JP7426324B2 - 放射性同位体の製造方法、放射性同位体製造システム及びカプセル - Google Patents
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Description
本開示は、放射性同位体の製造方法、放射性同位体製造システム及びカプセルに関する。
医用や工業用などの用途に、放射性同位体を用いることが知られている。特許文献１には、酸化モリブデンをＲＩ原料として、成型して焼結したモリブデン焼結体を作成し、作成した焼結体を原子炉で照射することで、放射性同位体である９９Ｍｏを製造する旨が記載されている。また、特許文献２には、テクネチウム９９ｍジェネレータに含まれるモリブデン９８をモリブデン酸として回収する方法が記載されている。一方、非特許文献１には、９９ｍＴｃは、ジェネレータで製造、供給されるよりも、注射液や他の形態で、より多く供給されることが記載されている。
アイソトープ等流通統計２０１９、公益社団法人日本アイソトープ協会発行
医用テクネチウム９９ｍは、特許文献２に記載されているようなジェネレータを介してより、注射液等の別の形態により提供されることが多いことから、濃縮モリブデン９８を回収し再利用するプロセスを、ジェネレータに限らず、濃縮モリブデン９８を利用する全てのテクネチウム９９ｍ抽出において採用可能な製造方法が求められている。
本開示は、上述した課題を解決するものであり、ＲＩ原料を効率よく使用でき、効率よく放射性同位体を製造することができる放射性同位体の製造方法、放射性同位体製造システム及びカプセルを提供することを目的とする。
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本開示に係る放射性同位体の製造方法は、放射性同位体の原料であるＲＩ原料を濃縮した濃縮ＲＩ原料を、ペレット化して格納したカプセルを製造するカプセル製造ステップと、前記カプセルを、原子炉内に搬送し、前記原子炉内から回収する放射化ステップと、放射化した前記カプセルに含まれる放射性同位体を液化する液化ステップと、前記液化ステップで生成した液体から放射性同位体を抽出する抽出ステップと、前記抽出ステップで放射性同位体を抽出した残液から濃縮ＲＩ原料を抽出し、前記カプセル製造ステップの濃縮ＲＩ原料として供給する残液処理ステップと、を含む。
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本開示に係る放射性同位体の製造方法は、放射性同位体の原料であるＲＩ原料を濃縮した濃縮ＲＩ原料を、ペレット化して格納したカプセルを製造するカプセル製造ステップと、前記カプセルを、原子炉内に搬送し、前記原子炉内から回収する放射化ステップと、放射化した前記カプセルに含まれる放射性同位体を液化する液化ステップと、前記液化ステップで抽出した液体を精製し、放射性同位体を使用する使用ステップと、前記使用ステップで排出される排液を回収し、回収した排液から濃縮ＲＩ原料を抽出し、前記カプセル製造ステップの濃縮ＲＩ原料として供給する再処理ステップと、を含む。
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本開示に係る放射性同位体製造システムは、放射性同位体の原料であるＲＩ原料を濃縮した濃縮ＲＩ原料を、ペレット化して格納したカプセルを製造するカプセル製造装置と、前記カプセルを、原子炉内に搬送し、前記原子炉内から回収する放射化装置と、放射化した前記カプセルに含まれる放射性同位体を液化する液化装置と、前記液化装置で生成した液体から放射性同位体を抽出する抽出装置と、前記抽出装置で放射性同位体を抽出した残液から濃縮ＲＩ原料を抽出し、前記カプセル製造装置の濃縮ＲＩ原料として供給する残液処理装置と、を含む。
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本開示に係るカプセルは、内部にＲＩ原料が充填され、原子炉内に配置され、前記原子炉内で前記ＲＩ原料が放射性同位体に変換されるカプセルであって、前記原子炉内で放射化されたカプセル内の充填物から放射性同位体を抽出した残留物から抽出したＲＩ原料と、照射されていないＲＩ原料とをペレット化したＲＩ原料が格納される。
本開示によれば、ＲＩ原料を効率よく使用でき、効率よく放射性同位体を製造することができる。
以下に添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態を詳細に説明する。なお、この実施形態により本発明が限定されるものではなく、また、実施形態が複数ある場合には、各実施形態を組み合わせて構成するものも含むものである。
図１は、放射性同位体製造システムの概略構成を示す模式図である。図１に示す放射性同位体製造システム（製造システム）１０は、ＲＩ（Ｒａｄｉｏｉｓｏｔｏｐｅ）原料に放射線を照射し、放射性同位体を製造する。また、製造システム１０は、放射性同位体を使用用途に基づいて処理し、製剤、ジェネレータを生成する。また、製造システム１０は、残液や排液を回収して、残液や排液に含まれるＲＩ原料を抽出して、放射性同位体を製造する原料として利用する。製造システム１０は、カプセル製造装置１２と、原子炉（放射化装置）１４と、液化装置１６と、テクネチウム抽出装置（抽出装置）１８と、製剤生成装置２０と、抽出後残液処理装置（残液処理装置）２２と、ジェネレータ製造装置３０と、ジェネレータ使用設備３２と、回収装置３４と、排液処理装置３６と、を含む。
ＲＩ原料は、放射性同位体の原料である。ＲＩ原料は、原子炉１４で中性子束に暴露されることで、放射性同位体に変換される。ＲＩ原料Ｍは、粉末が焼き固められたブロック状となっているが、それに限られない。ＲＩ原料は、例えば、モリブデン‐９８（以下、９８Ｍｏとも記載する。）を用いることができる。ＲＩ原料は、中性子束が照射されることで、放射性同位体として、モリブデン‐９９（以下、９９Ｍｏとも記載する。）となる。ＲＩ原料は、モリブデンを用いることが好ましいが、これに限定されない。ＲＩ原料は、例えば、クロム‐５０、銅‐６３、ジスプロシウム‐１６４、エルビウム‐１６８、ホルミウム‐１６５、ヨウ素-１３０、イリジウム-１９１、鉄‐５８、ルテチウム‐１７６、パラジウム‐１０２、リン‐３１、カリウム‐４１、レニウム‐１８５、サマリウム‐１５２、セレン‐７４、ナトリウム‐２３、ストロンチウム‐８８、イッテルビウム‐１６８、イッテルビウム‐１７６、イットリウム‐８９、のうち少なくとも１つであってよい。そして、それらのＲＩ原料に中性子束が照射されることで、放射性同位体として、それぞれ、クロム‐５１、銅‐６４、ジスプロシウム‐１６５、エルビウム‐１６９、ホルミウム‐１６６、ヨウ素-１３１、イリジウム-１９２、鉄‐５９、ルテチウム‐１７７、パラジウム‐１０３、リン‐３２、カリウム‐４２、レニウム‐１８６、サマリウム‐１５３、セレン‐７５、ナトリウム‐２４、ストロンチウム‐８９、イッテルビウム‐１６９、イッテルビウム‐１７７、イットリウム‐９０、が製造される。
本実施形態では、ＲＩ原料に９８Ｍｏ９８）を用い、放射性同位体として９９Ｍｏを生成し、９９Ｍｏからテクネチウム‐９９ｍ（以下、９９ｍＴｃとも記載する。）を抽出して、９９ｍＴｃを各種用途に使用する場合として説明する。
カプセル製造装置１２は、ＲＩ原料を焼結してペレットを製造し、製造したペレットをカプセルに封入する。ペレットは、ＲＩ原料を濃縮した材料と、後述する残液処理、排液処理で抽出したＲＩ原料を処理して生成する。カプセル製造装置１２は、ＲＩ原料の純度を制御し、例えば、９０％以上の純度の原料（濃縮ＲＩ原料）を焼結してペレットを製造する。本実施形態の場合、カプセル製造装置１２は、純度の高い高濃縮の三酸化モリブデンの粉末を焼結することで、９８Ｍｏのペレットを製造する。濃縮ＲＩ原料は、モリブデン中の９８Ｍｏ濃度を５０％以上とする。９８Ｍｏの濃度は、高いほど好ましい。また、本実施形態では、ペレットとしたが、カプセルの内部に封入する濃縮ＲＩ原料の形状は特に限定されない。また、カプセルは、放射線を透過する材料であり、原子炉１４で放射線が照射された状態で、形状を維持できる材料であればよい。
原子炉（放射化装置）１４は、カプセル製造装置１２で製造したカプセルに対して、放射線を照射して、濃縮ＲＩ原料を放射性同位体に変換する。原子炉１４は、カプセルを原子炉内に例えば７日程度の間、配置し、放射線を照射する。
次に、図２から図４を用いて、カプセル製造装置１２で製造するカプセルと、カプセルを放射化する原子炉１４の一例である原子力発電プラントについて説明する。本実施形態では、原子炉として発電プラントに用いられる原子炉の場合として説明するが、発電を行わない原子炉に適用することもできるし、専用の同位体生成炉にも適用することができる。図２は、原子力発電プラントの一例の概略構成図である。図２に示す原子力発電プラントは、加圧水型原子炉（ＰＷＲ：Ｐｒｅｓｓｕｒｉｚｅｄ Ｗａｔｅｒ Ｒｅａｃｔｏｒ）を有する。また、本実施形態では、原子炉をＰＷＲの場合として説明するが、ＰＷＲ以外の原子炉としてもよい。この原子力発電プラントは、原子炉格納容器１００内において、加圧水型原子炉の原子炉容器１０１、加圧器１０２、蒸気発生器１０３および一次冷却水ポンプ１０４が、一次冷却水管１０５により順次接続されて、一次冷却水の循環経路が構成されている。
原子炉容器１０１は、内部に燃料集合体１２０を密閉状態で格納するもので、燃料集合体１２０が挿抜できるように、原子炉容器本体１０１ａとその上部に装着される原子炉容器蓋１０１ｂとにより構成されている。原子炉は、原子炉容器１０１内に格納した燃料集合体１２０で放射線を発生させ、核反応を発生させることで、熱エネルギーを発生させる。原子炉容器本体１０１ａは、上部に一次冷却水としての軽水を給排する入口側管台１０１ｃおよび出口側管台１０１ｄが設けられている。出口側管台１０１ｄは、蒸気発生器１０３の入口側水室１０３ａに連通するように一次冷却水管１０５が接続されている。また、入口側管台１０１ｃは、蒸気発生器１０３の出口側水室１０３ｂに連通するように一次冷却水管１０５が接続されている。
蒸気発生器１０３は、半球形状に形成された下部において、入口側水室１０３ａと出口側水室１０３ｂとが仕切板１０３ｃによって区画されて設けられている。入口側水室１０３ａおよび出口側水室１０３ｂは、その天井部に設けられた管板１０３ｄによって蒸気発生器１０３の上部側と区画されている。蒸気発生器１０３の上部側には、逆Ｕ字形状の伝熱管１０３ｅが設けられている。伝熱管１０３ｅは、入口側水室１０３ａと出口側水室１０３ｂとを繋ぐように端部が管板１０３ｄに支持されている。そして、入口側水室１０３ａは、入口側の一次冷却水管１０５が接続され、出口側水室１０３ｂは、出口側の一次冷却水管１０５が接続されている。また、蒸気発生器１０３は、管板１０３ｄによって区画された上部側の上端に、出口側の二次冷却水管１０６ａが接続され、上部側の側部に、入口側の二次冷却水管１０６ｂが接続されている。二次冷却水管１０６ａ、１０６ｂは、蒸気タービンに接続されて、二次冷却水の循環経路が構成されている。蒸気タービンには、発電機が接続されている。また、二次冷却水の循環経路には、二次冷却水を冷却する復水器や、ポンプ等が接続されている。
また、原子炉容器本体１０１ａは、下鏡１０１ｅを貫通する多数の計装管台が設けられ、この各計装管台は、計装管１４７Ａが連結される。計装管１４７Ａは、炉内計装案内管と、コンジットチューブ１４８と、シンブルチューブ１５１とを含む。計装管台は、炉内側の上端部に炉内計装案内管が連結される一方、炉外側の下端部にコンジットチューブ１４８が連結されている。各炉内計装案内管は、上端部が下部炉心支持板に連結されており、振動を抑制するための上下の連接板が取付けられている。コンジットチューブ１４８は、下部炉心板に至り設けられており、中性子束を計測可能な中性子束検出器（図示略）が挿入されるシンブルチューブ１５１が敷設される。シンブルチューブ１５１は、コンジットチューブ１４８を介して計装管台および炉内計装案内管を通り、下部炉心板を貫通して燃料集合体１２０まで敷設可能となっている。
計装管１４７Ａは、中性子束検出器が挿入される。計装管１４７Ａは、炉心１２９まで延在することで、挿入された中性子束検出器が、中性子束に晒されて中性子束を検出する。具体的には、計装管１４７Ａは、シンブルチューブ１５１が敷設されるコンジットチューブ１４８が、炉心１２９まで延在する。
図３は、計装管及び放射性同位体製造装置を説明する概略側面図である。図３に示すように、コンジットチューブ１４８は、計装管台の外部まで延出される。図３に示すように、原子炉容器１０１は、原子炉格納容器内に支持されている。原子炉格納容器１００は、原子炉容器１０１の下方に配管室１５５が形成されている。複数のコンジットチューブ１４８は、下鏡１０１ｅから原子炉容器１０１の外部に引き出され、配管室を湾曲して上方に引き回された後、端部が別室のシールテーブル１５６に固定されている。シンブルチューブ１５１は、この固定されたコンジットチューブ１４８の端部から敷設される。そして、このシンブルチューブ１５１に中性子束検出器が挿入される。
シールテーブル１５６は、図３に示すように、板状に形成され、コンジットチューブ１４８の端部が下から上に貫通された状態で固定されている。複数のコンジットチューブ１４８は、等間隔で並べられてシールテーブル１５６の上面から林立されている。
このように、計装管１４７Ａは、コンジットチューブ１４８にシンブルチューブ１４９が敷設される構成であるが、それに限られず、中性子束検出器や後述のカプセルユニット１５１が挿入される任意の形状の管であってよい。
放射性同位体製造装置１５０は、シールテーブル１５６が配置されている空間に配置されている。放射性同位体製造装置１５０は、コンジットチューブ１５３に接続している。コンジットチューブ１５３は、他のコンジットチューブ１４８と同様にシールテーブル１５６に接続される。放射性同位体製造装置１５０は、シールテーブル１５６を介してコンジットチューブ１５３と接続される。放射性同位体製造装置１５０は、コンジットチューブ１５３を介して、カプセルユニット１５１を原子炉の原子炉容器１０１内に挿入し、原子炉容器内１０１で原料に放射線を照射し放射性同位体に変換した後、原子炉容器１０１から回収する。
図４は、本実施形態に係るカプセルユニットの模式図である。本実施形態に係るカプセルユニット１５１は、連結された複数のカプセル２１２で構成されており、計装管１４７Ａ内に挿入される。カプセルユニット１５１は、内部にＲＩ（Ｒａｄｉｏｉｓｏｔｏｐｅ）原料を濃縮した濃縮ＲＩ原料Ｍが収納される容器である。
カプセル２１２は、濃縮ＲＩ原料Ｍが収納され、連結部２２４を介して隣接するカプセル２１２と接続される。カプセルユニット１５１は、１つのカプセル２１２が連結部２２４で他のカプセル２１２に接続されることで、カプセル２１２同士が直列で連結されている。連結部２２４は、カプセル２１２同士を連結する部材である。
カプセルユニット１５１は、例えばロール状に巻き取られた状態で保管されていてよい。カプセルユニット１５１は、カプセル２１２同士を連結部２２４で連結しているため、適切に巻き取ることが可能となる。なお、カプセルユニット２１２は、連結される複数のカプセル２１２のうちの全てに濃縮ＲＩ原料Ｍが収納されていることに限られず、少なくとも一部のカプセル２１２に濃縮ＲＩ原料Ｍが収納されていてよい。例えば、先頭のカプセル２１２や末端のカプセル２１２には、濃縮ＲＩ原料Ｍが収納されていなくてもよい。
図１に戻り、放射性同位体製造システム１０の各部の説明を続ける。液化装置１６は、原子炉１４で濃縮ＲＩ原料が放射性同位体（９９Ｍｏ）に変質されたペレットをカプセルから取り出し、水溶液で溶解して液化する。液化した水溶液には、放射性同位体と変質していない濃縮ＲＩ原料が含まれる。液化装置１６は、原子炉１４から取り出したペレットを放射性同位体の崩壊が進まないようできるだけ短時間で処理する。
テクネチウム抽出装置（抽出装置）１８は、９９Ｍｏを含む水溶液から９９ｍＴｃを抽出する。９９ｍＴｃの抽出方法は、特に限定されず、種々の方法を用いることができる。抽出装置１８は、液化装置１６で生成した水溶液を放射性同位体の崩壊が進まないようできるだけ短時間で処理することが好ましい。
製剤生成装置２０は、抽出装置１８で抽出した９９ｍＴｃを含む液体から、目的に使用する液体の製剤を生成する。生成した製剤は、使用する設備に搬送され、各種用途に使用される。製剤は、医用用途に使用する場合、対象者の体内に注入する注射液となる。製剤生成装置２０で生成された製剤は、使用する施設、例えば病院や検査施設に搬送され、使用される。
抽出後残液処理装置（残液処理装置）２２は、抽出装置１８で水溶液から９９ｍＴｃを抽出した際に生じる残液、つまり、水溶液から抽出した９９ｍＴｃを取り除いた液体である残液を回収し、残液から９８Ｍｏを抽出する。残液処理装置２２は、抽出した９８Ｍｏをカプセル製造装置１２にＲＩ原料として供給する。残液から抽出する９８Ｍｏは、原子炉１４で９９Ｍｏに変換されなかった原料である。残液処理装置２２は、残液中に含まれる９９Ｍｏ、９９ｍＴｃの成分を処理し、具体的には、９９Ｍｏを９９ｍＴｃに変換し、９９ｍＴｃを９９Ｔｃに変換する。残液処理装置２２は、残液を回収してから上記変換処理が行われる間の時間、例えば、１００時間以上１０００時間以下、処理を待機する。残液処理装置２２は、残液の線量を計測して所定の線量以下になることを確認して、放射性同位体の成分の変換の状態を判定してもよい。残液処理装置２２は、放射性同位体を９９ｍＴｃに変換した後、つまり、９９Ｍｏの量を低減させた後、９８Ｍｏと、他の成分、具体的には９９ｍＴｃを分離することで、残液から、９８Ｍｏを抽出する。
ジェネレータ製造装置３０は、９９Ｍｏを含む水溶液からジェネレータを製造する。ここで、ジェネレータは、９９Ｍｏを保持する物質であり、９９ｍＴｃを抽出することができる物質である。ジェネレータとしては、高分子ジルコニア化合物で９９Ｍｏを吸着した物質、アルミナ、シリカ、キトサン等が例示される。
ジェネレータ使用設備３２は、ジェネレータを処理することで、放射性同位体、本実施形態では、９９ｍＴｃを含む物質、例えば、液体を生成し、生成した液体を使用する設備である。ジェネレータ使用設備３２は、病院や検査施設である。ジェネレータ使用設備３２は、ジェネレータから９９ｍＴｃを含む物質を生成する際にできる物質は、９９ｍＴｃを含む物質を使用した後に生じる物質が排液となる。ジェネレータ使用設備３２は、排液を貯留し、回収装置３４に供給する。なお、回収装置３４への排液の回収は、作業員が行えばよい。
回収装置３４は、排液を回収する装置である。回収装置３４は、例えば可搬式の容器である。回収装置３４は、回収して貯留した排液を排液処理装置３６に供給する。回収装置３４は、ジェネレータ使用設備３２でのジェネレータの処理時、使用時に排出される種々の段階での排液を回収する。
排液処理装置３６は、回収装置３４から供給される排液や９８Ｍｏを含むジェネレータに含まれる９８Ｍｏを抽出する。排液処理装置３６は、排液から９８Ｍｏを抽出する方法として、種々の方法を用いることができる。排液処理装置３６は、例えば、隔離法及び昇華法の少なくとも一方を用いて、９８Ｍｏとその他の物質（不純物）を分離し、９８Ｍｏを抽出してもよい。排液処理装置３６は、抽出した９８Ｍｏをカプセル製造装置１２に濃縮ＲＩ原料として供給する。排液処理装置３６は、排液から９８Ｍｏを抽出した残りの液体の処理も実行してもよい。具体的には、低レベル放射性廃棄物として廃棄するための処理を行ってもよい。また、排液処理装置３６は、廃液の線量を計測して所定の線量以下になることを確認して、処理をしてもよい。
次に、放射性同位体製造システム１０を用いた放射性同位体の製造方法について説明する。放射性同位体製造システム１０は、ＲＩ原料として、新規に供給する９８Ｍｏと、放射性同位体製造システム１０で抽出される９８Ｍｏと用いる。
以下、残液処理装置２２で抽出した９８Ｍｏを濃縮ＲＩ原料の一部として用いる方法について説明する。放射性同位体製造システム１０は、カプセル製造装置１２で例えば所定の濃度の酸化モリブデンを濃縮して、焼成することで、９８Ｍｏのペレットを生成し、ペレットを格納した複数のカプセルを製造する（カプセル製造ステップ）。カプセル製造装置１２は、カプセルを繋げたカプセルユニットを作成する。
次に、放射性同位体製造システム１０は、カプセルユニットを運転されている原子炉１４の原子炉容器内に搬送し、所定期間、例えば、７日間、原子炉容器に配置し、カプセルに放射線を照射する（放射化ステップ）。これにより、カプセル内のペレットの９８Ｍｏは、９９Ｍｏに変換される。なお、ペレットの全量のうち、９９Ｍｏに変換される割合は、照射される放射線の線量や照射する期間に応じて変化し、一部の９８Ｍｏは、９９Ｍｏに変換されない。
放射性同位体製造システム１０は、液化装置１６で、原子炉１４から回収したカプセルから放射化したペレットを取り出し、水溶液で溶かして、９９Ｍｏを含む水溶液を生成する（液化ステップ）。
放射性同位体製造システム１０は、抽出装置１８で、９９Ｍｏを含む水溶液を処理し、９９Ｍｏを含む水溶液から９９ｍＴｃを抽出する（抽出ステップ）。９９ｍＴｃは、水溶液に含まれる９９Ｍｏが時間とともに変換されて生成される。放射性同位体製造システム１０は、製剤生成装置２０で、抽出装置１８で抽出した９９ｍＴｃら製剤を生成し、使用する施設に供給する。
また、放射性同位体製造システム１０は、抽出装置１８で水溶液から９９ｍＴｃを抽出することで生じる残液を、残液処理装置２２で処理する（残液処理ステップ）。残液処理装置２２は、上述したように、残液に含まれる９９Ｍｏを９９ｍＴｃに変換させた後、９８Ｍｏと不純物（９９ｍＴｃを含む物質）を分離する。放射性同位体製造システム１０は、残液処理装置２２で分離して生成した９８Ｍｏをカプセル製造装置１２に供給する。
放射性同位体製造システム１０は、カプセル製造ステップで、残液処理ステップで生成した９８Ｍｏと、新たに供給される９８Ｍｏとを用いて、ペレットを生成し、カプセルを製造する。
放射性同位体製造システム１０は、以上のように、残液処理装置２２で、抽出装置１８から排出される残液から９８Ｍｏを抽出することで、残液に含まれる９８Ｍｏを回収できる。これにより、廃棄される９８Ｍｏを低減することができる。また、本実施形態のように抽出する９８Ｍｏをカプセル製造装置１２に供給することで、カプセル製造装置１２に供給する新しい９８Ｍｏを少なくできる。これにより、ＲＩ原料を効率よく使用でき、効率よく放射性同位体を製造することができる。
残液処理装置２２は、残液に含まれる９９Ｍｏを９９Ｔｃに変換させた後、９８Ｍｏと不純物（９９Ｔｃを含む物質）を分離することで、抽出した９８Ｍｏに９９Ｍｏが含まれることを抑制できる。これにより、カプセル製造装置１２に供給するＲＩ原料に含まれる不純物、本実施形態では９９Ｔｃを少なくでき、９８Ｍｏの純度を高くできる。また、放射性同位体製造システム１０は、残液処理装置２２で、ジェネレータ以外の生成で生じる残液に含まれる９８Ｍｏを回収することができる。
次に、排液処理装置３６で９８Ｍｏを回収する処理について説明する。放射性同位体製造システム１０は、カプセル製造ステップ、放射化ステップ、液化ステップは、上述した残液処理装置２２を用いた処理と同様の処理を実行する。
放射性同位体製造システム１０は、ジェネレータ製造装置３０で、９９Ｍｏを含む水溶液を処理し、ジェネレータを生成する。次に、放射性同位体製造システム１０は、ジェネレータ使用設備３２で、ジェネレータを使用する（使用ステップ）。具体的には、ジェネレータ使用設備３２は、ジェネレータを処理して、９９ｍＴｃを含む液体を生成し、９９ｍＴｃを含む液体を使用する。
放射性同位体製造システム１０は、回収装置３４で、ジェネレータ使用設備３２でジェネレータを使用することで生じる排液を回収する。放射性同位体製造システム１０は、廃液処理装置３６で排液を処理し、排液に含まれる９８Ｍｏを抽出し、カプセル製造装置１２に供給する（再処理ステップ）。
放射性同位体製造システム１０は、カプセル製造ステップで、再処理ステップで生成した９８Ｍｏと、新たに供給される９８Ｍｏとを用いて、ペレットを生成し、カプセルを製造する。
放射性同位体製造システム１０は、以上のように、排液処理装置３６で、ジェネレータ使用設備３２から排出される残液から９８Ｍｏを抽出することで、排液に含まれる９８Ｍｏを回収できる。これにより、廃棄される９８Ｍｏを低減することができる。また、本実施形態のように抽出するＭｏ９８をカプセル製造装置１２に供給することで、カプセル製造装置１２に供給する新しい９８Ｍｏを少なくできる。これにより、ＲＩ原料を効率よく使用でき、効率よく放射性同位体を製造することができる。また、本実施形態のように、回収装置３４で、ジェネレータ使用設備３２の各工程で排出される排液を回収することで、つまり、ジェネレータの製造時に生じる排液や、ジェネレータから生成した製剤の使用後に排出される排液も回収することで、より多くの９８Ｍｏを回収することができる。また、放射性同位体製造システム１０は、排液処理装置３６で、ジェネレータの排液に加え、ジェネレータ以外の生成で生じる排液、例えば、注射剤の残液に含まれる９８Ｍｏを回収することができる。
本実施形態の放射性同位体製造システム１０は、残液処理装置２２で抽出した９８Ｍｏと、排液処理装置３６で処理した９８Ｍｏの両方をカプセル製造装置１２に供給し、ＲＩ原料の一部として用いることが好ましい。これにより、原子炉１４に投入されたペレットに含まれる９８Ｍｏのうち、変換されなかった成分をより多く回収することができる。これにより、ＲＩ原料をより効率よく使用することができる。
また、本実施形態のように、放射性同位体製造システム１０は、ＲＩ原料を９８Ｍｏとし、放射性同位体は、９９Ｍｏをとし、９９Ｍｏから変換された９９ｍＴｃを使用する場合、放射性同位体の生成の過程に対応して、残液、排液から好適に９８Ｍｏを抽出することができる。
また、本実施形態のように、原子炉内で放射化されたカプセル内の充填物から放射性同位体を抽出した残留物から抽出した濃縮ＲＩ原料と、照射されていないＲＩ原料を濃縮された原料とをペレット化された濃縮ＲＩ原料をカプセルに格納することで、濃縮ＲＩ原料を効率よく使用することができる。
放射性同位体製造システム１０は、抽出装置１８とジェネレータ製造装置３０の両方を備えているシステムとしたが、抽出装置１８とジェネレータ製造装置３０のいずれか一方とし、９９Ｍｏを含む水溶液を一方の装置で全量処理してもよい。この場合、放射性同位体製造システム１０は、残液処理装置２２と排液処理装置３６のうち、抽出装置１８とジェネレータ製造装置３０の備えている装置に対応する装置のみを備えていればよい。
以上、本発明の実施形態を説明したが、この実施形態の内容により実施形態が限定されるものではない。また、前述した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、いわゆる均等の範囲のものが含まれる。さらに、前述した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。さらに、前述した実施形態の要旨を逸脱しない範囲で構成要素の種々の省略、置換又は変更を行うことができる。
１０ 放射性同位体製造システム
１２ カプセル製造装置
１４ 原子炉（放射化装置）
１６ 液化装置
１８ テクネチウム抽出装置（抽出装置）
２０ 製剤生成装置
２２ 抽出後残液処理装置（残液処理装置）
３０ ジェネレータ製造装置
３２ ジェネレータ使用設備
３４ 回収装置
３６ 排液処理装置
１５０ 放射性同位体製造装置
１５１ カプセルユニット
２１２ カプセル
２２４ 連結部
Ｍ 濃縮ＲＩ原料
１２ カプセル製造装置
１４ 原子炉（放射化装置）
１６ 液化装置
１８ テクネチウム抽出装置（抽出装置）
２０ 製剤生成装置
２２ 抽出後残液処理装置（残液処理装置）
３０ ジェネレータ製造装置
３２ ジェネレータ使用設備
３４ 回収装置
３６ 排液処理装置
１５０ 放射性同位体製造装置
１５１ カプセルユニット
２１２ カプセル
２２４ 連結部
Ｍ 濃縮ＲＩ原料
Claims (8)
- 放射性同位体の原料であるＲＩ原料を濃縮した濃縮ＲＩ原料を、ペレット化して格納したカプセルを製造するカプセル製造ステップと、
前記カプセルを、原子炉内に搬送し、前記原子炉内から回収する放射化ステップと、
放射化した前記カプセルに含まれる放射性同位体を液化する液化ステップと、
前記液化ステップで生成した液体から放射性同位体を抽出する抽出ステップと、
前記抽出ステップで放射性同位体を抽出した残液から濃縮ＲＩ原料を抽出し、前記カプセル製造ステップの濃縮ＲＩ原料として供給する残液処理ステップと、を含み、
前記ＲＩ原料は、モリブデン‐９８であり、
放射性同位体は、モリブデン‐９９であり、
前記抽出ステップは、放射性同位体としてモリブデン‐９９から変換されたテクネチウム９９ｍを抽出し、
前記残液処理ステップは、残液を回収してから、１００時間以上１０００時間以下処理を待機して、残液に含まれるモリブデン‐９９をテクネチウム９９に変換し、残液に含まれるモリブデン‐９８と他の成分を分離して、モリブデン‐９８を抽出する放射性同位体の製造方法。 - 放射性同位体の原料であるＲＩ原料を濃縮した濃縮ＲＩ原料を、ペレット化して格納したカプセルを製造するカプセル製造ステップと、
前記カプセルを、原子炉内に搬送し、前記原子炉内から回収する放射化ステップと、
放射化した前記カプセルに含まれる放射性同位体を液化する液化ステップと、
前記液化ステップで生成した液体から放射性同位体を抽出する抽出ステップと、
前記抽出ステップで放射性同位体を抽出した残液から濃縮ＲＩ原料を抽出し、前記カプセル製造ステップの濃縮ＲＩ原料として供給する残液処理ステップと、を含み、
前記残液処理ステップは、残液が所定の線量以下になることを確認して、放射性同位体の成分の変換の状態を判定するステップを有する放射性同位体の製造方法。 - 前記カプセル製造ステップは、前記残液処理ステップで抽出された濃縮ＲＩ原料と、新たなＲＩ原料とを用いて、前記カプセルを製造する請求項１または請求項２に記載の放射性同位体の製造方法。
- 前記液化ステップで抽出した液体を精製し、放射性同位体を使用する使用ステップと、
前記使用ステップで排出される排液を回収し、回収した排液から濃縮ＲＩ原料を抽出し、前記カプセル製造ステップの濃縮ＲＩ原料として供給する再処理ステップと、を含み、
前記カプセル製造ステップは、前記再処理ステップで抽出された濃縮ＲＩ原料と、新たなＲＩ原料とを用いて、前記カプセルを製造する請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の放射性同位体の製造方法。 - 前記使用ステップは、放射性同位体としてモリブデン‐９９から変換されたテクネチウム９９を抽出するジェネレータの生成を含み、
前記再処理ステップは、前記ジェネレータを処理して使用した液体を排液として回収する請求項４に記載の放射性同位体の製造方法。 - 放射性同位体の原料であるＲＩ原料を濃縮し、ペレット化して格納したカプセルを製造するカプセル製造装置と、
前記カプセルを、原子炉内に搬送し、前記原子炉内から回収する放射化装置と、
放射化した前記カプセルに含まれる放射性同位体を液化する液化装置と、
前記液化装置で生成した液体から放射性同位体を抽出する抽出装置と、
前記抽出装置で放射性同位体を抽出した残液から濃縮ＲＩ原料を抽出し、前記カプセル製造装置の濃縮ＲＩ原料として供給する残液処理装置と、を含み、
前記ＲＩ原料は、モリブデン‐９８であり、
放射性同位体は、モリブデン‐９９であり、
前記抽出装置は、放射性同位体としてモリブデン‐９９から変換されたテクネチウム９９ｍを抽出し、
前記残液処理装置は、残液を回収してから、１００時間以上１０００時間以下処理を待機して、残液に含まれるモリブデン‐９９をテクネチウム９９に変換し、残液に含まれるモリブデン‐９８と他の成分を分離して、モリブデン‐９８を抽出する
放射性同位体製造システム。 - 放射性同位体の原料であるＲＩ原料を濃縮し、ペレット化して格納したカプセルを製造するカプセル製造装置と、
前記カプセルを、原子炉内に搬送し、前記原子炉内から回収する放射化装置と、
放射化した前記カプセルに含まれる放射性同位体を液化する液化装置と、
前記液化装置で生成した液体から放射性同位体を抽出する抽出装置と、
前記抽出装置で放射性同位体を抽出した残液から濃縮ＲＩ原料を抽出し、前記カプセル製造装置の濃縮ＲＩ原料として供給する残液処理装置と、を含み、
前記残液処理装置は、残液が所定の線量以下になることを確認して、放射性同位体の成分の変換の状態を判定する
放射性同位体製造システム。 - 前記カプセル製造装置は、前記残液処理装置で抽出された濃縮ＲＩ原料と、新たなＲＩ原料とを用いて、前記カプセルを製造する請求項６または請求項７に記載の放射性同位体製造システム。
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| Title |
|---|
| 木村明博 他，99Mo製造におけるMoリサイクル技術の予備試験(1)，JAEA-Technology，2013-025，日本，日本原子力研究開発機構，2013年10月，p.1-13 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2022069252A (ja) | 2022-05-11 |
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