JP7096825B2 - 放射性同位体を生成するためのガスターゲットシステム - Google Patents

Description

本出願は、荷電粒子ビーム、詳細には、高エネルギビーム、すなわち少なくとも１ＭｅＶのビームにより、加圧下のガス状ターゲット流体を照射することによって、放射性同位体を生成するためのターゲットホルダシステムに関する。

例えば核医学において、陽電子放出型断層撮影は、陽電子を放出する放射性同位体またはこれらの同じ放射性同位体により標識された分子を必要とする撮像技術である。

放射性同位体を生成するためには、粒子加速器の出口にターゲットホルダシステムが設置される。

ターゲットホルダシステムは、例えば照射すべき１つ以上のターゲットを含む。各ターゲットは、照射された場合に対応する放射性同位体を生成することできる放射性同位体前駆体を含む。ターゲットホルダシステムはこうして、加速器によって発出された粒子ビームの軸に沿ってターゲットと共に粒子加速器の出口に組付けられる。こうして、粒子加速器によって生成された粒子ビームは、ターゲットホルダシステムのターゲットを照射して放射性同位体を生成することができる。

しかしながら、技術的現状のターゲットホルダシステムにはさまざまな欠点がある。

本出願の主題は、改良型ガスターゲットホルダシステムを提供すること、さらには他の利点を導くことにある。

この目的のため、第１の態様によると、ガスターゲットホルダシステムにおいて、
－ 粒子加速器によって発出された粒子ビームで照射すべきターゲットガスを格納するように構成されたキャビティであって、円錐台形状の少なくとも１つの部分、円錐台形状の少なくとも１つの部分の幅広の基部を閉鎖する背部および円錐台形状の部分との関係において背部の反対側にあり粒子ビームの少なくとも一部がこのキャビティ内に進入するための進入口を形成する開口部を含むキャビティ、
を含む本体と；
－ 入口および出口を含み、キャビティの少なくとも一部を包囲する少なくとも１本のダクトを含む冷却回路であって、キャビティ内に格納されているガスと粒子ビームとの相互作用によって加熱された部分、すなわち例えばキャビティの表面および以下で言及されるウィンドウに対して可能な限り近いところにダクトが位置付けされている、冷却回路と；
－ 粒子加速器により発出された粒子ビーム（Ｆ）の陽子のキャビティ内への導入を可能にするため陽子透過性を有する、キャビティを閉鎖するようにキャビティの進入口に面して位置付けされているウィンドウであって、粒子加速器により発出される粒子ビームの少なくとも一部に対する透過性を有する薄いシート、およびキャビティの内側とターゲットホルダシステムの外側の間の圧力差に耐えるように構成された支持格子を含み、薄いシートが支持格子とキャビティの間に位置付けされている、ウィンドウと；
－ ウィンドウを保持し、本体上に気密に固定されており、粒子加速器からの出口に機械式締結用インターフェースを含む支持フランジであって；さらに、粒子加速器のビームライン内に形成された真空とキャビティ内に格納された加圧下のターゲットガスとの間に封止を提供することに加えて、キャビティを気密に閉鎖しかつターゲットホルダシステムの外部の空気と冷却回路内を流れる冷却液との間の封止を少なくとも提供するように構成されている支持フランジと；
を含むガスターゲットホルダシステムが提供される。

ターゲットガスを収容するこのようなキャビティを含みこのような冷却回路のおかげで充分に冷却されている、ガス状放射性同位体を生成するためのこのようなターゲットホルダシステムは、こうして、前記ターゲットガスと入射陽子との間で必要とされる核反応をよりコンパクトな容積内で可能にする。

詳細には、冷却回路は例えば、キャビティおよびウィンドウの少なくとも薄いシートの両方を冷却するために特有のものである。

放射性同位体生成のためのこのようなガスターゲットホルダシステムはさらに、特に、冷却回路が改善されたことにより、放射性同位体をより高い安定性で生成し、かつ通常より高い圧力でそれを使用することを可能にする。

ターゲットガスと衝突したときの陽子ビームの発散の現象を考慮に入れる「逆円錐」形状を有しながら、キャビティの長さ、すなわちキャビティの進入口と背部との間の距離を短縮させることができる。

それでもなお、この長さの短縮は、圧力差に左右される。一例示的実施形態では、例えば、圧力を倍増することでこの長さを半減させる、すなわち、この長さを約１８０ｍｍから約９０ｍｍに変えることが可能である。

こうして、このシステムのコンパクト性は先行技術のシステムに比べて改善され、これにより、核反応ゾーンに可能なかぎり近いところに機器を位置付けすることそして必要な場合には、同じ外形寸法でこの機器を構成する材料の厚みを増大させることが可能になることから放射線防護機器の効率を増大させることが可能になる。

一実施例において、ターゲットホルダシステムは、粒子加速器により発出された荷電粒子ビームでターゲットガスを照射することにより¹¹Ｃ放射性同位体を生成するためのターゲットホルダシステムである。

好ましくは、キャビティは、約１５バール（１．５ＭＰａ－メガパスカル）～約５０バール（５ＭＰａ）の間、さらには約２０バール（２ＭＰａ）～約５０バールの間、さらには約４０バール（４ＭＰａ）～約５０バールの間に含まれる圧力下のターゲットガスを含むように構成される。

少なくとも４０バールのターゲットガス圧力は、例えば、粒子ビームを停止させるのに必要とされるキャビティの深さを実質的に削減することを可能にする。

一実施例において、キャビティは、少なくとも１つの¹¹Ｃ（炭素１１）放射性同位体前駆体を含むターゲットガスを含む。

好ましくは、少なくとも１つの¹¹Ｃ放射性同位体前駆体は窒素ガス（¹⁴Ｎ）を含む。

特に適切な例によると、ウィンドウは、荷電粒子がキャビティ内に進入することを可能にするキャビティへの進入口に位置付けされた薄いシートと、穿孔されかつ薄いシートのための構造的支持体として役立ち、システムの使用中ウィンドウの相対する側に創出される圧力差すなわち粒子加速器の真空とキャビティを満たすガスの圧力との間の圧力差に耐えるように構成された支持格子、とで構成されたろう付けされたアセンブリを含んでいる。

支持格子は例えば等間隔の孔および／または六角形状、例えばハニカム形態の開口部を含む。

支持格子は、例えば約７０％～約９０％の間、好ましくは約７２％～約８５％の間に含まれる開放／充填面積比を有する。

支持格子は、例えばタングステンまたは窒化アルミニウム製である。

支持格子は例えば、約１ｍｍ（ミリメートル）～約３ｍｍに含まれる厚みを有する。

薄いシートは、例えば選択された材料に応じて小さい厚みを有する、すなわち１００μｍ以下、さらには８０μｍ以下、さらには３０μｍ以下、さらには２０μｍ以下の厚みを有する。

薄いシートは好ましくはタングステン製である。このときこの薄いシートは例えば、約２０μｍ～約３０μｍの間に含まれる厚みを有する。

別の例によると、薄いシートは、ＣＶＤ合成ダイヤモンド（ＣＶＤは「Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ（化学蒸着）の略）、すなわち化学蒸着法によって得られる合成ダイヤモンド製である。このとき、これは、例えば約７０μｍ～約８０μｍの間に含まれる厚みを有する。

例えば、冷却回路ダクトは、本体壁中に形成されている。

好ましい実施形態において、冷却回路ダクトは、キャビティの少なくとも一部を包囲する少なくとも１つの螺旋部分を含む。

さらに、例えば螺旋部分はダクト入口から延在し、キャビティの背部に至るまでキャビティの少なくとも一部を包囲し、その後さらに、背部からダクト出口に至るまでキャビティの少なくとも一部を包囲する。

１つの例示的実施形態において、本体は、ウィンドウの薄いシートの少なくとも一部のための担持用表面を形成する前方表面を含む。

特定の実施例において、ダクトの入口および出口は両方共、本体の前方表面に通じている。

有利な例示的実施形態では、本体は、本体の前方表面内に彫込まれ、キャビティの進入口を少なくとも部分的に包囲する溝を含み、この溝は、冷却回路の一部を成す。

こうして冷却回路は、キャビティ内に格納されたガスターゲットの照射中、キャビティ内に格納されたガスターゲットの加熱だけでなくウィンドウの加熱も制限することを可能にする。

例えば、ダクトの入口および出口は、溝内に通じている。

冷却回路は例えば、非極低温冷却回路である。それは例えば、回路内を流れる冷却液、例えば冷却水を格納している。

例えば、冷却回路は、例えばキャビティの開口部の近くに、冷却流体流入口を含む。

１つの例示的実施形態において、冷却流体流入口は、ダクトと連通するパイプを含む。

例えば、冷却流体流入口は、照射すべきガスを格納するように構成されたキャビティを包囲するダクトの螺旋部分およびウィンドウの周囲に面して位置設定された溝の両方の中で冷却流体を循環させるように構成されている。

別の例において、冷却回路は同様に冷却流体の流出口も含んでいる。

冷却流体流出口は例えば、冷却流体流入口のそばに位置付けされる。

好ましい例示的実施形態において、冷却流体用の流入口および／または流出口は、溝とダクトの螺旋部分の間のダクトを連通している。

好ましくは、本体の前方表面は、キャビティの円錐台形部分の中央正中軸および／または粒子加速器によって発出される粒子ビームの伝搬軸に対し直角を成している。

支持フランジは、ウィンドウの保持ならびに例えば「Ｏ」リングなどのシールの圧縮による冷却液、周囲空気、二次真空（粒子加速器の）およびターゲットガス（キャビティの）の間のインターフェースの封止を可能にする機械的連結インターフェースを形成する。

シールは例えば、支持フランジの表面と、対応する本体の表面との間に位置付けされている。

特定の例では、支持フランジの粒子加速器からの出口にある機械式締結用インターフェースは、ビームラインの真空の封止を維持するように構成されている。

粒子加速器の出口における機械式締結用インターフェースは例えばリングおよびシール、例えば「Ｏ」リングシールを含む。リングおよびシールは、例えば、支持フランジ内に保持される。

特に有利な例においては、ウィンドウは本体と支持フランジの間に挿入され、例えば支持フランジは、螺合により本体上に固定される。これにより、支持フランジの少なくとも一部の例えば締付けネジ、例えば４本のネジを用いた螺脱および／または螺合だけによって、ウィンドウを交換のために容易に分解および／または再組立てすることができる。

例えば、本体の前方表面は、シール、例えば「Ｏ」リングシールを含み、かつ／または支持フランジは、場合によって本体の前方表面のシールに面して位置設定された「Ｏ」リングシールを含む。

必要な場合には、少なくとも薄いシートは、本体シールと支持フランジシールの間に嵌入され圧縮される。

これにより、例えば、システムが粒子加速器上に組付けられた場合に、粒子加速器側の真空、ターゲットガス、および冷却回路の間の封止を促進することが可能になる。

一例示的実施形態において、本体は、キャビティの背部を通ってキャビティ内部で連通する通路を含み、この通路は、ガスをキャビティに充填し前記ガスを抜いてキャビティを空にするように構成されている。

別の例示的実施形態において、キャビティの背部は、凹状表面を含む。表面は例えば丸味が付いて凹状である。

特に適切な例示的実施形態において、本体は、ＡＳ７Ｇ６アルミニウム合金で形成される。

別の極めて適切な例示的実施形態においては、本体は、例えば積層造形プロセス、例えば選択的レーザ溶融法（ＳＬＭプロセス）によって形成される。

したがって、本体の内側表面（すなわちキャビティの壁）および／またはウィンドウに最も近いところに冷却流体環境ダクトの少なくとも一部などの冷却回路を本体壁内に組込み、かつ／または例えば円形形状の横断面と矩形形状の横断面の間でパイプの形状を変動させて、熱交換を最適化することが極めて容易である。

例えば、ターゲットホルダシステムは、場合によって、約５０×６３×１２０ｍｍの最大外形寸法の内部に含められる。

一例示的実施形態に係る本発明は、添付図面を参考にして、いかなる点においても限定的でない実例を用いて提供されている以下の詳細な説明を読むことにより、充分理解され、その利点がより明確になるものである。

本発明の一例示的実施形態に係るターゲットホルダシステムの斜視図を示す。 垂直平面（図示せず）における図１のシステムの断面図である。 図１および図２のシステムの展開図である。 図１～３のシステムの一実装例についてのデジタルシミュレーションによって得られた摂氏（℃）で表わした温度場（ターゲットホルダの加熱）の一例を示す。

上述の図中に表わされた同一の部品は、同一の参照番号によって識別されている。

図１～４は、本発明の一例示的実施形態に係るガスターゲットホルダシステム１００を例示する。

図１および図２を参照すると、ガスターゲットホルダシステム１００は、ここでは以下のものを含んでいる：
－ 粒子加速器（図示せず）によって発出された粒子ビームＦで照射すべきターゲットガスを格納するように構成されたキャビティ１２０であって、円錐台形状の少なくとも１つの部分１２１、円錐台形状の少なくとも１つの部分１２１の幅広の基部を閉鎖する背部１２２および円錐台形状の部分１２１との関係において背部１２２の反対側にあり粒子ビームＦの少なくとも一部がこのキャビティ１２０内に進入するための進入口を形成する開口部１１２を含むキャビティ１２０
を含む本体１１０；
－ 入口１４１および出口１４２を含み、キャビティ１２０の少なくとも一部を包囲する少なくとも１本のダクト１４０を含む冷却回路１３０；
－ 粒子加速器により発出された粒子ビームＦの陽子のキャビティ内への導入を可能にするため陽子透過性を有する、キャビティを閉鎖するようにキャビティ１２０の開口部１１２に面して位置付けされているウィンドウ１５０であって、粒子加速器により発出される粒子ビームＦの少なくとも一部に対する透過性を有する薄いシート１５１、およびキャビティ１２０の内側とターゲットホルダシステム１００の外側の間の圧力差に耐えるように構成された支持格子１５２を含み、薄いシート１５１が支持格子１５２とキャビティ１２０の間に位置付けされている、ウィンドウ１５０；および
－ ウィンドウ１５０を保持し、本体１１０上に気密に固定されており、粒子加速器１７０からの出口に機械式締結用インターフェースを含む支持フランジ１６０であって；さらに、粒子加速器のビームライン内に形成された真空とキャビティ１２０内に格納された加圧下のターゲットガスとの間に封止を提供することに加えて、（例えば以下で説明される特定のフランジ１８０を用いて）キャビティ１２０を気密に閉鎖しかつターゲットホルダシステムの外部の空気と冷却回路１３０内を流れる冷却液との間の封止を少なくとも提供するように構成されている支持フランジ１６０。

このようなガスターゲットホルダシステムは、図面から推測できるように、非常にコンパクトである。

これは、詳細には、放射性同位体、例えば¹¹Ｃを生成するために構成されている。

本体は、例えばワンピース部材である。

例えば、これは、ＡＳ７Ｇ６アルミニウム合金から、詳細には積層造形プロセス、例えば含まれているキャビティ１２０ならびに有利には以下で説明する通り本体の壁の内部に形成される冷却回路を同時に製造できるようにする選択的レーザ溶融（ＳＬＭプロセス）によって製造される。

実際、ここで本体１１０は壁１１１を含む。

壁１１１は、キャビティ１２０を画定し、さらにここではその厚み内に冷却回路の少なくとも一部を含む。

ここでは、図面の左にある前方部分において、本体１１０は、前方表面１８１を含むフランジ１８０を含んでいる。

この例示的実施形態において、フランジ１８０は特に、前方表面１８１およびここでは前方表面１８１に直角に突出部の周囲を画定する周囲表面を含む隆起突出部を含む。

ここでは、フランジ１８０は、図３により良く例示されているように、実質的に四辺形さらには正方形である横断面を有する。

フランジ１８０はここでは４つの穴１８５を含む。各穴１８５はここでは、本体１１０を支持フランジ１６０に組付けることを可能にするボルトとナット１８６を収容する。

前方表面１８１から、本体は、開口部１１２を含み、この開口部からキャビティ１２０が延在する。

本体１１０は、開口部１１２の少なくとも一部の周りに前方表面１８１内に彫込まれた溝１８２を含み、この溝は、ここでは冷却回路の一部を構成する。しかしながら溝１８２は、好ましくは環形状をしており、開口部１１２を包囲する。

したがって、溝１８２は、ウィンドウ１５０の冷却を可能にし、ここで、このウィンドウの薄いシート１５１の少なくとも一部は後述するように前方表面１８１上に並置され担持されている。

この例示的実施形態において、ダクト１４０の入口１４１および出口１４２は溝１８２内に出現し、このため、これらは図２において合同で呼称されている。

さらにここでは、本体は、溝１８２と開口部１１２の間に、前方表面１８１内に彫込まれシール１８４を収容する窪み部１８３を含む。シール１８４はここでは、ウィンドウ１５０の薄いシート１５１の支承として役立ち、流体密封連結を形成するのに貢献する。

最後に、フランジ１８０はさらにここでは、それぞれ冷却回路１３０内に冷却流体を導き抽出するための冷却流体用の流入口１８７および流出口１８８を含む。

図示された例において、流入口１８７および流出口１８８は当然のことながら任意に表現されており、当然場所を相互に入れ換えることができる。

これらは例えば、対応するホースを伴う連結部を含む。

流入口１８７および／または流出口１８８は、例えば、図面には見られないダクトと連通するパイプを含む。

詳細には、ここで流入口１８７および流出口１８８は、ここでは溝１８２内に出現する入口１４１および出口１４２の後ろで（ここで「後ろ」とは、キャビティ内への粒子ビームＦの導入との関係における後部を意味する）、ダクト１４０と連通する。

別の例示的実施形態によると、入口１４１および流入口１８７は組み合わせてもよく、かつ／または、出口１４２および流出口１８８は組み合わせてもよい。

フランジ１８０から出発して、本体１１０は次に、キャビティ１２０の大部分を含む主要部品１９０を含む。主要部品１９０は例えば、円筒形であるかまたはここでは特に少なくともキャビティ１２０の円錐台形部分１２１を含む円錐台形部品である。

したがって、キャビティ１２０の開口部１１２、つまり進入口も同様に形成する本体の開口部１１２からキャビティ１２０が広がるように、本体１１０の主要円錐台形部品１９０はフランジ１８０から広がっている。

したがって、円形形状の開口部１１２は、キャビティの円錐台形部分１２１のいずれの円形断面の直径よりも小さい直径を有する。

こうして、粒子ビームＦは、開口部１１２を通してキャビティ１２０内に導入されて、使用中キャビティが格納しているガスを照射することができる。

最後に、本体は、キャビティ１２０の背部１２２を含む背部１９１によって閉鎖される。

キャビティの背部１２２は例えばドームの形をした丸味のある凹状表面である。

したがって、開口部１１２から出発して、キャビティは涙滴の形状を有する。これは、開口部１１２から背部１２２まで拡幅する断面を含む（背部で断面は、その丸味のある形状を理由として狭くなる）。

本体１１０の背部１９１はさらに、本体の壁を貫通しキャビティ１２０内へと開放する特定の通路を含む。ガスターゲットホルダシステム１００は、この特定の通路内に挿入されキャビティ１２０をターゲットガスで充填するかまたは空にすることができるようにする連結先端部１９２、例えば従来の１／１６’’のコネクタを含む。

前述のように、キャビティ１２０は、本体１１０の内部に形成され、壁１１１で包囲されている。

本体１１０の壁１１１の内部、主としてキャビティ１２０を包囲する壁１１１の部分において、本体１１０はここでは、冷却回路１３０のダクト１４０を含んでいる。

ここでダクト１４０は、本体のフランジ１８０から出発して、本体の後部に向かって延在して本体の背部１９１に到達し、本体の前部で、同じくフランジ１８０まで戻る螺旋状の部分を有する。ダクト１４０は、螺旋部分の間を進み続けて、ここでは本体１１０のフランジ１８０の溝１８２内に通じる入口１４１および出口１４２に到達する。

ダクト１４０は、ここでは、本体の前方表面１８１におけるダクト１４０の入口１４１と出口１４２の間でダクトと、そしてダクト１４０の螺旋部分と連通する、冷却流体の流入口１８７および流出口１８８を介して供給を受ける。

したがってダクト１４０は、キャビティ１２０を包囲し、特にキャビティの表面（すなわち本体の内側表面）およびウィンドウを含めた、キャビティ１２０内に格納されたガスと粒子ビームＦの相互作用によって加熱された部分の可能なかぎり近くに位置付けされる。

先に言及した通り、ガスターゲットホルダシステム１００は同様に、薄いシート１５１および支持格子１５２を含むウィンドウ１５０も含んでいる。

ウィンドウは、キャビティに向かう陽子の通過を可能にすると同時に、以下で説明する支持フランジ１６０を用いてこのキャビティを閉鎖する。

ウィンドウ１５０の位置付けを容易にするために、前方表面１８１は場合によって、内部にウィンドウ１５０を配置することのできる中空のインデンテーションを含む。

好ましくは、ウィンドウは、以下で説明する支持フランジ１６０を用いて本体１１０の上に保持され、本体の前方表面１８１上でのウィンドウによる担持を促進し、シールおよびインターフェースを用いて空気／二次真空／冷却流体／ターゲットガスの封止を保証できるようにする。

支持格子１５２は、二次真空下にあるビームＦの入射部分（支持格子側）とシステム１２０が使用されている場合、例えば２０～５０バールの間に含まれるガス圧下にあるキャビティ（薄いシート側）の間の圧力差に耐えるように、薄いシート１５１を支持できるようにしている。

薄いシート１５１は、支持格子１５２と本体１１０の前方表面１８１の間に位置付けされている。ここで薄いシート１５１は前方表面１８１の少なくとも一部、詳細には、少なくともキャビティ１２０の開口部１１２を少なくとも部分的包囲している溝１８２を覆っており、こうしてキャビティ１２０を冷却するものと同じ冷却回路１３０によって冷却され得るようになっている。

したがって、ここでは、薄いシートは開口部１１２および溝１８２の両方を覆い、開口部１１２と溝１８２の間に位置設定されたシール１８４上に担持されている。

支持格子１５２は例えばタングステンまたは窒化アルミニウム製であり、例えば、約１ｍｍ～約３ｍｍの間に含まれる厚みを有する。

例えば、支持格子１５２は、円形または六角形の孔を有する。

薄いシート１５１の厚みは小さい、すなわち１００μｍ以下である。

例えば、タングステンの薄いシートについては、例えばその厚みは約２０μｍ～約３０μｍの間に含まれ、一方ＣＤＶ合成ダイヤモンドの薄いシートについては、例えばその厚みは約７０μｍ～約８０μｍの間に含まれる。

最後に、ガスターゲットホルダシステム１００は支持フランジ１６０を含む。

支持フランジ１６０は例えば、ここでは実質的に四辺形、特に正方形である横断面を有する中実部材である。

この支持フランジはここでは、本体のフランジ１８０に対する支持フランジ１６０の挟持締結に寄与するボルトとナット１８６を収容するためフランジ１８０の穴１８５と反対側の穴１６１を含む。

支持フランジ１６０は、支持フランジ１６０の後方表面内に彫込まれシール１６３を収容する窪み部１６２を含む。

この例示的実施形態において、支持フランジ１６０のシール１６３は、こうして、本体１１０のシール１８４と対面している。したがって、ウィンドウ１５０は、支持フランジ１６０のシール１６３と本体１１０のシール１８４の間に嵌入された状態で挟持されている。

冷却回路の封止をさらに確保するため、支持フランジ１６０は同様に、シール１６５を収容する窪み部１６４も含んでいる。

窪み部１６４はここでは、支持フランジ１６０内に彫込まれて形成された支持フランジ１６０の背部表面に対しここでは直角に、周囲壁内に彫込まれている。したがって、シール１６５は、支持フランジ１６０の背部表面を包囲する。

こうして、支持フランジ１６０の周囲壁は、本体１１０のフランジ１８０の隆起突出部の周囲表面と連動する。

シール１６５は、ここでは、支持フランジ１６０の背部表面の周囲壁と、本体１１０のフランジ１８０の隆起突出部の周囲表面の壁との間に位置付けされる。

したがって、シール１６５は本体１１０のフランジ１８０の隆起突出部を包囲しその周りにしっかり嵌合すると考えることも同様に可能である。

したがって、支持フランジ１６０のシール１６３および１６５は、本体のフランジ１８０の溝１８２の相対する側に配置される。

したがって、支持フランジ１６０は、システム１００が使用されているとき粒子加速器のビームライン内に形成された真空とキャビティ１２０内に格納された加圧下のターゲットガスとの間に封止を提供することに加えて、例えば本体１１０のフランジ１８０と協働して、キャビティ１２０を気密に閉鎖しかつターゲットホルダシステムの外部の空気と冷却回路１３０内を流れる冷却液との間の封止を少なくとも提供するように構成されている。

最後に、支持フランジ１６０は、粒子加速器１７０の出口に機械式締結用インターフェースを含む。

この例示的実施形態において、粒子加速器１７０からの出口の機械式締結用インターフェースは、ここで、少なくとも１つのリングおよび「Ｏ」リングシール１７２を含む。

詳細には、リング１７１および「Ｏ」リングシール１７２はここでは、支持フランジ１６０内に埋込まれている。

この目的で、支持フランジ１６０はその前面に、中央突出部１６７を画定する溝１６６を含む。

リング１７１は溝１６６の中に嵌り込み、「Ｏ」リングシール１７２は、中央突出部１６７の周りでしっかり嵌合する。

最後に、支持フランジ１６０は、例えばターゲットを識別するように構成された電子部品である電子ターゲット識別コーディングユニット１６８を含む。

電子ターゲット識別コーディングユニット１６８は、ここでは、支持フランジ１６０の前面のコーナーに専用に具備された収容部の中に挿入され、例えばネジなどの取外し可能な締結具によりそれに締結される。

図４から、使用中、上述のガスターゲットホルダシステム１００が、ウィンドウ１５０の場所において５１５℃未満、例えば特に４７８～５１２℃の規模の最大加熱を有し、一方システム１００の外側表面、シェルは約８５℃未満、詳細には約５１℃～約８４℃の間に含まれる温度にとどまっているということを観察することができる。キャビティ１２０の表面に関しては、この表面は、冷却システムにより、約２４９℃未満、さらには約２００℃未満の温度に保たれる。

Claims (16)

1. ガスターゲットホルダシステム（１００）において、
   － 粒子加速器によって発出された粒子ビーム（Ｆ）で照射すべきターゲットガスを格納するように構成されたキャビティ（１２０）であって、円錐台形状の少なくとも１つの部分（１２１）、前記円錐台形状の少なくとも１つの部分（１２１）の幅広の基部を閉鎖する背部（１２２）および前記円錐台形状の部分との関係において前記背部の反対側にあり前記粒子ビームの少なくとも一部がこのキャビティ内に進入するための進入口を形成する開口部（１１２）を含む、キャビティ（１２０）、
   を含む本体（１１０）と；
   － ダクト入口（１４１）およびダクト出口（１４２）を含み、前記キャビティ（１２０）の少なくとも一部を包囲する少なくとも１本の冷却回路ダクト（１４０）を含む冷却回路（１３０）と；
   － 前記粒子加速器により発出された前記粒子ビーム（Ｆ）の陽子の前記キャビティ内への導入を可能にするため陽子透過性を有する、前記キャビティを閉鎖するように前記キャビティの前記進入口に面して位置付けされているウィンドウ（１５０）であって、前記粒子加速器により発出される粒子ビームの少なくとも一部に対する透過性を有する薄いシート（１５１）、および前記キャビティの内側と前記ターゲットホルダシステムの外側の間の圧力差に耐えるように構成された支持格子（１５２）を含み、前記薄いシート（１５１）が前記支持格子（１５２）と前記キャビティ（１２０）の間に位置付けされている、ウィンドウ（１５０）と；
   － 前記ウィンドウ（１５０）を保持し、前記本体（１１０）上に気密に固定されており、粒子加速器（１７０）からの出口に機械式締結用インターフェースを含む支持フランジ（１６０）であって；さらに、前記粒子加速器のビームライン内に形成された真空と前記キャビティ（１２０）内に格納された加圧下のターゲットガスとの間に封止を提供することに加えて、前記キャビティ（１２０）を気密に閉鎖しかつ前記ターゲットホルダシステムの外部の空気と前記冷却回路（１３０）内を流れる冷却液との間の封止を少なくとも提供するように構成されている支持フランジ（１６０）と；
   を含み、
   前記冷却回路ダクト（１４０）が、前記キャビティ（１２０）の少なくとも一部を包囲する少なくとも１つの螺旋部分を含むこと、および、
   前記螺旋部分が前記ダクト入口（１４１）から延在し、前記キャビティの前記背部（１２２）に至るまで前記キャビティ（１２０）の少なくとも一部を包囲し、その後さらに、前記背部（１２２）から前記ダクト出口（１４２）に至るまで前記キャビティ（１２０）の少なくとも一部を包囲すること、を特徴とする、ガスターゲットホルダシステム（１００）。
2. 前記冷却回路ダクト（１４０）が本体壁（１１１）内に形成されていること、を特徴とする請求項１に記載のシステム（１００）。
3. 前記支持格子（１５２）が、例えば約７０％～約９０％の間に含まれる開放／充填面積比を有すること、を特徴とする請求項１または２に記載のシステム（１００）。
4. 前記支持格子（１５２）が、例えばタングステンまたは窒化アルミニウム製であること、を特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載のシステム（１００）。
5. 前記支持格子（１５２）が、例えば約１ｍｍ～約３ｍｍに含まれる厚みを有すること、を特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載のシステム（１００）。
6. 前記薄いシート（１５１）が、１００μｍ以下、さらには８０μｍ以下、さらには３０μｍ以下、さらには２０μｍ以下の厚みを有すること、を特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載のシステム（１００）。
7. 前記薄いシート（１５１）が、タングステンまたは合成ダイヤモンド製であること、を特徴とする請求項１ないし６のいずれか１項に記載のシステム（１００）。
8. ガスターゲットホルダシステム（１００）において、
   － 粒子加速器によって発出された粒子ビーム（Ｆ）で照射すべきターゲットガスを格納するように構成されたキャビティ（１２０）であって、円錐台形状の少なくとも１つの部分（１２１）、前記円錐台形状の少なくとも１つの部分（１２１）の幅広の基部を閉鎖する背部（１２２）および前記円錐台形状の部分との関係において前記背部の反対側にあり前記粒子ビームの少なくとも一部がこのキャビティ内に進入するための進入口を形成する開口部（１１２）を含む、キャビティ（１２０）、
   を含む本体（１１０）と；
   － ダクト入口（１４１）およびダクト出口（１４２）を含み、前記キャビティ（１２０）の少なくとも一部を包囲する少なくとも１本の冷却回路ダクト（１４０）を含む冷却回路（１３０）と；
   － 前記粒子加速器により発出された前記粒子ビーム（Ｆ）の陽子の前記キャビティ内への導入を可能にするため陽子透過性を有する、前記キャビティを閉鎖するように前記キャビティの前記進入口に面して位置付けされているウィンドウ（１５０）であって、前記粒子加速器により発出される粒子ビームの少なくとも一部に対する透過性を有する薄いシート（１５１）、および前記キャビティの内側と前記ターゲットホルダシステムの外側の間の圧力差に耐えるように構成された支持格子（１５２）を含み、前記薄いシート（１５１）が前記支持格子（１５２）と前記キャビティ（１２０）の間に位置付けされている、ウィンドウ（１５０）と；
   － 前記ウィンドウ（１５０）を保持し、前記本体（１１０）上に気密に固定されており、粒子加速器（１７０）からの出口に機械式締結用インターフェースを含む支持フランジ（１６０）であって；さらに、前記粒子加速器のビームライン内に形成された真空と前記キャビティ（１２０）内に格納された加圧下のターゲットガスとの間に封止を提供することに加えて、前記キャビティ（１２０）を気密に閉鎖しかつ前記ターゲットホルダシステムの外部の空気と前記冷却回路（１３０）内を流れる冷却液との間の封止を少なくとも提供するように構成されている支持フランジ（１６０）と；
   を含み、
   前記本体（１１０）が、前記ウィンドウ（１５０）の前記薄いシート（１５１）の少なくとも一部のための担持用表面を形成する前方表面（１８１）を含むこと、および、
   前記本体（１１０）が、前記前方表面（１８１）内に彫込まれ前記キャビティの前記進入口を少なくとも部分的に包囲する溝（１８２）を含み；前記溝（１８２）が前記冷却回路（１３０）の一部を成していること、を特徴とする、ガスターゲットホルダシステム（１００）。
9. 前記冷却回路ダクト（１４０）の前記ダクト入口（１４１）および前記ダクト出口（１４２）が両方共、前記溝（１８２）内に出現すること、を特徴とする請求項８に記載のシステム（１００）。
10. 前記ウィンドウ（１５０）が、前記本体（１１０）と前記支持フランジ（１６０）の間に挿入されていること、を特徴とする請求項１ないし９のいずれか１項に記載のシステム（１００）。
11. 前記キャビティの前記背部（１２２）が凹状表面を含むこと、を特徴とする請求項１ないし１０のいずれか１項に記載のシステム（１００）。
12. 前記本体が、ＡＳ７Ｇ６アルミニウム合金でかつ／または積層造形プロセスによって形成されていること、を特徴とする請求項１ないし１１のいずれか１項に記載のシステム（１００）。
13. 前記冷却回路ダクト（１４０）の前記ダクト入口（１４１）および前記ダクト出口（１４２）の両方が、前記本体（１１０）の前記前方表面（１８１）に通じていること、を特徴とする請求項８に記載のシステム（１００）。
14. 前記冷却回路（１３０）は冷却流体入口（１８７）を含み、前記冷却流体入口（１８７）は、照射すべきガスを格納するように構成された前記キャビティ（１２０）を包囲する前記冷却回路ダクト（１４０）の螺旋部分および前記ウィンドウ（１５０）の周囲に面して位置設定された前記溝（１８２）の両方の中で冷却流体を循環させるように構成されていること、を特徴とする請求項８または９に記載のシステム（１００）。
15. 前記冷却回路（１３０）は、前記キャビティ（１２０）および前記ウィンドウ（１５０）の少なくとも薄いシートの両方を冷却するために特有のものであること、を特徴とする請求項１ないし１４のいずれか１項に記載のシステム（１００）。
16. 前記支持フランジ（１６０）は、前記ウィンドウ（１５０）の保持、ならびに、冷却液、周囲空気、粒子加速器の二次真空、および前記キャビティ（１２０）のターゲットガスの間のインターフェースの封止を可能にする機械的連結インターフェースを形成すること、を特徴とする請求項１ないし１５のいずれか１項に記載のシステム（１００）。

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