JP6339034B2

JP6339034B2 - 放射性同位元素精製装置

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Publication number: JP6339034B2
Application number: JP2015045943A
Authority: JP
Inventors: 潤加藤; 知也岩田
Original assignee: Sumitomo Heavy Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Heavy Industries Ltd
Priority date: 2015-03-09
Filing date: 2015-03-09
Publication date: 2018-06-06
Anticipated expiration: 2035-03-09
Also published as: JP2016166764A

Description

本発明は、放射性同位元素精製装置に関する。

従来、病院等でのＰＥＴ検査（陽電子断層撮影検査）等に使用される放射性同位元素（ＲＩ）は、放射性同位元素が形成された固体ターゲットを精製装置で精製することによって取得されている。例えば、特許文献１に記載の技術では、まず、ターゲット装置に設けられた固体ターゲットに荷電粒子線を照射し、放射性同位元素が形成された固体ターゲットを取得する。そして、放射性同位元素が形成された固体ターゲットをターゲット装置から回収し、回収した固体ターゲットを収容した精製装置において、固体ターゲット上の放射性同位元素を強塩酸又は強塩基等により溶融し、放射性同位元素を取得している。

特開２００８−２６８１２７号公報

ターゲット装置で用いる固体ターゲットは、例えば、放射性同位元素の原料となる物質が載置された状態の固体ターゲット基板を電気炉等で加熱し、固体ターゲット基板上に当該原料を焼結することにより作成される。焼結を行う際、電気炉内は高熱となるので、電気炉の内部から外部へ逃げる熱の影響を考慮した耐熱ケアが必要であり、これにより電気炉及びその周囲の他の機器の配置に制約が生じている。具体的には、電気炉からその周囲の他の機器への熱影響を考慮して、電気炉の周囲に遮熱材を設ける、又は、電気炉の付近に他の機器を配置しないスペースを設ける等の耐熱ケアが必要であり、省スペース及び低コストを実現することが難しい。

そこで本発明は、省スペース及び低コストで焼結及び精製を行うことができる放射性同位元素精製装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明に係る放射性同位元素精製装置は、固体ターゲット基板が内部に配置される収容部と、収容部に固体ターゲット基板を導入し、且つ、収容部から固体ターゲット基板を退出させる搬送部と、収容部を加熱する加熱部と、搬送部及び加熱部を制御する制御部と、を備え、制御部は、放射性同位元素の原料が載置された固体ターゲット基板を収容部に導入するように搬送部を制御し、収容部を加熱させ、原料が載置された固体ターゲット基板に原料を焼結させるように加熱部を制御し、原料が焼結された固体ターゲット基板を収容部から退出させるように搬送部を制御し、且つ、原料が焼結された固体ターゲット基板に荷電粒子線が照射されることにより放射性同位元素が形成された固体ターゲット基板を収容部へ導入するように搬送部を制御し、収容部を加熱させ、放射性同位元素が形成された固体ターゲット基板の放射性同位元素を気化させるように加熱部を制御する。

本発明に係る放射性同位元素精製装置では、原料が載置された固体ターゲット基板が搬送部により収容部に導入され、当該収容部が加熱部により加熱されることにより、固体ターゲット基板上に放射性同位元素の原料が焼結する。そして、放射性同位元素が形成された固体ターゲット基板が搬送部により収容部に導入され、当該収容部が加熱部により加熱されることにより、固体ターゲット基板に形成された放射性同位元素が気化し、放射性同位元素が精製可能となる。すなわち、焼結及び精製を、一つの装置によって行うことができるため、焼結及び精製を別装置で行う従来の場合に比して、省スペース化及び低コスト化が実現できる。以上より、本発明に係る放射性同位元素精製装置は、省スペース及び低コストで焼結及び精製を行うことができる。

また、本発明に係る放射性同位元素精製装置において、収容部の一端側から収容部内へ不活性ガスを供給するガス供給部を更に備え、収容部の他端側には、加熱部によって気化した放射性同位元素を収容部の外部へ取り出す回収孔が設けられており、制御部は、原料が載置された固体ターゲット基板に原料を焼結させるように加熱部を制御する際には、収容部内を不活性ガスで満たすようにガス供給部を制御し、且つ、放射性同位元素が形成された固体ターゲット基板の放射性同位元素を気化させるように加熱部を制御する際には、収容部内へ不活性ガスを供給し続け、不活性ガスにより気化した放射性同位元素をガス供給部側から回収孔側へ向かって送出させるようにガス供給部を制御してもよい。この場合、原料が載置された固体ターゲット基板に原料を焼結させるように加熱部を制御する際、及び、放射性同位元素が形成された固体ターゲット基板の放射性同位元素を気化させるように加熱部を制御する際のそれぞれの場合に応じて、不活性ガスが収容部内へ適切に供給される。よって、焼結及び精製を一つの装置において適切且つ容易に行うことができる。さらに、精製を行う場合には、不活性ガスにより気化した放射性同位元素がガス供給部側から回収孔側へ向かって送出されるので、気化した放射性同位元素を回収孔から捕集することにより、容易に放射性同位元素を精製することができる。

また、放射性同位元素精製装置は、放射線の透過を抑制する放射線遮蔽壁を有するホットセル内に収容されていてもよい。この場合、焼結を行うことができる放射性同位元素精製装置がホットセル内に収容されているので、従来のように焼結を行うための電気炉をホットセルの外部に配置する必要がなくなる。これにより、ホットセルの外部における一般空間の省スペース化を図り、一般空間における作業スペースの自由度を高めることができる。

本発明によれば、省スペース及び低コストで焼結及び精製を行うことができる放射性同位元素精製装置を提供することができる。

本発明の一実施形態に係る放射性同位元素精製装置が収容されるホットセルの断面図であり、正面と平行な断面を示す図である。本発明の一実施形態に係る放射性同位元素精製装置を示す概略側面図である。図２に示す放射性同位元素精製装置の概略上面図である。図２に示す放射性同位元素精製装置の加熱部を拡大して示す図であって、炉心管内に挿入管が導入された状態を示す図である。図２に示す制御部の焼結時における動作の一例を示すフローチャートである。図２に示す制御部の精製時における動作の一例を示すフローチャートである。

以下、添付図面を参照しながら本発明に係る放射性同位元素精製装置の実施形態について説明する。なお、以下の説明において、同一又は相当要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

本発明の実施形態に係る放射性同位元素精製装置は、放射性同位元素を含む物質から、放射性同位元素を精製する装置である。精製された放射性同位元素は、例えば病院のＰＥＴ検査（陽電子断層撮影検査）等に使用される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。本実施形態に係る放射性同位元素精製装置は、放射線の透過を抑制する放射線遮蔽壁を有するホットセル内に収容されている。まず、図１を参照して、ホットセルの概要を説明する。

図１に示すように、ホットセル１０は、箱型を成すホットセル本体１１を備えている。ホットセル本体１１は、壁体１４〜１６を有している。壁体１４〜１６は、放射線の透過を抑制する放射線遮蔽壁によって形成されている。放射線遮蔽壁は、例えば鉛によって形成されている。ホットセル本体１１内に収容される放射性物質に応じて、放射線遮蔽壁の材質を適宜変更してもよい。なお、ホットセル本体１１は、正面開口部に正面扉（不図示）を有していると共に、正面壁と対向して配置された壁体である背面壁（不図示）を有している。正面扉及び背面壁は、壁体１４〜１６と同じく放射線遮蔽壁で形成されている。

ホットセル本体１１の正面開口部は、ホットセル本体１１の内部に収容される対象物１００の出し入れに利用される。ホットセル本体１１の内部に収容される対象物１００は、ＰＥＴ診断等で使用される放射性薬剤を取り扱う放射性薬剤取り扱い装置（放射性物質取り扱い装置）である。対象物１００としては、例えば本実施形態に係る放射性同位元素精製装置１、放射性物質を他の物質に標識する（放射性物質を基に放射性薬剤を合成する）合成装置、放射性薬剤の品質を検定する品質検定装置、又は放射性薬剤を含む液体を目的の液量に分注する分注装置等が挙げられる。

ホットセル本体１１には、放射性薬剤取り扱い装置を収容可能な空間である陽圧室２１が形成されている。ホットセル本体１１は、内部を区切る仕切板２４，２５を備え、仕切板２４，２５を介して複数の陽圧室２１を有する。仕切板２４，２５は、放射線遮蔽壁によって形成されていてもよく、放射線を透過する壁体によって形成されていてもよい。なお、陽圧室２１内の対象物１００同士は、図示せぬ管で互いに接続され、放射性同位元素又は放射性薬剤の試料等を対象物１００間で送付可能となっていてもよい。

次に、図２〜図４を参照して、本実施形態に係る放射性同位元素精製装置１について説明する。図２は、本発明の一実施形態に係る放射性同位元素精製装置１を示す概略側面図である。図３は、図２に示す放射性同位元素精製装置１の概略上面図である。図４は、図２に示す放射性同位元素精製装置１の加熱部を拡大して示す図であって、炉心管内に挿入管が導入された状態を示す図である。なお、図２及び図３では、後述する三つ爪チャック及び加熱部等に設けられたカバー、及び配線等を省略して示している。

図２〜４に示すように、本実施形態に係る放射性同位元素精製装置１は、炉心管３と、加熱部２と、挿入管４と、ロッドレスシリンダ４４と、ガス供給部５０と、制御部６０とを備えている。

炉心管３は、固体ターゲット基板Ｗが内部に配置される収容部である。炉心管３は、基板導入部７と、送出部８と、接続部９とを有している。基板導入部７は、加熱部２の内部に配置されている。基板導入部７は、略水平に延在している。基板導入部７は、一端側が開口され、挿入管４が挿入可能な口径を有している。基板導入部７の一端側からは、固体ターゲット基板Ｗが載置された挿入管４が挿入される。これにより、基板導入部７は、固体ターゲット基板Ｗを内部に導入する。

本実施形態に係る放射性同位元素精製装置１では、放射性同位元素の精製だけでなく、固体ターゲット基板Ｗに対するＲＩ原料の焼結も行う。基板導入部７に導入される固体ターゲット基板Ｗは、放射性同位元素の精製を行うときには、放射性同位元素が形成された固体ターゲット基板Ｗであり、固体ターゲット基板Ｗに対しＲＩ原料の焼結を行うときには、ＲＩ原料が載置された固体ターゲット基板Ｗである。

基板導入部７の他端側は、一端側よりも口径がすぼまった逆テーパ形状を有しており、送出部８と連通されている。送出部８は、加熱部２の内部に配置され、基板導入部７の他端側から加熱部２の外部に向かって略水平に延在している。送出部８は、挿入管４を挿入できない程度の口径を有している。すなわち、送出部８は、基板導入部７よりも小さい口径を有している。送出部８は、基板導入部７において気化した放射性同位元素（以下、「気化ガス」ともいう）を、送出部８の他端側に連通された接続部９へと導く。

接続部９は、加熱部２の外部に配置され、送出部８の他端側から延びている。接続部９は、送出部８の他端側から略水平に延びる水平部９Ａと、略直角に屈曲する屈曲部９Ｂと、屈曲部９Ｂから下方へ鉛直に延びる鉛直部９Ｃとを有する。接続部９の鉛直部９Ｃは、屈曲部９Ｂよりも狭い管状を呈している。鉛直部９Ｃの下端部は、開口されている。これにより、鉛直部９Ｃの下端部において、送出部８から導かれた気化ガスを炉心管３の外部へ取り出す回収孔９Ｄが形成されている。

接続部９の鉛直部９Ｃには、バブリング捕集部３０が接続されている。バブリング捕集部３０は、放射性同位元素を捕集するための溶液を貯留する貯留部３１と、貯留部３１内の気化ガスを排出する排出口３４と、貯留部３１内の溶液を供給する溶液供給部３６とを有している。

貯留部３１は、接続部９の鉛直部９Ｃの周りを囲むように、上下方向に延びる管状の容器である。ただし、貯留部３１の形状は、溶液を貯留することができる限り特に限定されない。鉛直部９Ｃの下端部に形成された回収孔９Ｄは、バブリング捕集部３０の貯留部３１の底部に近接して対向している。貯留部３１に溶液が貯留された状態においては、鉛直部９Ｃの下端部は溶液に浸漬された状態となる。これによって、送出部８から接続部９へ導かれた気化ガスは、接続部９の鉛直部９Ｃの下端部に形成された回収孔９Ｄから噴出され、溶液内に気泡として供給される。溶液は、気泡から放射性同位元素を捕集できる溶液であればよく、例えば水酸化ナトリウム水溶液、蒸留水、及び生理食塩水等が採用される。

なお、鉛直部９Ｃの外周面と貯留部３１の上端部との間の接続部分は、隙間なく密閉されている。排出口３４の一端側は、貯留部３１の上端側に接続されている。排出口３４の他端側には、当該排出口３４を開閉可能な弁（不図示）が設けられている。溶液供給部３６は、貯留部３１の溶液を回収する溶液回収部としても機能する。溶液供給部３６は、貯留部３１の下端側に接続されている。溶液供給部３６の一端側は、貯留部３１の下端側から下方へ延びている。溶液供給部３６の他端側は、溶液を供給する供給部（不図示）、及び溶液を回収する回収部（不図示）等に接続されている。

加熱部２は、略円筒形状を有している。加熱部２は、炉心管３の基板導入部７及び送出部８を取り囲むように、炉心管３の周囲に配置されている。加熱部２は、炉心管３の基板導入部７を加熱する。これにより、加熱部２は、基板導入部７内に収容された固体ターゲット基板Ｗを例えば約２００〜７００℃に加熱する。加熱部２は、後述する制御部６０の加熱制御部６１によって制御される。

ＲＩ原料の焼結を行うときには、基板導入部７にはＲＩ原料が載置された固体ターゲット基板Ｗが導入される。このとき、固体ターゲット基板Ｗが加熱されると、固体ターゲット基板Ｗに載置されたＲＩ原料が融解し、ＲＩ原料が固体ターゲット基板Ｗに固着する。なお、ＲＩ原料としては、二酸化テルル、セレン又はセレン化銅等が挙げられる。

放射性同位元素の精製を行うときには、基板導入部７には放射性同位元素が形成された固体ターゲット基板Ｗが導入される。このとき、固体ターゲット基板Ｗが加熱されると、固体ターゲット基板Ｗに形成されていた放射性同位元素が蒸発して気化ガスとなる。なお、加熱部２の加熱によって気化することができる放射性同位元素として、ヨウ素、又は臭素等が挙げられる。

挿入管４は、後述する駆動機構によって略水平に移動し、炉心管３の基板導入部７に固体ターゲット基板Ｗを導入し、且つ、炉心管３の基板導入部７から固体ターゲット基板Ｗを退出させる。挿入管４は、固体ターゲット基板Ｗを載置する載置部５と、載置部５を水平方向で支持する支持部６とを有している。載置部５は、設置面５ｃを含む段差部を有している。設置面５ｃは、平坦に形成された水平な面であり、固体ターゲット基板Ｗに対して十分な大きさを有している。なお、設置面５ｃには、固体ターゲット基板Ｗの設置位置となる窪み等が形成されていてもよい。

載置部５は、基板導入部７内に挿入可能な大きさを有している。支持部６は、加熱部２内に収容可能である一方、基板導入部７内には入り込まない大きさを有している。支持部６は、一端側で載置部５と接続されており、他端側で三つ爪チャック４１及び固定部４２，４３を介してロッドレスシリンダ４４と固定されている。ロッドレスシリンダ４４は、挿入管４を水平方向である矢印Ａ方向に往復移動させるための駆動機構である。ロッドレスシリンダ４４を駆動することにより、挿入管４が矢印Ａ方向に往復移動させられる。挿入管４が矢印Ａ方向に往復移動することにより、挿入管４の載置部５は、基板導入部７内に導入し、あるいは、基板導入部７から退出する。ロッドレスシリンダ４４は、後述する制御部６０の搬送制御部６２によって制御される。挿入管４及びロッドレスシリンダ４４は、収容部である炉心管３に固体ターゲット基板Ｗを導入し、且つ、炉心管３から固体ターゲット基板Ｗを退出させる搬送部である。

なお、三つ爪チャック４１は、挿入管４の載置部５が基板導入部７内に導入された状態において、パッキン等を介して挿入管４と炉心管３とを密着させる機能を有する。三つ爪チャック４１により密着させられると、挿入管４と炉心管３との間は、隙間なく密閉される。

挿入管４の軸方向中心には、挿入管４を軸方向で貫く貫通孔が形成されている。当該貫通孔の一端側には、ガス流通管（不図示）を介してガス供給部５０が接続されている。ガス供給部５０は、挿入管４の載置部５が炉心管３の基板導入部７内に導入された状態において、ガス流通管を介して挿入管４の貫通孔へ不活性ガスを供給する。挿入管４の載置部５が炉心管３の基板導入部７内に導入された状態であるため、ガス供給部５０から供給された不活性ガスは、挿入管４の貫通孔内を通り、基板導入部７内に流れ込む。すなわち、ガス供給部５０は、炉心管３の一端側から炉心管３内へ不活性ガスを供給する。ガス供給部５０は、制御部６０のガス制御部６３によって制御される。

制御部６０は、加熱部２を制御する加熱制御部６１と、ロッドレスシリンダ４４を制御する搬送制御部６２と、ガス供給部５０を制御するガス制御部６３とを有する。加熱制御部６１は、加熱部２におけるヒータを作動させる。これにより、炉心管３の基板導入部７内の温度が上昇する。加熱制御部６１は、加熱部２により加熱された基板導入部７内の温度状態が、適切な温度状態となるように、加熱部２を制御する。適切な温度状態とは、基板導入部７内に収容された固体ターゲット基板ＷにＲＩ原料が焼結可能な温度、又は、基板導入部７内に収容された固体ターゲット基板Ｗの放射性同位元素が気化可能な温度である。

搬送制御部６２は、矢印Ａ方向へ適切に水平移動するように、ロッドレスシリンダ４４を制御する。搬送制御部６２は、矢印Ａ方向で炉心管３に近づく向き、又は矢印Ａ方向で炉心管３から遠ざかる向きに、ロッドレスシリンダ４４を移動させる。搬送制御部６２は、挿入管４の載置面５ａに載置された固体ターゲット基板Ｗが、炉心管３の基板導入部７内に配置されるように（図３参照）、ロッドレスシリンダ４４を移動させる。

ガス制御部６３は、ガス供給部５０から供給されるガスの種類、ガス供給量、ガス供給時間、及びガス圧等が適切なガス状態となるようにガス供給部５０を制御する。ガス制御部６３は、例えば炉心管３内のガス状態が、不活性ガスで置換されて密閉状態となるようにガス供給部５０を制御する。

ガス制御部６３は、例えばバブリング捕集部３０の排出口３４及び溶液供給部３６にそれぞれ設けられた各弁の開閉制御を行う。ガス制御部６３によって排出口３４及び溶液供給部３６における各弁の両方が閉制御されると、排出口３４及び溶液供給部３６を通る流路は閉じられバブリング捕集部３０は閉鎖される。バブリング捕集部３０と隙間なく接続される炉心管３に形成された回収孔９Ｄは、バブリング捕集部３０内に位置しているので、バブリング捕集部３０によって塞がれた状態となる。よって、挿入管４の載置部５が基板導入部７内に導入され、挿入管４と炉心管３との間が隙間なく密閉された状態で、ガス制御部６３によって排出口３４及び溶液供給部３６における各弁の両方が閉制御されると、炉心管３の挿入管４が導入される側と回収孔９Ｄ側との両端側が閉鎖状態となり、炉心管３が密閉状態となる。

制御部６０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、及び、ＲＡＭ（Random AccessMemory）等を備えており、ＲＯＭに記載されているプログラム等をＲＡＭにロードし、ＣＰＵで実行することで各種の制御を行う。

加熱制御部６１、搬送制御部６２、及びガス制御部６３は、固体ターゲット基板ＷにＲＩ原料を焼結させるときと、固体ターゲット基板Ｗの放射性同位元素を精製させるときとで、それぞれ異なる制御を行う。以下、図５及び図６を参照して、放射性同位元素精製装置１における焼結時及び精製時の制御方法の一例について説明する。図５は、図２に示す制御部６０の焼結時における動作の一例を示すフローチャートである。図６は、図２に示す制御部６０の精製時における動作の一例を示すフローチャートである。

まず、図５を参照して、放射性同位元素精製装置１において固体ターゲット基板ＷにＲＩ原料を焼結させるときの制御部６０の制御方法を説明する。固体ターゲット基板ＷにＲＩ原料を焼結させるときには、ＲＩ原料が載置された固体ターゲット基板Ｗが、挿入管４の載置部５の載置面５ａ上に設置される。この状態において、搬送制御部６２は、ロッドレスシリンダ４４を駆動する。搬送制御部６２は、矢印Ａ方向で炉心管３に向かってロッドレスシリンダ４４を移動させる。搬送制御部６２は、挿入管４の載置部５が炉心管３の基板導入部７内の所定位置となるまでロッドレスシリンダ４４を移動する。これにより、図３に示すように、挿入管４の載置部５の載置面５ａ上に載置された固体ターゲット基板Ｗが、炉心管３の基板導入部７内に導入される（Ｓ１）。

続いて、加熱制御部６１は、加熱部２におけるヒータを作動させる。加熱制御部６１は、基板導入部７内の温度が固体ターゲット基板Ｗ上のＲＩ原料が融解可能な所定温度となるように、加熱部２による加熱状態を制御する。また、この際、ガス制御部６３は、ガス供給部５０から炉心管３内に不活性ガスを供給させる。ガス制御部６３は、密閉された炉心管３内が不活性ガスで満たされるように、ガス供給部５０による不活性ガスの供給状態を制御する。具体的には、上述したように、ガス制御部６３は、例えばバブリング捕集部３０の排出口３４及び溶液供給部３６における各弁の両方の閉制御を行うことにより、炉心管３内を密閉状態とした上で、炉心管３内を不活性ガスで満たすように不活性ガスの供給状態を制御する。これにより、不活性ガスで満たされた炉心管３の基板導入部７内の温度が固体ターゲット基板Ｗ上のＲＩ原料が融解可能な所定温度となり、固体ターゲット基板Ｗに対しＲＩ原料が焼結する（Ｓ２）。

焼結後、搬送制御部６２は、ロッドレスシリンダ４４を駆動する。搬送制御部６２は、矢印Ａ方向で炉心管３から離れる向きにロッドレスシリンダ４４を移動させる。搬送制御部６２は、挿入管４の載置部５が加熱部２の外部における所定位置となるまでロッドレスシリンダ４４を移動させる。これにより、挿入管４の載置部５の載置面５ａ上に載置された焼結後の固体ターゲット基板Ｗが、炉心管３から退出される（Ｓ３）。以上により、放射性同位元素精製装置１において固体ターゲット基板ＷにＲＩ原料を焼結させるときの制御部６０の制御が終了する。その後、Ｓ１〜Ｓ３にて作成されたＲＩ原料が焼結された固体ターゲット基板Ｗを、放射性同位元素精製装置１とは別のターゲット装置に設けた上で、固体ターゲット基板Ｗ上のＲＩ原料に対し荷電粒子線を照射することにより、放射性同位元素が形成された固体ターゲット基板Ｗが生成される。

次に、図６を参照して、放射性同位元素精製装置１において固体ターゲット基板Ｗの放射性同位元素を精製するときの制御部６０の制御方法を説明する。固体ターゲット基板Ｗの放射性同位元素を精製するときには、放射性同位元素が形成された固体ターゲット基板Ｗが、挿入管４の載置部５の載置面５ａ上に設置される。この状態において、搬送制御部６２は、ロッドレスシリンダ４４を駆動する。搬送制御部６２は、矢印Ａ方向で炉心管３に向かってロッドレスシリンダ４４を移動する。搬送制御部６２は、挿入管４の載置部５が炉心管３の基板導入部７内の所定位置となるまでロッドレスシリンダ４４を移動する。これにより、図３に示すように、挿入管４の載置部５の載置面５ａ上に載置された固体ターゲット基板Ｗが、炉心管３の基板導入部７内に導入される（Ｓ４）。

続いて、加熱制御部６１は、加熱部２におけるヒータを作動させる。加熱制御部６１は、基板導入部７内の温度が固体ターゲット基板Ｗの放射性同位元素が気化可能な所定温度となるように、加熱部２による加熱状態を制御する。また、この際、ガス制御部６３は、ガス供給部５０から炉心管３内に不活性ガスを供給させる。ガス制御部６３は、ガス供給を開始してから所定時間が経過するまでは、密閉された炉心管３内が不活性ガスで満たされるように、ガス供給部５０による不活性ガスの供給状態を制御する。これにより、不活性ガスで満たされた炉心管３の基板導入部７内の温度が固体ターゲット基板Ｗの放射性同位元素が気化可能な所定温度となり、固体ターゲット基板Ｗから放射性同位元素が気化する（Ｓ５）。

ガス供給部５０からのガス供給を開始してから所定時間が経過し、放射性同位元素の気化が進むと、ガス制御部６３によって、バブリング捕集部３０の排出口３４又は溶液供給部３６に接続されたバルブの開閉によって、炉心管３の密閉状態が変えられる。具体的には、ガス制御部６３は、例えばバブリング捕集部３０の排出口３４及び溶液供給部３６における各弁のいずれかの開制御を行うことにより、バブリング捕集部３０を開放空間として、炉心管３のバブリング捕集部３０側を開放状態とする。そして、ガス制御部６３は、ガス供給部５０から炉心管３内に不活性ガスを供給し続け、不活性ガスにより気化した放射性同位元素をガス供給部５０側から炉心管３の下流側である回収孔９Ｄ側へ向かって送出させるように、ガス供給部５０による不活性ガスの供給状態を制御する。これにより、気化した放射性同位元素が、炉心管３の基板導入部７から送出部８へ、送出部８から接続部９へと導かれ、炉心管３内からバブリング捕集部３０へと送出される（Ｓ６）。以上により、放射性同位元素精製装置１において固体ターゲット基板Ｗの放射性同位元素を精製するときの制御部６０の制御が終了する。

次に、本実施形態に係る放射性同位元素精製装置１の作用及び効果について、従来技術と比較して説明する。

一般に、病院等でのＰＥＴ検査（陽電子断層撮影検査）等に使用される放射性同位元素（ＲＩ）は、ターゲット装置に設けられた固体ターゲットに荷電粒子線を照射することにより放射性同位元素が形成された固体ターゲットを、精製装置で精製することによって取得されている。ここで、ターゲット装置で用いる固体ターゲットは、例えば、放射性同位元素の原料となる物質が載置された状態の固体ターゲット基板を電気炉等で加熱し、固体ターゲット基板上に当該原料を焼結することにより作成される。

この焼結作業においては放射性薬剤を扱わないため、従来、焼結を行うための電気炉は、放射線の透過を抑制する放射線遮蔽壁を有するホットセル（図１参照）内には配置されず、ホットセルの外部である一般空間に配置されていた。当該一般空間は、例えばＰＥＴ検査に要する種々の実験器具又は測定器具等が存在しているため、作業スペースの自由度が低いという実情があった。そこで、一般空間における省スペース化を図り作業スペースの自由度を高めることが求められていた。

一方、焼結を行う際、電気炉内は高熱となるので、電気炉の内部から外部へ逃げる熱の影響を考慮した耐熱ケアが必要であり、これにより一般空間における電気炉及びその周囲の他の機器の配置に制約が生じていた。具体的には、電気炉からその周囲の他の機器への熱影響を考慮して、電気炉の周囲に遮熱材を設ける、又は、電気炉の付近に他の機器を配置しないスペースを設ける等の耐熱ケアが必要であり、省スペース及び低コストを実現することが難しいという問題があった。その結果、一般空間における作業スペースの自由度を高めることも困難となっていた。

以上の従来技術における問題に対し、本実施形態に係る放射性同位元素精製装置１では、ＲＩ原料が載置された固体ターゲット基板Ｗが挿入管４及びロッドレスシリンダ４４により炉心管３の基板導入部７に導入され、当該基板導入部７が加熱部２により加熱されることにより、固体ターゲット基板Ｗ上にＲＩ原料が焼結する。そして、放射性同位元素が形成された固体ターゲット基板Ｗが挿入管４及びロッドレスシリンダ４４により炉心管３の基板導入部７に導入され、当該基板導入部７が加熱部２により加熱されることにより、固体ターゲット基板Ｗに形成された放射性同位元素が気化し、放射性同位元素が精製可能となる。すなわち、焼結及び精製を、一つの装置によって行うことができるため、焼結及び精製を別装置で行う従来の場合に比して、省スペース化及び低コスト化が実現できる。以上より、本実施形態に係る放射性同位元素精製装置１は、省スペース及び低コストで焼結及び精製を行うことができる。

また、ＲＩ原料が載置された固体ターゲット基板ＷにＲＩ原料を焼結させるように加熱部２を制御する際、及び、放射性同位元素が形成された固体ターゲット基板Ｗの放射性同位元素を気化させるように加熱部２を制御する際のそれぞれの場合に応じて、ガス制御部６３によってガス供給部５０からの不活性ガスが炉心管３内へ適切に供給される。よって、焼結及び精製を一つの装置において適切且つ容易に行うことができる。さらに、精製を行う場合には、不活性ガスにより気化した放射性同位元素がガス供給部５０側から回収孔９Ｄ側へ向かって送出されるので、気化した放射性同位元素を回収孔９Ｄから捕集することにより、容易に放射性同位元素を精製することができる。

また、焼結を行うことができる放射性同位元素精製装置１がホットセル１０内に収容されているので、従来のように焼結を行うための電気炉をホットセル１０の外部に配置する必要がなくなる。これにより、ホットセル１０の外部における一般空間の省スペース化を図り、一般空間における作業スペースの自由度を高めることができる。

また、焼結時の固体ターゲット基板Ｗに載置されたＲＩ原料は、加熱部２による加熱により融解する。この際、固体ターゲット基板Ｗが載置される設置面５ｃが水平であるので、融解したＲＩ原料が固体ターゲット基板Ｗからこぼれ、いわゆる液だれが生じるおそれを抑制することができる。

以上、本実施形態の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されず、各請求項に記載した要旨を変更しない範囲で変形し、又は他のものに適用してもよい。

上記実施形態において、基板導入部７に導入された固体ターゲット基板Ｗは、加熱部２により２００〜７００℃に加熱されるとしたが、固体ターゲット基板Ｗが加熱部２により加熱される温度帯域は上記の温度帯域に限られない。ＲＩ原料の焼結を行う際にはＲＩ原料が融解可能な所定温度であればよく、放射性同位元素の精製を行う際には放射性同位元素が気化可能な所定温度であればよい。これらの所定温度は、ＲＩ原料及び放射性同位元素の種類に応じて適宜変化する。

上記実施形態において、バブリング捕集部３０の排出口３４及び溶液供給部３６における各弁の両方が閉制御されることによって、炉心管３が密閉状態となるとしたが、これに限られない。例えば、炉心管３の回収孔９Ｄが直接閉鎖されることにより、炉心管３が密閉状態となるとしてもよい。

１…放射性同位元素精製装置、２…加熱部、３…炉心管（収容部）、４…挿入管（搬送部）、９Ｄ…回収孔、１０…ホットセル、４４…ロッドレスシリンダ（搬送部）、５０…ガス供給部、６０…制御部。

Claims

固体ターゲット基板が内部に配置される収容部と、
前記収容部に固体ターゲット基板を導入し、且つ、前記収容部から固体ターゲット基板を退出させる搬送部と、
前記収容部を加熱する加熱部と、
前記搬送部及び前記加熱部を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、
放射性同位元素の原料が載置された固体ターゲット基板を前記収容部に導入するように前記搬送部を制御し、前記収容部を加熱させ、前記原料が載置された固体ターゲット基板に前記原料を焼結させるように前記加熱部を制御し、前記原料が焼結された固体ターゲット基板を前記収容部から退出させるように前記搬送部を制御し、且つ、
前記原料が焼結された固体ターゲット基板に荷電粒子線が照射されることにより放射性同位元素が形成された固体ターゲット基板を前記収容部へ導入するように前記搬送部を制御し、前記収容部を加熱させ、前記放射性同位元素が形成された固体ターゲット基板の放射性同位元素を気化させるように前記加熱部を制御する、放射性同位元素精製装置。
前記収容部の一端側から前記収容部内へ不活性ガスを供給するガス供給部を更に備え、
前記収容部の他端側には、前記加熱部によって気化した放射性同位元素を前記収容部の外部へ取り出す回収孔が設けられており、
前記制御部は、
前記原料が載置された固体ターゲット基板に前記原料を焼結させるように前記加熱部を制御する際には、前記収容部内を前記不活性ガスで満たすように前記ガス供給部を制御し、且つ、
前記放射性同位元素が形成された固体ターゲット基板の放射性同位元素を気化させるように前記加熱部を制御する際には、前記収容部内へ前記不活性ガスを供給し続け、前記不活性ガスにより気化した放射性同位元素を前記ガス供給部側から前記回収孔側へ向かって送出させるように前記ガス供給部を制御する、請求項１に記載の放射性同位元素精製装置。
前記放射性同位元素精製装置は、放射線の透過を抑制する放射線遮蔽壁を有するホットセル内に収容されている、請求項１又は２に記載の放射性同位元素精製装置。