JP7190200B2 - 加速器を用いた放射性核種の製造装置、製造方法、および放射性核種製造用容器 - Google Patents

Description

この発明は、例えば、高エネルギーの粒子ビームを発生させる加速器を用いた放射性核種の製造装置、製造方法、および放射性核種製造用容器に関する。

加速器を用いて発生させた高エネルギーの粒子ビームを標的となるターゲット物質に衝突させると、核反応が起き放射性核種が生成される。放射性核種は、非侵襲的な体外診断などに有効なガンマ線や、治療効果が期待できるベータ線・アルファ線などを放出するため、核医学分野において研究・臨床利用目的のために広く使用されている。

放射性核種の製造は、一般に加速器とターゲットステーションとよばれる標的照射装置を用いて行われる。すなわち、ターゲットステーションでは、内部にターゲット物質を収納したターゲット容器を所定の位置に配置し、当該ターゲット物質に向けて加速器からの粒子ビームを照射する。生成された放射性核種は、ターゲット容器に収納された状態でターゲットステーションから脱離され、放射線が漏れないようにした放射性物質取り扱い場所であるホットセルに移送された後、分離回収される。この際、放射性核種の脱離や移送は、当該作業に由来する被ばくを避けるため、通常、ロボットを用いた遠隔操作により行われており、ハンドリングミスなどが生じる恐れがあった。

使用したいターゲット物質の中には、一般に粉末で提供されているものがある。それらをターゲットステーションで使用するためには、例えば、板のような、自己保持可能な固形にする必要がある。この固形化には、様々な方法が提案されている。例えば、特許文献１には、加速された陽子によって放射性核種を生成するためのラジウムターゲットの製法が開示されている。その方法によれば、水性－有機性溶液からの少なくとも１種類のラジウム含有物質又はそのような物質の懸濁液を分散装置によってある表面に塗布し、その際、上記分散装置と上記表面とが相対的に互いに近づき、上記溶媒は実質的に自発的に除去されるとされている。

しかしながら、この方法では、ターゲット物質を固形化し放射性核種を製造することができても、放射性核種の回収のために、依然として、ロボットを用いる必要があった。

特表２００７－５３６５３３号公報

この発明は、上述の問題に鑑みて、製造した放射性核種の回収を簡易にすることのできる放射性核種の製造装置、製造方法、および放射性核種製造用容器を提供することを目的とする。

この発明は、粒子を加速させて粒子ビームとする加速器と、前記粒子ビームが入射するビーム入射窓と前記粒子ビームが照射されるターゲットを電着可能とするターゲット電着用電極と該ターゲット電着用電極と異極となる内部電極を有する放射性核種製造用容器と、前記放射性核種製造用容器内に前記ターゲットに電着液を供給し回収する電着液供給回収部と、前記ターゲット電着用電極と前記内部電極との間に直流電圧を印加して前記ターゲット電着用電極に前記ターゲットを電着させる直流電源部と、前記放射性核種製造用容器に前記ターゲットを溶解する溶解液を供給し回収する溶解液供給回収部と、を備えた放射性核種の製造装置、製造方法、および放射性核種製造用容器であることを特徴とする。

この発明により、製造した放射性核種の回収を簡易にすることのできる放射性核種の製造装置、製造方法、および放射性核種製造用容器を提供できる。

放射性核種の製造装置の全体構成を示す構成図。 放射性核種製造用容器の全体構成を示す構成図。 ターゲット電着用電極の電着面の種々の形状を示す図。 ターゲット電着用電極における母材に接液部材を取り付ける方法を示す図。 他の例の胴部の形状を示す図。 他の例の通液部の配置を示す図。 内部電極の種々の形状を示す図。 ティーズ継手の分解図、およびティーズ継手４５の接続図。

本発明の発明者は、粒子ビームを照射して放射性核種を製造するためのターゲット容器の装着と回収のための設備について、コストの低下と安全性の向上と取扱い容易性の向上という、相反する課題を解決するべく鋭意研究した。そして、ターゲット容器はビームステーションへセットしたままで、液体を流入、流出することでターゲットの生成、放射性核種の生成、放射性核種の回収を実現できる画期的な本発明を発明した。以下、この発明の一実施形態を図面と共に説明する。

＜放射性核種の製造装置の全体構成＞
図１は、放射性核種の製造装置１の全体構成を示す構成図である。放射性核種の製造装置１は、粒子を加速させて粒子ビーム２１とする加速器２と、電着可能なターゲット電着用電極３２とターゲット電着用電極３２と異極となる内部電極３３を有し電着によりターゲットを形成し、当該ターゲットに粒子ビーム２１を照射して放射性核種を生成する放射性核種製造用容器３と、ターゲットを形成するために放射性核種製造用容器３内にターゲットに電着液を供給し、電着後の残液を回収する電着液供給回収部４ａと、放射性核種を溶解する溶解液を放射性核種製造用容器３内に供給し当該溶解液と共に放射性核種を回収する溶解液供給回収部４ｂと、放射性核種製造用容器３で発生した気体を排出する気体排出部５と、ターゲット電着用電極３２と内部電極３３との間に直流電圧を印加してターゲット電着用電極３２にターゲットを電着させる直流電源部６と、放射性核種製造用容器３を加熱する加熱部７と、ターゲット電着用電極３２に到達する粒子ビーム２１の照射電流値を計測する照射電流計測部８と、加速器２、電着液供給回収部４ａ、溶解液供給回収部４ｂ、気体排出部５、直流電源部６、加熱部７および照射電流計測部８と、それぞれ信号線（図示せず）で接続され、これらを制御するコンピュータ（ＰＣ）９とを、備えている。

＜加速器＞
加速器２には、例えば、サイクロトロン、シンクロトロン、あるいは線形加速器などを用いることができる。加速器２が放射する粒子ビーム２１には、陽子、重陽子、あるいはヘリウム原子核などの粒子が利用できる。粒子ビーム２１は、加速器２から水平方向に放射される。目的とする放射性核種を核反応により高純度、高収率で製造するために、ターゲットの種類やその厚さに応じて適宜、粒子の種類や、加速エネルギー、照射電流値（ターゲット電着用電極３２に到達する粒子ビーム２１の照射電流値）、照射時間を決定する。例えば、Ｎｉ（ニッケル）をターゲットにして放射性核種Ｃｏ（コバルト）５５を生成する場合、粒子ビーム２１の粒子に陽子を用いると良い。粒子ビーム２１の照射条件は特に限定されず、Ｎｉの厚さにも依るが、加速エネルギーを５～２０ＭｅＶ、照射電流値を０．０５～５００μＡ、照射時間を５分～１２時間にして、粒子ビーム２１の照射をするのが好ましい。なお、加速器２には、図示省略するイオン源から粒子が供給される。

＜放射性核種製造用容器＞
図２は、放射性核種製造用容器３の全体構成を示す分解断面図である。
放射性核種製造用容器３は、中央に左右の両端面が開放された肉厚の周壁で形成された略円筒状の胴部３４を有している。胴部３４の右端面側は、隣接する右スペーサ３５を介してビーム入射窓３１ｄにより蓋をされている。また、胴部３４の左端面側は、隣接する左スペーサ３６を介してターゲット電着用電極３２により蓋をされている。このような放射性核種製造用容器３は、全体として横に寝かせた両端が閉鎖された略円筒状に形成されている。これにより、放射性核種製造用容器３内は密閉されており、気体や液体が意図せず漏れ出ることが無いように構成されている。

放射性核種製造用容器３全体の外寸は、外径Ｄ１が５０～１００ｍｍで、長さｌが３０～２５０ｍｍである。放射性核種製造用容器３は、加速器２からの粒子ビーム２１がビーム入射窓３１ｄの中心に入射し、放射性核種製造用容器３の中心線に沿って内部空間を通過し、ターゲット電着用電極３２に到達するような向きに配置される（図１参照）。

＜胴部＞
胴部３４は、外径Ｄ１、内径ｄ１の円筒状の周壁を有している。
胴部３４には、周壁を垂直に貫通する貫通孔であって、電着液や溶解液を放射性核種製造用容器３の内外に通流させる通液部３４ｃが設けられている。通液部３４ｃは、放射性核種製造用容器３を横に寝かせた状態で下方に位置するようになっている。通液部３４ｃは、周壁を鉛直方向に向けて貫通している。通液部３４ｃは、中央よりターゲット電着用電極３２寄りに設けられている。通液部３４ｃには、電流を流すことのできる導体管が内挿され当該導体管の外側の隙間に液体を流動させることのできる導体管内挿配管４４が下方に向けて接続されている。

胴部３４には、周壁の内側面に形成され胴部３４の長さ方向に所定の長さだけ延びる断面が略半円形状の溝であって、放射性核種製造用容器３内で発生する気体を一時退避させ貯留する捕集部としての気体退避空間３４ａが設けられている。気体退避空間３４ａは、胴部３４の内部空間を挟んで通液部３４ｃに対向する側に形成されており、放射性核種製造用容器３を横に寝かせた状態で上方に位置するようになっている。

胴部３４には、上部に、周壁を垂直に貫通する貫通孔である通気部３４ｂが設けられている。通気部３４ｂは、気体退避空間３４ａに連接され、気体を放射性核種製造用容器３の内外に通流させる。通気部３４ｂは、胴部３４の内部空間を挟んで通液部３４ｃに対向しない位置（液体の流入方向の直線上ではない位置）で、気体退避空間３４ａに連接されている。すなわち、通気部３４ｂと通液部３４ｃとは、胴部３４の長さ方向（水平方向）に距離ｄだけ離して設けられている。これにより、例えば、通液部３４ｃから液体を放射性核種製造用容器３内に導入する際に、特に液体の注入において勢いが高まった場合など、当該液体が噴射し通気部３４ｂから放射性核種製造用容器３および後続の系の外へ逃げてしまうことを防止できる。通気部３４ｂは、気体退避空間３４ａと同様に、放射性核種製造用容器３を横に寝かせた状態で上方に位置するようになっている。通気部３４ｂには、放射性核種製造用容器３内の気体を排気する排気管５３ａが上方に向けて接続されている。

＜右スペーサ＞
右スペーサ３５は、中央に直径ｄ２の孔を有する外径Ｄ１の円板形状を有している。孔の直径ｄ２は、胴部３４の内径ｄ１より小さい。右スペーサ３５は、粒子ビーム２１に対する耐性を有しているのが好ましい。右スペーサ３５は、絶縁体で化学的な耐腐食性を有するのが好ましい。右スペーサ３５に用いる絶縁体には、ポリイミド樹脂，ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）樹脂あるいは絶縁性セラミックス（炭化ケイ素、窒化ケイ素、アルミナ）などがある。

＜ビーム入射窓＞
ビーム入射窓３１ｄは、直径Ｄ２の円板状で粒子ビーム２１を透過させる薄膜の窓材３１と、外径Ｄ１の円板状の枠材であって、当該薄膜の窓材３１の外縁部を前後から挟み込むようにして固定する表枠材３１ａと裏枠材３１ｂの２つの枠材を備えている。表枠材３１ａと裏枠材３１ｂは、中央に直径Ｄ２より小さな直径ｄ３の表枠材３１ａ、裏枠材３１ｂと同心円状の孔を有する。

表枠材３１ａと裏枠材３１ｂの２つの枠材は、薄膜の窓材３１を挟んで合体した直径ｄ３の孔を有するビーム入射部３１ｃを形成する。裏枠材３１ｂの表側には、断面がＬ字状の凹部３１ｅが形成されている。凹部３１ｅには、直径Ｄ２の薄膜の窓材３１が直径ｄ３で窓材３１と同心円状の孔を覆うようにして収まっている。

他方、表枠材３１ａの裏側には、裏枠材３１ｂの上述のＬ字状の凹部３１ｅと嵌め合わせ可能なＬ字状の凸部３１ｆが形成されている。ビーム入射窓３１ｄは、裏枠材３１ｂの凹部３１ｅに、薄膜の窓材３１の外縁部を収容し、表枠材３１ａの凸部３１ｆを嵌め合わせることにより形成される。

薄膜の窓材３１には、Ｔｉ（チタン）、Ｔｉ合金、Ｎｂ（ニオブ）、Ｔａ（タンタル）、Ａｕ（金）、Ｐｔ（白金）、Ｉｒ（イリジウム）、Ｒｕ（ルテニウム）、Ｒｈ（ロジウム）、Ｐｄ（パラジウム）、Ｃ（グラファイト）、ステンレス、Ａｌ（アルミニウム）、Ａｇ（銀）、Ｃｕ（銅）、Ｎｉ（ニッケル）、Ｃｏ（コバルト）、Ｈａｖａｒ合金の何れか一つ、あるいはこれらを複数組み合わせた集合体を用いることができる。薄膜の窓材３１の厚みは、１～１０００μｍが好ましい。これにより、薄膜の窓材３１は、入射する粒子ビーム２１が通過しやすく、入射した粒子ビーム２１による発熱も小さく抑えられる。また、粒子ビーム２１の入射の際に薄膜の窓材３１を積極的に冷却するために、ビーム入射部３１ｃの薄膜の窓材３１の表面側に気体冷媒３７（図１参照）を流動させる。

＜左スペーサ＞
左スペーサ３６は、右スペーサ３５と同様に、中央に直径ｄ４の同心円状の孔を有する外径Ｄ１の円板形状を有している。当該孔の直径ｄ４は、胴部３４の内径ｄ１より小さいが、ビーム入射窓３１ｄの表枠材３１ａおよび裏枠材３１ｂの中央の孔の直径ｄ３より大きくなっている。これにより、ビーム入射窓３１ｄの薄膜の窓材３１を通過して放射性核種製造用容器３内に入射した粒子ビーム２１が広がって左スペーサ３６に無駄に照射される恐れが小さくなる（図１参照）。

なお、左スペーサ３６は、粒子ビーム２１に対する耐性を有しているのが好ましい。左スペーサ３６は、絶縁体で化学的な耐腐食性を有するのが好ましい。これにより、左スペーサ３６は、ターゲット電着用電極３２と胴部３４との間を電気的に絶縁する。

左スペーサ３６に用いる絶縁体には、ポリイミド樹脂，ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）樹脂あるいは絶縁性セラミックス（炭化ケイ素、窒化ケイ素、アルミナ）などがある。

＜ターゲット電着用電極＞
ターゲット電着用電極３２は、母材３２ｂと接液部材３２ａとを備えている。ここでは、母材３２ｂは、電気抵抗の小さなＡｇ（銀）素材で形成されている。また、接液部材３２ａは、電着液と溶解液と粒子ビーム２１に対して化学的・電気的に不活性な貴金属素材などにより形成される。この素材としては、例えば、Ａｕ（金）、Ｐｔ（白金）、Ｉｒ（イリジウム）、Ｃ（グラファイト）、あるいは導電性セラミックなどを使用することができる。本実施例では、Ａｕ（金）素材を使用している。母材３２ｂは、外径Ｄ１の厚みのある円板形状であり、背面側の中央に直径ｄ６の母材３２ｂと同心円状の凹部３２ｃを有し、前面側の中央には底面が直径ｄ５の円錐状で照射される粒子ビーム２１に向かって凸な円錐状凸部３２ｄを有している。母材３２ｂの前面には円錐状凸部３２ｄの底面の外周に円環状の平底溝３２ｅが形成されている。

接液部材３２ａは、母材３２ｂの平底溝３２ｅを埋める円環状の平らな縁３２ｆと、縁３２ｆに連接され母材３２ｂの円錐状凸部３２ｄを上方から被覆する円錐状キャップ３２ｇを有している。接液部材３２ａは、母材３２ｂの上方から嵌め合わされ、例えば、熱間等方加圧法を用いて接合されている。接液部材３２ａの円錐状キャップ３２ｇの底面の直径ｄ５は、隣接する左スペーサ３６の孔の直径ｄ４とほぼ同じになっている。このため、接液部材３２ａの縁３２ｆの表面およびそれに続く母材３２ｂの表面は、左スペーサ３６により被覆される。一方、接液部材３２ａの円錐状キャップ３２ｇの表面は、左スペーサ３６から放射性核種製造用容器３の内部空間に露出する電着面３２ｈを形成する。

また、接液部材３２ａの円錐状キャップ３２ｇの底面の直径ｄ５は、ビーム入射部３１ｃの直径ｄ３より大きくなっている。これにより、照射された粒子ビーム２１を電着面３２ｈの全体で受け止めることができる。

また、電着面３２ｈの表面形状は、粒子ビーム２１に向かって凸な円錐状になっているため、照射された粒子ビーム２１を受け止める表面積が大きくなっている。これにより、電着面３２ｈは、照射された粒子ビーム２１を効率よく受け止めることができる。

また、放射性核種製造用容器３の内部空間に露出するのは、電着液と溶解液と粒子ビーム２１に対して化学的に不活性かつ電気的には導体となる接液部材３２ａで形成された電着面３２ｈである。このため、母材３２ｂが放射性核種製造用容器３の内部空間に導入される電着液や溶解液により腐食したりする恐れが小さい。

また、粒子ビーム２１の照射の際にターゲット電着用電極３２を積極的に冷却するために、ターゲット電着用電極３２の背面の凹部３２ｃに冷却水等の液体冷媒３８（図１参照）を流動させている。ここでは、凹部３２ｃの直径ｄ６は、接液部材３２ａの円錐状キャップ３２ｇの底面の直径ｄ５や隣接する左スペーサ３６の孔の直径ｄ４より大きくなっている。このため、照射された粒子ビーム２１により高温となった電着面３２ｈ全体を効率よく冷却することができる。

なお、電着面３２ｈの表面形状は、上述のような粒子ビーム２１に向かって凸な円錐状に限るものではない。また、母材３２ｂに接液部材３２ａを取り付ける方法は、上述の熱間等方加圧法を用いた接合に限るものではない。他の例については、後述する。

＜内部電極＞
内部電極３３は、ターゲット電着用電極３２との間に直流電圧を印加してターゲット電着用電極３２にターゲットを電着させるためのもう一方の電極である。内部電極３３は、ここでは、円環状に形成されている。

円環状の内部電極３３は、胴部３４の内部空間に配置され、胴部３４の内部空間を通過する粒子ビーム２１の外周を囲むように配置されている（図１参照）。内部電極３３は、胴部３４の通液部３４ｃに接続された導体管内挿配管４４に内挿されている導体管３３ａに、通液部３４ｃ近傍の接点３３ｂで連結されている。

内部電極３３には、電着液と溶解液と粒子ビーム２１に対して化学的に不活性かつ電気的には導体となる貴金属素材などが使用される。内部電極３３に連結された導体管内挿配管４４内の導体管３３ａも、電着液と溶解液と粒子ビーム２１に対して化学的に不活性かつ電気的には導体となる貴金属素材などで形成される。

なお、ターゲット電着用電極３２、左スペーサ３６、胴部３４、右スペーサ３５、裏枠材３１ｂ、および表枠材３１ａの各部材は、隣接する他の部材とシール用リング３９を介して連結されている。これにより、放射性核種製造用容器３からの液漏れ等が抑制される。なお、シール用リング３９は、左スペーサ３６、胴部３４、右スペーサ３５、裏枠材３１ｂ、および表枠材３１ａの内径よりおおきく、かつ外形より小さいサイズのリング状に形成されている。

＜電着液供給回収部＞
図１に示すように、電着液供給回収部４ａは、電着液容器４１ａと、モータ駆動の注射筒４３とを備えている。注射筒４３は、電着液容器４１ａに、配管４６ａ、電動バルブ４２ｄ、配管４４ｄ、電動三方バルブ４２ｂ、配管４４ｃ、電動三方バルブ４２ａ、および配管４４ｂを介して接続されている。放射性核種製造用容器３の胴部３４に接続された導体管内挿配管４４の下端には、ティーズ継手４５が設けられている。

ティーズ継手４５には、他端に電動三方バルブ４２ａが接続された配管４４ａが接続されている（図８に示すティーズ継手４５の分解図、および導体管内挿配管４４と配管４４ａのティーズ継手４５への接続図を参照）。これにより、配管４４ａを通流する液体は、導体管内挿配管４４において導体管内挿配管４４と内挿された導体管３３ａとの間の隙間を通流できる。

なお、ティーズ継手４５に代えてストレート継手を使用してもよい。この場合には、配管４４ａを導体管内挿配管４４内の導体管３３ａに直接接続し、そして、通液部３４ｃ近傍の導体管３３ａの一部に開口部を設けるようにする。これにより、配管４４ａを通流する液体は、導体管内挿配管４４に内挿された導体管３３ａ内を通って放射性核種製造用容器３内に通流できるようになる。
電着液容器４１ａには、電着によりターゲット形成するための電着液を入れておく。

モータ駆動の注射筒４３は、シリンジと、モータ駆動による往復運動が可能なプランジャを備え、シリンジの先端開口部を通して液体や気体を注入および吸引する。モータ駆動の注射筒４３は、シリンジの先端開口部が上方を向くように配置されている。これにより、意図せずに混入した気体を容易に排出することができる。なお、モータ駆動の注射筒４３に代えて、液体や気体の移送に特化したポンプ機器等を用いてもよい。

＜電着液の供給動作＞
ターゲットを形成するために放射性核種製造用容器３内に電着液を供給する場合には、まず、配管（４６ａ、４４ｄ、４４ｃ、４４ｈ）が連通するように、電動バルブ４２ｄ、電動三方バルブ４２ｂ、および電動三方バルブ４２ａに開閉動作をさせる。そして、モータ駆動の注射筒４３に電着液容器４１ａから電着液を吸引する動作をさせる。次に、配管（４４ｈ、４４ａ）が連通するように、電動三方バルブ４２ａに開閉動作をさせる。そして、モータ駆動の注射筒４３に注入動作をさせれば、放射性核種製造用容器３内に電着液を供給することができる。

＜電着後の残液の回収動作＞
放射性核種製造用容器３内から電着後の残液を回収するためには、上述の電着液の供給動作の逆の動作を行えばよい。すなわち、配管（４４ｈ、４４ａ）が連通するように、電動三方バルブ４２ａに開閉動作をさせる。そして、モータ駆動の注射筒４３に放射性核種製造用容器３内から電着後の残液を吸引する動作をさせる。次に、配管（４６ａ、４４ｄ、４４ｃ、４４ｈ）が連通するように、電動バルブ４２ｄ、電動三方バルブ４２ｂ、および電動三方バルブ４２ａに開閉動作をさせる。そして、モータ駆動の注射筒４３に注入動作をさせれば、電着後の残液を電着液容器４１ａ内に回収することができる。

なお、電着液供給回収部４ａは、さらに、すすぎ液用容器４１ｂ、すすぎ液用容器４１ｂと電動三方バルブ４２ｂとの間を接続する配管４６ｂ、電動バルブ４２ｅ、配管４４ｅを備え、すすぎ液の放射性核種製造用容器３内への供給および回収を行えるようになっている。

＜溶解液供給回収部＞
溶解液供給回収部４ｂは、電着液供給回収部４ａの一部である、電動三方バルブ４２ｂ、配管４４ｃ、電動三方バルブ４２ａ、配管４４ｂ、モータ駆動の注射筒４３、および配管４４ａを共通して使用している。そして、溶解液供給回収部４ｂは、溶解液用容器４１ｃ、溶解液用容器４１ｃと電動三方バルブ４２ｂとの間を接続する配管４６ｃ、電動バルブ４２ｆ、配管４４ｆを備えている。さらに、溶解液供給回収部４ｂは、放射性物質取り扱い場所であるホットセルに設置された放射性核種回収容器４１ｄと、放射性核種回収容器４１ｄと電動三方バルブ４２ｂとの間を接続する配管４６ｄ、電動バルブ４２ｇ、配管４４ｇとを備えている。

なお、ここでは、電着液供給回収部４ａで使用するモータ駆動の注射筒４３を溶解液供給回収部４ｂでも使用できるように共用としているが、溶解液供給回収部４ｂで使用するモータ駆動の注射筒を別途設けるようにしてもよい。これにより、電着液と溶解液との交叉汚染の発生を抑制することができる。

＜溶解液の供給動作＞
放射性核種を溶解する溶解液を放射性核種製造用容器３内に供給する場合は、上述の電着液の供給動作と同様に、まず、溶解液用容器４１ｃに、粒子ビーム２１の照射により生成された放射性核種を溶解する溶解液を入れておく。そして、配管（４６ｃ、４４ｆ、４４ｃ、４４ｈ）が連通するように、電動バルブ４２ｆ、電動三方バルブ４２ｂ、および電動三方バルブ４２ａに開閉動作をさせる。そして、モータ駆動の注射筒４３に溶解液用容器４１ｃから溶解液を吸引する動作をさせる。次に、配管（４４ｈ、４４ａ）が連通するように、電動三方バルブ４２ａに開閉動作をさせる。そして、モータ駆動の注射筒４３に注入動作をさせれば、放射性核種製造用容器３内に溶解液を供給することができる。

＜放射性核種の回収動作＞
放射性核種製造用容器３内から放射性核種が溶解した溶解後の溶解液を回収するためには、まず、配管（４４ｈ、４４ａ）が連通するように、電動三方バルブ４２ａに開閉動作をさせる。そして、モータ駆動の注射筒４３に放射性核種製造用容器３内から放射性核種が溶解した溶解後の溶解液を吸引する動作をさせる。次に、配管（４６ｄ、４４ｇ、４４ｃ、４４ｈ）が連通するように、電動バルブ４２ｇ、電動三方バルブ４２ｂ、および電動三方バルブ４２ａに開閉動作をさせる。そして、モータ駆動の注射筒４３に注入動作をさせれば、溶解に使用した後の溶解液と共に放射性核種を放射性核種回収容器４１ｄ内に回収することができる。

なお、ガスパージ用のガスを供給できるように、電動三方バルブ４２ｂに、配管４４ｈ、電動バルブ４２ｃ、および配管４４ｉを介してガスボンベ（Ｇａｓ）が接続されている。ガスボンベには、Ｎ_２（窒素）、Ｈｅ（ヘリウム）、Ａｒ（アルゴン）、Ｏ_２（酸素）などの気体が封入されている。

＜気体排出部＞
気体排出部５は、放射性核種製造用容器３の胴部３４の通気部３４ｂに接続された排気管５３ａと、排気管５３ａが下方に接続され上方に排気管５３ｂが接続された過剰溶液貯留槽５１と、排気管５３ｂに電動バルブ５２を介して接続された排気管５３ｃとを備えている。

気体排出部５は、放射性核種製造用容器３内の気体を排出し、または、放射性核種製造用容器３内に過剰に供給された液体を過剰溶液貯留槽５１で溜め置くように機能する。

なお、排気管５３ｃの先に真空ポンプなどの減圧装置（図示せず）を設けてもよい。減圧装置により、放射性核種製造用容器３内を真空引きすることにより、放射性核種製造用容器３内部を素早く乾燥することができる。また、高圧の圧縮空気を送気する装置（図示せず）を排気管５３ｃの先に適宜接続するようしてもよい。これにより、放射性核種製造用容器３内に高圧の圧縮空気を送気することができる。

＜直流電源部＞
直流電源部６は、直流電源６１と、一端が直流電源６１の一方の極に直列接続された電源スイッチ６２を備えている。直流電源６１の他方の極は、内部電極３３に連結された導体管内挿配管４４内の導体管３３ａに接続され、電源スイッチ６２の他端はターゲット電着用電極３２に接続されている。ここで、ターゲット電着用電極３２の極性は、電着液内にあるターゲット物質のイオンが持つ極性と反対になるように設定する。これにより、ターゲット電着用電極３２に、ターゲット物質を電着することができる。直流電源６１から印加される電圧は可変で、０．０１～２０Ｖの範囲内が好ましく，また，流れる電流は一定で、１～１０００ｍＡの範囲内が好ましい。

なお、極性の切り替えスイッチ（図示せず）を設けて、直流電源６１が印加する直流電圧の極性を簡単に切り替えるようにしてもよい。これにより、使用する電着液の種類によりターゲット物質のイオンが持つ極性が逆になっても容易に対応することができる。また、このようなスイッチは、放射性核種を溶解する際に、直流電圧の極性を逆にして溶解を促進するために使用することも可能となる。

放射性核種製造用容器３内に電着液が満たされた状態で、電源スイッチ６２をＯＮにし、内部電極３３とターゲット電着用電極３２との間に直流電流を流すことにより、ターゲット電着用電極３２の電着面３２ｈにターゲットを形成することができる。

なお、放射性核種製造用容器３内に電着液が無い状態では、電源スイッチ６２をＯＦＦにし、直流電源６１が過負荷状態にならないようにするのが好ましい。例えば、上述のＮｉ（ニッケル）をターゲット電着用電極３２の電着面３２ｈに電着する場合には、電着液として１２０ｍｇのＮｉＳＯ_４（硫酸ニッケル）を７ｃｃの水に溶解し、ｐＨが１０となるようにアンモニアを添加したものを放射性核種製造用容器３内に満たし、内部電極３３が陽極、ターゲット電着用電極３２が陰極となるように直流電源６１を接続すればよい。流す直流電流は、１０ｍＡで一定になるように制御するのが好ましい。

＜加熱部＞
加熱部７は、放射性核種製造用容器３の外部に設けた発熱体７１とパワー制御可能な交流電源７２と電源スイッチ７３を備え、これらはこの順に直列に接続されている。発熱体７１には、絶縁性に優れたセラミックヒータが使用されている。加熱部７は、電源スイッチ７３がＯＮされ、交流電源７２から電力の供給を受けた発熱体７１が発熱し、放射性核種製造用容器３全体を外部から加熱する。これにより、例えば、放射性核種製造用容器３内部の溶解液を加熱して溶解反応を促進する、あるいは、液体排出後の内部を素早く乾燥することができる。

＜照射電流計測部＞
照射電流計測部８は、ターゲット電着用電極３２に接続された回路スイッチ８２と、一端が回路スイッチ８２に接続され他端が接地された電流計８１を備えている。照射電流計測部８は、加速器２が粒子ビーム２１をターゲット電着用電極３２に照射する直前に回路スイッチ８２をＯＮにするよう制御され、粒子ビーム２１がターゲット電着用電極３２に照射されている間の照射電流値を電流計８１で計測する。そして、照射電流計測部８は、粒子ビーム２１の照射が終了すると回路スイッチ８２をＯＦＦにするように制御されている。

なお、直流電源部６の電源スイッチ６２がＯＮ状態のときには、回路スイッチ８２はＯＮにならないように制御されている。すなわち、粒子ビーム２１がターゲット電着用電極３２に照射されている間以外のほとんどの期間は、回路スイッチ８２はＯＦＦになるよう制御されている。回路スイッチ８２は、電流計８１とターゲット電着用電極３２の間の通電を、粒子ビーム２１を照射する時はＯＮにし、ターゲットをターゲット電着用電極３２に電着させる時はＯＦＦにする切り替えスイッチとして機能する。これにより、放射性核種製造用容器３内での電着反応は安定する。

＜コンピュータ（ＰＣ）＞
コンピュータ（ＰＣ）９は、ＣＰＵ、メモリおよび入出力部を備え、加速器２、電着液供給回収部４ａ、溶解液供給回収部４ｂ、気体排出部５、直流電源部６、加熱部７および照射電流計測部８と、それぞれ信号線（図示せず）で接続され、これらを制御する。これにより、遠隔操作が可能となり、作業者は、放射性核種の製造に由来する被ばくを避けることができる。

≪放射性核種の製造≫
放射性核種の製造は、次の電着液供給工程、ターゲットの電着工程、電着後の残液の回収工程、粒子ビームの照射工程、放射性核種の溶解工程、および回収工程を経て行われる。ここでは、Ｎｉ（ニッケル）から放射性核種Ｃｏ（コバルト）５５を製造する場合を例として説明する。

≪電着液供給工程≫
製造対象となる放射性核種の原料（ターゲット）を含む溶液，すなわち，ターゲット溶液（電着液）を事前に準備し、電着液容器４１ａに充填する。ターゲット溶液（電着液）は、溶質及び溶媒の組成は任意であり、ターゲットとなる元素を有意に含めばよい。

電着液供給回収部４ａに電着液の供給動作をさせ、電着液容器４１ａから電着液を放射性核種製造用容器３内に満杯になるように供給する。その際、放射性核種製造用容器３内の気体は、通気部３４ｂを介して気体排出部５から排出される。また、放射性核種製造用容器３内に過剰に供給された電着液は、過剰溶液貯留槽５１に溜まるようになっている。

例として、ターゲットとしてＮｉ（ニッケル）を電着する場合には、電着液として１２０ｍｇのＮｉＳＯ_４（硫酸ニッケル）を７ｃｃの水に溶解し、ｐＨが１０となるようにアンモニアを添加したものを準備する。

≪電着工程≫
次に、電着サブルーチンに移行する。

≪電着サブルーチン≫
まず、電着液が放射性核種製造用容器３内に充填された状態で、直流電源部６の電源スイッチ６２をＯＮにし、内部電極３３とターゲット電着用電極３２との間に直流電流を通電する。これにより、ターゲット電着用電極３２の電着面３２ｈにターゲットを形成することができる。ここで、電着液に含まれる溶質および溶媒の種類によっては、通電を開始すると内部電極３３やターゲット電着用電極３２の表面から気体が発生することがある。

放射性核種製造用容器３内の上方に設けた気体退避空間３４ａは、こうして発生した気体を、一旦貯留して通気部３４ｂを介して気体排出部５から排出する。これにより、内部電極３３やターゲット電着用電極３２の周辺の気体を効果的に排除することができる。そして、電着を均一に且つ効率よく行うことができる。また、ビーム入射窓３１ｄ側をターゲット電着用電極３２側より少し上方に持ち上げて放射性核種製造用容器３を若干傾けるようにしてもよい。こうすることで、発生した気体がターゲット電着用電極３２から剥がれやすくなり、電着を均一に且つ効率よく行うことができる。

さらに電着を続けていくと、内部電極３３やターゲット電着用電極３２の表面に除去しきれない比較的小さな気泡が付着することがある。こうした場合には、放射性核種製造用容器３内の電着液をモータ駆動の注射筒４３内に一旦完全に吸引してもよい。こうすることにより、内部電極３３やターゲット電着用電極３２の表面に付着した気泡を、電着液の吸引に伴う流動により内部電極３３やターゲット電着用電極３２の表面から除去することができる。その後、モータ駆動の注射筒４３内に吸引していた電着液を、放射性核種製造用容器３内に注入して戻すようにすればよい。これにより、均一で効率のよい電着を再度行うことができるようになる。

なお、放射性核種製造用容器３内の電着液をモータ駆動の注射筒４３内に全量吸引し、再び放射性核種製造用容器３内に戻すまでの間、すなわち、放射性核種製造用容器３内に電着液が満杯状態になっていない間は、直流電源部６の電源スイッチ６２をＯＦＦにしておく。これにより、直流電源部６が過負荷状態になるのを避けることができるし、また、不均一な電着がなされないようにすることができる。

放射性核種製造用容器３内の電着液をモータ駆動の注射筒４３内に吸引する際に、電着液と共に一部の気体も吸引することがある。モータ駆動の注射筒４３は、シリンジの先端開口部が上方を向くように配置されているため、再度、電着液を放射性核種製造用容器３内に戻すときに、モータ駆動の注射筒４３内に吸引された気体は、速やかに排出される。

上述の電着サブルーチンを一定時間繰り返し実行する。これにより、ターゲット電着用電極３２の電着面３２ｈに所定の厚みのターゲットを形成することができる。

直流電源部６の電源スイッチ６２をＯＦＦにして電着を終了する。電着の終了時点は、時間制限による他、電着液の退色（電着液内のイオンが電着していくのに伴い，徐々に電着液の色味が変化することに基づく），直流電源部６の電圧・電流の変化，あるいは、電着されたターゲットが放射性物質であればその放射能の強度変化などによって判定する。

例として、ターゲットとしてＮｉ（ニッケル）を電着する場合には、直流電流を１０ｍＡ固定とする。また、内部電極３３とターゲット電着用電極３２から気泡が発生するため、５３秒間電流を印加した後、放射性核種製造用容器３内の電着液を自動制御されたモータ駆動の注射筒４３を利用して吸引し、再度放射性核種製造用容器３内へ注入して戻すことを７秒間で行うようにする。これにより、内部電極３３とターゲット電着用電極３２の表面から電着中に付着した気泡を除去できる。

なお、当該７秒間は、直流電源部６の電源スイッチ６２をＯＦＦにして、不均一な電着が行われないようにする。６０秒間（５３秒間＋７秒間）の上記サイクルは、１２時間繰り返し実施される。これにより、約８０ｍｇのＮｉ（ニッケル）をターゲットとして電着することができる。

≪電着後の残液の回収工程≫
電着が完了した後、電着液供給回収部４ａに電着後の残液の回収動作をさせ、放射性核種製造用容器３内から電着後の残液を回収する。

加熱部７の電源スイッチ７３をＯＮにし、発熱体７１により放射性核種製造用容器３全体を外部から加熱し、放射性核種製造用容器３内部を乾燥させる。また、気体排出部５に設けた真空ポンプなどの減圧装置（図示せず）を起動させて、通気部３４ｂから放射性核種製造用容器３内を真空引きすることにより、溶媒の蒸発を促進し、放射性核種製造用容器３内部を素早く乾燥させてもよい。さらには、ガスボンベ（Ｇａｓ）が供給するガスパージ用のガスを通液部３４ｃから放射性核種製造用容器３内に導入して乾燥の促進を図ってもよい。

また、電着したターゲットと反応しない沸点の低い溶媒、例えば、任意の有機溶媒を通液部３４ｃから放射性核種製造用容器３内に導入して、共沸効果によって蒸発乾燥の促進を図ってもよい。

例として、ターゲットとしてＮｉ（ニッケル）を電着した後、放射性核種製造用容器３内から電着後の残液を回収し、純水で洗浄し、また、発熱体７１による加熱及び減圧装置（図示せず）による減圧によって放射性核種製造用容器３内を乾燥させた。

≪照射工程≫
照射電流計測部８の回路スイッチ８２をＯＮにし、電流計８１で粒子ビーム２１がターゲット電着用電極３２に照射している間の照射電流値を計測できるようにする。

ビーム入射部３１ｃの薄膜の窓材３１の表面側に気体冷媒３７を流動させる。同様に、ターゲット電着用電極３２の背面の凹部３２ｃに冷却水等の液体冷媒３８を流動させる。これにより、加速器２が照射する粒子ビーム２１が入射する薄膜の窓材３１、および放射性核種製造用容器３内を通過して粒子ビーム２１が照射するターゲット電着用電極３２が高温になるのを防止できる。

粒子ビーム２１を、一定の時間、適当な強度（照射電流値）で照射する。ターゲット電着用電極３２の電着面３２ｈに形成されているターゲットは、粒子ビーム２１の照射を受けて、放射性核種を生成する。
例として、ターゲットのＮｉ（ニッケル）には、１１．２ＭｅＶの陽子ビームを、０．１μＡで、１５分間照射した。

≪溶解工程≫
ターゲット電着用電極３２の電着面３２ｈに形成されているターゲットや、少なくとも生成された放射性核種を溶解しやすい、酸、アルカリ、純水、有機溶媒などの溶媒を溶解液として選択し、溶解液用容器４１ｃに充填する。

溶解液供給回収部４ｂに溶解液の供給動作をさせ、溶解液用容器４１ｃから溶解液を放射性核種製造用容器３内に満杯になるように供給する。その際、放射性核種製造用容器３内の気体は、通気部３４ｂを介して気体排出部５から排出される。また、放射性核種製造用容器３内に過剰に供給された溶解液は、過剰溶液貯留槽５１に溜まるようになっている。

溶解促進のために，加熱部７の電源スイッチ７３をＯＮにし、発熱体７１により放射性核種製造用容器３全体を外部から加熱し、放射性核種製造用容器３内部の溶解液の液温を高めるようにしてもよい。また、極性の切り替えスイッチ（図示せず）により、直流電源部６の直流電源６１が印加する直流電圧の極性を、電着工程時の極性の逆にした後、電源スイッチ６２をＯＮにし、内部電極３３とターゲット電着用電極３２との間に直流電流を通電するようにしてもよい。これにより、放射性核種の溶解を促進することができる。また、モータ駆動の注射筒４３を用いて、放射性核種製造用容器３内の溶解液の吸引・注入を繰り返すことにより、溶解液の撹拌を行うことができ、これによっても、放射性核種の溶解を促進できる。

例として、照射後のターゲットのＮｉ（ニッケル）の溶解のため、濃硝酸１０ｃｃの溶解液を放射性核種製造用容器３内に供給し、放射性核種製造用容器３全体を７０℃に加熱した状態で、放射性核種製造用容器３からの溶解液の吸引・注入を５分ごとに１時間繰り返し、その後、当該溶解液を回収する工程を１回実施した。

≪回収工程≫
上述の溶解工程での処理を一定時間行った後、溶解液供給回収部４ｂに放射性核種の回収動作をさせ、放射性核種が溶解した溶解後の溶解液を放射性核種製造用容器３内から排出し放射性核種回収容器４１ｄに回収する。あるいは、排気管５３ｂの先に適宜接続する高圧の圧縮空気を送気する装置（図示せず）を用いて、放射性核種製造用容器３内に高圧の圧縮空気を送気し、放射性核種が溶解した溶解後の溶解液を放射性核種回収容器４１ｄに圧送するようにして回収してもよい。
以上の各工程は、コンピュータ（ＰＣ）９の制御による遠隔操作で行われる。そのため、作業者による直接的な手作業はほとんど必要としない。

なお、放射性核種が溶解した溶解後の溶解液を回収した後、放射性核種製造用容器３内に適当な溶液を導入し、放射性核種製造用容器３内部を洗浄するのが好ましい。当該適当な溶液としては、放射性核種の溶解に利用した溶解液が好ましい。洗浄に加え、すすぎ洗いを行ってもよく、すすぎ洗いの回数に制限はない。また、上述の溶解工程と回収工程を数回繰り返し行ってもよい。

例として、照射後のターゲットのＮｉ（ニッケル）を上述の濃硝酸１０ｃｃの溶解液を用いて溶解し、その溶解した後の溶解液を回収した後、さらに放射性核種製造用容器３内へ純水１０ｃｃを導入しその純水を回収する工程を２回実施して、放射性核種製造用容器３内に残った残留成分を回収した。この合計３回の工程で得られた全回収液３０ｃｃ中に、５１ｋＢｑのＣｏ（コバルト）５５を得ることができた。

なお、他の例として、ターゲットとしてＢａ（バリウム）を電着する場合には、電着液として、４ｍｇのＢａＣＯ_３（炭酸バリウム）を、０．１７規定のシュウ酸アンモニウムと０．１４規定の塩酸との混合液１０ｃｃに溶解した液を使用し、直流電流を１００ｍＡ流すようにすればよい。

以上の構成及び動作により、作業者による直接的な手作業をほとんど必要とせずに、簡易に放射性核種を製造し回収することができる。しかも、従来のように、ターゲット物質を収納したターゲット容器をターゲットステーションに物理的にセットし、粒子ビームの照射後にターゲット容器を物理的に回収する必要がないため、ロボットアーム等を利用して着脱する苦労や時間をかけることがない。また、以上の構成および動作により、無人で搬送するためのトロッコとその通路等の設備の設置コストの必要もなく、さらに、ターゲット容器を移動途中で落としてしまうリスクも避けることができる。

回路スイッチ８２は、電流計８１とターゲット電着用電極３２の間の通電を、粒子ビーム２１を照射する時はＯＮにし、ターゲットをターゲット電着用電極３２に電着させる時はＯＦＦにする切り替えスイッチとして機能する。これにより、放射性核種製造用容器３での電着を安定して行える。

横向きに設置された状態の放射性核種製造用容器３の通液部３４ｃは、下方にある。これにより、電着液や溶解液の通流がしやすく、また、放射性核種製造用容器３の内部に残留する液体を少なくできる。

横向きに設置された状態の放射性核種製造用容器３の通気部３４ｂは、上方にある。これにより、放射性核種製造用容器３内の気体は、通気部３４ｂを介して排出されやすくなっている。

横向きに設置された状態の放射性核種製造用容器３の上方に、放射性核種製造用容器３内で発生する気体を一時退避させ貯留する捕集部としての気体退避空間３４ａが設けられている。これにより、電着時に放射性核種製造用容器３内で発生する気泡等を効果的に捕集することができる。このため、電着を均一に且つ効率よく行うことができる。

ターゲット電着用電極３２は、中央がビーム入射窓３１ｄに向かって凸状である。これにより、ターゲット電着用電極３２の表面の電着面３２ｈの表面積が大きくなっている。このため、電着面３２ｈ上に形成されたターゲットに粒子ビーム２１を効率よく照射することができる。

＜他の例のターゲット電着用電極の電着面の表面形状＞
図３（Ａ）～図３（Ｄ）は、実施例２～実施例５のターゲット電着用電極の電着面の表面形状を示す図である。各図中のターゲット電着用電極（３２、１３２、２３２、３３２）は、それぞれ母材（３２ｂ、１３２ｂ、２３２ｂ、３３２ｂ）と接液部材（３２ａ、１３２ａ、２３２ａ、３３２ａ）を備え、隣接する左スペーサ３６の孔から露出する接液部材（３２ａ、１３２ａ、２３２ａ、３３２ａ）の表面の電着面（３２ｈ、１３２ｈ、２３２ｈ、３３２ｈ）を有している。

図３（Ａ）に示す実施例２のターゲット電着用電極３２の電着面３２ｈの表面形状は、上述で示した照射される粒子ビーム２１に向かって凸な円錐状となっている。
図３（Ｂ）に示す実施例３のターゲット電着用電極１３２の電着面１３２ｈの表面形状は、照射される粒子ビーム２１に向かって上がっていく階段状となっている。
図３（Ｃ）に示す実施例４のターゲット電着用電極２３２の電着面２３２ｈの表面形状は、照射される粒子ビーム２１に向かって垂直な平面状となっている。
図３（Ｄ）に示す実施例５のターゲット電着用電極３３２の電着部３３２ｈの表面形状は、照射される粒子ビーム２１に向かって凹な円錐状となっている。

このように様々な形態をとれる電着面（３２ｈ、１３２ｈ、２３２ｈ、３３２ｈ）の表面形状は、特に、照射された粒子ビーム２１を受け止める表面積を大きく取ることのできる凸な円錐状、凹な円錐状や、階段状の表面形状が好ましい。また、凸な円錐状および凹な円錐状の粒子ビーム２１方向の長さ（高さ）や、階段状の粒子ビーム２１方向の段数は、放射性核種製造用容器３内に収まる範囲であれば、特に制限はない。

また、上述の何れの表面形状の電着面（３２ｈ、１３２ｈ、２３２ｈ、３３２ｈ）も、電着面の粒子ビーム２１の方向に垂直な投影面が、ビーム入射部３１ｃ全体を含むように形成されている（図１参照）。このため、これらの電着面（３２ｈ、１３２ｈ、２３２ｈ、３３２ｈ）は、ビーム入射部３１ｃを通過して照射された粒子ビーム２１のほぼ全てを受け止めることができる。

＜他の例のターゲット電着用電極における、母材に接液部材を取り付ける方法＞
図４（Ａ）～図４（Ｄ）は、実施例６～実施例９のターゲット電着用電極における、母材に接液部材を取り付ける方法を示す図である。

図４（Ａ）に示す実施例６は、上述の熱間等方加圧法を用いた接合を示す。
図４（Ｂ）に示す実施例７のターゲット電着用電極４３２は、母材４３２ｂと接液部材４３２ａとが一体として形成され、接液部材４３２ａに用いる素材で形成されている。
図４（Ｃ）に示す実施例８のターゲット電着用電極５３２は、母材５３２ｂに接液部材５３２ａをねじ込む、あるいは機械的に嵌め合わせて組み立てられている。
図４（Ｄ）に示す実施例９のターゲット電着用電極６３２は、母材６３２ｂに接液部材６３２ａを溶接、あるいは導電性の接着剤により結合されている。
実施例６～実施例９の何れの例の方法によっても、母材４３２ｂと接液部材４３２ａとの間の機械的強度は小さくなく、電気的抵抗も大きくなることはない。

＜他の例の放射性核種製造用容器の胴部＞
図５（Ａ）、図５（Ｂ）及び図５（Ｃ）は、実施例１０の放射性核種製造用容器３の胴部１３４を示す図である。
胴部１３４は、外側面が外径Ｄ１の円筒状で、内側面１３４ｄが両端からターゲット電着用電極３２寄りの中央に向かって拡径する周壁を有している。すなわち、周壁の内側面１３４ｄは、両端の直径が同じｄ１であり、ターゲット電着用電極３２寄りの中央の直径が最大のｄ７になっている。

通液部１３４ｃは、放射性核種製造用容器３を横に寝かせた状態で下方になる位置で、且つ周壁の内側面１３４ｄの直径が最大となる位置に設けられている。これにより、内側面１３４ｄの下方の通液部１３４ｃに向かう内側面１３４ｄの周方向の傾斜だけでなく径方向の傾斜も利用することができ、放射性核種製造用容器３内の電着液や溶解液の排出を素早く行うことができる。また、電着液や溶解液の残留する恐れが小さくなる。

また、図６に示す実施例１１のように、通液部２３４ｃは、放射性核種製造用容器３を横に寝かせた状態で下方側に位置し、胴部２３４の周壁の接線方向に沿って水平方向に周壁を貫通する貫通孔であってもよい。

＜他の例の内部電極の形状＞
図７（Ａ）～図７（Ｈ）は、実施例１２～実施例１９の内部電極の形状を示す図である。

図７（Ａ）に示す実施例１２の内部電極１３３の形状は、放射性核種製造用容器３の胴部３４の周壁の内側面３４ｄで囲まれた内部空間の中心線上を通過する粒子ビーム２１の軌道を中心とした円環状となっている。

図７（Ｂ）に示す実施例１３の内部電極２３３の形状は、粒子ビーム２１の軌道を中心とした楕円環状となっている。

図７（Ｃ）に示す実施例１４の内部電極３３３の形状は、粒子ビーム２１の軌道を中心とした円環状の一部が無いＣ字状となっている。内部電極３３３は、Ｃ字状の一端が下方の導体管３３ａに接点３３ｂで接続されている。

図７（Ｄ）に示す実施例１５の内部電極４３３の形状は、粒子ビーム２１の軌道を下側および両側から囲むような略Ｕ字状、略Ｖ字状、あるいはＹ字状となっており、下端が下方の導体管３３ａに接点３３ｂで接続されている。

図７（Ｅ）に示す実施例１６の内部電極５３３の形状は、粒子ビーム２１の軌道を中心とした網目状の円板となっている。

図７（Ｆ）に示す実施例１７の内部電極６３３の形状は、上方に向けて等間隔で切り込みの入ったＵ字状の櫛状となっている。

図７（Ｇ）に示す実施例１８の内部電極７３３は、放射性核種製造用容器３の胴部３４全体を電極とするものである。

図７（Ｈ）に示す実施例１８の内部電極８３３は、放射性核種製造用容器３の胴部３４の周壁の内側面３４ｄ側に僅かに突き出た下方の導体管３３ａの先端（接点３３ｂ）を電極とするものである。

なお、図７（Ｅ）、図７（Ｆ）に示す実施例１６、１７の内部電極５３３、６３３は、粒子ビーム２１の軌道の一部を妨害するものとなっているが許容できる範囲であり、それら以外は粒子ビーム２１の軌道を妨害するものではない。

この発明は、上述の実施形態の構成のみに限定されるものではなく、多くの実施の形態を得ることができる。

例えば、上述の例では、放射性核種製造用容器３を横向きに設置した場合を示したが、粒子ビーム２１の照射する方向に合わせて、斜めに設置してもかまわないし、縦向きに設置してもかまわない。

また、１つの加速器２に対して、粒子ビームを搬送する搬送路を複数個所に分岐させ、その先々に、金属ターゲット中寿命核種生産コース用の放射性核種製造用容器３を備えた個所、垂直照射中寿命核種生産コース用の放射性核種製造用容器３を備えた個所、短寿命核種生産コース用の放射性核種製造用容器３を備えた個所を設けてもよい。その他にも、生物照射コース、生物基礎実験照射コース、測定器開発コース、および中性子照射コース等の放射性核種製造用容器３を上記の分岐された搬送経路の先に設けても良い。このような大型施設でも、上述した作用効果を奏することができる。

この発明は、加速器を用いた放射性核種の製造に利用することができる。

この出願は、２０１８年３月２７日に出願された日本出願２０１８－６０６７２号を基礎とする優先権を主張し、その開示の総てをここに取り込む。

１...放射性核種の製造装置
２...加速器
３...放射性核種製造用容器
４ａ...電着液供給回収部
４ｂ...溶解液供給回収部
５...気体排出部
６...直流電源部
７...加熱部
８...電流照射計測部
９...コンピュータ（ＰＣ）
２１...粒子ビーム
３１ｄ...ビーム入射窓
３２...ターゲット電着用電極
３３...内部電極

Claims (13)

1. 粒子を加速させて粒子ビームとする加速器と、
   前記粒子ビームが入射するビーム入射窓と前記粒子ビームが照射されるターゲットを電着可能とするターゲット電着用電極と該ターゲット電着用電極と異極となる内部電極とを有する放射性核種製造用容器と、
   前記放射性核種製造用容器内に前記ターゲットに電着液を供給し回収する電着液供給回収部と、
   前記ターゲット電着用電極と前記内部電極との間に直流電圧を印加して前記ターゲット電着用電極に前記ターゲットを電着させる直流電源部と、
   前記放射性核種製造用容器に前記ターゲットを溶解する溶解液を供給し回収する溶解液供給回収部と、を備え、
   前記電着液供給回収部は、前記電着液が充填される電着液容器と、モータ駆動の第１の注射筒と、を備え、
   前記第１の注射筒は、前記電着液容器に充填された前記電着液を吸引して前記放射性核種製造用容器に供給する動作、および前記放射性核種製造用容器から前記電着液を吸引する動作を行う、放射性核種の製造装置。
2. 前記溶解液供給回収部は、前記溶解液が充填される溶解液用容器と、モータ駆動の第２の注射筒と、を備え、
   前記第２の注射筒は、前記溶解液用容器に充填された前記溶解液を吸引して前記放射性核種製造用容器に供給する動作、および前記放射性核種製造用容器から前記溶解液を吸引する動作を行う、請求項１に記載の放射性核種の製造装置。
3. 前記第１の注射筒および前記第２の注射筒として共用される注射筒を有する、請求項２に記載の放射性核種の製造装置。
4. 前記ターゲット電着用電極に接続され、前記ターゲット電着用電極に到達する前記粒子ビームの電流値を計測する電流計と、前記電流計と前記ターゲット電着用電極との間の通電を、前記粒子ビームを照射するときはＯＮにし、前記ターゲットを前記ターゲット電着用電極に電着させるときはＯＦＦにする切り替えスイッチと、をさらに備えた、請求項１乃至３の何れか一項に記載の放射性核種の製造装置。
5. 請求項１乃至４の何れか一項に記載の放射性核種の製造装置により、放射性核種を製造する方法であって、
   前記第１の注射筒に前記電着液容器から前記電着液を吸引する動作をさせた後、前記第１の注射筒に注入動作をさせることにより前記放射性核種製造用容器に前記電着液を供給し、
   前記直流電源部は、前記電着液中の前記ターゲット電着用電極と前記内部電極との間に直流電圧を印加し、前記ターゲットを前記ターゲット電着用電極に析出させ、
   前記第１の注射筒に前記放射性核種製造用容器から使用済みの前記電着液を吸引する動作をさせることで前記電着液を前記電着液容器に回収し、
   前記加速器は、前記ターゲット電着用電極に析出させた前記ターゲットに前記粒子ビームを照射し前記放射性核種を生成し、
   前記溶解液供給回収部は、前記放射性核種製造用容器に前記溶解液を供給して前記放射性核種を溶解し、前記放射性核種製造用容器から前記放射性核種が溶解した前記溶解液を回収する、
   放射性核種の製造方法。
6. 前記放射性核種の製造装置が備える前記溶解液供給回収部は、前記溶解液が充填される溶解液用容器と、前記溶解液用容器または前記放射性核種製造用容器から前記溶解液を吸引するモータ駆動の第２の注射筒とを備え、
   前記溶解液供給回収部において、前記第２の注射筒に前記溶解液用容器から前記溶解液を吸引する動作をさせた後、前記第２の注射器に注入動作をさせることにより前記放射性核種製造用容器に前記溶解液を供給して前記放射性核種を溶解し、前記第２の注射筒に前記放射性核種製造用容器から前記放射性核種が溶解した前記溶解液を吸引する動作をさせることで前記溶解液とともに前記放射性核種を放射性核種回収容器に回収する、請求項５に記載の放射性核種の製造方法。
7. 電着により形成された内部のターゲットに加速器からの粒子ビームの照射を受けて放射性核種が製造される放射性核種製造用容器であって、
   前記加速器からの前記粒子ビームが入射する入射側に配置されたビーム入射窓と、
   前記ビーム入射窓に対向する対向面側に配置され、前記粒子ビームが照射される前記ターゲットを電着可能とするターゲット電着用電極と、
   内部に設けられた前記ターゲット電着用電極と異極となる内部電極と、
   前記ターゲットの電着液および前記放射性核種の溶解液を内部に流入し、内部から流出する通液部と、
   少なくとも気体を内部から流出し、内部に流入する通気部と、
   を備え、
   前記ビーム入射窓と前記ターゲット電着用電極が略水平方向に配置されることにより横向きに設置された状態で、前記通液部が下方に設けられ、
   前記通気部は、上方で、かつ、前記通液部による前記電着液および前記溶解液の内部への流入方向の直線上ではない位置に設けられた、放射性核種製造用容器。
8. 電着により形成された内部のターゲットに加速器からの粒子ビームの照射を受けて放射性核種が製造される放射性核種製造用容器であって、
   前記加速器からの前記粒子ビームが入射する入射側に配置されたビーム入射窓と、
   前記ビーム入射窓に対向する対向面側に配置された前記粒子ビームが照射される前記ターゲットを電着可能とするターゲット電着用電極と、
   内部に設けられた前記ターゲット電着用電極と異極となる内部電極と、
   前記ターゲットの電着液および前記放射性核種の溶解液を内部に流入し、内部から流出する通液部と、
   少なくとも気体を内部から流出し、内部に流入する通気部と、を備え、
   上方に気体をためる気体退避部をさらに備えた、放射性核種製造用容器。
9. 前記ターゲット電着用電極は、前記粒子ビームが照射される中央部が前記ビーム入射窓に向かって凸状である、請求項７または８に記載の放射性核種製造用容器。
10. 電着により形成されたターゲットに加速器からの粒子ビームの照射を受けて放射性核種が製造される放射性核種の製造装置であって、
    粒子を加速させて粒子ビームとする加速器と、
    前記加速器からの前記粒子ビームが入射するビーム入射窓と前記粒子ビームが照射されるターゲットを電着可能とするターゲット電着用電極と該ターゲット電着用電極と異極となる内部電極と前記ターゲットの電着液および前記放射性核種の溶解液を内部に流入し内部から流出する通液部と少なくとも気体を内部から流出し内部に流入する通気部とを有する放射性核種製造用容器と、
    前記放射性核種製造用容器内に前記ターゲットに電着液を供給し回収する電着液供給回収部と、
    前記ターゲット電着用電極と前記内部電極との間に直流電圧を印加して前記ターゲット電着用電極に前記ターゲットを電着させる直流電源部と、
    前記放射性核種製造用容器に前記ターゲットを溶解する溶解液を供給し回収する溶解液供給回収部と、を備え、
    前記ビーム入射窓と前記ターゲット電着用電極が略水平方向に配置されることにより横向きに設置された状態で、前記通液部が下方に設けられており、
    前記通気部は、上方で、かつ、前記通液部による前記電着液および前記溶解液の内部への流入方向の直線上ではない位置に設けられている放射性核種の製造装置。
11. 電着により形成されたターゲットに加速器からの粒子ビームの照射を受けて放射性核種が製造される放射性核種の製造装置を用いて放射性核種を製造する方法であって、
    前記放射性核種の製造装置は、粒子を加速させて粒子ビームとする加速器と、前記加速器からの前記粒子ビームが入射するビーム入射窓と前記粒子ビームが照射されるターゲットを電着可能とするターゲット電着用電極と該ターゲット電着用電極と異極となる内部電極と前記ターゲットの電着液および前記放射性核種の溶解液を内部に流入し内部から流出する通液部と少なくとも気体を内部から流出し内部に流入する通気部とを有する放射性核種製造用容器と、前記放射性核種製造用容器内に前記ターゲットに電着液を供給し回収する電着液供給回収部と、前記ターゲット電着用電極と前記内部電極との間に直流電圧を印加して前記ターゲット電着用電極に前記ターゲットを電着させる直流電源部と、前記放射性核種製造用容器に前記ターゲットを溶解する溶解液を供給し回収する溶解液供給回収部と、を備え、
    前記放射性核種製造用容器は、前記ビーム入射窓と前記ターゲット電着用電極が略水平方向に配置されることにより横向きに設置された状態で、前記通液部が下方に設けられており、前記通気部は、上方で、かつ、前記通液部による前記電着液および前記溶解液の内部への流入方向の直線上ではない位置に設けられており、
    前記電着液供給回収部は、前記放射性核種製造用容器に前記電着液を供給し、
    前記直流電源部は、前記電着液中の前記ターゲット電着用電極と前記内部電極との間に直流電圧を印加し、前記ターゲットを前記ターゲット電着用電極に析出させ、
    前記電着液供給回収部は、前記放射性核種製造用容器から使用済みの前記電着液を回収し、
    前記加速器は、前記ターゲット電着用電極に析出させた前記ターゲットに前記粒子ビームを照射し前記放射性核種を生成し、
    前記溶解液供給回収部は、前記放射性核種製造用容器に前記溶解液を供給し、前記放射性核種を溶解し、前記放射性核種製造用容器から前記放射性核種が溶解した前記溶解液を回収する、
    放射性核種の製造方法。
12. 電着により形成されたターゲットに加速器からの粒子ビームの照射を受けて放射性核種が製造される放射性核種の製造装置であって、
    粒子を加速させて粒子ビームとする加速器と、
    前記加速器からの前記粒子ビームが入射するビーム入射窓と前記粒子ビームが照射されるターゲットを電着可能とするターゲット電着用電極と該ターゲット電着用電極と異極となる内部電極と前記ターゲットの電着液および前記放射性核種の溶解液を内部に流入し、内部から流出する通液部と、少なくとも気体を内部から流出し、内部に流入する通気部と上方に気体をためる気体退避部とを有する放射性核種製造用容器と、
    前記放射性核種製造用容器内に前記ターゲットに電着液を供給し回収する電着液供給回収部と、
    前記ターゲット電着用電極と前記内部電極との間に直流電圧を印加して前記ターゲット電着用電極に前記ターゲットを電着させる直流電源部と、
    前記放射性核種製造用容器に前記ターゲットを溶解する溶解液を供給し回収する溶解液供給回収部と、を備えた、放射性核種の製造装置。
13. 電着により形成されたターゲットに加速器からの粒子ビームの照射を受けて放射性核種が製造される放射性核種の製造装置を用いて放射性核種を製造する方法であって、
    前記放射性核種の製造装置は、粒子を加速させて粒子ビームとする加速器と、前記加速器からの前記粒子ビームが入射するビーム入射窓と前記粒子ビームが照射されるターゲットを電着可能とするターゲット電着用電極と該ターゲット電着用電極と異極となる内部電極と前記ターゲットの電着液および前記放射性核種の溶解液を内部に流入し内部から流出する通液部と少なくとも気体を内部から流出し内部に流入する通気部と上方に気体をためる気体退避部とを有する放射性核種製造用容器と、前記放射性核種製造用容器内に前記ターゲットに電着液を供給し回収する電着液供給回収部と、前記ターゲット電着用電極と前記内部電極との間に直流電圧を印加して前記ターゲット電着用電極に前記ターゲットを電着させる直流電源部と、前記放射性核種製造用容器に前記ターゲットを溶解する溶解液を供給し回収する溶解液供給回収部と、を備え、
    前記電着液供給回収部は、前記放射性核種製造用容器に前記電着液を供給し、
    前記直流電源部は、前記電着液中の前記ターゲット電着用電極と前記内部電極との間に直流電圧を印加し、前記ターゲットを前記ターゲット電着用電極に析出させ、
    前記電着液供給回収部は、前記放射性核種製造用容器から使用済みの前記電着液を回収し、
    前記加速器は、前記ターゲット電着用電極に析出させた前記ターゲットに前記粒子ビームを照射し前記放射性核種を生成し、
    前記溶解液供給回収部は、前記放射性核種製造用容器に前記溶解液を供給し、前記放射性核種を溶解し、前記放射性核種製造用容器から前記放射性核種が溶解した前記溶解液を回収する、
    放射性核種の製造方法。

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