JP7427724B2 - 小線源治療のための加速器駆動型中性子放射化装置 - Google Patents
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Description
前記中性子放射化装置は、
前記ビーム軸と平行に、特に同軸に配置されるように意図された長手方向軸を有する金属ターゲットを備える中性子源と、
前記中性子源と放射化される前記物質とを収容するよう構成される中性子放射化領域を備えた、前記中性子源の周囲に配置されたベリリウム反射減速材と、
を備え、
前記ベリリウム反射減速材の前記中性子放射化領域は、内腔(bore)軸に沿って延伸し、かつ前記内腔軸と前記長手方向軸が同軸となるように前記中性子源を収容するよう構成される内腔を含む、中性子放射化装置である。
前記放射化チャネルは、放射化される前記物質が装填されるよう構成され得る。
前記円錐形ターゲットの長手方向軸は、前記陽子ビームと一直線に並べられ、
前記中性子放射化装置は、中性子の発生中に前記ターゲットを冷却するための流体のフローを受けるための、前記ターゲットの外面と直接接触する冷却領域をさらに備える。前記冷却流体は、液体、例えば水であってもよい。金属ターゲットの形状に関する規定は、ベリリウム反射減速材に関する前述の規定と相補的であってもよいし、代替的であってもよい。すなわち、金属ターゲットの形状は、ベリリウム反射減速材に関する規定とは独立して定められ得る。
(i)前記陽子ビームから受け取った陽子の一部が、ブラッグピークに対応する熱エネルギーの一部を前記ターゲットの外部へ放出するのに十分なエネルギーを有し、
(ii)前記陽子ビームから受け取ったすべての前記陽子が、前記ターゲット内部に当該陽子の熱エネルギーを放出する場合のターゲット内の出力密度と比較して、前記ターゲット内部の出力密度が、少なくとも50%に低減され、かつ
(iii)前記ターゲット内で発生した中性子の数が、前記陽子ビームから受け取ったすべての前記陽子が当該陽子の熱エネルギーをターゲット内部に放出する場合の厚さを有するターゲット内で発生した中性子の数と、少なくとも70%等しくなる、
ように、最適化され得る。
(i)前記陽子ビームから受け取った陽子が、すべてのエネルギーを前記金属ターゲットの内側で失い、かつ
(ii)前記ターゲット内の温度勾配によって発生するストレスが、前記金属ターゲットの弾性限界内に留まる一方、冷却液の温度は沸点未満に保たれる、
ように、最適化され得る。
冷却流体をフローガイドに送る入口チャネルと、
前記入口チャネルから出口チャネルへのフローとして、前記ターゲットの前記外面に沿って前記冷却流体をガイドして、所望の速度を得るための、前記冷却領域を画定するフローガイドと、
前記フローガイドから前記冷却流体を除去するための出口チャネルと、
をさらに備えていてもよい。
ビーム軸に沿って陽子ビームを生成するよう構成される発生器であって、前記陽子ビームは、16MeVから100MeVの間、好ましくは30MeVから70MeVの間であるエネルギーと、1mAまで、好ましくは70MeVに対して350μAまで、30MeVに対して1mAまでのビーム強度とを有する、発生器と、
前記ターゲットの前記長手方向軸が前記ビーム軸に対して平行、特に同軸であるように配置される、先に定義されるような中性子放射化装置と、
を備える中性子放射化システムに関する。
a)放射化される前記物質を用意する工程と、
b)先に定義されるような中性子放射化装置の前記放射化領域に前記物質を配置する工程と、
c)前記物質を中性子によって放射化するのに好適なエネルギーの陽子ビームを発生させ、それにより前記物質を放射化する工程と、
を含む物質を中性子によって放射化するための方法である。
16MeVから100MeVの間、好ましくは30MeVから70MeVの間であるエネルギーの陽子ビームを受けるのに好適であり、1mAまで、好ましくは70MeVに対して350μAまで、30MeVに対して1mAまでのビーム強度に耐えることができる金属ターゲットを備える中性子源と、
中性子放射化領域を備える、中性子源の周囲に配置された第1のベリリウム反射減速材と、
任意に、当該ベリリウム反射減速材を内蔵する第2の反射減速材と、
を備える。
中性子源としての金属中空円錐形ターゲットと、
円錐形ターゲットの外面に沿って冷却流体をガイドするためのフローガイドと冷却容器とを含む冷却システムと、
冷却容器を取り囲み、ターゲットの周りに配置された放射化チャネルを受け入れる第1のベリリウム反射減速材と、
第1のベリリウム反射減速材を内蔵する第2の反射減速材と、
を備える。
中性子源としての金属中空円錐形ターゲットと、
入口チャネルから出口チャネルへのフローとして、ターゲットの外面に沿って冷却流体をガイドするための、冷却領域を画定するフローガイドと、
冷却流体をフローガイドに送る入口チャネルと、
フローガイドから冷却流体を除去するための出口チャネルと、
を備えていてもよい。
中性子源は、金属ターゲットから構成され、金属ターゲットは、サイクロトロンによって有利に発生した陽子ビームを受けるために陽子ビームのビーム軸と平行に配置されるように意図された長手方向軸を有する。図示の実施形態では、長手方向軸とビーム軸は同軸、すなわち、重なっている。他の実施形態では、長手方向軸とビーム軸は平行で、互いに間隔を置いて配置され得る。
ターゲット体は、好ましくは中空の円錐形状を有する。陽子ビームと一直線に並べられたときのターゲットの円錐形状は、ターゲットを取り囲む放射化領域に到達する中性子の収率を最適化することができる。特に、小さな開口角を有するターゲットの円錐形状は、陽子ビームとターゲットの内面との間の相互作用面を有利に増加させ、それによって、熱冷却のための面を増加させながら、ターゲット内の出力密度を低下させる。
(i)陽子ビームから受け取った陽子が当該陽子のすべてのエネルギーを金属ターゲットの内側で失い、かつ、
(ii)ターゲット内の温度勾配によって発生するストレスが、金属ターゲットの弾性限界内に留まる、
ように、最適化される。
フローガイドと、
冷却容器と、
を備える。
冷却流体をフローガイドに送るための入口チャネルと、
フローガイドから冷却流体を除去するための出口チャネルと、
を備える。
本開示に係る中性子放射化装置は、中性子源の周囲に配置され、したがってターゲットおよびその冷却システムを取り囲む反射減速材をさらに含む。反射減速材は、中性子放射化領域をさらに含む。反射減速材の機能は、選択された同位体の放射化に好適なエネルギーにまで中性子を効率的に遅らせ(減速させ)ながら、放射化サンプルを含む領域(放射化領域)に活性化された中性子を集中させることである。
ベリリウムは、いくつかの確定されたスペクトルにおいて良好な中性子閉じ込め能力を示し、それによって放射化領域における放射化効率の改善をもたらす:
ベリリウムは、目的の放射性同位体、主にホルミウム粒子を放射化するのにより適している。
直円錐形ターゲットと、
ターゲットと同様の円錐形状を有するフローガイドと、
前項目で説明したような円筒形冷却容器と、
を含む。
ベリリウム反射減速材を内蔵する第2の反射減速材は、既に部分的に減速された、ベリリウム反射減速材から漏れる中性子をさらに減速させ、再び散乱させることを意図している。その主な目的は、非常に高価なベリリウム反射減速材の体積を最小限に抑え、したがってコストを最小限に抑えながら、放射化装置の性能を最適化することである。
本発明に係る放射化装置は、粒子の中性子を放射化するためのものである。
a)放射化される物質を用意する工程と、
b)本開示において説明したような中性子放射化装置の放射化領域に物質を配置する工程と、
c)当該物質を中性子によって放射化するのに好適なエネルギーの陽子ビームを発生させて、それにより当該物質を放射化する工程と、
を含む。
16MeVから100MeVの間、好ましくは30MeVから70MeVの間であるエネルギーと、1mAまで、好ましくは70MeVに対して350μAまで、30MeVに対して1mAまでのビーム強度とを有する陽子ビームを、ビーム軸に沿って生成するよう構成される発生器(例えば、サイクロトロン13)と、
ターゲットの長手方向軸がビーム軸に対して平行、特に同軸であるように配置され、陽子ビームとの相互作用から中性子を生成し、放射化される物質を放射化する中性子放射化装置と、
放射化される物質のサンプル一つ以上を装填するための供給装置と、
を備える。
注入可能な形態で粒子を放射化することが可能である。なお、これは、原子炉ではほとんど達成できない:
専用のサイクロトロン駆動型システムの使用によって、放射化された放射性同位体をより柔軟に生成する、および、分布させることができる:
(原子炉に典型的な)γ加熱による粒子損傷が起こらない:
短寿命の同位体を使用することができ、治療効果を高めるために反復治療を計画することができる:
様々な種類および様々な大きさのナノ粒子を用いて、特定のケースに治療方法を合わせることができる。
本発明は、また、放射性同位体を生成するための、好ましくは放射性医薬品および医療装置のための、前述したような中性子放射化装置の使用に関する。
図1に示す、実施例に係る放射化装置は、幅50cm、高さ50cm、長さ56cmの直方体である。当該放射化装置は、
中空ベリリウム円錐形ターゲット(1)と、
フローガイド(2)と、冷却流体をフローガイド(2)に送るための入口チャネル(8)と、フローガイド(2)から冷却液を除去するための出口チャネル(9)と、
出入口チャネルを有する円筒形冷却容器(3)と、
内径Di=100mm、外径De=160mm、および長さ200mmを有し、ターゲット(1)の周りに同軸上に配置された放射化チャネル(5)を受け入れるベリリウム円筒形反射減速材(4)と、
第2の高密度ポリエチレン反射減速材(6)と、
から構成される。
BeおよびPbに対する総中性子束を比較することによって分かるように、より良好な中性子閉じ込めによって、Beのより高い中性子吸収が補償される。これは、Pbに匹敵する合計中性子束をもたらす:
さらに、Beは非常に良好な減速を示し、熱領域では他のすべての材料よりも著しく高い中性子束をもたらし、エピサーマル領域ではPbと同じレベルの中性子束をもたらす。
Claims (16)
- 物質を中性子によって放射化するための中性子放射化装置であって、
前記中性子放射化装置は、ビーム軸に沿って放出される陽子ビーム(7)との相互作用から中性子を生成するように構成され、
前記陽子ビーム(7)は、16MeVから100MeVの間、好ましくは30MeVから70MeVの間であるエネルギーと、1mAまで、好ましくは70MeVに対して350μAまで、30MeVに対して1mAまでのビーム強度とを有し、
前記中性子放射化装置は、
前記ビーム軸と平行に配置されるように意図された長手方向軸を有する金属ターゲット(1)を含む中性子源と、
前記中性子源と放射化される前記物質とを収容するよう構成される中性子放射化領域(10)を備える、前記中性子源の周囲に配置された第1のベリリウム反射減速材(4)と、
を備え、
前記第1の反射減速材(4)の前記中性子放射化領域(10)は、内腔軸に沿って延伸し、かつ前記内腔軸と前記長手方向軸が同軸となるように前記中性子源を収容するよう構成される内腔を含み、
前記金属ターゲット(1)は中空円錐形状を有し、
前記円錐形状における長手方向軸は、前記陽子ビームと一直線に並べられ、
中性子の発生中に前記ターゲット(1)を冷却するための流体のフローを受けるための、前記ターゲット(1)の外面と直接接触する冷却領域をさらに備え、
前記中空円錐形ターゲット(1)の開口と、その側壁の厚さとは、
(i)前記陽子ビーム(7)から受け取った陽子の一部が、ブラッグピークに対応する熱エネルギーの一部を前記金属ターゲット(1)の外部へ放出するのに十分なエネルギーを有し、
(ii)前記陽子ビーム(7)から受け取ったすべての前記陽子が、前記ターゲット(1)内部に当該陽子の熱エネルギーを放出する場合のターゲット内の出力密度と比較して、前記ターゲット内部の出力密度が、少なくとも50%に低減され、かつ
(iii)前記ターゲット内で発生した中性子の数が、前記陽子ビーム(7)から受け取ったすべての前記陽子が前記ターゲット(1)内部に当該陽子の熱エネルギーを放出する場合の厚さを有するターゲット(1)内で発生した中性子の数と、少なくとも70%等しくなる、
ように、最適化されている、中性子放射化装置。 - 前記第1の反射減速材(4)の前記中性子放射化領域(10)は、前記内腔の近傍で前記内腔軸に平行なチャネル軸に沿って延伸する少なくとも一つの放射化チャネル(5)をさらに含み、
前記放射化チャネル(5)は、放射化される前記物質が装填されるよう構成される、請求項1に記載の中性子放射化装置。 - 前記中性子放射化領域(10)は、前記内腔の周りに分布する、特に均一に分布する、複数の放射化チャネル(5)を含む、請求項2に記載の中性子放射化装置。
- 前記反射減速材(4)に格納された、
前記冷却流体をフローガイド(2)に送る入口チャネル(8)と、
前記入口チャネル(8)から前記出口チャネル(9)へのフローとして、前記ターゲット(1)の前記外面に沿って前記冷却流体をガイドするための、前記冷却領域を画定するフローガイド(2)と、
前記フローガイド(2)から前記冷却流体を除去するための出口チャネル(9)と、
をさらに備える、請求項1~3のいずれか1項に記載の中性子放射化装置。 - 前記フローガイドが、前記円錐形ターゲット(1)の前記外面を覆い、それによって、前記円錐形ターゲット(1)の前記外面を取り囲む冷却領域を画定するように、前記フローガイド(2)は、少なくとも部分的に円錐形である、請求項4に記載の中性子放射化装置。
- 前記円錐形ターゲット(1)の前記開口は、20°から45°の間である、請求項1~5のいずれか1項に記載の中性子放射化装置。
- 前記金属ターゲット(1)は、ベリリウムまたはタンタルから作製される、請求項1~6のいずれか1項に記載の中性子放射化装置。
- 前記ベリリウム反射減速材(4)は、前記内腔軸に沿った円筒形である、請求項1~5のいずれか1項に記載の中性子放射化装置。
- 1辺が1メートル、好ましくは1辺が0.75メートル、例えば1辺が0.50メートルの立方体の体積を超えない全体寸法を有する、請求項1~8のいずれか1項に記載の中性子放射化装置。
- 前記ベリリウム反射減速材(4)を内蔵する第2の反射減速材(6)をさらに備える、請求項1~9のいずれか1項に記載の中性子放射化装置。
- ビーム軸に沿って陽子ビーム(7)を生成するよう構成される発生器(13)であって、前記陽子ビーム(7)は、16MeVから100MeVの間、好ましくは30MeVから70MeVの間であるエネルギーと、1mAまで、好ましくは70MeVに対して350μAまで、30MeVに対して1mAまでのビーム強度とを有する、発生器(13)と、
前記ターゲット(1)の前記長手方向軸が、前記ビーム軸に対して平行であるように配置される、請求項1~10のいずれか1項に記載の中性子放射化装置と、
を備える、物質を中性子によって放射化するための中性子放射化システム。 - 放射化される前記物質を装填するための供給装置(14、16)をさらに備え、
前記供給装置(14、16)は、前記放射化チャネル(5)に接続されており、放射化される物質(15)のサンプルを前記放射化チャネル(5)に沿って移動させるよう構成される、請求項2に従属する場合の請求項11に記載の中性子放射化システム。 - 核医学適用に好適なβ-放出放射性同位体、好ましくは、166Ho、186Re、188Re、177Lu、198Au、90Y、227Raおよび161Tbを生成するための、請求項11および12のいずれか1項に記載の中性子放射化システムの使用。
- a)放射化される前記物質を用意する工程と、
b)請求項1~10のいずれか1項に定義されるような前記中性子放射化装置の前記放射化領域に前記物質を配置する工程と、
c)前記物質を中性子によって放射化するのに好適な、例えば、16MeVから100MeVの間、好ましくは30MeVから70MeVの間であるエネルギーと、例えば、1mAまで、例えば70MeVに対して350μAまで、30MeVに対して1mAまでの強度と、を有する陽子ビーム(7)を発生させ、それにより前記物質を放射化する工程と、
を含む、物質を中性子によって放射化するための方法。 - 前記ターゲットは、1barから20barの間である静圧で、前記ターゲットの表面で8m/sから24m/sの間である速度に達する冷却液、好ましくは水のフローによって冷却される、請求項14に記載の方法。
- 放射化される前記物質は、例えば酸化ホルミウムのマイクロ粒子またはナノ粒子などの、マイクロ粒子またはナノ粒子内に含まれる、または、マイクロ粒子またはナノ粒子の形態である、請求項14または15に記載の方法。
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Citations (2)
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---|---|---|---|---|
WO2016022848A1 (en) | 2014-08-06 | 2016-02-11 | Research Triangle Institute | High efficiency neutron capture products production |
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Family Cites Families (13)
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DE69507036T2 (de) * | 1994-08-19 | 1999-07-29 | Nycomed Amersham Plc | Supraleitendes zyklotron und zur erzeugung schwererer isotope benutzes ziel |
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CA2604032C (en) * | 2005-04-06 | 2017-08-22 | Ibc Pharmaceuticals, Inc. | Methods for generating stably linked complexes composed of homodimers, homotetramers or dimers of dimers and uses |
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Non-Patent Citations (1)
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K. Abbas et al.,DESIGN AND TEST OF AN ACCELERATOR DRIVEN NEUTRON ACTIVATOR AT THE JRC CYCLOTRON OF THE EUROPEAN COMM,Cyclotrons and Their Applications 2007, Eighteenth International Conference,2007年,p.228-230 |
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