JP6426716B2 - 電子ビームを用いたモリブデン−９９の製造 - Google Patents

電子ビームを用いたモリブデン−９９の製造 Download PDF

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Description

本開示は、モリブデン-99を製造するための製造過程、システム、及び装置に関する。より詳細には、本開示は、高出力の電子線形加速器を使用して、モリブデン-100ターゲットからモリブデン-99を製造することに関する。
テクネチウム-99m（以下99mTcとする）は、核医学診断法において最も広く使用されている放射性トレーサの一つである。99mTcは、様々な形態の癌を検出するために、心臓の負荷試験のために、骨の密度を算定するために、選択された臓器を撮像するために、または、他の診断検査のために、日常的に使用されている。99mTcは、容易に検出可能な140keVのγ線を放射し、わずか約6時間の半減期を有するため、患者の放射能の被曝を制限する。
この極めて短い半減期のおかげで、核医学設備が備え付けられる医療センターは、99mTcジェネレータを用いて、99mTcの親同位体モリブデン-99（以下99Moとする）の崩壊から99mTcを得る。99Moは、原子炉施設から医療センターへの世界的規模の輸送を可能にする、66時間の比較的長い半減期を有し、99Moの大量製造は、高濃縮235ウランの核分裂から得られる。この99Moの核製造の問題点は、その世界的な供給が、1960年代に建設された5基の原子炉から始められ、これらの原子炉の寿命の終わりが近いことである。
99Moの世界の供給の約3分の2が、現在、（i）カナダ、オンタリオ州のチョークリバー研究所の国立研究ユニバーサル原子炉、及び（ii）オランダのペッテン原子炉の、２つの原子炉からなされている。過去数年間で、これら主要生産炉の両方で計画的または計画外の運転停止の結果として、99Moの深刻な不足が生じた。
その結果、深刻な不足が、原子炉の運転停止から数週間以内に医療施設で生じ、医療診断検査の提供に著しい減少を引き起こし、さらに、残りの原子炉に多大な製造需要が生じた。現在、双方の施設は再稼働されているが、99Moの信頼性のある長期供給に関して、世界的な不確実性が大いにある。
本開示の例示的な実施形態は、線形加速器の高エネルギ電子線照射によって、モリブデン-100（100Mo）からモリブデン-99（99Mo）を製造するための装置、システム、及び製造過程に関する。本開示のいくつかの例示的な実施形態は、本開示の製造過程を行うためのシステムに関する。本開示のいくつかの例示的な実施形態は、本開示のシステムを備えた装置に関する。
本開示は、以下の参照図面と関連して説明される。
本開示の例示的なシステムの斜視図であり、所定の位置に保護シールドが示されている。 図１の例示的なシステムの斜視図であり、保護シールドが取り除かれた状態で示されている。 図２の例示的なシステムの側面図であり、保護シールドがシステムの線形加速器部から取り除かれた状態で示されている。 図３に示した例示的なシステムの上面図である。 線形加速器部の一端部が示された、図３の端面図である。 図６（Ａ）は、保護シールド部が部分的に取り外された、図２の例示的なシステムのターゲットアセンブリ部を示す斜視図である。その一方で、図６（Ｂ）は、保護シールドが取り外されたターゲットアセンブリ部を示す斜視図である。 （線形加速器により生成される電子ビームに垂直な）ターゲット駆動アセンブリの側面図である。 線形加速器の電子ビームから生成される制動放射光子ビーム用の入口を示した、ターゲット駆動アセンブリの正面図である。 図８に示されたターゲット駆動アセンブリの断面側面図である。 冷却塔部とビームライン用のハウジングの接合部における、図８に示されたターゲット駆動アセンブリの上面図である。 ビームライン上に取り付けられたエネルギ変換器とターゲットホルダを示した、図８に示されたターゲット駆動アセンブリの上面断面図である。 高出力電子ビームを、多量の100Moターゲット照射用の制動放射光子シャワーに変換する概略図である。 図９の拡大断面側面図であり、ビームライン上に取り付けられたエネ ルギ変換器とターゲットホルダを示している。 図１１の拡大上面断面図であり、ビームライン上に取り付けられたエ ネルギ変換器とターゲットホルダを示している。 図１５（Ａ）は、例示的なターゲットホルダの斜視図であり、また、図１５（Ｂ）は、そのターゲットホルダの断面側面図である。 図１６（Ａ）は、例示的な冷媒管部の上面の斜視図であり、図１６（Ｂ）は、冷媒管部の底面の斜視図であり、また、図１６（Ｃ）は、冷媒管部の断面側面図である。 図１７（Ａ）及び図１７（Ｂ）は、図９のターゲットアセンブリ部の中に配置される冷媒管部の別の実施形態を示している。 図１８（Ａ）及び図１８（Ｂ）は、ターゲットアセンブリ部内の所定の位置に固定された図１７の冷媒管部を示している。 図１に示した例示的なシステムのターゲットアセンブリステーション部の保護シールド外装材上に取り付けられた、例示的な遠隔制御モリブデン処理装置の斜視図である。 図１９に示された例示的な遠隔制御モリブデン処理装置のための例示的なフレーム支持台の斜視図である。 図２０に示された例示的なフレーム支持台と協働する、例示的なシャトルトレイの斜視図である。 図２１に示された例示的なシャトルトレイ上に取付け可能な例示的なシールドキャスクの斜視図である。 図１９に示された例示的な遠隔制御モリブデン処理装置の別の斜視図である。 図２４（Ａ）は、クレーンフックと係合して示された、図１９及び２３に示された例示的な遠隔制御モリブデン処理装置の例示的なグラップル部の斜視図であり、また、図２４（Ｂ）は、例示的なモリブデンターゲットホルダと係合して示された例示的なグラップル部の断面側面図である。 図１９及び図２３に示された例示的な遠隔制御モリブデン処理装置と取り外し可能に係合する、例示的な傾斜塔の斜視図であり、この例示的な傾斜塔は、冷媒管アセンブリを受け入れて保持するように構成されている。 図２５に示された例示的な傾斜塔の水平断面図である。
本開示の例示的な実施形態は、線形粒子加速器によって生成される電子ビームの高エネルギ放射線を用いて、100Moターゲットから99Moを製造するためのシステム、装置、及び製造過程に関する。
線形粒子加速器（「ライナック」とも称される）は、線形ビームラインに沿って一連の振動電位を荷電粒子にかけることによって、荷電素粒子の速度を大幅に上昇させる粒子加速器である。ライナックの電子ビームの生成は、一般に以下の構成要素を必要する。
電子を発生させるための発生源（典型的にはカソード装置）（i）、全長が電子ビームにとっての所望のエネルギに依存する中空管真空チャンバ（iii）内へ、電子を初期注入するための高電圧源（ii）、中空管の全長に沿って配置される電気的に絶縁された円筒状の複数の電極（iv）、円筒状電極の其々に電圧を加えるための高周波エネルギ源（すなわち１つの電極につき１つのエネルギ源）（v）、電子ビームを集束するための、中空管真空チャンバを包囲する四重極電磁石（vi）、適切なターゲット（vii）、及び、電子ビーム照射中にターゲットを冷却するための冷却システム（viii）。
ライナックは、様々な用途（例えばX線生成）のために、また、高エネルギの電子ビームを生成して癌患者に放射線療法を提供するために日常的に使用されている。
さらに、ライナックは、一般に、シンクロトロンのような高エネルギ加速器用インジェクタとして使用され、また、制動放射により素粒子物理学で使用する光の粒子にすることが可能な、最も高い運動エネルギを実現するために直接使用されることができる。
制動放射は、通常、原子核の周囲にある電子が別の荷電粒子によって偏向されたとき、荷電粒子の減速によって生成される電磁放射である。電子の移動は、エネルギが保存されるため、運動エネルギを失うが、その運動エネルギは光子に変換される。
制動放射は、加速された電子のエネルギが増大した変化として、より強烈になり、また、そのピーク強度がより高い周波数に向かってシフトする、連続スペクトルを有する。
しかしながら、当該技術分野における当業者には、電子線形加速器を用いて、制動放射を介して高エネルギの光子を生成し、光核反応を介して放射性同位体を次に生成することは、放射性同位体を製造するうえで非効率的な製造過程であると思われているであろう。なぜなら、原子核と電子の電磁相互作用は、通常、入射粒子のようなプロトンとの強い相互作用よりも大幅に小さいからである。
しかしながら、我々は、100Moが、100Moと99Moとの間の反応断面の大幅な増大をもたらす15 MeVの光子エネルギの辺りに、光の中性子反応による広範な「巨大双極子共鳴」（GDR）を有することを究明した。また、100Moの10〜30 MeVの範囲内の高エネルギ光子の放射長は、同じ範囲の高エネルギのプロトンよりもかなり長い約10mmである。従って、有効ターゲット厚は、陽子反応と比較して、光中性子反応のほうが非常に大きい。
ライナックで生成される電子ビームに関連した反応チャンネル数の減少は、望ましくない同位体の製造を制限する。比較すると、陽子ビームを用いて100Moから99Tcを直接生成することは、多くの場合、濃縮100Moターゲット中に存在する他の安定したMoの同位体から他のTcの同位体の発生をもたらしてしまう。
医療用途では、99Tcが存在し得る他の放射性同位体の量に厳しい制約が課せられており、また、ライナックで生成される電子と100Moから99Tcを製造することは、他のTcの同位体を製造する危険性が非常に低いため、好ましい。
さらに、100Moターゲット内に存在する他のMoの同位体との光中性子反応が、通常、安定Moをもたらす。
従って、本開示の一実施形態は、100Moターゲットの光核反応によって複数の100Moターゲットから99Moを製造するための、例示的な高出力ライナックの電子ビーム装置に関する。
この装置は、一般に、5kWの電力、約10kWの電力、約15kWの電力、約20kWの電力、約25kWの電力、約30kWの電力、約35kWの電力、約45kWの電力、約60kWの電力、約75kWの電力、約100kWの電力の、電子ビームを生成することが可能な電子線形加速器（i）と、線形加速器によって生成される電子ビームからの、少なくとも20MeVの高流束の高エネルギ制動放射光子、約25MeVの流束の制動放射光子、約30MeVの流束の制動放射光子、約35MeVの流束の制動放射光子、約40MeVの流束の制動放射光子、約45MeVの流束の制動放射光子、を生成するための水冷式変換器（ii）と、複数の100Moターゲットディスクを収容したターゲットホルダを内部に取り付けて、ターゲットホルダを正確に配置しかつ位置合わせして、水冷式変換器によって生成される高エネルギの制動放射光子放射のビームを遮断するための、水冷式変換器の水冷式ターゲットアセンブリ部（iii）と、ガンマ線及び／または中性子線をターゲットアセンブリ部内に封じ込めて、装置から外部への放射能漏れを防止するために、水冷式ターゲットアセンブリ部を覆うための複数のシールド部（iv）と、を少なくとも備える。
シールド部によって保護される構成要素と取り付け場所によって、シールド部は、鉛、スチール、銅、及びポリエチレンのうちの１つ以上を含むことができる。
この装置は、さらに、複数のターゲットホルダを遠隔制御して積み込んで搬送するための構成要素を備えた一体化されたターゲット搬送アセンブリ（v）を備える。このターゲット搬送アセンブリによって、各々のターゲットホルダは、複数の100Moターゲットディスクと共に、ターゲット駆動部に積み込まれる。
個々の積み込まれたターゲットホルダは、遠隔制御によって、積み込み／搬送部から、水冷式ターゲットアセンブリ部内に備えられたターゲット駆動部へ搬送可能である。
ターゲットホルダは、制動放射光子放射を遮断する位置へ、ターゲット駆動部によって搬送される。
ターゲット駆動部のベースは、制動放射光子放射を最大限遮断するように、積み込まれたターゲットホルダを正確に配置して位置合わせする、ターゲット位置合わせ心出し部と係合する。
また、一体化されたターゲット搬送アセンブリが、照射されたターゲットホルダを、ターゲット駆動部から遠隔制御して取り外して、鉛で保護されたホットセルへ搬送し、照射された100Moターゲットディスクと関連した99Moから崩壊する99mTcを分離して回収するように構成される。
あるいは、照射された100Moターゲットディスクは、現場から離れたホットセルへ搬送するための、鉛で保護された搬送容器内へ搬送されてもよい。
実現可能な最大の99Mo収率が、100Moターゲットディスク内に安全に堆積することができるエネルギの量、及び、ターゲットの原子核と相互作用する巨大な双極子共鳴光子の確率によって決まることは明らかである。
この、100Moターゲットディスク内に安全に堆積することができるエネルギの量は、ターゲットアセンブリの熱容量によって決まる。
100Moターゲットディスクからの大量の熱を迅速に伝達することが可能である場合、100Moターゲットディスクが溶融する前に、100Moターゲットディスクにより多くのエネルギを堆積させることが可能であろう。
大きな熱放散を容易にし、また経済的であるため、水は、望ましい冷媒である。
残念ながら、電子ビームが、制動放射変換器部内の冷却水を通過するため、電子ビームに関連するエネルギは、水に放射線分解を生じさせてしまう。
水の放射線分解は、他のものに混じって、爆発の危険性を生む水素ガス、さらには、モリブデンに対して腐食性のある過酸化水素を生成し、これにより、100Moターゲットディスクからの潜在的に実現可能な99Mo収率を大きく減少させる。
また、100Moターゲットディスクを収容する水冷式ターゲットアセンブリ部内の冷却水を通過する制動放射光子に関連したエネルギは、水から過酸化水素の発生を引き起こすが、これに伴う水素ガス量は、非常に少ない。
従って、本開示の別の実施形態においては、100Moターゲットディスクからの99Moの製造を最大化するために、水冷式エネルギ変換器及び水冷式ターゲットアセンブリ部からの熱負荷を個別に消散させることを可能にするために、これら２つの構成要素に、別個の冷却水システムが必要とされる。
制動放射変換部用の第１冷却水システムに、水素ガスと酸素を化合させて循環水中に水を形成するための、機器、設備、または装置を組み込むことは、本開示の範囲内である。
制動放射変換部を冷却するためにガス状冷媒を用いること、あるいは、制動放射変換部への冷却水を補充することは、任意である。
水冷式ターゲットアセンブリ部用の第２冷却水システムに、モリブデンに対する過酸化水素、犠牲金属、及び、補充用のガス状冷媒の循環における腐食作用を改善するための、１種以上の緩衝液を組み込むことは、本開示の範囲内である。
適切な緩衝剤として、水酸化リチウム、水酸化アンモニウム等が例示される。適切な犠牲金属として、銅、チタン、ステンレス鋼等が例示される。
複数の100Moターゲットから99Moを製造するための、例示的な高出力ライナック電子ビーム装置１０が、図1〜５に示されている。
この装置１０は、Mevex社（カナダ、オンタリオ州、オタワ）製の35MeV、40kWの電子ライナック２０と、ライナック２０によって生成される電子ビームを絞るコリメータステーション２５と、ターゲット照射チャンバ４２（図６〜１１参照）、冷却塔アセンブリ３２、冷却液供給源３４、及び真空管３７によってターゲット照射チャンバ４２に連結される真空装置３６を含んだターゲットアセンブリステーション３０と、を備える。
ライナック電子ビーム装置１０の構成要素２０、２５、３０は、ガンマ線及び/または中性子線を包含し閉じ込めるための保護シールド外装材１５でシールドされている。
35 MeV、40kWの電子ライナック２０は、３セル型1.2m S帯の軸上結合型（on-axis coupled）の定在波セクション、３つの変調装置とピークが5MWの高デューティファクタのクライストロン、及び、60-kVの熱電子銃を備えている。
ライナック２０は、複数のローラ２３が備えられた支持枠２２に取り付けられ、コリメータステーション２５の部品にアクセスしてメンテナンスするために、コリメータステーション２５からライナック２０を分離することができる。
コリメータステーション２５は、第1冷却水システムと連通する水冷式テーパ状銅管を備えている。このテーパ状銅管は、約0.075cm〜0.40cm、約0.10cmから約0.35cm、約0.15cmから約0.30cm、約0.20cmから約0.25cmの直径に、ライナック２０によって生成される電子ビームを絞るための、ベリリウム窓を備えている。
ターゲットアセンブリステーション３０は、支持部材３８の支持板３９を備えており、この支持部材３８上に、電子ビーム送出管２８を密閉するように係合するための入口管４０が備えられたターゲット照射チャンバ４２が、取り付けられている（図６（A）及び図６（B）参照）。
冷却塔部３２は、ターゲット照射チャンバ４２の上側に直接的に、ターゲット照射チャンバ４２と密閉するように係合しており、ターゲットホルダ８０は、放射工程において取り付けられる。
真空管３７及び変換器ステーション冷却アセンブリ３４は、ターゲット照射チャンバ４２の側面に密閉するように取り付けられている（図６（A）及び図6（B）参照）。
冷却塔部３２は、冷媒管ハウジング４４を備えており、この冷媒管ハウジング４４は、遠位端部において、複数のナット４５ａによって冷媒管キャップアセンブリ４５と密閉するように係合されている。
この冷媒管キャップアセンブリ４５は、この実施例において、ターゲット照射チャンバ４２から冷却塔部３２を持ち上げて分離するために、クレーン（図示せず）によって遠隔制御係合させるための、複数のロッド４８を備えている（図７〜９参照）。
冷媒水供給管１００（図１６（Ａ）〜図１６（Ｃ）参照）は、冷媒管ハウジング４４内に収容され、また、冷媒管キャップアセンブリ４５とシールするように係合している水入口管４６を介して、第２冷却水システムと連通している。
冷却水供給管１００（図１６（Ａ）〜図１６（Ｃ）参照）は、近位端部において上部ハブアセンブリ１０１、冷媒供給管１０３、他の近位端部において複数のガイドフィン１０４、及び、ターゲットホルダ８０を分離可能に係合するための冷却管体ホルダ１０５、を備えている。
上部ハブアセンブリ１０１には、冷却水供給管100を、冷媒管ハウジング４４に取り付け、また、冷媒管ハウジング４４から取り外すために、天井クレーン（図示せず）による遠隔制御導入用フック１０２が備えられている。
アウタシールド１０６は、冷媒管ハウジング４４内で冷媒供給管１０３を位置決めするために、かつ、冷媒管ハウジング４４内に進入する制動放射光子シャワーの遮蔽を提供するために、冷媒供給管１０３の周りに備えられている。
アウタシールド１０６の外表面は、冷却水が流れることを可能にするように複数のチャネルが備えられている。冷媒供給管１０３は、冷媒供給管１０３内に進入する制動放射光子シャワーの遮蔽を提供するために、内側上部シールド１０７及び内側下部シールド１０８が備えられている。
冷却水は、水入口管４６を経由して第２冷却水供給システムから、上部ハブアセンブリ１０１の入口ポート（図示せず）を介して冷媒供給管１０３の近位端部に供給される。そして、冷却水が、冷媒供給管１０３の先端部から供給され、冷却管体ホルダ１０５を通過する。
その後、冷却水は、冷媒供給管１０３の外側と冷媒管ハウジング４４の内部との間の空間に、上部ハブアセンブリ１０１に戻るように循環し、その後、上部ハブアセンブリ１０１に備えられたポート１０９、１１０を介して冷却水供給管１００から放出される。
冷却剤供給管１０３には、外径が概ね冷却管体ホルダ１０５であるフィン１０４が複数備えられており、これらのフィン１０４は、天井クレーン（図示せず）によって冷媒管ハウジング４４に取り付け、また、冷媒管ハウジング４４から取り外す、冷却水供給管１００の遠隔制御導入用のガイドとして機能する。
冷媒管ハウジング４４は、冷媒管ハウジング４４内の冷却水供給管１００の正確な位置合わせを可能にするために、冷媒管位置合わせアセンブリ４７を備えている。
冷却塔部３２によってターゲット照射チャンバ４２に供給され、循環する冷媒水は、その後、第２冷却水システムに戻される。
ターゲット照射チャンバ４２は、インナチャンバ５５を有し、このインナチャンバ５５内に、電子ビーム入口管４０に隣接した制動放射変換器ステーション７０が組み込まれている（図１１、１３、１４参照）。
制動放射変換器ステーション７０は、ターゲット照射チャンバ４２の側面に密閉するように係合されている変換器ステーション冷却アセンブリ３４を介してアクセス可能である。
変換器ステーション冷却アセンブリ３４は、第１冷却水システムからの冷却水の流れを受け取り、制動放射変換器ステーション７０に冷却水を循環させる、冷却水管５０を備える。
冷却水管５０は、ハウジング３５内に収容されている。
また、一体的にターゲット照射チャンバ４２の側面と係合して、インナチャンバ５５と連通しているのは、真空装置３６と相互接続された真空管３７である。
高出力ライナック電子ビーム装置１０がアセンブリされた後、ベリリウム窓及びコリメータステーション２５におけるベリリウム窓のシールの完全性、並びに、入口管４０と制動放射変換器ステーション７０との間に介在するシリコン窓（あるいは、ダイヤモンド窓）の完全性は、真空管３７を介して真空装置３６によってチャンバ５５に真空を適用することによって評価される。
制動放射変換器ステーション７０は、ライナック２０によって生成される電子ビーム２１（図１２参照）に対して90°の角度で配置された一連の４枚の薄いタンタルプレート２６（図１２参照）を含む。
しかしながら、タンタルプレート２６の枚数及び／または厚みは、電子ビームによって生成される光子生成を最適化し、最大化するために変更することができることに留意されたい。
銅または銀を含むタングステン及びタングステン合金によって例示される代替高密度金属を含むプレートを使用することは任意である。
タンタルプレート２６は、高エネルギ電子ビームによって照射されたとき、入射電子を制動放射光子シャワー２７に変換する（図１２参照）。制動放射光子シャワー２７は、複数の100Moターゲットディスク８５を収容するターゲットホルダ８０に直接供給される（図１３、１４参照）。
変換器が、４枚以上のタンタルプレート、あるいは４枚未満のタンタルプレートを備えてもよいことに留意されたい（例えば、１枚のタンタルプレート、２枚のタンタルプレート、３枚のタンタルプレート、５枚のタンタルプレート、またはそれ以上のタンタルプレート）。
あるいは、プレート２６は、タングステン、銅、コバルト、鉄、ニッケル、パラジウム、ロジウム、銀、亜鉛、及び／またはそれらの合金を含むことができる。
変換器ステーション７０の構造及び構成は、高エネルギ電子ビームによってかかる大きな熱負荷を放散して、光子シャワーへの伝達を最小限にし、照射中に100Moターゲットに伝達される熱負荷を低減するように、設計されている。
また、タンタルプレート２６と、複数の100Moターゲットディスク８５を収容するターゲットホルダ８０は、第１冷却水システムによりタンタルプレート２６を通過する冷却水（i）と、第２冷却水システムにより100Moターゲットディスク８５を通過する冷却水（ii）の、一定の循環によって、照射工程の間に冷却される。
本開示の別の実施形態は、複数の100Moターゲットディスク８５を受け入れて収容するためのターゲットホルダに関する。
１８枚の100Moターゲットディスク８５を収容する例示的なターゲットホルダ８０が、図１５（Ａ）及び図１５（Ｂ）に示されている。
このターゲットホルダ８０の両端部に、冷却水供給管１０３の遠位端部における冷却管体ホルダ１０５と係合するための複数の溝８２が備えられている。
本開示における例示的な高出力ライナック電子ビーム装置１０の、100Moターゲットを照射するのに適したターゲットホルダは、約４枚から３０枚、約８枚から２５枚、約１２枚から２０枚、約１６枚から１８枚の範囲から、一連の任意の枚数の100Moターゲットディスクを収容することができることに留意すべきである。
適切な100Moターゲットディスクは、ディスクに業務用100Mo粉末またはペレットをプレスした後に、形成されたディスクを焼結することによって製造されることができる。
あるいは、予め照射された100Moターゲットから回収された、沈殿した100Mo粉末、及び／または、粒状体は、ディスクにプレスした後、焼結することができる。
100Mo粉末またはペレットがディスクに形成された後に、アーク溶解、電子ビーム溶解等の工程によって100Mo材料を固化することは、任意である。
焼結は、不活性ガス（例えばアルゴン）によって提供される無酸素雰囲気下で、約1200℃から約2000℃、約1500℃から約2000℃、約1300℃から約1900℃、約1400℃から約1800℃、約1400℃から約1700℃の範囲の温度で、2〜7時間、2〜6時間、4〜5時間、2〜10時間の範囲の期間の、不活性雰囲気下で行われるべきである。
あるいは、焼結工程は、真空下で行われてもよい。100Moターゲットディスクの適切な寸法は、約8mmから約20mm、約10mmから約18mm、約12mmから約15mmであり、100Moターゲットディスクの適切な密度は、約4.0 g/cm3から約12.5 g/cm3、約6.0 g/cm3から約10.0 g/cm3、約8.2 g/cm3の範囲内である。
ターゲットホルダ８０の端部８１に、冷却水供給管１０３の冷却管体ホルダ１０５、あるいは、冷却水供給管１５４（図１８（Ａ）、図１８（Ｂ）参照）と係合するための、２つ以上の溝８２が備えられている。
図９は、例示的なターゲットホルダ８０の垂直断面図を示している。ここで、ターゲットホルダ８０は、制動放射変換器ステーション７０によって生成される制動放射光子の流束が照射されるように、ターゲット放射チャンバ42内で確実に係合された18枚の100Moターゲットディスクを収容している。
図１３及び１４は、冷却水供給管１００の冷却管体ホルダ部１０５（図１６（Ａ）から図１６（Ｃ）参照）によって所定の位置に固定されるターゲットホルダ８０の、側面からと上部からの其々の拡大図である。ここで、ターゲットホルダ８０は、制動放射光子の流束が照射されるように配置されている。
図１７及び図１８は、冷媒管ハウジング１４４内に配置された、別の例示的な実施形態の冷却水供給管アセンブリ１５３を示している。
この冷却水供給管アセンブリ１５３は、一般に、冷却水管１５４を備える。この冷却水管１５４は、遠位端部の周囲に複数の冷却管ガイドフィン１５５と、遠位端部に冷却管体ホルダ１５６（図１７（Ａ）参照）と、概ね近接端部に保持リング１６２（図１７（Ｂ）参照）と、が備えられている。
冷却水供給管１５４は、アウタシールド１５７、内側上部シールド１５８（図１７（Ｂ）参照）、及び内側下部シールド（図示せず）を有する。
冷媒管ハウジング１４４の上端部に、冷媒管ハウジング１４４の上端部と一体的に係合した、冷媒管キャップ体１４２を含む冷媒管キャップアセンブリ１４１を備えている（図１７及び１８参照）。
この冷媒管キャップ体１４２は、冷媒管保持リング１６２を着座させるための、一体的な肩部１４３を有する（図１８（Ａ）及び図１８（Ｂ）参照）。
また、冷媒管キャップアセンブリ１４１は、フランジ１４７を含み、このフランジ１４７は、冷媒管キャップ体１４２と、冷媒管キャップ体１４２の上部と一体的に係合したカラー１４５との間に介在している。
冷媒管キャップカラー１４５は、内径の周囲に複数の垂直チャネル１４６を有し、各々の垂直チャネル１４６は、連続的な水平方向チャネル１４６ａを有する（図１７（Ａ）参照）。
また、冷却水供給管アセンブリ１５３が、冷媒管ハウジング１４４内に取り付けられた後、冷媒管キャップカラー１４５と密閉するように係合する冷媒管キャップ１５１が提供される（図１８（Ａ）、図１８（Ｂ）参照）。
冷媒管キャップ１５１は、複数の外向き突出部１５１ａを有する。これら複数の外向き突出部１５１ａは、冷媒管キャップカラー１４５の複数の垂直チャネル１４６及び水平方向チャネル１４６ａと摺動自在に係合するように、冷媒管キャップ１５１の側壁の周囲に間隔をあけて配置されている。
冷媒管キャップ吊り上げ用ループ１５２が、冷媒管キャップ１５１の上部に取り付けられている。これにより、冷媒管キャップ１５１は、モリブデン処理装置の遠隔制御操作によって操作されるクレーンフック２６６によって、冷媒管キャップカラー１４５と分離可能に係合される（図１８（Ａ）、１９、２３参照）。
本開示の別の例示的な実施形態は、遠隔制御モリブデン処理装置に関する。
遠隔制御モリブデン処理装置は、複数の100Moターゲットディスクと共にターゲットホルダを、高流束の高エネルギ制動放射光子を照射するためのターゲットアセンブリステーションに搬送し、ターゲットアセンブリステーションから照射されたターゲットホルダを回収し、照射されたターゲットホルダを、鉛シールドキャスクに移動させてシールし、その後、鉛シールドキャスクを、ライナック照射施設から移転するための搬送装置に移動させる。
また、遠隔制御モリブデン処理装置２００は、冷却水供給管アセンブリを、ターゲットアセンブリステーションに挿入し、また、ターゲットアセンブリステーションから回収するために用いられる。
適切な例示的な遠隔制御モリブデン処理装置２００が、図１９及び２３に示されている。また、遠隔制御モリブデン処理装置２００は、一般に、水平面内でＺ方向キャリッジアセンブリ２５０を遠隔制御搬送するための、Ｘ方向キャリッジアセンブリ２４０が取り付けられた、フレーム構造２３０を含む。
Ｚ方向キャリッジアセンブリ２５０は、鉛直面においてグラップルアセンブリ２５６（図２４（Ａ）、図２４（Ｂ）参照）を移動させる。
遠隔制御モリブデン処理装置２００は、フレーム支持台２０２（図２０参照）上に取り付けられている。このフレーム支持台２０２は、図１に示されている例示的なシステム１０のターゲットアセンブリステーション部３０を包囲する、保護シールド外装材１５（図１９参照）に固定されている。
遠隔制御モリブデン処理装置２００のフレーム構造２３０は、フレーム支持台２０２（図２０参照）に固定され、また、例えば、ステンレス鋼で加工された反転ティーレール２０３の形状をした、２つの主要な支持部を含む。このティーレール２０３は、ターゲットチャンバシールドのボルト穴（図示せず）に一致する取付穴のパターンを有する。
ティーレール２０３は、ライナックと平行に延び、保護シールド外装材１５の上部に載置され、また、ターゲットアセンブリステーション部３０を包囲する保護シールド外装材１５の下に存在する鋼ブロック（図示せず）にねじ締結されている。
数本のクロスバー２０４が、構造的支持を提供するために、２本の支持ティーレール２０３に掛かっている。
フレーム支持台２０２のライナックに最も近い端部は、フレーム構造２３０の一端部とシャトルトレイ空気圧シリンダ２０９の固定端部を支持する、組立構造チャネル２０６を有する。
フレーム構造２３０の他端用の取付プレート２０８が、支持ティーレール２０３に沿って離れて配置されている。
シャトルガイドレール２１０が、支持ティーレール２０３を横切ってボルト留めされたバッキングプレート（図示せず）にボルト締めされている。
このシャトルガイドレール２１０は、主要な支持ティーレール２０３に垂直なシャトルトレイ２１２の直線運動を、鉛直方向に支持し、また、水平方向にガイドする。
また、長尺のドリップトレイ２２０が、数本のクロスバー２０４上で支持されている。このドリップトレイ２２０は、冷却管アセンブリから滴下する、あるいは、チャンバ蓋を流れる如何なる汚染された冷却水も、（後述のように）処理されるように、収集し、漏出を阻止するのに役立つ。
ドリップトレイ２２０は、ターゲットアセンブリ３０の冷却塔ステーション３２へのアクセス（図４、５参照）を提供するポート２２２の周囲でアセンブリを可能にするために、２つのピースで組み立てられている。
ポート２２２の周囲のジョイントや開口部は、漏出を最小限にするためにダム形状であり、かつ、シールされる。ドリップトレイ２２０の各端部には、キャップされたエルボ（図示せず）に接続された底部ドレーンポイントが備えられている。
ドレーンホースが、一時的に、除染液からの流出物を収集するために、これらのエルボに取り付けられることができる。
ドリップトレイ２２０は、傾斜塔アセンブリ（図２５の符号２７０）のための取り外し可能な取り付けポイント２１９として機能する４本のピンと、傾斜塔レスト２２１と、を備えている。本明細書で用いられる「取り外し可能な」という用語は、構成要素（例えば傾斜塔アセンブリ）が、取り付けポイントに一時的に固定され、その後、取り外され移転することができることを意味する。
シャトルトレイ２１２は、例えば、長さ約700mm、幅約250mm、深さ約30mmのステンレス鋼パン形状に溶接されて成形される（図２１参照）。
シャトルトレイ２１２には、作動中に鉛直方向に支持するための４つのスタッドに取り付けられた複数のトラックローラ（図示せず）（ａ）と、作動中に水平方向の配置を保持するための２つのトラックローラ（図示せず）（ｂ）と、が備えられている。
シャトルトレイ２１２は、複数の鉛直方向合わせピン２１４にシールドキャスクベース２９２を、レセプタクル２１６内にシールドキャスク蓋２９５（図２１参照）を、及び、レセプタクル２１８内に冷媒管キャップ１５１（図１８（Ａ）、１８（Ｂ）参照）を、確実に位置決めし、さらに遠隔操作するために遠隔制御モリブデン処理装置２００の真下の位置に配置されるように、これらを横方向に搬送する。
遠隔処理操作の開始に先立って、及び、遠隔処理操作終了後に、シールドキャスク２９０が、シャトルトレイ２１２に手動で取り付けられる（また、取り外される）。
２本の鉛直方向合わせピン２１４は、シャトルトレイ２１２上にシールドキャスクベース２９２を位置合わせし、かつ、安定させるために用いられる。
遠隔制御モリブデン処理装置２００によって、グラップルアセンブリ２５６（図２３、２４参照）によって係合されるクレーンフック２６６を用いて、シールドキャスク蓋２９５及び冷媒管キャップ１５１は、両方が遠隔操作で取り外され、そして、其々がシールドキャスクベース２９２または冷媒管ハウジング１４４上に取り付けられる。
テーゲットディスク８５を詰め込んだターゲットホルダ８０を照射した後に、冷却管アセンブリ１５３の回収や取り付けの際に起こり得る、汚染水の起こり得る滴り用の連通した回収経路を確保するために、シャトルトレイ２１２は、ドリップパン２０８の一端部をわずかに覆う。
また、シャトルトレイ２１２には、除染液の将来的な排出を行うための、底部ドレーンポート２１３、及び、キャップされたエルボが備えられている。
シャトルトレイ２１２は、背中合わせの配置で共にボルト留めされた、２つの10.0：1.5の高いストローク／ボアデューティ比の空気圧シリンダ２０９によって、移動される。
３つの位置を移動可能に実現するために、これら２つのシリンダを背中合わせにボルト留めすることは、２つの特有のシリンダ構成が中心位置を得ることを可能にする。
冷媒管用レセプタクル２１８位置への移動は、両方のシリンダが延びることによって実現される。シールドキャスク蓋用レセプタクル２１６位置への移動は、どちらかのシリンダが延びることによって実現される。そして、シールドキャスクベース２９２位置への移動は、両方のシリンダが引っ込むことによって実現される。
遠隔制御モリブデン処理装置２００は、ターゲットホルダ８０を搬送するための主要な遠隔処理機構である。ここで、ターゲットホルダ８０は、複数の100Moターゲットディスクを備えて、ターゲットアセンブリ３０の冷却塔３２に、投入され、その後、遠隔処理されるホルダ８０に対して水平方向(X)と鉛直方向(Z)に作動するすべてのビーム経路を供給した後に、取り外される。
遠隔制御モリブデン処理装置２００は、グラップルアセンブリ２５６を備えており、グラップルアセンブリ２５６は、空気圧クランプチップ２６４、下方向探しカメラ２２５、及び、遠隔制御モリブデン処理装置２００の頭上、内部や周囲の作業領域の照明用の、一対の発光ダイオード（LED）スポットライト（図示せず）を備えている。
本発明の例示的なフレーム構造２３０は、フレーム支持台２０２にボルト留めされる４脚構造である。このフレーム構造２３０は、複数の押し出しアルミ構造の骨組部品から作られることができる。
フレーム構造２３０は、ライナックと平行に延びる２つの主要な桁２３２を有する。これらの桁２３２は、正確な間隔を保持し、かつ、構造的剛性を提供するように、フレーム構造２３０の各端部で共にブレースされている。
これらの桁及びブレースは、Ｘ方向の駆動モータ及びギアボックス、ケーブルキャリア、電気導管、並びに接続箱を支持することを提供する。
図１９及び２３に示されている例示的な実施形態において、２つのＸ方向リニアアクチュエータを直接支持する２つの主要な桁２３２は、約440mmの間隔で配置されている。
Ｘ方向キャリッジ２４０は、２つのＸ方向リニアアクチュエータ２４２の間に取り付けられている。Ｘ方向キャリッジ２４０は、Ｚ方向キャリッジ２５０のモータ、ギアボックス、及び、リニアアクチュエータ、並びに、LEDスポットライト及び下方向カメラ２２５を支持している。
２つの鉛直Ｚ方向駆動アクチュエータ２５２は、２つのＸ方向駆動アクチュエータ２４２の間で取り付けられるように、また、傾斜塔アセンブリ２７０（図２５参照）上で遠隔処理操作を行うための、２つのＺ方向駆動アクチュエータ２５２間の適切な距離を提供するように、約270mmの間隔で配置されている。Ｚ方向キャリッジ２５０は、グラップルアセンブリ２５６を支持している。
Ｘ方向駆動とＺ方向駆動の両方におけるリニアアクチュエータは、ボールスクリュー駆動の内側側面（プロファイル）のレールガイド型が好ましい。
各ユニットは、四角い押し出しアルミ体から構成されている。この押し出しアルミ体は、5mmピッチの回転ボールねじによって駆動される内側レールに乗った一体型ボールナットを備えた、内部循環ボールキャリッジを備えている。
水はねやほこりから内部の駆動部品を保護するために、外部ロードキャリッジが、ステンレス製のカバーバンドを介して内部ガイドキャリッジに取り付けられている。
アクチュエータやギアボックスは、独自の耐放射線ポリフェノールのポリエーテル系グリースによって、潤滑した状態で製造されている。
Ｘ及びＺ方向の両方の作動は、それらの両方のリニアアクチュエータによって行われ（動力供給され）、Ｘ及びＺ方向キャリッジは、この作動を妨害しないように組み立てられている。
Ｘ及びＺ方向駆動モータは、各々、フェイルセーフ（スプリングを適用して動力から分離する）ブレーキと、ブラシレスレゾルバを備えた耐放射線型ステッピングモータである。
光学式エンコーダが、高い放射場において褐色化や早期故障を起こしやすいため、レゾルバがこの環境において提供される。
各モータの出力駆動軸は、駆動部の機械的な過負荷を防止するために、不正開封防止トルク制限安全カップリングに連結されている。
Ｘ方向駆動のトルクリミッタは、1.13N-m（10in-lbs）のトルクでトリップされ、また、Ｚ方向駆動のトルクリミッタは、2.26N-m（20in-lbs）のトルクでトリップされる。
トリップ（解放）した場合、これらのトルクリミッタは、すべてのモータの軸回転に対して自動的に再係合させようとする。一旦、過負荷が取り除かれ、速度が下がると、トルクリミッタが再係合する。
これらのトルクリミッタが双方向性のものであり、また、マニピュレータの最大積載質量を超えて見積もられているので、トルクリミッタは、昇降中に解放されても、昇降される積載要素が、制御されない様式で降下することを許容しない。
これらのトルクリミッタは、摩擦式のリミッタでないため、終始何の調整も必要ない。モータ速度は、ゼロから毎分約300回転（rpm）の最大設定速度まで、ジョイスティックコントロールによって無限に調整可能である。
約5mmのボールねじのピッチと約1：1の全てのギア比により、約25mm／secの最大リニアアクチュエータ速度を提供する。
Ｘ方向とＺ方向の両方の駆動部において、安全過負荷カップリングは、デュアル出力軸ギアボックスの入力軸に取り付けられている。直角ギアボックスが、デュアル出力ギアボックスの各端部に連結されている。
各直角ギアボックスの出力軸は、カップリングを介して、リニアアクチュエータの入力軸に連結されている。
デュアル出力ギアボックスが中実軸であるため、一出力軸は、取り付け面に対して時計回りに回転し、他出力軸は、反時計回りに回転する。
その結果、リニアアクチュエータのペアは、右ねじのボールねじと左ねじのボールねじで構成される。各組のリニアアクチュエータのボールねじは、ボールねじの移動長さにわたるピッチとして、軸端部ベアリングの遊びよりも小さい約0.04mmに合わせられている。
この合わせは、ＸまたはＺ方向にしっかり組み立てられたキャリッジを通過して接した場合に、２つの駆動ねじが互いに固着することを防止する。
リニアアクチュエータの全体の移動範囲は、Ｘ方向に約1850mmであり、また、Ｚ方向に約1250mmである。しかしながら、複数の近接検出器が、移動両端部に内部アクチュエータキャリッジが移動するのを防止するために、移動両端部の近くに配置されている。
そのため、実際の移動範囲は、其々、Ｘ方向に約1800mm、Ｚ方向に約1200mmの作動となる。
図１９、２３から見て、Ｘ方向の近接検出器では近い位置、及び、Ｚ方向の近接検出器では高い位置が、レゾルバの読み出しを再びゼロにするための、遠隔制御モリブデン処理装置２００のホームポジションとして設定される。
すべての遠隔処理作動は、遠隔制御操作装置の正確な位置決め、配置、及び係合を確実にするために、例えば頭上とそれと直交する、最低限２つのカメラビューによる閉回路のテレビカメラによって、監視される。
影の使用によって奥行きを知覚する、オペレータの技量を高めるために、スポットライト（例えば１対のLEDスポットライト）が提供されてもよい。
これを可能にするために、各ライトが個別に制御される。カメラは、パン、チルト、及びズーム機能を搭載したネットワーク有効型のカラーカメラである。
グラップルアセンブリ２５６（図２４参照）は、グラップルアセンブリ２５６の空気圧クランプチップ２６４を、ターゲットホルダ８０かクレーンフック２６６と積載部品のいずれかと係合させ、持ち上げる、小型のカスタム設計された昇降装置である。
これらの２つの部品のいずれかとの係合は、最初に、グラップルアセンブリの空気圧クランプチップ２６４が、部品を中心に置くように水平方向に作動し、その後、部品と接触して持ち上げるために鉛直方向に作動することによって、行われる。
水平方向においてセンタリングを可能するために、グラップル骨組２５８は、半円形の開口リングにつながる２つのテーパ状の突起を備えたフォーク状である。
この２つの突起及びリングは、下縁部にリップを有する。このリップは、持ち上げられる部品の両方に提供される、平坦面の底面と係合する。
この例示的な実施形態は、グラップル骨組２５８のリップ上に、持ち上げられる部品の水平方向の摺動に抵抗する任意の鉛直方向の特性を有さないため、グラップルアセンブリ２５６に、スプリング後退空気圧クランプシリンダ２６０が備えられている。このシリンダ２６０は、持ち上げられる両方の部品の上部の適合凹部に、プランジャの先端を挿入する。
プランジャの先端が、この凹部に入り、また、シリンダ２６０から約175N（40 lbf）の力を加えて、持ち上げられる部品が操作中にグラップルアセンブリ２５６から滑り落ちないようにする。
ロックプランジャが係合される場合、持ち上げられる部品は、グラップルアセンブリ２５６に効果的に固定される。しかしながら、グラップルアセンブリ２５６に取り付けられる部品を解放するために、スプリング後退プランジャは、シリンダ２６０への空気供給の停止によって、自動的に後退する。
また、不慮の空気損失もプランジャを後退させることになるが、これは部品が落下したことに相当しない。
衝撃または急減速によって十分な水平方向の力が生じたとしても、持ち上げられる部品は、グラップルアセンブリ２５６から前方に摺動したことを単に意味する。
また、フックアダプタ２６６を操作する場合、クランプシリンダ２６０は、水平方向にある程度の機械的コンプライアンスを提供する。フックアダプタ２６６上の平坦な係合部を包囲する円錐形状が、フックアダプタ２６６がグラップルアセンブリ２５６に対して前後に揺動することを可能にしている。
傾斜塔の作動のために必要とされる円弧軌道をたどる場合、わずかな揺動が必要とされる。このプランジャは、フックアダプタ２６６の解放なしで、この揺動作動を可能にする。
水平作動をアシストするために、グラップルアセンブリ２５６は、グラップルアセンブリ本体の底部に３つの小型のボール搬送ユニット２５７を備えることができる。
これらのボール搬送ユニット２５７は、水平方向に移動されるときに、グラップルアセンブリ２５６が一表面に沿って転がって移動することを可能にする。
理想的には、ボール搬送ユニット２５７が、取得されるべき部品の適切な適合面と、軽く物理的に接触するまで、グラップルアセンブリ２５６は降下する。
その後、ボール搬送ユニット２５７は、正方向の下方ストップとして機能する。しかしながら、マニピュレータが任意の力フィードバックを備えておらず、また、すべての操作が遠隔制御下にあるため、ある程度の鉛直方向の機械的コンプライアンスが、グラップルアセンブリ２５６に組み込まれている。
Ｚ方向キャリッジ２５０の底部に取り付けられる、グラップルアセンブリ２５６の上部本体は、バネ付勢摺動スリーブ２５４（バネ２５９）を介してグラップル骨組２５８の下部本体にボルト締めされている。
この摺動スリーブの配置は、Ｚ方向駆動部への過負荷、及び、安全トルクリミッタを誤って解放させることなく、鉛直下方向への約10mmのオーバートラベルを可能にする。
また、これは、ボール搬送ユニット２５７に加わる力を制限して、滑らかな水平方向の転がり運動を可能にする。摺動スリーブ２５４のバネ２５９は、下方向へのオーバートラベルのみを許容するため、持ち上げられる積載部品の経路の一部を形成しない。
本開示の別の例示的な実施形態は、遠隔処理装置の一部であり、遠隔処理される装置の一部でもある、傾斜塔に関する。
適切な例示的な傾斜塔アセンブリ２７０が、図２５、２６に示されている。この傾斜塔アセンブリ２７０は、一般に、タワー溶接、レバーアームアセンブリを備えたピボットガイドベース、及び、タワーレストアセンブリを備えている。
傾斜塔アセンブリ２７０は、ターゲットホルダ８０を運搬する冷却管アセンブリ１５３を支持するために用いられる。その一方で、冷却管アセンブリ１５３は、遠隔制御モリブデン処理装置２００内のグラップルアセンブリ２５６と共に回転することによって、必要に応じて、鉛直方向一位置から軸まわりに下ろされて、水平方向一位置へ位置合わせされる。
ターゲットホルダ８０を、（i）鉛直方向にシールドキャスク２９０に挿入し、また、シールドキャスク２９０から取り除くため、及び、（ii）傾斜塔アセンブリ２７０が水平方向一位置に軸まわりに下ろされた後、水平方向に、傾斜塔アセンブリ２７０と係合した冷却管アセンブリ１５３に挿入し、また、冷却管アセンブリ１５３から取り外すための、位置合わせを行うために、ターゲットホルダ８０が回転することは必要である。
傾斜塔アセンブリ２７０は、ピボットガイドベースと回動可能に係合した傾斜塔溶接部を備えている。
適切な例示的な傾斜塔溶接部（図２５に最もよく見られる）は、上側支持プレート２７２及び下側支持プレート２７３によって間隔が空けられた一対の長尺バー２７４を含む。
支持プレート２７２、２７３は、複数の支持ブレース２７５によって所定の位置で構造的に補強されている。
上側支持プレート２７２及び下側支持プレート２７３には、内部に冷却管アセンブリ１５３を受け入れて配置するための、円弧状端部を有する適合テーパ状溝が備えられている。
冷却管アセンブリ１５３の冷媒管保持リング１６２を、上側支持板２７２上に載置することによって、冷却管アセンブリ１５３は、上側支持板２７２上で支持される。
下側支持プレート２７３は、冷却管アセンブリ１５３が水平方向配置にあるときに必要な、冷却管アセンブリ１５３の第２支持ポイントを提供する。
傾斜塔溶接部は、２つの主要な支持角度の間を渡す３本の丸棒を有する。上部丸棒２７６（上部丸形軸とも呼ばれる）は、傾斜塔アセンブリ２７０を昇降させるために、グラップルアセンブリ２５６と協働するクレーンフック２６６と係合可能である。
上側丸棒２７６は、所定の位置にクレーンフック２６６を案内するための、バー２７６の概ね中心に配置された２枚のテーパ状ディスクを備えている。
底部丸棒２８４（底部丸形軸とも呼ばれる）が、水平一位置に傾斜塔アセンブリ２７０を下ろすたるためのピボットポイントを提供する。
中間丸棒２７９（中間軸とも呼ばれる）は、傾斜塔アセンブリ２７０が所定の鉛直位置に上げられたときに、ストップとして機能し、また、傾斜塔アセンブリ２７０が水平一位置に下ろされるときに、レバーアーム２８６（図２６参照）用の作動機構として機能する。
底部丸棒２８４と中間丸棒２７９の両端部は、２本の細長い角棒２７４の側面を貫通して延びている。
傾斜塔アセンブリ２７０は、ピボットガイドベースを備えている。このピボットガイドベースは、傾斜塔溶接部と協働して、水平一位置に傾斜塔アセンブリ２７０を軸まわりに下ろし、また、鉛直一位置に傾斜塔アセンブリ２７０を軸まわりに上げる。
ピボットガイドベースは、間隔が空けられた一対の適合側板２８２にしっかり固定された、底板２８０を有する。
これら一対の側板２８２は、（i）第１側端部から反対側側端部まで下方に後退した傾斜上縁部と、（ii）側板２８２の「長いほうの」側端部と平行かつ隣接した適合鉛直方向ガイド溝と、（iii）側板２８２の「短いほうの」側端部と平行かつ隣接した適合鉛直方向ガイド溝と、(iv)底板２８０の上方の選択された第１位置において、２枚の側板２８２の「長いほうの」側端部に隣接した適合鉛直方向ガイド溝を横断して固定される、適合下側クロスバー２８７と、(v)下側クロスバー２８７の上方の選択された一位置において、２枚の側板２８２の「長いほうの」側端部に隣接した適合鉛直方向ガイド溝を横断して固定される、適合上側クロスバー２８８と、を備えている。
また、２本の細長い角棒２７４から外側に延びる底部丸棒２８４の両端部は、２つの下側クロスバー２８７と２つの上側クロスバー２８８との間にある、２枚の側板２８２の「長いほうの」側端部に隣接した適合鉛直方向ガイド溝を貫いて外側に延びている。
また、２本の細長い角棒２７４の側面を貫いて延びる中間丸棒２７９の両端部は、２つの上側クロスバー２８８の上方の、２枚の側板２８２の「長いほうの」側端部に隣接した適合鉛直方向ガイド溝を貫いて外側に延びている。
レバーアームアセンブリ２８６は、底板２８０に回動可能に取り付けられている。
側板２８２のガイド溝は、２本の細長い角棒２７４の側面を貫いて外側に延びる底部丸棒２８４及び中間丸棒２７９の両端部を捕捉し、案内し、そして、配置する。
鉛直方向において、底部丸棒２８４の両端部は、２つの下側クロスバー２８７と２つの上側クロスバー２８８との間の、「長いほうの」鉛直方向ガイド溝において捕捉される。その一方で、中間丸棒２７９の両端部は、上側クロスバー２８８の上方の「長いほうの」鉛直方向ガイド溝内で捕捉され、これにより、傾斜塔アセンブリ２７０を直立状態に保持する。
冷却管アセンブリ１５３が傾斜塔アセンブリ２７０に取り付けられる操作において、ピボットガイドベースの底板２８０は、傾斜塔２７０用の取り付けポイント２１９（図２０参照）として機能するドリップトレイ２２０の４つのピン上にはめ込まれる。
鉛直一位置から水平一位置へ傾斜塔アセンブリ２７０を移動させること、あるいは同様の逆の場合が望ましいとき、上部丸棒２７６は、遠隔制御モリブデン処理装置２００のグラップルアセンブリ２５６に取り付けられたクレーンフック２６６と係合する。そして、傾斜塔アセンブリ２７０は、底部丸棒２８４の外側に延びた両端部が、上側クロスバー２８８と当接するまで、持ち上げられることができる。
この位置において、中間丸棒２７９の外側に延びた両端部は、側板２８２の「長いほうの」鉛直方向ガイド溝から抜け出している。
モリブデン処理装置２００の遠隔制御の結果として、傾斜塔アセンブリ２７０は、グラップルアセンブリ２５６の遠隔制御作動によって、所定の鉛直直立位置から、フレーム支持台２０２と平行な一水平面内の、水平一位置へ軸まわりに下ろされる。それと同時に、中間丸棒２７９の外側に延びた両端部が、側板２８２の第１側端部から反対側側端部まで下方に後退した傾斜上縁部に沿って摺動して、これにより、傾斜塔アセンブリ２７０の上部を軸まわりに下ろす。
中間丸棒２７９の外側に延びた両端部が、側板２８２の傾斜上縁部の端部に到達すると、中間丸棒２７９の摺動は、側板２８２の「短いほうの」鉛直方向ガイド溝との係合によって停止される。
完全に下ろされた位置において、傾斜塔アセンブリ２７０は、上側支持プレート２７２と、ドリップトレイ２２０に提供されている傾斜塔レスト２２１との係合によって、支持される（図２０、２６参照）。
傾斜塔アセンブリ２７０の上部が軸まわりに下ろされると、２本の細長い角棒２７４に介在された中間丸棒２７９の一部は、レバーアーム２８６の一端部に押し付けられ、レバーアーム２８６の他端部を上昇させる。
このレバーアーム２８６の上昇するほうの端部は、丸形の延長先端部（図示せず）を備えている。この延長先端部は、冷媒管アセンブリ１５３と係合したターゲットホルダ８０と接触し、ターゲットホルダ８０を数mm持ち上げて、グラップルアセンブリ２５６の空気圧クランプチップ２６４が、ターゲットホルダ８０と適切に係合し、冷媒管アセンブリ１５３から取り外すことを可能にする。
本開示の高出力ライナック電子ビーム装置１０の操作は、一般に以下のステップを含む。
第１ステップは、ターゲットホルダ８０に積み込むためのモリブデン１００ターゲットディスクを用意することである。
このモリブデンディスクは、自然発生したモリブデン粉末（9.6％Mo-100同位体存在度）または、高濃縮されたMo-100粉末から用意されることができる。
この高濃縮されたMo-100粉末は、ディスク成形金型に投与して配置する前に、微細に粉砕、さもなければ、調整される。
この成形金型は、油圧プレス内に配置され、ディスクはプレスされる。プレスされたディスクは、名目上、直径約15mm、厚さ約1mmである。
その後の還元性雰囲気炉または不活性雰囲気炉内での高温焼結は、ディスクを、直径約4％、厚さ約3％縮める。
プレスと焼結の後、個々のターゲットディスクは、ターゲットホルダ８０内に手動で積み込まれ、積み込まれたターゲットホルダ８０は、鉛ライニングされたシールドキャスク２９０内に手動で積み込まれる。
準備段階のMo-100を処理し、焼結前にディスクにプレスし、その後、ターゲットホルダ８０内に焼結されたディスクを積み込むことは、好ましくは、モリブデン粉末が作業環境から出ないように制限するための、グローブボックス内で行われる。
グローブボックスから取り出した後、ターゲットホルダ８０が積み込まれたシールドキャスク２９０は、シールドキャスク蓋２９５のハンドル２９６（図２２参照）と係合したクレーンフック２６６によって持ち上げられる。その後、シールドキャスク２９０は、天井クレーン（図示せず）により、シールドキャスクベース２９２を、シャトルトレイ２１２上に備えられた複数のピン２１４上に降下させることによって、シャトルトレイ２１２上に配置される（図１９、２１参照）。
シールドキャスク蓋２９５が、複数のハンドル２９４のロックを解除することにより、シールドキャスクベース２９２から開封された後、シールドキャスク蓋２９５は、クレーンによってシャトルトレイ２１２上に移動し、シャトルトレイ２１２内に備えられたレセプタクル２１６上に従って配置される。
その後、冷媒管キャップ１５１が、遠隔制御モリブデン処理装置２００のグラップルアセンブリ１５６によって、冷媒管キャップアセンブリ１４１から取り外され（図１８（Ａ）、図１８（Ｂ）参照）、シャトルトレイ２１２内に備えられたレセプタクル２１８上に従って配置される。ここで、冷媒管キャップアセンブリ１４１は、ターゲット照射チャンバ４２（図９参照）と連通する冷媒管ハウジング１４４から上方に延びている。
冷却管アセンブリ１５３の上部は、グラップルアセンブリ２５６と係合し、冷媒管ハウジングアセンブリ１４４から持ち上げられ、冷媒管保持リング１６２を、傾斜塔アセンブリ２７０の上側支持プレート２７２上に配置することによって、傾斜塔アセンブリ２７０に載置される。
その後、傾斜塔溶接部が、グラップルアセンブリ２５６の遠隔制御によって、所定の鉛直位置から、前述した水平一位置に移動される。
その後、グラップルアセンブリ２５６は、ターゲットホルダ８０の一端部における複数の溝８２を、グラップルアセンブリ２５６の空気圧クランプチップ２６４と係合させるように、遠隔操作される。その後、グラップルアセンブリ２５６の遠隔制御により、ターゲットホルダ８０は、シールドキャスクベース２９２から取り外され、冷却水供給管１５４の底端部における冷却管体ホルダ１５６に挿入され固定される。
その後、傾斜塔溶接部は、グラップルアセンブリ２５６の遠隔制御により、所定の水平位置から鉛直位置へ移動される。
その後、グラップルアセンブリ２５６は、傾斜塔アセンブリ２７０から、ターゲットホルダ８０が取り付けられた冷却管アセンブリ１５３を取り外すために用いられ、その後、ターゲットホルダ８０がターゲット照射チャンバ４２に入るまで、冷却管アセンブリ１５３を冷却管ハウジング１４４内に降下させる。
その後、ターゲットホルダ８０は、制動放射変換器ステーション７０によって生成される光子流束が最大限に照射されるように、冷媒供給管１０３（または冷媒管アセンブリ１５３）を遠隔制御操作することによって、正確に配置され、位置合わせされる。
その後、冷却水供給管１４１の上部ハブアセンブリが、冷媒管キャップ１５１を取り付けることによって、冷媒管ハウジング１４４内でシールされる。
その後、第１冷却水加圧供給システムが、制動放射変換器ステーション７０を経由して冷却水を単独で循環させるように、冷却水供給管５０にシールするように取り付けられる。
その後、第２冷却水加圧供給システムが、ターゲットホルダ８０、100Moターゲットディスク８５、及び、ターゲット照射チャンバ４２の放射チャンバ５５を経由して冷却水を循環させるように、水入口管４６にシールするように取り付けられる。
その後、ライナック２０が起動され、制動放射変換器ステーション７０内に収容されたタンタルプレート２６を照射するための電子ビームを生成する。ここで、制動放射変換器ステーション７０は、複数の100Moターゲットディスク８５を積み込んだターゲットホルダ８０を照射するための制動放射光子のシャワーを生成する。
本明細書に開示された35MeV、40kWの電子ライナック２０を備えた高出力ライナック電子ビーム装置１０を用いて、複数の100Moターゲットディスク８５を収容したターゲットホルダ８０を照射する場合、約24時間から約96時間、約36時間から約72時間、約24時間、約36時間、約48時間、約60時間、約72時間、約80時間、約96時間、の期間、ターゲットホルダ８０及びディスク８５を照射することが望ましい。
選択された期間において100Moターゲットディスク８５への照射を提供した後、ライナック２０は電源が切られ、２つの冷却水供給が停止され、そして、ターゲット照射チャンバ４２内の冷却水がドレーンされる。
水入口管４６からの冷却水供給が停止された後、モリブデン処理装置２００のグラップルアセンブリ２５６の遠隔制御によって、冷媒管キャップ１５１が、冷媒管キャップアセンブリ１４１から分離され、シャトルトレイ２１２に備えられたレセプタクル２１８上に配置される。
その後、冷却管アセンブリ１５３が、グラップルアセンブリ２５６の遠隔制御によって操作され、照射されたターゲットホルダ８０としっかり係合する。その後、冷却管アセンブリ１５３は、冷媒管ハウジング１４４から取り外され、冷媒管保持リング１６２を、傾斜塔アセンブリ２７０の上側支持プレート２７２上に配置することによって、冷却管アセンブリ１５３が、傾斜塔アセンブリ２７０内に配置される。
その後、傾斜塔溶接部が、グラップルアセンブリ２５６の遠隔制御によって、所定の鉛直位置から、前述した水平一位置に移動される。
その後、グラップルアセンブリ２５６は、ターゲットホルダ８０の一端部における複数の溝８２を、グラップルアセンブリ２５６の空気圧クランプチップ２６４と係合させるように、遠隔操作される。その後、グラップルアセンブリ２５６の遠隔制御により、照射されたターゲットホルダ８０は、冷却管アセンブリ１５３から取り外され、シールドキャスクベース２９２内に挿入される。
その後、シールドキャスク蓋２９５は、グラップルアセンブリ２５６により、シールドキャスクベース２９２上に配置され、複数のシールドキャスクハンドル２９４をシールドキャスク蓋２９５に係合させることによって、所定の位置に固定される。
その後、シールドキャスク２９０は、照射されたターゲットホルダ８０を移転するために、天井クレーンによってグローブボックス内へ移動されることができる。
ここで、鉛ライニングされた搬送容器内に収容された、照射された100Moターゲットディスク８５を積み込んだターゲットホルダ８０を、99mTcの回収施設に搬送することは、任意である。
あるいは、照射された100Moターゲットディスク８５を積み込んだターゲットホルダ８０は、遠隔制御によってホットセル内に搬送されることができ、99mTcが、当該技術分野における当業者に公知の機器と方法を用いて、照射された100Moターゲットディスク８５から分離され、回収される。
99mTcを分離して回収するための適切な機器として、TECHNEGEN（登録商標）同位体分離装置（TECHNEGENは、アメリカ合衆国、ウィスコンシン州、マディソン、ノーススターメディカルラジオアイソトープLLCの登録商標である）が例示される。
99mTcの回収が完了した後、当該技術分野における当業者に公知の方法を用いて、100Moが、回収され、乾燥され、そして、焼結するためのディスクに改質される。
本明細書に開示された例示的な高出力ライナック電子ビーム装置は、40kW、35MeVの電子ビームを生成し、生成された電子ビームは、複数の100Moターゲットディスクに照射するための制動放射光子シャワーに変換される。100Moターゲットの光核反応を介して、99Moが製造される。
この高出力ライナック電子ビーム装置は、全体重量が約12gから約20g、約14gから約18g、約15gから約17gの、複数の照射される100Moターゲットディスクから、約50キュリー（Ci）から約220Ci、約60Ciから約160Ci、約70Ciから約125Ci、約80Ciから約100Ciの99Moを、24時間で日常的に製造する性能を有する。
複数の照射される100Moターゲットディスクからの99Moの崩壊に48時間割り当てると、核薬学への出荷用に、１日で、約35Ciから約65Ci、約40Ciから約60Ci、約45Ciから約55Ciの99Moの製造をもたらすであろう。
本明細書に開示された例示的な高出力ライナック電子ビーム装置は、複数の照射される100Moターゲットディスクから99Moを製造するための、40kW、35MeVの電子ライナックに関するものだが、この装置は、約100kWの電子ビーム電力にスケールアップされるか、あるいは、約5kWの電子ビーム電力にスケールダウンされることができる。

Claims (15)

  1. 複数のモリブデン-100（100Mo）ターゲットの光核反応を介して、100Moターゲットからモリブデン-99（99Mo）を製造するための装置であって、該装置は、
    電子ビームを生成することができる、線形加速器と、
    電子ビームを受けて、制動放射光子シャワーを生成することができる、変換器部と、
    複数の100Moターゲットディスクを収容するターゲットホルダを、受け入れ、取り外し可能に係合させて配置するためのチャンバを有し、制動放射光子シャワーを受ける、ターゲット照射部と、
    前記装置に沿って前記装置内で搬送されることができ、前記ターゲットホルダの一端部と取り外し可能に係合することができる、遠隔制御グラップルアセンブリと、
    前記変換器部とシールするように係合され、冷媒流体を循環させるための、冷却システムと、
    を備えることを特徴とする装置。
  2. 前記線形加速器は、少なくとも10kWから約100kWまでの電力を有することを特徴とする請求項１に記載の装置。
  3. 前記変換器部は、前記線形加速器によって生成される電子ビームを遮断するように配置される少なくとも１枚の金属プレートを備えることを特徴とする請求項１に記載の装置。
  4. 前記金属プレートは、銅、コバルト、鉄、ニッケル、パラジウム、ロジウム、銀、タンタル、タングステン、亜鉛、または、任意のそれらの金属の合金の、プレートを含むことを特徴とする請求項３に記載の装置。
  5. 前記ターゲットホルダと取り外し可能に係合することができ、 100 Moターゲットディスクを通じて第２冷媒を循環させるように構成された、冷却管アセンブリを備えることを特徴とする請求項１に記載の装置。
  6. 前記冷却管アセンブリは、複数のガイドフィンと制動放射光子シャワーを遮蔽するための冷却管シールドとを有する冷媒供給管を備えることを特徴とする請求項５に記載の装置。
  7. 前記ターゲット照射部は、前記ターゲットホルダを、制動放射光子シャワーを最大限遮断するように配置及び位置合わせするためのターゲット位置合わせ部を備えることを特徴とする請求項１に記載の装置。
  8. 制動放射光子シャワーは、少なくとも20MeVから約45Mevまでのエネルギを有することを特徴とする請求項１に記載の装置。
  9. 遠隔制御により、前記ターゲットホルダを分配し、光子流束が照射された100Moターゲットディスクを搬送容器内に搬送するための機器をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の装置。
  10. 光子流束が照射された100Moターゲットディスクを収容した前記ターゲットホルダを受け入れて、この光子流束が照射された100Moターゲットディスクからテクネチウム-99m（99mTc）を分離して回収するように、この100Moターゲットディスクを処理する、ホットセルをさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の装置。
  11. 前記線形加速器及び前記ターゲット照射部を包囲する、取り外し可能な保護外装材を備えることを特徴とする請求項１に記載の装置。
  12. 前記装置の上部に取り付け可能なフレーム構造を備え、前記遠隔制御グラップルアセンブリは、前記フレーム構造に沿って前記フレーム構造内で搬送されることができることを特徴とする請求項１に記載の装置。
  13. 複数のモリブデン-100（ 100 Mo）ターゲットの光核反応を介して、 100 Moターゲットからモリブデン-99（ 99 Mo）を製造するための方法であって、該方法は、
    線形加速器を使用して電子ビームを生成するステップと、
    電子ビームから制動放射光子シャワーを生成するステップと、
    制動放射光子シャワーを受けるためのターゲットホルダに収容された複数の 100 Moターゲットディスクに照射するステップと、
    照射された 100 Moターゲットディスクを、冷媒流体を循環させることによって冷却するステップと、
    前記ターゲットホルダの一端部と取り外し可能に係合することができる遠隔制御グラップルアセンブリを使用して、光子流束が照射された 100 Moターゲットディスクからテクネチウム-99m（ 99m Tc）を分離して回収するために、前記ターゲットホルダを搬送するステップと、を含むことを特徴とする方法。
  14. 制動放射光子シャワーは、少なくとも20MeVから約45MeVまでのエネルギを有することを特徴とする請求項１３に記載の方法。
  15. 前記線形加速器は、少なくとも10kWから約100kWまでの電力を有することを特徴とする請求項１４に記載の方法。
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