示されるように、本実施形態に係る^６４Ｃｕの分離精製装置１は、金プレートにメッキされたＮｉに陽子ビームを照射することにより微量の^６４Ｃｕを得た後に、混在するＮｉ及び^６４Ｃｕの中から^６４Ｃｕを分離精製するものである。

分離精製装置１は、溶解槽２、中間バッファタンク３、陰イオン交換樹脂カラム４、第１の溶液リザーバタンク群５、第２の溶液リザーバタンク群６、Ｎｉ回収バイアル７、廃液バイアル８、粗Ｃｕ回収バイアル９、及びＣｕ回収バイアル１０を備えている。

溶解槽２は、陽子ビームの照射により微量の^６４Ｃｕが生成されたニッケルメッキ（ターゲットプレート）を溶解させるための槽である。ニッケルメッキ中には、微量の^６４Ｃｕに対して例えば数十万倍以上のＮｉが存在している。溶解槽２では、塩酸溶液を加えることで、混在するＮｉ及び^６４Ｃｕの溶解が行われる。なお、溶解に用いる溶液は塩酸溶液に限られず、Ｎｉ及び^６４Ｃｕを溶解可能なものであれば良い。

中間バッファタンク３は、溶解槽２で溶解されたＮｉ及び^６４Ｃｕを含む塩酸溶液の濃度調整及び冷却を行うためのタンクである。中間バッファタンク３では、^６４Ｃｕが溶出しない濃度となるように塩酸溶液の濃度調整が行われる。塩酸溶液の濃度調整は、Ｃｌ⁻イオンの濃度調節に等しい。また、溶解時の反応によりＮｉ及び^６４Ｃｕを含む塩酸溶液は高温状態にあるため、常温近くまで冷却される。

陰イオン交換樹脂カラム４は、Ｎｉと^６４Ｃｕとのクロロ陰イオン錯形成能の差異を利用してＮｉと^６４Ｃｕとを分離させるためのものである。陰イオン交換樹脂カラム４は、内部に充填された多数の陰イオン交換樹脂を有している。陰イオン交換樹脂カラム４では、上方の入口部４ａから入り込んだ塩酸溶液が充填された陰イオン交換樹脂の間を進み、下方の出口部４ｂから排出される。なお、陰イオン交換樹脂カラム４は、塩酸溶液の流入に伴って内部から気体を排出するための排気用管及びフィルタＦ１を有している。

ここで、塩酸溶液中においては、^６４Ｃｕは陰イオンであるテトラクロロ銅イオン（［ＣｕＣｌ_４］^２−）、Ｎｉは陽イオンであるニッケルイオン［Ｎｉ^２＋］として存在する。このため、溶解したＮｉ及び^６４Ｃｕを含む塩酸溶液が陰イオン交換樹脂カラム４を通ると、陰イオンとして存在する^６４Ｃｕは陰イオン交換樹脂に吸着され、陽イオンとして存在するＮｉは樹脂に吸着することなく、塩酸溶液と共に排出される。但し、一部のＮｉは各種の相互作用の影響で陰イオン交換樹脂カラム４内に残留する。陰イオン交換樹脂カラム４は、特許請求の範囲に記載の第１の陰イオン交換手段及び第２の陰イオン交換手段に相当する。

第１の溶液リザーバタンク群５は、ニッケル溶出用濃度の塩酸溶液が貯留されたタンク群である。ニッケル溶出用濃度とは、Ｎｉが塩酸溶液中に溶出するＣｌ⁻イオンの濃度であり、例えば５〜８ｍｏｌ／Ｌの塩酸濃度を意味する。塩酸以外の溶液を利用する場合ニッケル溶出用濃度の範囲も変化する。第１の溶液リザーバタンク群５は、四本の溶液リザーバタンク５Ａ〜５Ｄを備えている。

第２の溶液リザーバタンク群６は、銅溶出用濃度の塩酸溶液が貯留されたタンク群である。銅溶出用濃度とは、^６４Ｃｕが塩酸溶液中に溶出するＣｌ⁻イオンの濃度であり、例えば３ｍｏｌ／Ｌ以下の塩酸濃度を意味する。塩酸以外の溶液を利用する場合ニッケル溶出用濃度の範囲も変化する。第２の溶液リザーバタンク群６は、二本の溶液リザーバタンク６Ａ、６Ｂを備えている。

Ｎｉ回収バイアル７、廃液バイアル８、粗Ｃｕ回収バイアル９、及びＣｕ回収バイアル１０は、塩酸溶液を回収するための容器である。各バイアル７〜１０が回収する塩酸溶液の違いについては後述する。バイアル７〜９には内部の空気を排出するための排気用管を有しており、各排気用管にはフィルタＦ２〜Ｆ４が取り付けられている。また、最終的に^６４Ｃｕを含む塩酸溶液を貯留するＣｕ回収バイアル１０では、内部の気体も放射線の影響下にある可能性が高いため、専用の気体用流路Ｇが設けられている。粗Ｃｕ回収バイアル９が特許請求の範囲に記載の第１の回収容器、Ｃｕ回収バイアル１０が特許請求の範囲に記載の第２の回収容器に相当する。

分離精製装置１は、塩酸溶液等が流れる流路Ｒ１〜Ｒ８を有している。流路Ｒ１〜Ｒ８は、複数の配管を連結して形成されており、配管の途中に配置されたバルブＶ１〜Ｖ１３の開閉操作によって流れが切り換えられる。

具体的には、流路Ｒ１は溶解槽２と三方弁Ｖ１とを接続する流路であり、三方弁Ｖ１を介して流路Ｒ２に繋がっている。流路Ｒ２は、第１の溶液リザーバタンク群５の溶液リザーバタンク５Ａと中間バッファタンク３とを接続する流路である。流路Ｒ２は、中間バッファタンク３の手前に配置された三方弁Ｖ２を介して流路Ｒ３に繋がっている。

流路Ｒ３は、流路Ｒ２の三方弁Ｖ２と陰イオン交換樹脂カラム４の入口部４ａとを接続する流路である。これらの流路Ｒ１〜Ｒ３は、溶解槽２から陰イオン交換樹脂カラム４の入口部４ａに至る流路を形成している。

流路Ｒ４は、陰イオン交換樹脂カラム４の出口部４ｂとＮｉ回収バイアル７及び廃液バイアル８とを接続する流路である。Ｎｉ回収バイアル７と廃液バイアル８との切り換えは、三方弁Ｖ８によって行われる。流路Ｒ４は、三方弁Ｖ７を介して流路Ｒ５と繋がっている。流路Ｒ５は、三方弁Ｖ７と粗Ｃｕ回収バイアル９とを接続する流路である。流路Ｒ４及び流路Ｒ５は、陰イオン交換樹脂カラム４の出口部４ｂから粗Ｃｕ回収バイアル９に至る流路を形成している。

また、流路Ｒ３は、途中の三方弁Ｖ４を介して流路Ｒ６と繋がっている。流路Ｒ６は、三方弁Ｖ４と粗Ｃｕ回収バイアル９とを接続する流路である。流路Ｒ３及び流路Ｒ６は、粗Ｃｕ回収バイアル９からに陰イオン交換樹脂カラム４の入口部４ａ至る流路を形成している。

流路Ｒ６は、途中の三方弁Ｖ５を介して流路Ｒ７と繋がっている。流路Ｒ７は、溶液リザーバタンク５Ａを除いた第１の溶液リザーバタンク群５及び第２の溶液リザーバタンク群６と三方弁Ｖ５とを接続する流路である。この流路７を通じて、銅溶出用濃度の塩酸溶液やニッケル溶出用濃度の塩酸溶液が陰イオン交換樹脂カラム４の出口部４ｂに送られる。流路Ｒ７は、特許請求の範囲に記載の第１流路、第２流路、第３流路として機能する。

また、流路Ｒ４は、三方弁Ｖ６を介して流路Ｒ８と繋がっている。流路Ｒ８は、三方弁Ｖ６とＣｕ回収バイアル１０とを接続する流路である。流路Ｒ４及び流路Ｒ８は、陰イオン交換樹脂カラム４の出口部４ｂからＣｕ回収バイアル１０に至る流路を形成している。

また、分離精製装置１は、窒素供給源２０、供給量制御部２１、及び気体用流路Ｈを備えている。窒素供給源２０、供給量制御部２１、及び気体用流路Ｈは、不活性ガスである窒素ガスの供給により、その圧力で塩酸溶液等を移動させるための構成である。なお、塩酸溶液等の移動に用いられる気体は窒素に限られない。

窒素供給源２０から供給された窒素ガスは、供給量制御部２１によって供給量が制御され、気体用流路Ｈを通って溶解槽２等の各設備に送られる。窒素ガスの供給先は、気体用流路Ｈを形成する配管上に設けられたバルブＶ１４〜Ｖ２２の開閉操作によって切り換えられる。

次に、本実施形態に係る分離精製装置１を用いた^６４Ｃｕの分離精製方法について図２を参照して説明する。

図２に示されるように、本実施形態に係る^６４Ｃｕの分離精製方法では、ステップＳ１として溶解工程が行われる。溶解工程では、陽子ビームの照射により微量の^６４Ｃｕが生成されたニッケルメッキを溶解する。溶液リザーバタンク５Ａから塩酸溶液を溶解槽２に供給することにより、混在するＮｉ及び^６４Ｃｕの溶解が行われる。溶解されたＮｉ及び^６４Ｃｕを含む塩酸溶液は、流路Ｒ１，Ｒ２を通じて中間バッファタンク３へと送られる。

ステップＳ２では、溶解されたＮｉ及び^６４Ｃｕを含む塩酸溶液の濃度調整及び冷却を行う冷却工程が行われる。冷却工程では、中間バッファタンク３内に一時貯留された状態で塩酸溶液の濃度調整及び冷却が行われる。

中間バッファタンク３内で、塩酸溶液は^６４Ｃｕが溶出しない濃度となるように調整される。塩酸溶液は^６４Ｃｕが溶出せず、Ｎｉのみが溶出するニッケル溶出用濃度になるように調整されても良い。

濃度調整は、中間バッファタンク３内に予め所定濃度の塩酸溶液を入れておくことにより行うことができる。また、外部から所定濃度の塩酸溶液を追加する方法であっても良い。冷却工程における濃度調整及び冷却が終了すると、中間バッファタンク３内の塩酸溶液は、流路Ｒ２，Ｒ３を通じて陰イオン交換樹脂カラム４の入口部４ａへと送られる。

ステップＳ３では、^６４Ｃｕを陰イオン交換樹脂カラム４の陰イオン交換樹脂に吸着させる第１の吸着工程が行われる。第１の吸着工程では、溶解されたＮｉ及び^６４Ｃｕを含む塩酸溶液を陰イオン交換樹脂カラム４に通すことで、塩酸溶液中に陰イオンとして存在する^６４Ｃｕが陰イオン交換樹脂に吸着する。一方、陽イオンとして存在するＮｉは陰イオン交換樹脂に吸着することなく、塩酸溶液と共に大部分が排出される。排出された塩酸溶液をメッキ通過液とする。メッキ通過液は、流路Ｒ４を通じてＮｉ回収バイアル７に回収される。

ステップＳ４では、陰イオン交換樹脂カラム４にニッケル溶出用濃度の塩酸溶液を通すことで、陰イオン交換樹脂カラム４内に残存するＮｉを塩酸溶液に溶出させる第１のニッケル溶出工程が行われる。第１のニッケル溶出工程では、複数回に分けてニッケル溶出用濃度の塩酸溶液を通過させることができる。

具体的には、塩酸溶液を貯留する溶液リザーバタンク５Ｂからニッケル溶出用濃度の塩酸溶液を所定量（例えば８ｍＬ）供給して陰イオン交換樹脂カラム４に通す。これにより、陰イオン交換樹脂カラム４内に残存するＮｉの一部は塩酸溶液に溶出して陰イオン交換樹脂カラム４から排出される。陰イオン交換樹脂カラム４から排出された塩酸溶液を洗浄液Ａとする。洗浄液Ａは、流路Ｒ４を通じてＮｉ回収バイアル７に回収される。

次に、溶液リザーバタンク５Ｃからニッケル溶出用濃度の塩酸溶液を所定量（例えば５ｍＬ）供給して陰イオン交換樹脂カラム４に通す。陰イオン交換樹脂カラム４から排出された塩酸溶液を洗浄液Ｂとする。洗浄液Ｂは、流路Ｒ４を通じてＮｉ回収バイアル７に回収される。

ステップＳ５では、^６４Ｃｕを含む塩酸溶液を回収する第１の回収工程、及び回収した塩酸溶液の濃度を調整する濃度調整工程が行われる。第１の回収工程では、銅溶出用濃度の塩酸溶液を貯留する溶液リザーバタンク６Ａから塩酸溶液を所定量（例えば５ｍＬ）供給して陰イオン交換樹脂カラム４に通す。これにより、陰イオン交換樹脂に吸着していた^６４Ｃｕが銅溶出用濃度の塩酸溶液に溶出して、^６４Ｃｕを多く含む塩酸溶液が得られる。但し、この塩酸溶液には、陰イオン交換樹脂カラム４内に残存していたＮｉの一部も溶出している。^６４Ｃｕを多く含む塩酸溶液は、流路Ｒ４及び流路Ｒ５を通じて粗Ｃｕ回収バイアル９に回収される。回収した塩酸溶液を粗Ｃｕ回収液とする。

濃度調整工程では、第１の回収工程で回収された粗Ｃｕ回収液の濃度調整が行われる。本実施形態に係る分離精製方法においては、予め粗Ｃｕ回収バイアル９に所定濃度の塩酸溶液を入れておくことにより濃度調整が行われる。このため、本実施形態に係る分離精製方法では、第１の回収工程及び濃度調整工程がほぼ同時に行われる。なお、外部から所定濃度の塩酸溶液を追加する方法で濃度調整を行っても良い。

ステップＳ６では、陰イオン交換樹脂カラム４にニッケル溶出用濃度の塩酸溶液を通すことで、陰イオン交換樹脂カラム４の塩酸雰囲気を調整するカラム調整工程（陰イオン交換手段調整工程）が行われる。カラム調整工程では、溶液リザーバタンク５Ｄから供給されたニッケル溶出用濃度の塩酸溶液が用いられる。陰イオン交換樹脂カラム４を通過した塩酸溶液をカラム再調整液とする。カラム再調整液は、流路Ｒ４を通じて廃液バイアル８に回収される。カラム調整工程は、濃度調整工程でニッケル溶出用濃度に調整した塩酸溶液の濃度がカラム４内で減少して、^６４Ｃｕが塩酸溶液に溶出することを防ぐために行われる。

ステップＳ７では、ニッケル溶出用濃度に調整した塩酸溶液を陰イオン交換樹脂カラム４に通すことで、再び^６４Ｃｕを陰イオン交換樹脂カラム４の陰イオン交換樹脂に吸着させる第２の吸着工程が行われる。第２の吸着工程においても、塩酸溶液中に陰イオンとして存在する^６４Ｃｕが陰イオン交換樹脂に吸着され、陽イオンとして存在するＮｉは陰イオン交換樹脂に吸着することなく、塩酸溶液と共に大部分が排出される。排出された塩酸溶液を再通過液とする。再通過液は、流路Ｒ４を通じて廃液バイアル８に回収される。

ステップＳ８では、陰イオン交換樹脂カラム４にニッケル溶出用濃度の塩酸溶液を通すことで、陰イオン交換樹脂カラム４内に残存するＮｉを塩酸溶液に溶出させる第２のニッケル溶出工程が行われる。具体的には、再び溶液リザーバタンク５Ｃからニッケル溶出用濃度の塩酸溶液を所定量（例えば５ｍＬ）供給して陰イオン交換樹脂カラム４に通す。これにより、陰イオン交換樹脂カラム４内に残存するＮｉの一部は塩酸溶液に溶出して陰イオン交換樹脂カラム４から排出される。なお、第２のニッケル溶出工程も、複数回に分けてニッケル溶出用濃度の塩酸溶液を通過させても良い。

ステップＳ９では、^６４Ｃｕを含む塩酸溶液を回収する第２の回収工程が行われる。第２の回収工程では、銅溶出用濃度の塩酸溶液を貯留する溶液リザーバタンク６Ｂから塩酸溶液を所定量（例えば５ｍＬ）供給して陰イオン交換樹脂カラム４に通す。これにより、陰イオン交換樹脂に吸着していた^６４Ｃｕが銅溶出用濃度の塩酸溶液に溶出して、Ｎｉの混入量が少なく^６４Ｃｕを多く含む塩酸溶液が得られる。この塩酸溶液は、流路Ｒ８を通じてＣｕ回収バイアル１０に回収される。Ｃｕ回収バイアル１０に回収した塩酸溶液を最終Ｃｕ回収液とする。

以上説明した本実施形態に係る^６４Ｃｕの分離精製装置及び^６４Ｃｕの分離精製方法によれば、溶解したＮｉ及び^６４Ｃｕを含む塩酸溶液を陰イオン交換樹脂カラム４に通すことで、^６４Ｃｕを陰イオン交換樹脂カラム４に吸着させると共にＮｉを陰イオン交換樹脂カラム４から排出することができる。更に、この分離精製装置１及び分離精製方法では、陰イオン交換樹脂カラム４から^６４Ｃｕを含む塩酸溶液を回収した後、^６４Ｃｕを含む塩酸溶液の濃度をニッケル溶出用濃度に調整して陰イオン交換樹脂カラム４に通している。これにより、^６４Ｃｕが陰イオン交換樹脂カラム４に吸着されると共に、残存するＮｉが塩酸溶液に溶出されて陰イオン交換樹脂カラム４から排出される。そして、陰イオン交換樹脂カラム４から^６４Ｃｕを含む塩酸溶液を回収することで、Ｎｉ混入量を大幅に低減した高精度な^６４Ｃｕの分離精製を行うことができる。

また、本実施形態に係る分離精製装置１及び分離精製方法によれば、陰イオン交換樹脂カラム４に一度通した後、塩酸溶液を大量に使用して^６４Ｃｕの分離精製を行う方法と比べて塩酸溶液の使用量を大幅に低減することができる。また、^６４Ｃｕを利用してＰＥＴ用の標識化合物を生成する際に、Ｎｉにより標識反応が阻害されなくなる。このため、高価な標識原料の損失を減らすことができる。

また、本実施形態に係る分離精製装置１及び分離精製方法によれば、流路７を通じて陰イオン交換樹脂カラム４にニッケル溶出用濃度の塩酸溶液を送ることができるので、^６４Ｃｕが吸着された状態の陰イオン交換樹脂カラム４にニッケル溶出用濃度の塩酸溶液を送ることで、陰イオン交換樹脂カラム４に残留するＮｉを溶出して排出させることができる。

なお、本実施形態に係る分離精製装置１及び分離精製方法では、一本の陰イオン交換樹脂カラム４に粗Ｃｕ回収液を再び通している。これは、特許請求の範囲に記載する第１の陰イオン交換手段が第２の陰イオン交換手段と同一である場合に相当する。この場合、陰イオン交換樹脂カラムを複数用いる場合と比べて、^６４Ｃｕの分離精製におけるコスト低減を図ることができる。但し、このことは本発明において陰イオン交換樹脂カラムを複数用いることを妨げるものではなく、陰イオン交換樹脂カラムを複数用いる場合であっても本発明を有効に適用することができる。

本発明は、上述した実施形態に限定されるものではない。例えば、Ｎｉ及び^６４Ｃｕの溶解等に用いる溶液は塩酸溶液に限られない。ハロゲンイオンを含む溶液や擬ハロゲンイオンを含む溶液であれば代用することができる。この場合、ニッケル溶出用濃度は、Ｎｉが溶出するハロゲンイオン濃度又は擬ハロゲンイオン濃度を意味する。また、銅溶出用濃度は、^６４Ｃｕが溶出するハロゲンイオン濃度又は擬ハロゲンイオン濃度を意味する。また、図１に示す分離精製装置１の配置や構成は一例であり、これに限定されるものではない。

以下、上述した^６４Ｃｕの分離精製装置及び^６４Ｃｕの分離精製方法の実施例について説明する。ここでは、放射性核種を生成する試験であるホットテストと、
放射性核種を生成せずにホットテストと同条件を想定する物質量を用いた安定同位体による試験であるコールドテストを行った。

まずコールドテストについて説明する。擬似的なメッキ溶液として、１２７ｎｇの銅（金属銅として）と２５ｍｇのニッケル（金属ニッケルとして）を含む６ｍｏｌ／Ｌの塩酸溶液を１０ｍＬ用いた。陰イオン交換樹脂カラム４としてＢｉｏ−Ｌａｄ社製のポリプレップＡＧ１−Ｘ８カラム（メッシュ１００−２００の樹脂を２ｍＬ充填済み）を使用した。予め２０ｍＬの水で陰イオン交換樹脂を洗浄した後、６ｍｏｌ／Ｌの塩酸溶液２０ｍＬで洗浄すると同時に陰イオン交換樹脂を６ｍｏｌ／Ｌの塩酸雰囲気下においた。カラム４への各溶液の移送は窒素ガスによる圧送で行ったが、精製時の塩酸溶液の樹脂通過は大気圧による自然落下で行った。金属イオンの濃度測定には、原子吸光法を用いた。

溶解槽２において、１０ｍＬの擬似メッキ溶液を、ホットテストと同条件で加熱し（メッキ溶解工程として実施）、３ｍＬの１２Ｍ塩酸を加えて塩酸濃度を調整して、室温付近まで冷却した後、陰イオン交換樹脂を通過させた。この時、６ｍｏｌ／Ｌの塩酸溶液である擬似メッキ液中では、銅はテトラクロロ銅イオン（［ＣｕＣｌ_４］^２−）、ニッケルはニッケルイオン［NI^２＋］の化学系で存在することとなる。この溶液を６ｍｏｌ／Ｌの塩酸溶液で調整済みの陰イオン交換樹脂カラム４に通過させ、銅を陰イオンとして陰イオン交換樹脂に保持させた。この時に通過した容液はメッキ通過液となる。

このカラム４に対し、６ｍｏｌ／Ｌの塩酸溶液８ｍＬ、６ｍｏｌ／Ｌの塩酸溶液５ｍＬを順次通過させ、樹脂の洗浄（ニッケルの溶出）を行った。この時に通過した容液がそれぞれ洗浄液Ａ、洗浄液Ｂとなる。次に、カラム４に１ｍｏｌ／Ｌ塩酸溶液を５ｍＬ通過させ、銅の溶出を行った。この時に通過した容液は粗Ｃｕ回収液となる。なお、この時、塩酸濃度の低下により銅はＣｕ^２＋の陽イオンになるため、樹脂に保持されなくなる。また、樹脂に残留していたニッケルが同時に溶出する。

このようにして得られた粗Ｃｕ回収液に１２ｍｏｌ／Ｌの塩酸溶液を４．５ｍＬ加えて再度約６ｍｏｌ／Ｌの塩酸溶液となるように調整した。カラム４に６ｍｏｌ／Ｌの塩酸を１０ｍＬ通過させ、再度６ｍｏｌ／Ｌの塩酸雰囲気になるように樹脂を再調製した。この時に通過した容液はカラム再調整液となる。

再調整後のカラム４に塩酸濃度調整済みの粗Ｃｕ回収液を通過させた。この時再度銅は陰イオンとして樹脂に保持され、ニッケルイオンの大部分は樹脂に保持されずに通過する。この時に通過した容液は再通過液となる。

このカラム４に対し、５ｍＬの６Ｍ塩酸を通過させ樹脂に残留するニッケルを洗い流した。この時に通過した容液は洗浄液Ｃとなる。その後、５ｍＬの１Ｍ塩酸を樹脂に通過させて銅の溶出を行い、最終Ｃｕ回収液を得た。

ここで、最終Ｃｕ回収液の最初の１ｍＬフラクションにおいては銅がまだほとんど溶出してないのに対し、ニッケルの溶出量が非常に大きいため、銅抽出液として回収せずに、廃棄した。また、５ｍＬ目のフラクションも殆ど銅が溶出していないため、最終的には２ｍＬ〜４ｍＬ目のフラクションのみを集めた。表１に濃度変化の結果を示す。なお、表１において、洗浄液Ｂ−１、洗浄液Ｂ−２とはそれぞれ１ｍＬ目の洗浄液Ｂ、次の２ｍＬ目の洗浄液Ｂ（１ｍＬ目を除く）を意味している。なお、表１に示すライン洗浄液は、最終Ｃｕ回収液を得た後に分離精製装置１内を洗浄して回収した溶液である。ライン洗浄液には、分離精製装置１内に残ったＮｉや^６４Ｃｕが含まれている。

表１に示されるように、当初の疑似メッキ原液と比べて、ニッケルの混入量が十分に低く銅の回収量が十分な結果を得ることができた。

また、表１にホットテスト時の結果も示す。ホットテストでは、上述したコールドテストに沿って放射線核種である^６４Ｃｕを実際に生成して測定した。各溶液における^６４Ｃｕの線量分布を示す。ホットテストにおいても、ニッケルの混入量が十分に低く^６４Ｃｕの回収量も十分な溶液を得ることができた。

１…分離精製装置 ２…溶解槽 ３…中間バッファタンク ４…陰イオン交換樹脂カラム ４ａ…入口部 ４ｂ…出口部 ５…第１の溶液リザーバタンク群 ６…第２の溶液リザーバタンク群 ７…回収バイアル ８…廃液バイアル ９…粗Ｃｕ回収バイアル １０…Ｃｕ回収バイアル １１…移動機構 ２０…窒素供給源 ２１…供給量制御部 Ｆ１-Ｆ４…フィルタ Ｈ…気体用流路 Ｒ１-Ｒ８…流路 Ｖ１-Ｖ２２…バルブ

Claims (6)

1. 混在するＮｉ及び^６４Ｃｕの中から^６４Ｃｕを分離精製する^６４Ｃｕの分離精製方法であって、
   混在するＮｉ及び^６４Ｃｕを溶解する溶解工程と、
   前記溶解工程で溶解したＮｉ及び^６４Ｃｕを含む溶液を第１の陰イオン交換手段に通すことで、^６４Ｃｕを前記第１の陰イオン交換手段に吸着させる第１の吸着工程と、
   前記第１の陰イオン交換手段にハロゲンイオン濃度又は擬ハロゲンイオン濃度が銅溶出用濃度の溶液を通すことで、前記第１の陰イオン交換手段に吸着した^６４Ｃｕを当該溶液に溶出させ、^６４Ｃｕを含む溶液を回収する第１の回収工程と、
   前記第１の回収工程で回収した^６４Ｃｕを含む溶液におけるハロゲンイオン濃度又は擬ハロゲンイオン濃度を銅溶出濃度よりも高いニッケル溶出用濃度に調整する濃度調整工程と、
   前記濃度調整工程で銅溶出濃度よりも高いニッケル溶出用濃度に調整した溶液を第２の陰イオン交換手段に通すことで前記第２の陰イオン交換手段に^６４Ｃｕを吸着させる第２の吸着工程と、
   前記第２の陰イオン交換手段にハロゲンイオン濃度又は擬ハロゲンイオン濃度が銅溶出用濃度の溶液を通すことで、前記第２の陰イオン交換手段に吸着した^６４Ｃｕを当該溶液に溶出させ、^６４Ｃｕを含む溶液を回収する第２の回収工程と、
   を有することを特徴とする^６４Ｃｕの分離精製方法。
2. 前記第１の陰イオン交換手段は前記第２の陰イオン交換手段と同一である請求項１に記載の^６４Ｃｕの分離精製方法。
3. 前記第１の回収工程の後、前記第２の吸着工程の前に、前記第１の陰イオン交換手段にハロゲンイオン濃度又は擬ハロゲンイオン濃度がニッケル溶出用濃度の溶液を通す陰イオン交換手段調整工程を有し、
   前記第１の回収工程で ^６４ Ｃｕを含む溶液が回収される第１の回収容器に所定濃度の塩酸溶液が予め入れてあることにより、前記濃度調整工程が行われる請求項２に記載の^６４Ｃｕの分離精製方法。
4. 混在するＮｉ及び^６４Ｃｕの中から^６４Ｃｕを分離精製する^６４Ｃｕの分離精製装置であって、
   混在するＮｉ及び^６４Ｃｕを溶解するための溶解槽と、
   前記溶解槽からの溶解したＮｉ及び^６４Ｃｕを含む溶液を通して^６４Ｃｕを吸着する第１の陰イオン交換手段と、
   ハロゲンイオン濃度又は擬ハロゲンイオン濃度が銅溶出用濃度の溶液を前記第１の陰イオン交換手段に送るための第１流路と、
   前記第１流路を通じて前記第１の陰イオン交換手段に送られ、前記^６４Ｃｕが溶出した溶液を回収する第１の回収容器と、
   前記第１の回収容器に回収され、かつ、ハロゲンイオン濃度又は擬ハロゲンイオン濃度が銅溶出濃度よりも高いニッケル溶出用濃度に調整された溶液を通して^６４Ｃｕを吸着する第２の陰イオン交換手段と、
   ハロゲンイオン濃度又は擬ハロゲンイオン濃度が銅溶出用濃度の溶液を前記第２の陰イオン交換手段に送るための第２流路と、
   前記第２流路を通じて前記第２の陰イオン交換手段に送られ、前記^６４Ｃｕが溶出した溶液を回収する第２の回収容器と、
   を備えることを特徴とする^６４Ｃｕの分離精製装置。
5. 前記第１の陰イオン交換手段は前記第２の陰イオン交換手段と同一である請求項４に記載の^６４Ｃｕの分離精製装置。
6. ハロゲンイオン濃度又は擬ハロゲンイオン濃度がニッケル溶出用濃度の溶液を前記第１の陰イオン交換手段に送るための第３流路を更に備え、
   前記第１の回収容器には、前記 ^６４ Ｃｕが溶出した溶液を回収する前に、前記 ^６４ Ｃｕが溶出した溶液をハロゲンイオン濃度又は擬ハロゲンイオン濃度が銅溶出濃度よりも高いニッケル溶出用濃度に調整する所定濃度の塩酸溶液が予め入れてある請求項４又は請求項５に記載の^６４Ｃｕの分離精製装置。

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