KR101904401B1 - Target device for producing radioisotopes - Google Patents

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KR101904401B1
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한국원자력의학원
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    • Y02E30/16—

Abstract

본 발명에 따라 사이클로트론에서 발생하는 이온 빔이 조사되는 방향에 배치되는 제1 기판, 냉각수와 접하는 쪽으로 배치되는 제2 기판, 제1 기판과 제2 기판 사이에 배치되고, 이온 빔이 조사되는 방향의 최외각측에 타겟 물질층을 포함하는 제3 기판을 포함하되, 제1 기판과 제2 기판이 서로 착탈가능하게 구성되는 것을 특징으로 하는 방사성 동위원소 생성용 타겟 장치가 제공될 수 있다.
본 발명은 제1 기판 및 제2 기판을 탈착식으로 제외하고 제3 기판 및 타겟물질층만을 정제하게 되므로 방사성 동위원소 생성을 위한 분리정제가 간편한 장점이 있다.
또한, 본 발명은 기판과 중간층을 코팅하지 않고도 타겟을 제조할 수 있는 장점이 있다. 또한, 본 발명은 냉각효율이 우수한 타겟을 제조할 수 있는 장점이 있다. A first substrate disposed in a direction in which the ion beam generated in the cyclotron is irradiated according to the present invention; a second substrate disposed in contact with the cooling water; a second substrate disposed between the first substrate and the second substrate, And a third substrate including a target material layer on an outermost side thereof, wherein the first substrate and the second substrate are configured to be detachable from each other.
The present invention is advantageous in that it is easy to separate and purify the radioactive isotope because only the third substrate and the target material layer are purified except for the first substrate and the second substrate by a removable method.
In addition, the present invention has an advantage that a target can be manufactured without coating a substrate and an intermediate layer. Further, the present invention has an advantage that a target having excellent cooling efficiency can be produced.

Figure 112016120150538-pat00004
Figure 112016120150538-pat00004

Description

방사성 동위원소 생성용 타겟 장치{TARGET DEVICE FOR PRODUCING RADIOISOTOPES} [0001] TARGET DEVICE FOR PRODUCING RADIOISOTOPES [0002]

본 발명은 고체 타겟에 이온 빔을 조사하여 방사성 동위원소를 생성하기 위한 장치에 관한 것이다. The present invention relates to an apparatus for generating a radioactive isotope by irradiating an ion beam to a solid target.

일반적으로 고체 타겟 물질을 이용하여, 방사성 동위원소을 얻는 과정은 고체 타겟 물질을 포함하는 타겟(10)을 준비하는 단계, 사이클로트론에서 발생된 이온 빔(ion beam)을 타겟(10)에 조사하는 단계, 타겟(10)을 강산에 녹여 중간 솔루션을 형성하는 단계, 중간 솔루션을 정제(purification)하는 단계를 포함한다. Generally, using a solid target material, the process of obtaining a radioactive isotope includes preparing a target 10 containing a solid target material, irradiating the target 10 with an ion beam generated in the cyclotron, Melting the target 10 in strong acid to form an intermediate solution, and purifying the intermediate solution.

타겟(10)을 준비하는 단계는 다음과 같다. 우선, 타겟 물질층(13)을 포함하는 타겟(10)을 준비한다. The preparation of the target 10 is as follows. First, a target 10 including a target material layer 13 is prepared.

도 1을 참조하면, 기존의 타겟(10)은 기판(11), 기판에 코팅되는 중간층(12), 중간층의 일 면에 형성되는 타겟 물칠층(13)으로 구성된다.Referring to FIG. 1, a conventional target 10 is composed of a substrate 11, an intermediate layer 12 coated on the substrate, and a target water layer 13 formed on one side of the intermediate layer.

타겟(10)을 제조하기 위해, 기판(11) 상부에 중간층(12)을 배치하고, 전기도금을 통해 중간층(12)을 기판(11) 상부에 접착한다. 이후, 중간층(12) 상부에 타겟 물질층(13)을 배치하고 역시 전기도금을 통해 타겟 물질층(13)을 중간층(12) 상부에 접착시켜 도 1과 같은 타겟(10)을 형성한다. In order to manufacture the target 10, an intermediate layer 12 is disposed on the substrate 11, and the intermediate layer 12 is adhered to the upper side of the substrate 11 through electroplating. Thereafter, a target material layer 13 is disposed on the intermediate layer 12, and the target material layer 13 is also adhered to the upper surface of the intermediate layer 12 through electroplating to form the target 10 as shown in FIG.

위와 같은 단계를 통해 형성된 타겟(10)을 사이클로트론의 빔이 조사되는 경로상에 끝단에 배치하여, 사이클로트론에서 발생된 이온 빔(ion beam)이 이 타겟(10)에 조사되도록 한다. 여기서, 이온 빔(ion beam)은 수십 MeV의 크기의 전압과 수십 마이크로 암페아의 에너지를 갖는다. 고체 타겟 물질에 이와 같은 이온 빔(ion beam)이 조사되면 고체 타겟 물질 중 일부는 매우 우수한 방사성 동위원소로 변환된다. 이렇게 생성된 방사성 동위원소는 높은 비방사능(specific activity)을 갖는다. The target 10 formed through the above steps is placed at the end on the path through which the beam of the cyclotron is irradiated so that the ion beam generated from the cyclotron is irradiated onto the target 10. [ Here, the ion beam has a voltage of several tens MeV and energy of tens of microamperes. When such an ion beam is irradiated to a solid target material, some of the solid target material is converted into a highly radioactive isotope. The radioisotope thus produced has a high specific activity.

타겟(10)에 이온 빔을 조사한 이후에, 타겟 물질층(13)을 강산에 녹인다. 이때, 알루미늄이나 구리로 제조되는 기판(11)이 타겟 물질층(13)과 함께 강산에 녹게 되어, 방사성 동위원소의 활성(activity)이 감소되는 문제가 있었다. 이를 해결하기 위해 타겟 물질층(13)을 바라보는 기판에 수 내지 수십 ㎛의 두께를 갖는 중간층(12)을 코팅하였다. 이 중간층(12)은 강산 에천트(etchant)에 반응하지 않는 니켈, 로듐, 또는 금으로 이루어진다. After irradiating the target 10 with an ion beam, the target material layer 13 is dissolved in strong acid. At this time, there is a problem that the substrate 11 made of aluminum or copper is dissolved in the strong acid together with the target material layer 13, thereby decreasing the activity of the radioisotope. In order to solve this problem, the intermediate layer 12 having a thickness of several to several tens of 탆 was coated on the substrate facing the target material layer 13. The intermediate layer 12 is made of nickel, rhodium, or gold that does not react with a strong acid etchant.

의약적 물질로 이용되기 위해 방사성 동위원소은 일정한 가이드라인을 만족하는 특정 순도를 가져야 한다. 이를 위해 중간 솔루션에서 방사성 동위원소을 정제하는 과정을 거친다. 이 정제는 통상적으로 이온 크로마토그래피를 이용한다. To be used as a medicinal substance, the radioisotope must have a specific purity that meets certain guidelines. To do this, the radioisotope is purified in an intermediate solution. This purification usually uses ion chromatography.

그런데, 방사성 동위원소을 분리하고 남은 중간 솔루션에는 타겟 물질층(13)에 포함된 타겟 물질(예컨대, 고농축 카드뮴)과 중간층(12)에 포함된 니켈, 로듐, 금과 같은 매우 고가의 물질 및 기판에 포함된 구리 등이 포함되어 있어, 별도의 분리정제 과정을 거쳐야 한다. 그런데 이 분리정제 과정이 매우 복잡한 단점이 있었다. However, in the intermediate solution remaining after separating the radioactive isotope, a very expensive substance such as nickel, rhodium and gold contained in the target material (for example, highly concentrated cadmium) contained in the target material layer 13 and the intermediate layer 12, Contained copper, etc., and must be subjected to a separate separation and purification process. However, this separation and purification process is very complicated.

한국 특허공개공보 10-2006-0129392(2006년12월15일 공개)Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2006-0129392 (published on Dec. 15, 2006)

본 발명은 상기의 문제를 해결하기 위한 것으로, 방사성 동위원소을 생성하기 위해 중간층의 분리정제 및 회수과정을 생략할 수 있는 방사성 동위원소 생성용 타겟장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.It is an object of the present invention to provide a target device for generating radioactive isotopes which can omit the separation and purification process of an intermediate layer to produce a radioactive isotope.

또한, 본 발명은 중간층을 기판에 코팅하지 않고도, 타겟을 제조하는 데 그 목적이 있다. Further, the present invention aims at manufacturing a target without coating the intermediate layer on the substrate.

본 발명에 따라 사이클로트론에서 발생하는 이온 빔이 조사되는 방향에 배치되는 제1 기판, 냉각수와 접하는 쪽으로 배치되는 제2 기판, 제1 기판과 제2 기판 사이에 배치되고, 이온 빔이 조사되는 방향의 최외각측에 타겟 물질층을 포함하는 제3 기판을 포함하되, 제1 기판과 제2 기판이 서로 착탈가능하게 구성되는 것을 특징으로 하는 방사성 동위원소 생성용 타겟 장치가 제공될 수 있다.A first substrate disposed in a direction in which the ion beam generated in the cyclotron is irradiated according to the present invention; a second substrate disposed in contact with the cooling water; a second substrate disposed between the first substrate and the second substrate, And a third substrate including a target material layer on an outermost side thereof, wherein the first substrate and the second substrate are configured to be detachable from each other.

여기서, 방사성 동위원소 생성장치에 장착시 제1 기판 측에 형성된 진공 환경이 제2 기판 측에 형성된 환경과 독립적으로 유지될 수 있도록 제1 기판과 제2 기판사이가 밀폐되도록 구성될 수 있다.Here, the first substrate and the second substrate may be configured to be hermetically sealed so that the vacuum environment formed on the first substrate side can be maintained independently of the environment formed on the second substrate side when mounted on the radioisotope production apparatus.

이때, 제1 기판은 제3 기판의 타겟 물질층에 이온 빔이 조사될 수 있도록 제1 기판을 관통하며 형성된 제1 삽입부가 구비될 수 있다.At this time, the first substrate may be provided with a first inserting portion formed through the first substrate so that the ion beam can be irradiated onto the target material layer of the third substrate.

또한, 제3 기판은 이온 빔이 조사되는 방향측에 구비된 상부주면에 돌출부가 구비되며, 타겟물질 층은 돌출부의 최상단면에 구비되고, 제1 기판의 제1 삽입부는 돌출부가 제1 삽입부에 삽입될 수 있도록 돌출부와 대응되는 형상의 구멍으로 형성될 수 있다.In addition, the third substrate is provided with a projection on the upper main surface provided on the side in the direction in which the ion beam is irradiated, the target material layer is provided on the uppermost surface of the projection, and the first insertion portion of the first substrate, And can be formed as a hole having a shape corresponding to the protrusion.

나아가, 돌출부는 상부주면에 단차져 형성된 제1 단차부 및 제1 단차부상에서 상부주면과 평행한 제1 단차면 상에 돌출되어 형성된 제2 단차부를 포함하여 구성되며, 타겟물질은 제2 단차부 중 상부주면과 평행한 제2 단차면 상에 형성되며, 제1 삽입부는 제2 단차부만이 삽입될 수 있는 크기 및 형상으로 구성될 수 있다.Further, the projecting portion includes a first stepped portion formed on the upper major surface and a second stepped portion formed on the first stepped surface parallel to the upper major surface on the first stepped portion, The first inserting portion may be formed in a size and shape such that only the second step portion can be inserted into the first inserting portion.

한편, 제3 기판은 상부주면의 반대면에 돌출되어 형성된 제3 단차부를 포함하며, 제2 기판은 제3 단차부가 삽입되어 고정될 수 있도록 구성된 제2 삽입부가 구비될 수 있다.Meanwhile, the third substrate may include a third step formed on the opposite surface of the upper main surface, and the second substrate may include a second insertion unit configured to be inserted and fixed by the third step.

그리고, 제1 삽입부와 제3 기판 사이 또는 제2 삽입부와 제3 기판 사이를 밀폐할 수 있도록 제1 단차부 또는 제3 단차부에 구비되는 오링을 더 포함하여 구성될 수 있다.The O-ring may further include an O-ring provided at the first step or the third step so as to seal between the first insertion part and the third substrate or between the second insertion part and the third substrate.

한편, 제2 삽입부는 제3 단차부가 삽입될 수 있도록 제3 차부에 대응되는 형상으로 제2 기판을 관통하여 형성될 수 있다.Meanwhile, the second inserting portion may be formed to penetrate the second substrate in a shape corresponding to the third sub-portion so that the third step portion can be inserted.

그리고, 제3 단차부는 외부의 냉각수가 접촉하여 냉각가능하도록 냉각핀이 구비될 수 있다.In addition, the third step may be provided with a cooling fin so that external cooling water contacts and can be cooled.

한편, 제2 기판은 제3 기판이 결합된 상태에서 제3 단차부에 냉각수의 접촉이 원활하게 이루어 질 수 있도록 제1 기판측으로 오목하게 형성된 제1 냉각수 가이드 홈을 포함하여 구성될 수 있다.Meanwhile, the second substrate may include a first cooling water guide groove recessed toward the first substrate so that the cooling water may smoothly contact the third step in a state where the third substrate is coupled.

나아가 제2 기판은 제3 단차부에 냉각수의 접촉면적이 증가할 수 있도록 제3 단차부에 인접하여 냉각수의 유동방향을 따라 오목하게 형성된 제2 냉각수 가이드 홈을 포함하여 구성될 수 있다.Further, the second substrate may include a second cooling water guide groove recessed along the flow direction of the cooling water adjacent to the third step portion so that the contact area of the cooling water may increase at the third step portion.

한편, 제1 기판 및 제2 기판은 끼움결합으로 착탈될 수 있다.On the other hand, the first substrate and the second substrate can be attached and detached by fitting.

나아가, 제1 기판 및 제2 기판은 결합시 제3 기판이 고정될 수 있도록 소정 공간이 형성될 수 있다.Further, the first substrate and the second substrate may have a predetermined space so that the third substrate can be fixed when the first substrate and the second substrate are coupled.

본 발명은 방사성 동위원소 생성을 위한 분리정제가 간편한 장점이 있다. The present invention has the advantage of easy separation and purification for radioisotope production.

또한, 본 발명은 기판과 중간층을 코팅하지 않고도 타겟을 제조할 수 있는 장점이 있다. In addition, the present invention has an advantage that a target can be manufactured without coating a substrate and an intermediate layer.

또한, 본 발명은 냉각효율이 우수한 타겟을 제조할 수 있는 장점이 있다. Further, the present invention has an advantage that a target having excellent cooling efficiency can be produced.

도 1은 기존의 타겟을 도시한 것이다.
도 2은 본 발명의 일 실시예에 의한 타겟을 빔 경로 상에 배치한 것을 도시한 것이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 타겟의 분해도를 도시한 것이다.
도 4는 제3 기판에 오링이 끼워진 타겟의 분해도를 도시한 것이다.
도 5은 아래에서 위로 본 타겟의 결합도를 도시한 것이다.
도 6은 위에서 아래로 본 본 타겟의 결합도를 도시한 것이다.
도 7은 위에서 아래로 본 타겟의 결합을 확대한 일부이다.
도 8은 위에서 아래로 본 제3 기판을 도시한 것이다.
도 9는 도 8의 제3 기판에 제1 오링이 끼워진 것을 도시한 것이다.
도 10은 아래에서 위로 본 제3 기판을 도시한 것이다.
도 11은 도 10의 제3 기판에 제2 오링이 끼워진 것을 도시한 것이다.
도 12는 아래에서 위로 본 타겟의 결합을 확대한 일부이다. Figure 1 shows an existing target.
Fig. 2 shows the arrangement of the target on the beam path according to an embodiment of the present invention.
3 illustrates an exploded view of a target according to an embodiment of the present invention.
4 shows an exploded view of a target in which an O-ring is fitted to a third substrate.
Figure 5 shows the coupling of the target seen from below to above.
Figure 6 shows the coupling of the present target from top to bottom.
Fig. 7 is a magnified view of a top-down view of the engagement of the target.
Figure 8 shows the third substrate viewed from top to bottom.
9 shows the first O-ring inserted into the third substrate of FIG.
Figure 10 shows a third substrate viewed from below.
11 shows the second O-ring inserted into the third substrate of FIG.
Figure 12 is an enlarged view of the coupling of the target seen from below to above.

이하, 본 발명의 실시 예에 따른 방사성 동위원소 생성용 타겟 장치에 대하여, 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 그리고 이하의 실시예의 설명에서 각각의 구성요소의 명칭은 당업계에서 다른 명칭으로 호칭될 수 있다. 그러나 이들의 기능적 유사성 및 동일성이 있다면 변형된 실시예를 채용하더라도 균등한 구성으로 볼 수 있다. 또한 각각의 구성요소에 부가된 부호는 설명의 편의를 위하여 기재된다. 그러나 이들 부호가 기재된 도면상의 도시 내용이 각각의 구성요소를 도면내의 범위로 한정하지 않는다. 마찬가지로 도면상의 구성을 일부 변형한 실시예가 채용되더라도 기능적 유사성 및 동일성이 있다면 균등한 구성으로 볼 수 있다. 또한 당해 기술분야의 일반적인 기술자 수준에 비추어 보아, 당연히 포함되어야 할 구성요소로 인정되는 경우, 이에 대하여는 설명을 생략한다. Hereinafter, a target device for generating a radioisotope according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following description of the embodiments, the names of the respective components may be referred to as other names in the art. However, if there is a functional similarity and an equivalence thereof, the modified structure can be regarded as an equivalent structure. In addition, reference numerals added to respective components are described for convenience of explanation. However, the contents of the drawings in the drawings in which these symbols are described do not limit the respective components to the ranges within the drawings. Likewise, even if the embodiment in which the structure on the drawing is partially modified is employed, it can be regarded as an equivalent structure if there is functional similarity and uniformity. Further, in view of the level of ordinary skill in the art, if it is recognized as a component to be included, a description thereof will be omitted.

도 2을 참조하면, 본 발명의 타겟(1000)은 사이클로트론의 빔 라인(22) 끝에 배치될 수 있다. 또한, 상기 타겟(1000)은 사이클로트론에서 발생하는 이온 빔을 비스듬히 받도록 빔 경로(21)와 대략 5~30도 정도 기울어질 수 있다. 이와 같이 이온 빔이 타겟(1000)에 비스듬히 조사되는 경우에, 이온 빔이 타겟(1000)에 수직으로 조사되는 경우보다 타겟(1000)이 받는 이온 빔이 조사되는 면적이 넓어지고, 단위면적 당 받는 열 발생량이 적고 쿨링 효과가 늘어나 더 높은 전류 인가가 가능해져, 방사성 동위원소의 생산량을 증가시킬 수 있는 장점이 있다. Referring to FIG. 2, the target 1000 of the present invention may be disposed at the end of the beam line 22 of the cyclotron. Also, the target 1000 may be tilted by about 5 to 30 degrees with respect to the beam path 21 to receive the ion beam generated at the cyclotron at an angle. When the ion beam is obliquely irradiated onto the target 1000 as described above, the area irradiated with the ion beam received by the target 1000 is wider than when the ion beam is irradiated perpendicularly to the target 1000, The amount of heat generated is small and the cooling effect is increased, so that a higher current can be applied and the production amount of radioactive isotopes can be increased.

도 3과 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 타겟(1000)을 도시한 것이다. 도 3을 참조하면, 상기 타겟(1000)은 제1 기판(100), 제2 기판(200), 제1 오링(410), 제2 오링(420), 제3 기판(300), 타겟 물질층(500)을 포함할 수 있다. Figures 3 and 4 illustrate a target 1000 according to one embodiment of the present invention. Referring to FIG. 3, the target 1000 includes a first substrate 100, a second substrate 200, a first O-ring 410, a second O-ring 420, a third substrate 300, (500).

여기서, 제1 기판(100)은 이온 빔이 조사되는 방향 쪽의 기판이며, 제2 기판(200)은 냉각수와 접하는 쪽의 기판이다. 상기 제1 기판(100)과 제2 기판(200)은 수냉 시 냉각효율을 높이기 위해 열전도도가 높은 재질로 형성될 수 있다. 예컨대, 제1 기판(100)과 제2 기판(200)은 열전도도가 높은 구리를 이용하거나, 열전도도는 구리보다 낮지만 열용량이 구리보다 좋고 경도가 좋은 알루미늄을 이용할 수도 있다. Here, the first substrate 100 is a substrate in a direction toward an ion beam, and the second substrate 200 is a substrate in contact with cooling water. The first substrate 100 and the second substrate 200 may be formed of a material having a high thermal conductivity to enhance the cooling efficiency during water cooling. For example, the first substrate 100 and the second substrate 200 may be made of copper having a high thermal conductivity, or aluminum having a thermal conductivity lower than that of copper but having a heat capacity higher than that of copper and having a higher hardness.

본 발명에서 상면은 이온 빔이 조사되는 방향의 면을 의미하고, 상부는 이온 빔이 조사되는 쪽의 방향을 의미한다. 또한, 하면은 냉각수 쪽 방향의 면을 의미하며, 하부는 냉각수 쪽의 방향을 의미한다. In the present invention, the upper surface means a surface in a direction in which the ion beam is irradiated, and the upper surface means a direction in which the ion beam is irradiated. In addition, the lower surface means the surface in the direction toward the cooling water, and the lower surface means the direction toward the cooling water.

본 발명에서 세로 방향이라 함은 냉각수가 흐르는 방향과 나란한 방향을 의미한다. In the present invention, the longitudinal direction means a direction parallel to the direction in which the cooling water flows.

도 3을 참조하면, 본 발명의 제1 기판(100)은 가로측의 양 끝단에서 제1 거리를 둔 곳에 상방으로 절곡된 수용부(110)를 형성할 수 있다. 또한 제2 기판(200)은 가로측의 양 끝단에서 제2 거리를 두고 상부로 돌출되는 돌출부(210)가 형성되어 있다. 상기 수용부(110)는 상기 돌출부(210)를 수용할 수 있도록 상기 돌출부(210)와 대응되는 위치에 형성될 수 있다. Referring to FIG. 3, the first substrate 100 of the present invention may form a receiving part 110 bent upward at a first distance from both ends of a horizontal side. The second substrate 200 has protrusions 210 protruding upward with a second distance from both ends of the horizontal side. The receiving portion 110 may be formed at a position corresponding to the protruding portion 210 to receive the protruding portion 210.

도 3을 계속 참조하면, 상기 수용부(110)는 돌출부(210)와 대응되는 위치에 이 돌출부(210)를 수용하도록 내부에 빈 공간이 형성되어 있다. 또한, 수용부(110)의 높이는 돌출부(210)와 동일하고, 그 형상도 돌출부(210)와 동일하되, 돌출부(210)부의 착탈이 용이하도록 돌출부(210)보다 약간 크게 형성될 수 있다. 또한, 수용부(110)에 형성된 빈 공간에 제2 기판(200)의 돌출부(210)가 삽입되도록 함으로써, 별도의 체결공 없이 제3 기판(300)을 내부에 포함하도록 제1 기판(100)과 제2 기판(200)을 끼움결합하고, 방사성 동위원소 생성 완료 후 제1 기판(100)과 제2 기판(200)의 끼움결합을 해제하여 별도의 정제과정 없이 제3 기판(300)을 제1 및 제2 기판(100, 200)으로부터 분리할 수 있다. 3, an empty space is formed in the receiving part 110 to accommodate the protruding part 210 at a position corresponding to the protruding part 210. As shown in FIG. The height of the receiving portion 110 is the same as that of the protruding portion 210 and the shape of the receiving portion 110 is the same as that of the protruding portion 210 but may be formed slightly larger than the protruding portion 210 to facilitate attachment and detachment of the protruding portion 210. The protrusion 210 of the second substrate 200 is inserted into the empty space formed in the receiving portion 110 so that the third substrate 300 is inserted into the first substrate 100 without a separate fastener. The first substrate 100 and the second substrate 200 are coupled to each other and the first substrate 100 and the second substrate 200 are released from each other. 1 and the second substrate 100, 200, respectively.

또한, 수용부(110)에는 제3 기판(300)의 상부가 삽입될 수 있도록 제1 면적으로 절단된 제1 삽입부(120)가 형성될 수 있다. 또한, 돌출부(210)에는 제3 기판(300)의 하부가 삽입될 수 있도록 제2 면적으로 절단된 제2 삽입부(220)가 형성될 수 있다In addition, the first insertion portion 120 may be formed in the receiving portion 110 to be cut into a first area so that the upper portion of the third substrate 300 can be inserted. In addition, the protrusion 210 may be formed with a second insert 220 cut into a second area so that the lower portion of the third substrate 300 can be inserted

도 5는 본 발명의 제1 기판(100)과 결합된 제2 기판(200)을 아래에서 위로 본 외형도를 도시한 것이다. 도 5를 참조하면, 본 발명의 제2 기판(200) 하면으로 냉각수가 흘러 이온 빔이 조사된 타겟(1000)의 과열을 방지하고 일정 온도를 유지하도록 한다. 이때 제2 기판(200) 하면에 길이(세로) 방향으로 냉각수 가이드 홈(230)이 형성될 수 있다. 냉각수는 이 가이드 홈(230)을 따라서 흐르게 되므로 냉각수 가이드 홈(230)과 냉각수가 접촉되는 면적이 넓어져 냉각효율이 상승되는 장점이 있다. FIG. 5 illustrates an external view of a second substrate 200 coupled with a first substrate 100 of the present invention, viewed from below. Referring to FIG. 5, cooling water flows through the lower surface of the second substrate 200 of the present invention to prevent the target 1000 irradiated with the ion beam from being overheated and maintain a predetermined temperature. At this time, a cooling water guide groove 230 may be formed on the lower surface of the second substrate 200 in the longitudinal direction. Since the cooling water flows along the guide groove 230, the area of contact between the cooling water guide groove 230 and the cooling water is widened, thereby increasing the cooling efficiency.

도 6을 참조하면, 본 발명의 제1 기판(100)이 가로 방향으로 길이(L)을 갖는 경우에, 제2 기판(200)도 가로 방향으로 동일한 길이(L)을 갖는다. 이 때 이온 빔이 조사된 후 제3 기판(300)을 제1 기판(100)과 제2 기판(200)으로부터 용이하게 탈거될 수 있도록, 제1 기판(100)의 중앙 부분과 제2 기판(200)의 양 쪽의 가로측 면의 양 끝단을 일정 면적으로 절단할 수 있다. 6, when the first substrate 100 of the present invention has the length L in the transverse direction, the second substrate 200 also has the same length L in the transverse direction. The central portion of the first substrate 100 and the second substrate 200 may be easily detached from the first substrate 100 and the second substrate 200 after the third substrate 300 is irradiated with the ion beam, 200 can be cut to have a predetermined area.

도 6과 도 7을 참조하면, 제2 기판(200)에서 절단되는 부분은 가로로 길이 a를 갖고, 세로로 길이 b를 갖는 직사각형 2개일 수 있다. 이 경우 절단되지 않고 남는 제2 기판(200)의 가로측 부분의 길이는 L-2a가 된다. 바람직하게 이 경우, 제1 기판(100)의 가로 측 양쪽 면의 중앙부분도 일정 면적으로 절단할 수 있다. 이 때 제1 기판(100)에서 절단되는 부분은 제2 기판(200)에서 절단되지 않고 남은 중앙 부분에 대응되는 부분으로 가로가 L-2a보다 더 짧은 길이를 갖고, 세로 b의 길이를 갖는 직사각형이 될 수 있다. Referring to FIGS. 6 and 7, the portion cut on the second substrate 200 may be two rectangles having a length a and a length b. In this case, the length of the lateral side portion of the second substrate 200 remaining uncut is L-2a. Preferably, in this case, the central portion of both lateral sides of the first substrate 100 can also be cut into a certain area. In this case, the portion cut at the first substrate 100 is a portion corresponding to the remaining central portion of the second substrate 200, which is not cut off, and has a length shorter than the width L-2a, and a rectangle .

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 제3 기판(300)을 위에서 아래로 본 외형도이다. 도 8을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 제3 기판(300)은 고체 타겟 물질을 포함하는 기판으로, 지지부(310)와 타겟 물질층(500)으로 이루어져 있다.8 is a top view of the third substrate 300 according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 8, a third substrate 300 according to an embodiment of the present invention is a substrate including a solid target material. The substrate 310 includes a support 310 and a target material layer 500.

상기 지지부(310)의 상부는 사이클로트론에서 발생된 이온 빔이 조사되는 쪽으로 최상단에 타겟 물질층(500)이 코팅되어 있다. The upper part of the support part 310 is coated with a target material layer 500 on the uppermost side to which the ion beam generated from the cyclotron is irradiated.

상기 지지부(310)의 상부는 상부 주면(311), 제1 단차부(312), 제1 단차면(312a), 제2 단차부(313), 제2 단차면(313a)을 포함할 수 있다. 제1 단차부(312)는 상부 주면(311)에서 제1 단차면(312a)으로 단차져 있으며, 제1 단차면(312a)과 상부 주면(311)은 서로 평행하다. 제2 단차부(313)는 제1 단차면(312a)에서 제2 단차면(313a)으로 단차져 있으며, 제2 단차면(313a)과 제1 단차면(312a)은 평행하다. 여기서, 상부 주면(311)의 면적이 가장 크며, 제2 단차면(313a)의 면적이 가장 작고, 상부 주면(311)의 가로 및 세로의 길이가 가장 길며, 제2 단차면(313a)의 가로 및 세로의 길이가 가장 짧다. The upper portion of the support 310 may include an upper major surface 311, a first step 312, a first step 312a, a second step 313, and a second step 313a . The first stepped portion 312 is stepped from the upper major surface 311 to the first stepped surface 312a and the first stepped surface 312a and the upper major surface 311 are parallel to each other. The second step 313 is stepped from the first stepped surface 312a to the second stepped surface 313a and the second stepped surface 313a and the first stepped surface 312a are parallel. The area of the upper main surface 311 is the largest, the area of the second step surface 313a is the smallest, the width and the length of the upper main surface 311 are the longest, And the length is the shortest.

예컨대, 상부 주면(311)이 가로 c, 세로 d 길이를 갖는 경우에, 제1 단차면(312a)은 가로 c-α, 세로 d-β 길이를 갖고, 제2 단차면(313a)은 가로 c-α-γ, 세로 d-β-δ의 길이를 가질 수 있다. For example, in the case where the upper main surface 311 has a width c and a length d, the first step difference surface 312a has a length c-a and a length d-p length, and the second step difference surface 313a has a width c -α-γ, and the length d-β-δ.

도 3과 도 4를 참조하면 제1 삽입부(120)의 단면은 지지부(310)의 제2 단차면(313a)보다 더 크지만, 제1 단차면(312a)보다는 작다.3 and 4, the cross section of the first insertion portion 120 is larger than the second stepped surface 313a of the support portion 310, but is smaller than the first stepped surface 312a.

예컨대, 제1 단차면(312a)은 가로 c-α, 세로 d-β 길이를 갖고, 제2 단차면(313a)은 가로 c-α-γ, 세로 d-β-δ의 길이를 갖는 경우에, 제1 삽입부(120)는 가로의 길이는 c-α-γ와 c-α 사이이며, 세로는 d-β-δ와 d-β 사이의 길이를 갖는다. For example, when the first stepped surface 312a has a length of c-a and the length d-beta, and the second stepped surface 313a has a length of c-a-y and a length d- , The length of the first inserting portion 120 is between c-alpha-gamma and c-alpha, and the length between d-beta-delta and d-beta.

그 결과 제3 기판(300)의 제1 단차면(312a)은 제1 삽입부(120)를 통과하지 못 하고, 제2 단차면(313a)만 제1 삽입부(120)를 통과하게 되므로, 제3 기판(300)이 제1 삽입부(120)에 끼워지게 된다. As a result, the first stepped surface 312a of the third substrate 300 does not pass through the first inserted portion 120 and only the second stepped surface 313a passes through the first inserted portion 120, The third substrate 300 is inserted into the first insertion portion 120.

또한, 도 12를 참조하면, 제2 단차면(313a)은 제1 삽입부(120)보다 작게 형성되어 제2 단차면(313a)과 제1 삽입부(120) 사이에 일정한 이격 공간(S1)을 형성할 수 있다. 이온 빔이 제3 기판(300)에 조사되는 경우에 제3 기판(300)과 제1 기판(100) 모두 이온 빔에 의해 온도가 상승되며 열팽창된다. 그러나 재질의 차이로 인해 팽창되는 비율은 제1 기판(100)과 제3 기판(300)이 차이가 나게 되고, 이와 같은 이격 공간(S1)을 형성하지 않는 경우에 제3 기판(300)이 뒤틀려지는 문제가 발생될 수 있다. 본 발명은 이를 해결하고자 제3 기판(300)의 상면을 제1 삽입부(120)의 단면보다 작게 형성하여 소정의 이격 공간(S1)을 만들어 이온 빔이 조사되는 경우에도 제3 기판(300)이 뒤틀리는 문제를 해결할 수 있다. 12, the second stepped surface 313a is formed to be smaller than the first inserted portion 120 so that a constant spacing S1 is formed between the second stepped surface 313a and the first inserted portion 120, Can be formed. When the ion beam is irradiated on the third substrate 300, the temperatures of the third substrate 300 and the first substrate 100 are increased by the ion beam and thermally expanded. However, the ratio of expansion due to the difference in materials is different between the first substrate 100 and the third substrate 300, and when the third space 300 is not formed, the third substrate 300 is twisted May cause problems. The upper surface of the third substrate 300 is formed smaller than the end surface of the first inserting portion 120 so as to form a predetermined spacing S1 so that the third substrate 300 is formed even when the ion beam is irradiated. This twisting problem can be solved.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 타겟(1000) 배치로 인해 빔 라인(22)의 진공이 깨지는 것을 방지하기 위해 제1 단차부(312)에 제1 오링(410)이 끼워진다. Also, according to an embodiment of the present invention, a first O-ring 410 is fitted in the first step 312 to prevent the vacuum of the beam line 22 from being broken due to the target 1000 arrangement.

도 8과 도 9를 참조하면, 제3 기판(300)의 최상부면인 제2 단차면(313a)의 상부에는 타겟 물질층(500)이 코팅된다. 상기 타겟 물질층(500)의 두께는 수 내지 수백 ㎛일 수 있다. 이때 두께는 빔이 조사되는 각도에 따라 달라질 수 있다.Referring to FIGS. 8 and 9, a target material layer 500 is coated on an upper portion of the second stepped surface 313a, which is the uppermost surface of the third substrate 300. The thickness of the target material layer 500 may be several to several hundreds of micrometers. The thickness may vary depending on the angle at which the beam is irradiated.

본 발명의 일 실시예에 의한 지지부(310)는 하부 주면(314)과 제3 단차부(315), 제3 단차면(315a)을 더 포함할 수 있다. 제3 단차부(315)는 하부 주면(314)에서 제3 단차면(315a)으로 단차지게 형성되고, 제3 단차면(315a)은 하부 주면(314)과 평행하게 형성된다. 또한, 상기 제3 단차면(315a)은 냉각수와 접하는 면으로, 절곡이 한번 이루어진 제3 단차면(315a), 상기 제3 단차면(315a)에 끼워지는 제2 오링(420)을 포함한다. The support 310 according to an embodiment of the present invention may further include a lower major surface 314, a third step 315, and a third step surface 315a. The third step 315 is formed to be stepped from the lower major surface 314 to the third step surface 315a and the third step surface 315a is formed parallel to the lower major surface 314. The third stepped surface 315a includes a third stepped surface 315a and a second O-ring 420 that are fitted to the third stepped surface 315a. The third stepped surface 315a is in contact with the cooling water.

도 5를 참조하면, 제2 삽입부(220)의 단면의 가로 및 세로의 길이는 제3 단차면(315a)의 가로 및 세로의 길이보다는 더 크지만, 지지면의 하부 주면(314)보다는 작아, 제3 단차면(315a)은 제2 삽입부(220)를 통과하고, 하부 주면(314)은 통과하지 못 한다. 5, the width and length of the cross section of the second insert 220 is greater than the width and length of the third step face 315a, but smaller than the lower major face 314 of the support face , The third stage difference surface 315a passes through the second insertion portion 220 and does not pass through the lower main surface 314.

도 5와 도 10을 참조하면, 제3 단차면(315a)은 제2 기판(200)에 형성된 제1 냉각수 가이드 홈(230)과 동일한 제2 냉각수 가이드 홈(315b)을 갖는다. 냉각수는 제2 냉각수 가이드 홈(315b)을 따라서 흐르게 되므로, 냉각수와 접촉하는 면이 넓어져 냉각효율이 상승되는 장점이 있다. 5 and 10, the third stage surface 315a has a second cooling water guide groove 315b which is the same as the first cooling water guide groove 230 formed in the second substrate 200. As shown in FIG. Since the cooling water flows along the second cooling water guide groove 315b, the surface in contact with the cooling water is widened and the cooling efficiency is increased.

또한, 본 발명은 기존 타겟의 중간층(12)에 해당하는 제3 기판(300)이 직접 냉각수와 접하게 되므로 기존의 기판(11)-중간층(12)-타겟 물질층(13) 순으로 적층된 기존의 타겟(10)보다 타겟 물질층(500)의 냉각효과가 더 큰 장점이 있다. In the present invention, since the third substrate 300 corresponding to the intermediate layer 12 of the existing target directly contacts the cooling water, the existing substrate 11, the intermediate layer 12, and the target material layer 13 are stacked in this order. There is an advantage that the cooling effect of the target material layer 500 is larger than that of the target 10 of the substrate 10.

본 발명의 제2 오링(420)은 제3 단차부(315)에 끼워져, 냉각수가 타겟(1000) 내부로 들어오는 것을 방지할 수 있다. The second O-ring 420 of the present invention is fitted in the third step 315, so that cooling water can be prevented from entering the interior of the target 1000.

본 발명의 제1 및 제2 오링(410, 420)의 재질은 높은 녹는점을 갖는 바이톤(Viton)일 수 있다. 바이톤(viton)은 결합에너지가 큰 불활성결합구조인 C-F 결합 때문에 내열성, 내화학성, 내가스 투과성이 우수하다.The material of the first and second O-rings 410 and 420 of the present invention may be Viton having a high melting point. Viton is excellent in heat resistance, chemical resistance and gas permeability due to C-F bonding, which is an inert bonding structure having a large binding energy.

이상 도면 및 실시예를 참조하여 설명하였지만, 본 발명의 보호범위가 상기 도면 또는 실시예에 의해 한정되는 것을 의미하지는 않으며 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the inventions as defined by the following claims It will be understood that various modifications and changes may be made thereto without departing from the spirit and scope of the invention.

Claims (13)

사이클로트론에서 발생하는 이온 빔이 조사되는 방향에 배치되는 제1 기판;
외부의 냉각수와 접하는 쪽으로 배치되는 제2 기판;
상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이에 배치되고, 상기 이온 빔이 조사되는 방향의 최외각측에 타겟 물질층을 포함하는 제3 기판을 포함하되,
상기 제1 기판과 상기 제2 기판이 서로 착탈가능하게 구성되며,
상기 제3 기판은 외부의 냉각수와 접촉될 수 있도록 상기 제2 기판을 통하여 일부가 노출되며,
상기 제3 기판은 상기 이온 빔이 조사되는 방향측에 구비된 상부주면에 돌출부가 구비되며,
상기 타겟 물질층은 상기 돌출부의 최상단면에 구비되고,
상기 제1 기판의 제1 삽입부는 상기 돌출부가 상기 제1 삽입부에 삽입될 수 있도록 상기 돌출부와 대응되는 형상의 구멍으로 형성되는 방사성 동위원소 생성용 타겟 장치.A first substrate disposed in a direction in which an ion beam emitted from the cyclotron is irradiated;
A second substrate disposed in contact with external cooling water;
And a third substrate disposed between the first substrate and the second substrate and including a target material layer on an outermost side in a direction in which the ion beam is irradiated,
Wherein the first substrate and the second substrate are detachable from each other,
The third substrate is partially exposed through the second substrate so as to be in contact with external cooling water,
Wherein the third substrate is provided with a protrusion on an upper main surface provided on a side of the ion beam irradiation side,
Wherein the target material layer is provided on the uppermost surface of the protrusion,
Wherein the first insertion portion of the first substrate is formed of an aperture having a shape corresponding to the protrusion so that the protrusion can be inserted into the first insertion portion. 제1 항에 있어서,
방사성 동위원소 생성장치에 장착시 상기 제1 기판 측에 형성된 진공 환경이 제2 기판 측에 형성된 환경과 독립적으로 유지될 수 있도록 상기 제1 기판과 상기 제2 기판사이가 밀폐되는 것을 특징으로 하는 방사성 동위원소 생성용 타겟 장치.The method according to claim 1,
Characterized in that a space between the first substrate and the second substrate is sealed so that the vacuum environment formed on the first substrate side can be maintained independently of the environment formed on the second substrate side when mounted on the radioisotope generator. Target device for isotope generation. 제2 항에 있어서,
상기 제1 기판은 상기 제3 기판의 상기 타겟 물질층에 상기 이온 빔이 조사될 수 있도록 상기 제1 기판을 관통하며 형성된 제1 삽입부가 구비된 것을 특징으로 하는 방사성 동위원소 생성용 타겟 장치.3. The method of claim 2,
Wherein the first substrate is provided with a first inserting portion formed through the first substrate so that the ion beam can be irradiated onto the target material layer of the third substrate. 삭제delete 제1 항에 있어서,
상기 돌출부는 상기 상부주면에 단차지게 형성된 제1 단차부 및 상기 제1 단차부상에서 상기 상부주면과 평행한 제1 단차면 상에 돌출되어 형성된 제2 단차부를 포함하여 구성되며,
상기 타겟 물질층은 상기 제2 단차부 중 상기 상부주면과 평행한 제2 단차면 상에 형성되며,
상기 제1 삽입부는 상기 제2 단차부만이 삽입될 수 있는 크기 및 형상으로 구성된 것을 특징으로 하는 방사성 동위원소 생성용 타겟 장치.The method according to claim 1,
The protruding portion includes a first stepped portion formed on the upper major surface and a second stepped portion protruded on a first stepped surface parallel to the upper major surface on the first stepped portion,
Wherein the target material layer is formed on a second stepped surface of the second stepped portion parallel to the upper major surface,
Wherein the first inserting portion has a size and shape such that only the second step portion can be inserted. 제5 항에 있어서,
상기 제3 기판은 상기 상부주면의 반대면에 돌출되어 형성된 제3 단차부를 포함하며,
상기 제2 기판은 상기 제3 단차부가 삽입되어 고정될 수 있도록 구성된 제2 삽입부가 구비되는 것을 특징으로 하는 방사성 동위원소 생성용 타겟 장치.6. The method of claim 5,
The third substrate includes a third stepped portion protruding from an opposite surface of the upper main surface,
Wherein the second substrate is provided with a second inserting portion configured to be inserted and fixed in the third step portion. 제6 항에 있어서,
상기 제1 삽입부와 상기 제3 기판 사이 및 상기 제2 삽입부와 상기 제3 기판 사이 중 적어도 하나를 밀폐할 수 있도록 구성되는 오링을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방사성 동위원소 생성용 타겟 장치.The method according to claim 6,
Further comprising an O-ring configured to seal at least one of the first inserting portion and the third substrate, and between the second inserting portion and the third substrate. 제7 항에 있어서,
상기 제2 삽입부는 상기 제3 단차부가 삽입될 수 있도록 상기 제3 단차부에 대응되는 형상으로 상기 제2 기판을 관통하여 형성된 것을 특징으로 하는 방사성 동위원소 생성용 타겟 장치.8. The method of claim 7,
Wherein the second inserting portion is formed so as to penetrate the second substrate in a shape corresponding to the third step portion so that the third step portion can be inserted into the second inserting portion. 제7 항에 있어서,
상기 제3 단차부는 외부의 냉각수가 접촉하여 냉각가능하도록 냉각핀이 구비된 것을 특징으로 하는 방사성 동위원소 생성용 타겟 장치.8. The method of claim 7,
Wherein the third step is provided with a cooling fin so that external cooling water can be contacted and cooled. 제7 항에 있어서,
상기 제2 기판은 상기 제3 기판이 결합된 상태에서 상기 제3 단차부에 상기 냉각수의 접촉이 원활하게 이루어 질 수 있도록 상기 제1 기판측으로 오목하게 형성된 제1 냉각수 가이드 홈을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 방사성 동위원소 생성용 타겟 장치.8. The method of claim 7,
And the second substrate includes a first cooling water guide groove recessed toward the first substrate so that the cooling water can be smoothly contacted to the third step portion in a state where the third substrate is coupled Wherein the target is a radioisotope. 제10 항에 있어서,
상기 제2 기판은 상기 제3 단차부에 상기 냉각수의 접촉면적이 증가할 수 있도록 상기 제3 단차부에 인접하여 상기 냉각수의 유동방향을 따라 오목하게 형성된 제2 냉각수 가이드 홈을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 방사성 동위원소 생성용 타겟 장치.11. The method of claim 10,
And the second substrate includes a second cooling water guide groove recessed along the flow direction of the cooling water adjacent to the third step portion so as to increase the contact area of the cooling water to the third step portion Wherein the target is a radioactive isotope. 제1 항에 있어서,
상기 제1 기판 및 상기 제2 기판은 끼움결합으로 착탈되는 것을 특징으로 하는 방사성 동위원소 생성용 타겟 장치.The method according to claim 1,
Wherein the first substrate and the second substrate are attached and detached by fitting. 제11 항에 있어서,
상기 제1 기판 및 상기 제2 기판은 결합시 상기 제3 기판이 고정될 수 있도록 소정 공간이 형성되는 것을 특징으로 하는 방사성 동위원소 생성용 타겟 장치. 12. The method of claim 11,
Wherein a predetermined space is formed in the first substrate and the second substrate so that the third substrate can be fixed when the first substrate and the second substrate are coupled.
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