KR20200112721A - 액체타겟장치 - Google Patents

액체타겟장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20200112721A
KR20200112721A KR1020200033908A KR20200033908A KR20200112721A KR 20200112721 A KR20200112721 A KR 20200112721A KR 1020200033908 A KR1020200033908 A KR 1020200033908A KR 20200033908 A KR20200033908 A KR 20200033908A KR 20200112721 A KR20200112721 A KR 20200112721A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
target
liquid
gas chamber
foil
cooling
Prior art date
Application number
KR1020200033908A
Other languages
English (en)
Inventor
우노 히로유키
오치 시게하루
프란치스코 게라고메즈
Original Assignee
스미도모쥬기가이고교 가부시키가이샤
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 스미도모쥬기가이고교 가부시키가이샤 filed Critical 스미도모쥬기가이고교 가부시키가이샤
Publication of KR20200112721A publication Critical patent/KR20200112721A/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21K—TECHNIQUES FOR HANDLING PARTICLES OR IONISING RADIATION NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; IRRADIATION DEVICES; GAMMA RAY OR X-RAY MICROSCOPES
    • G21K5/00—Irradiation devices
    • G21K5/08—Holders for targets or for other objects to be irradiated
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05H—PLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
    • H05H6/00—Targets for producing nuclear reactions
    • G—PHYSICS
    • G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21G—CONVERSION OF CHEMICAL ELEMENTS; RADIOACTIVE SOURCES
    • G21G1/00—Arrangements for converting chemical elements by electromagnetic radiation, corpuscular radiation or particle bombardment, e.g. producing radioactive isotopes
    • G21G1/04—Arrangements for converting chemical elements by electromagnetic radiation, corpuscular radiation or particle bombardment, e.g. producing radioactive isotopes outside nuclear reactors or particle accelerators
    • G21G1/10—Arrangements for converting chemical elements by electromagnetic radiation, corpuscular radiation or particle bombardment, e.g. producing radioactive isotopes outside nuclear reactors or particle accelerators by bombardment with electrically charged particles

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Particle Accelerators (AREA)

Abstract

타겟포일의 파손시에도 타겟액체의 장치 외로의 유출을 방지한다.
액체타겟장치(1)는, 타겟액체를 수용하는 액체수용부로서의 타겟수용부(23)와, 입자가속기로부터 출사된 하전입자선(B)을 액체수용부까지 통과시키는 빔통과로(11)와, 빔통과로(11)와 액체수용부와의 사이를 구획하는 타겟포일(33)과, 빔통과로(11)의 상류측에 마련된 진공영역(A1)과 빔통과로(11)를 구획하는 진공포일(31)을 구비하고, 빔통과로(11)에는, 진공포일(31)측에서 냉각가스가 공급되는 제1 기체실(R1)과, 제1 기체실(R1)보다 타겟포일(33)측에서 냉각가스가 공급되는 제2 기체실(R2)이 마련되며, 제1 기체실(R1)과 상기 제2 기체실(R2)과의 사이는 중간포일(32)에 의하여 구획되어 있다.

Description

액체타겟장치{LIQUID TARGET APPARATUS}
본 출원은 2019년 3월 22일에 출원된 일본 특허출원 제2019-054739호에 근거하여 우선권을 주장한다. 그 출원의 전체 내용은 이 명세서 중에 참고로 원용되어 있다.
본 발명은, 액체타겟장치에 관한 것이다.
종래, 이와 같은 분야의 기술로서, 하기 특허문헌 1, 2에 기재된 액체타겟장치가 알려져 있다. 이 액체타겟장치에는 타겟액체가 수용되고, 입자가속기로 가속된 하전입자선이 타겟액체에 조사되어 타겟액체의 방사성 동위원소(RI)가 생성된다.
특허문헌 1: 일본 특허공보 제4541445호 특허문헌 2: 일본 특허공보 제5442523호
상기의 액체타겟장치에서는, 타겟의 수용부의 상류측의 개구는 이른바 타겟포일로 덮여 있다. 이와 같은 장치 구성의 경우, 하전입자선의 조사시에 타겟포일이 파손되는 일이 있다. 타겟포일이 파손되면, 타겟액체가 입자가속기측으로 흘러들어갈 가능성이 있다.
본 발명은 상기를 감안하여 이루어진 것으로, 타겟포일의 파손시에도 타겟액체의 입자가속기측으로의 유출이 방지된 액체타겟장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 한 형태에 관한 액체타겟장치는, 타겟액체를 수용하는 액체수용부와, 입자가속기로부터 출사된 하전입자선을 상기 액체수용부까지 통과시키는 빔통과로와, 상기 빔통과로와 상기 액체수용부와의 사이를 구획하는 타겟포일과, 상기 빔통과로의 상류측에 마련된 진공영역과 상기 빔통과로를 구획하는 진공포일을 구비하고, 상기 빔통과로에는, 상기 진공포일측에서 냉각가스가 공급되는 제1 기체실과, 상기 제1 기체실보다 상기 타겟포일측에서 냉각가스가 공급되는 제2 기체실이 마련되며, 상기 제1 기체실과 상기 제2 기체실과의 사이는 중간포일에 의하여 구획되어 있다.
상기의 액체타겟장치에 의하면, 액체수용부의 타겟포일과 진공영역과의 사이에, 빔통과로를 구획하는 진공포일과 중간포일이 마련되어 있다. 따라서, 만일 타겟포일이 파손되어 액체수용부에 유지되는 타겟액체가 제2 기체실로 유출되었다고 해도, 중간포일에 의하여 그 이동이 규제되기 때문에, 타겟액체가 제1 기체실을 거쳐 진공영역으로 이동하는 것이 방지된다. 따라서, 타겟포일의 파손시에도 타겟액체의 입자가속기측으로의 유출을 방지할 수 있다.
여기에서, 상기 제1 기체실에 관한 냉각가스의 유통계와, 상기 제2 기체실에 관한 냉각가스의 유통계는, 서로 독립되어 있는 양태로 할 수 있다.
상기의 구성으로 함으로써, 만일 제2 기체실에 대하여 타겟액체가 유출되어, 냉각가스의 이동과 함께 계 외로 배출되었다고 해도, 제2 기체실에 관한 냉각가스의 유통계와 제1 기체실에 관한 냉각가스의 유통계는 독립되어 있으므로, 타겟액체가 제1 기체실 등으로 실수로 공급되는 것을 방지할 수 있다.
상기 제2 기체실로부터 배출되는 유체를 흘려보내는 배관과, 상기 배관에 마련되어 상기 유체에 포함되는 이물을 회수하기 위한 회수부를 더 갖는 양태로 할 수 있다.
상기와 같이, 제2 기체실로부터 배출되는 유체를 흘려보내는 배관에, 당해 유체에 포함되는 이물을 회수하기 위한 회수부가 마련되는 구성으로 함으로써, 만일 타겟액체가 제2 기체실로 새어 냉각가스의 이동과 함께 배관으로 흘렀다고 해도, 회수부에 있어서 타겟액체를 회수할 수 있기 때문에, 후단으로의 타겟액체의 유출을 방지할 수 있다.
상기 제1 기체실에 관한 냉각가스의 유통계는, 자장치(自裝置)와는 상이한 다른 액체타겟장치와 공유되는 양태로 할 수 있다.
하나의 입자가속기에는 복수의 액체타겟장치가 마련되는 경우, 냉각가스의 유통계는 다른 액체타겟장치와 공유될 수 있다. 이 경우에, 공유되는 유통계에, 타겟액체 등의 냉각가스와는 다른 이물이 혼입되면 영향이 광범위해질 가능성이 있다. 이에 대하여, 타겟액체를 수용하는 액체수용부로부터 떨어진 측의 제1 기체실에 관한 냉각가스의 유통계를 다른 액체타겟장치와 공유하는 구성으로 함으로써, 타겟포일의 파손이 발생한 경우에서도, 다른 액체타겟장치 등으로의 영향을 방지할 수 있다.
본 발명에 의하면, 타겟포일의 파손시에도 타겟액체의 입자가속기측으로의 유출이 방지된 액체타겟장치가 제공된다.
도 1은, 실시형태에 관한 액체타겟장치의 단면도이다.
도 2는, 액체타겟장치의 냉각가스의 공급계를 설명하는 도이다.
이하, 첨부도면을 참조하여, 본 발명을 실시하기 위한 형태를 상세하게 설명한다. 다만, 도면의 설명에 있어서는 동일요소에는 동일부호를 붙이고, 중복되는 설명을 생략한다.
도 1은, 방사성 동위원소 제조시스템에 이용되는 액체타겟장치의 개략구성도이다. 액체타겟장치(1)를 포함하는 방사성 동위원소 제조시스템(이하, "RI 제조시스템")은, 하전입자선(B)을 타겟액체(T)에 조사하여 방사성 동위원소(이하, "RI")를 제조하는 장치이다. 당해 시스템으로 제조된 RI는, 예를 들면 방사성 동위원소 표지화합물인 방사성 약제(방사성 의약품을 포함함)의 제조에 이용된다. 타겟액체(T)는, 예를 들면 18O수, 및 68Zn, 65Ni, natY 등 금속원소를 포함하는 산성용액 등이다. 이들 타겟액체(T)로부터 생성되는 방사성 동위원소 표지화합물로서는, 병원 등의 PET 검사(양전자단층촬영 검사)에 사용되는 것으로서, 18F-FDG(플루오로데옥시글루코스), 68Ga-PSMA, 64Cu-DOTA-trastuzumab, 89Zr-trastuzumab 등이 있다.
RI 제조시스템에는, 액체타겟장치(1) 외에 입자가속기(미도시)가 포함된다. 입자가속기는, 하전입자선(B)을 출사하는 가속기이다. 하전입자로서는, 예를 들면 양자, 중립자(중이온) 등을 들 수 있다. 다만, 입자가속기로서는, 예를 들면 사이클로트론, 선형가속기(라이낙) 등이 사용된다. 하전입자선으로서는, 예를 들면, 양자선, 중양자선, α선 등이 사용된다. 이하의 설명에 있어서는, 입자가속기로부터 출사되는 하전입자선의 상류, 하류에 대응시켜, "상류측", "하류측" 등의 용어를 이용하는 것으로 한다.
액체타겟장치(1)는, 당해 사이클로트론에 마련되는 하전입자선을 출사하는 포트에 마련된 매니폴드(90)에 대하여 장착된다. 사이클로트론은 가속공간 내의 하전입자선의 궤도를 조정하여, 포트로부터 하전입자선을 취출한다. 취출된 하전입자선은, 매니폴드(90)에 입사하여 액체타겟장치(1)에 도달한다.
액체타겟장치(1)는, 냉각유닛(10)과 타겟유지유닛(20)을 포함하여 구성된다. 다만, 본 실시형태에서는 냉각유닛(10)과 타겟유지유닛(20)을 나누어 설명하지만, 유닛의 구분 방법은 적절히 변경할 수 있다.
냉각유닛(10)은, 사이클로트론의 매니폴드(90)로부터 돌출한 상태로 마련되어 있다. 냉각유닛(10)은, 하전입자선(B)의 조사축에 대응하는 위치에 당해 하전입자선(B)을 통과시키기 위한 빔통과로(11)를 구비하고 있다. 빔통과로(11)는, 하전입자선(B)의 조사축을 중심선으로 하여 단면 원형으로 형성되며, 당해 조사축을 따라 뻗도록 형성되어 있다.
냉각유닛(10)은, 빔통과로(11) 상에 2세트의 포일을 구비하고 있다. 진공포일(31)은, 빔통과로(11) 중, 진공포일(31)보다 상류측의 영역을 진공으로 유지한다. 환언하면 진공포일(31)보다 상류측의 영역은 진공영역(A1)이 된다. 또, 중간포일(32)은, 빔통과로(11) 중 진공포일(31)보다 하류측에 마련된다. 진공포일(31) 및 중간포일(32)은, 타이타늄 또는 크로뮴 등의 금속이나 그 합금으로 형성된 원형상의 얇은 박이며, 두께가 10μm~100μm 정도로 되어 있다. 포일로서는, 예를 들면 철, 코발트, 니켈, 크로뮴, 몰리브데넘, 망가니즈, 텅스텐 등을 포함하는 하바포일 등을 이용할 수 있지만, 이들에 한정되는 것은 아니다. 또, 중간포일(32)은, 상기의 포일이 2매 중첩되어 마련되어 있어도 된다. 도 1에서는, 2매의 포일(32a, 32b)을 중첩하여 중간포일(32)이 형성되어 있는 상태를 나타내고 있다. 2매의 포일(32a, 32b)을 중첩하여 중간포일(32)을 형성하면, 중간포일(32)의 기계적강도를 높일 수 있다.
또, 냉각유닛(10)은, 빔통과로(11)에 헬륨 등의 냉각가스를 분사하는 2세트의 냉각유로(12, 13)를 갖고 있다. 냉각유로(12)는, 한 쌍의 냉각유로(12a, 12b)를 포함하여 구성된다. 또, 냉각유로(13)는, 한 쌍의 냉각유로(13a, 13b)를 포함하여 구성된다.
냉각유로(12)는, 빔통과로(11) 상의 진공포일(31)과 중간포일(32)의 사이에 마련된다. 냉각유로(12a, 12b)는 빔통과로(11)를 사이에 두고 대향하여 마련된다. 또, 냉각유로(12a, 12b)는, 각각 상류측을 향한 부분과 하류측을 향한 부분으로 분기되어 있다. 냉각유로(12a) 중 상류측을 향한 부분은, 상류측의 진공포일(31)에 대하여 냉각가스를 분사하고, 하류측을 향한 부분은, 중간포일(32)에 대하여 냉각가스를 분사한다(도 2도 참조). 냉각유로(12b)는, 냉각유로(12a)로부터 분사된 냉각가스를 빔통과로(11)로부터 배출하기 위한 유로로서 마련된다.
냉각유로(13)는, 빔통과로(11) 상의 중간포일(32)보다 하류측에 마련된다. 냉각유로(13a, 13b)는 빔통과로(11)를 사이에 두고 대향하여 마련된다. 또, 냉각유로(13a, 13b)는, 각각 상류측을 향한 부분과 하류측을 향한 부분으로 분기되어 있다. 냉각유로(13a) 중 상류측을 향한 부분은, 상류측의 중간포일(32)에 대하여 냉각가스를 분사하고, 하류측을 향한 부분은, 후술하는 타겟수용부(23)(액체수용부)에 대하여 냉각가스를 분사한다(도 2도 참조). 냉각유로(13b)는, 냉각유로(13a)로부터 분사된 냉각가스를 빔통과로(11)로부터 배출하기 위한 유로로서 마련된다.
타겟유지유닛(20)은, 대략 원주형상이며, 타겟포일(33), 타겟용기부(21), 냉각기구(22)를 구비하고 있다. 타겟유지유닛(20)은, 냉각유로(13)보다 하류측에 있어서 냉각유닛(10)과 연결되어 있다.
타겟용기부(21)는, 타겟유지유닛(20)의 상류측에 배치되어 있다. 타겟용기부(21)와 상류측의 냉각유닛(10)과의 사이에는 타겟포일(33)이 끼워져 있다. 다만, 타겟유지유닛(20)을 구성하는 부재에 의하여 타겟포일(33)을 끼워 지지하는 구성으로 해도 되고, 도 1에 나타내는 바와 같이 냉각유닛(10)을 구성하는 부재에 의하여 타겟포일(33)을 끼워 지지하는 구성으로 해도 된다.
도 1에 나타내는 구성의 경우, 타겟포일(33)의 정면측의 면의 일부는, 빔통과로(11)에 대하여 노출하고 있다. 타겟포일(33)은, 빔의 통과를 허용하는 한편, 타겟액체(T)나 헬륨가스와 같은 유체의 통과를 차단한다. 타겟포일(33)은, 예를 들면 하바포일 또는 나이오븀 등의 금속 또는 합금으로 형성된 원형상의 얇은 박이며, 그 두께가 10μm~50μm 정도로 되어 있다.
타겟용기부(21)는, 정면에서 보아 중앙부에 형성되고 타겟액체(T)를 수용 가능한 타겟수용부(23)와, 타겟수용부(23)의 상방에 위치하고 타겟수용부(23)에 연통하는 버퍼부(24)를 구비하고 있다. 타겟수용부(23) 및 버퍼부(24)는, 타겟용기부(21)의 정면측이 타겟포일(33)에 의하여 막혀 형성되는 폐쇄공간으로 구성된다. 이 폐쇄공간의 일부가, 타겟액체(T)가 저장되는 타겟수용부(23)이며, 상기 폐쇄공간 중 타겟액체(T)의 액면보다 상방의 부분이 버퍼부(24)이다. 환언하면, 타겟수용부(23) 및 버퍼부(24)와 빔통과로(11)와의 사이는, 타겟포일(33)에 의하여 구획된다. 타겟수용부(23)에는, 배관(41)을 통하여 타겟액체(T)가 공급 충전되고, 처리 후의 타겟액체(T)는 다시 배관(41)을 통하여 회수된다.
타겟수용부(23) 및 버퍼부(24)를 구성하는 배면벽(43)의 더 배면측에, 냉각기구(22)가 마련되어 있다. 냉각기구(22)는, 배면벽(43)에 접촉하는 냉각수를 공급하여 타겟수용부(23) 및 버퍼부(24)를 냉각한다. 냉각기구(22)는, 배면벽(43)의 바로 배면측의 배면수로(45)와, 이 배면수로(45)에 냉각수를 도입하는 도수로(導水路)(47)와, 배면수로(45)로부터 냉각수를 배출하는 배수로(49)를 갖고 있다. 냉각수는, 도수로(47)에 접속된 냉각수공급배관을 통하여 외부로부터 공급된다. 이와 같은 냉각기구(22)에 의하여, 타겟수용부(23) 내의 타겟액체(T)가 냉각된다. 또, 냉각기구(22)에 의하여 버퍼부(24)가 냉각됨으로써, 타겟수용부(23) 내의 타겟액체(T)로부터 증발한 증기는 버퍼부(24)에서 응축되어, 자체 무게로 타겟수용부(23) 내로 돌아간다. 다만, 타겟수용부(23) 및 버퍼부(24)는, 배관(51)을 통하여 공급되는 불활성 가스(예를 들면 He)에 의하여 가압되고, 이것에 의하여, 타겟액체(T)의 비점이 상승한다.
이와 같이, 액체타겟장치(1)에서는, 진공포일(31), 중간포일(32) 및 타겟포일(33)에 의하여, 빔통과로(11) 상에 냉각가스가 통과하는 2개의 기체실이 형성되어 있다. 즉, 냉각유로(12)(12a, 12b)에 의하여 냉각가스가 공급되는 제1 기체실(R1)과, 냉각유로(13)(13a, 13b)에 의하여 냉각가스가 공급되는 제2 기체실(R2)이 빔통과로(11) 상에 형성된다. 제1 기체실(R1)과 제2 기체실(R2)과의 사이는 중간포일(32)에 의하여 구획되어 있다.
다음으로, 도 2를 참조하면서, 제1 기체실(R1)과 제2 기체실(R2)에 대하여 공급되는 냉각가스의 흐름에 대하여 설명한다. 액체타겟장치(1)에서는, 제1 기체실(R1)에 대하여 공급되는 냉각가스의 유통계와 제2 기체실(R2)에 대하여 공급되는 냉각가스의 유통계는 서로 독립시킬 수 있다. 다만, 냉각가스의 유통계란, 기체실로의 냉각가스의 공급 및 기체실로부터의 냉각가스의 배출에 관한 배관계통을 말한다.
도 2에서는, 3개의 액체타겟장치(1)(1A, 1B, 1C)를 나타내고 있다. 도 1에서는, 1개의 액체타겟장치(1)에 대하여 설명했지만, 실제로는 1개의 입자가속기에 대하여 복수의 액체타겟장치(1)가 장착되는 경우가 있다. 예를 들면, 입자가속기가 사이클로트론인 경우, 사이클로트론에는 복수의 포트가 마련되어, 각 포트에 대하여 매니폴드를 통하여 액체타겟장치(1)가 장착되는 경우가 있다. 이와 같은 경우, 복수의 액체타겟장치(1)끼리는 어느 정도 근접한 상태로 설치된다. 도 2에서는, 3개의 액체타겟장치(1)(1A, 1B, 1C)가 평행하게 배치되어 있는 상태를 모식적으로 나타내고 있지만, 실제로는 입자가속기의 구성 등에 따라, 인접하는 액체타겟장치(1) 사이에서 설치각도가 다른 경우가 있다.
이와 같은 경우, 상류측의 제1 기체실(R1)에 대하여 공급되는 냉각가스는, 인접하는 액체타겟장치(1) 사이에서 공유할 수 있다. 즉, 제1 기체실(R1)에 대하여 공급되는 냉각가스의 유통계(S1)는, 다른 액체타겟장치와 공유되고 있다. 도 2에 나타내는 예의 경우, 액체타겟장치(1A)에 대하여 공급된 냉각가스는, 냉각유로(12b)로부터 배출된 후 배관(L1)을 경유하여 액체타겟장치(1B)의 냉각유로(12a)로부터 액체타겟장치(1B)의 빔통과로(11)(제1 기체실(R1))에 공급된다. 그리고, 액체타겟장치(1B)의 제1 기체실(R1)에 공급된 냉각가스는, 냉각유로(12b)로부터 배출된 후, 배관(L2)을 경유하여 액체타겟장치(1C)의 냉각유로(12a)로부터 액체타겟장치(1C)에 공급된다. 이와 같이, 제1 기체실(R1)에 대한 냉각가스의 유통계에 대해서는, 복수의 액체타겟장치(1) 근린의 액체타겟장치(1)의 제1 기체실(R1)에 대하여 마련된 냉각유로끼리를 배관에 의하여 접속하고, 당해 배관을 통하여 냉각가스를 공급하는 구성으로 할 수 있다.
한편, 제2 기체실(R2)로의 냉각가스의 유통계(S2)는, 인접하는 액체타겟장치(1)와는 독립하여 마련할 수 있다. 도 2에서는, 액체타겟장치(1B)에 대하여 공급되는 냉각가스의 유통계(S2)를 나타내고 있다. 이 공급계에서는, 헬륨냉각가압장치(61)에 있어서 냉각된 냉각가스(헬륨가스)가 배관(L3)을 거쳐 냉각유로(13a)에 대하여 보내지고, 냉각유로(13a)로부터 제2 기체실(R2)에 공급된다. 이와 같이, 제1 기체실(R1)에 관한 냉각가스의 유통계와 제2 기체실(R2)에 관한 냉각가스의 유통계는 서로 독립되게 할 수 있다.
다만, 제2 기체실(R2)로부터 냉각유로(13b)를 거쳐 배출된 냉각가스는, 배관(L4)을 거쳐 헬륨냉각가압장치(61)로 반송된다. 다만, 배관(L4) 상에는, 기수(氣水)분리장치(62) 및 필터(63)가 마련되어 있다. 기수분리장치(62) 및 필터(63)는, 타겟포일(33)이 파손되어, 타겟액체(T)가 배관(L4)에 유입한 경우에 타겟액체(T)를 포함하는 이물을 회수하는 회수부로서 기능한다. 여기에서의 "이물"이란, 본래 유통계(S1, S2)를 흐르는 유체인 냉각가스와는 다른 물질 전반을 말한다. 본래 배관(L4)을 흐르는 유체는 헬륨가스뿐이다.
기수분리장치(62)는, 배관(L4)에 흐르는 유체(헬륨가스)에 타겟포일(33)의 파손에 의하여 타겟액체(T)가 포함되는 경우에 당해 액체가 후단으로 흐르는 것을 방지하기 위하여 마련된다. 기수분리를 위한 장치 구성은 특별히 한정되지 않지만, 도 2와 같이 탱크의 형상을 변경하여 기수분리가 가능한 구성으로 해도 된다. 또, 기수분리장치(62)에 있어서 회수된 액체 또는 기체에 대하여 중화처리를 행하는 기능을 갖고 있어도 된다.
필터(63)는, 배관(L4)을 흐르는 기체 중에 포함되는 수증기 등을 제거하기 위하여 마련된다. 또, 기체 중에 헬륨가스와는 다른 성분의 가스 등이 포함되는 경우에는, 당해 성분을 흡착 가능한 필터를 이용해도 된다.
제2 기체실(R2)로부터 흐르는 가스는, 배관(L4) 상의 기수분리장치(62) 및 필터(63)를 거쳐 헬륨냉각가압장치(61)로 반송된다. 가스가 기수분리장치(62) 및 필터(63)를 거침으로써, 타겟포일(33)이 파손되었을 때에도 유입한 타겟액체(T)를 제거하는 것이 가능해지기 때문에, 헬륨냉각가압장치(61)의 손상을 방지할 수 있다.
상기와 같이, 본 실시형태에 관한 액체타겟장치(1)에서는, 타겟수용부(23)(액체수용부)를 구획하는 타겟포일(33)과 상류측의 진공영역(A1)과의 사이에, 빔통과로(11)를 구획하는 진공포일(31)과 중간포일(32)이 마련되어 있다. 따라서, 만일 타겟포일(33)이 파손되어 타겟수용부(23)에 유지되는 타겟액체가 제2 기체실(R2)로 유출했다고 해도, 중간포일(32)에 의하여 그 이동이 규제된다. 따라서, 타겟액체가 제1 기체실(R1)을 거쳐 상류측의 진공영역으로 이동하는 것이 방지된다. 따라서, 타겟포일(33)의 파손시에도 타겟액체가 입자가속기측으로 유출하는 것을 방지할 수 있다.
종래의 구성에서는, 중간포일(32)이 마련되어 있지 않고, 냉각가스가 통과하는 기체실은 1실로 구성되어 있기 때문에, 타겟포일(33)이 파손되어 타겟액체(T)가 기체실로 새어나간 경우, 진공포일(31)의 하류측까지 타겟액체(T)가 흐를 가능성이 있다. 이 경우, 만일 진공포일(31)이 파손되면, 상류의 진공영역(A1)까지 타겟액체(T)가 흐를 가능성이 있다. 진공영역(A1)까지 타겟액체(T)가 흐르면, 상류측의 입자가속기에 영향을 줄 가능성이 있다. 특히, 산성의 타겟액체(T)를 이용하는 경우는, 진공영역(A1)이 산에 의하여 부식되어, 중대한 영향을 줄 가능성이 있다. 이에 대하여, 본 실시형태에 관한 액체타겟장치(1)에서는, 빔통과로(11)에 중간포일(32)에 의하여 구획된 2개의 기체실을 마련함으로써, 타겟액체(T)가 새어나와 진공포일(31)까지 도달하는 것을 방지하고 있다. 따라서, 타겟포일(33)이 파손되었다고 해도, 입자가속기측으로의 타겟액체(T)의 이동을 억제할 수 있다.
또, 제1 기체실(R1)에 관한 냉각가스의 유통계(S1)와, 제2 기체실(R2)에 관한 냉각가스의 유통계(S2)는 서로 독립되어 있는 양태로 할 수 있다. 이와 같은 구성으로 함으로써, 만일 제2 기체실(R2)에 대하여 타겟액체(T)가 유출하여, 냉각가스의 이동과 함께 유통계(S2)를 거쳐 계 외로 배출되었다고 해도, 제2 기체실(R2)에 관한 냉각가스의 유통계(S2)와 제1 기체실(R1)에 관한 냉각가스의 유통계(S1)는 독립되어 있으므로, 타겟액체(T)가 제1 기체실(R1) 등으로 실수로 공급되는 것을 방지할 수 있다. 즉, 제2 기체실(R2)만이 타겟액체(T)에 접하게 되고, 제1 기체실(R1)은 타겟액체(T)에 접하는 것을 방지하는 것이 가능해지기 때문에, 입자가속기측으로의 타겟액체(T)의 이동을 방지할 수 있다.
또, 제2 기체실(R2)로부터 배출되는 유체를 흘려보내는 배관(L4)과, 배관(L4)에 마련되어 유체에 포함되는 이물을 회수하기 위한 회수부로서의 기수분리장치(62) 및 필터(63)를 더 갖는 양태로 할 수 있다. 이와 같은 구성으로 함으로써, 만일 타겟액체(T)가 제2 기체실(R2)로 새어 냉각가스의 이동과 함께 배관(L4)으로 흘렀다고 해도, 회수부에 있어서 타겟액체(T)에 관한 이물을 회수할 수 있기 때문에, 후단으로의 타겟액체(T)의 유출을 방지할 수 있다. 즉, 계 외로의 타겟액체(T)에 관한 이물의 배출을 방지할 수 있음과 함께, 헬륨냉각가압장치(61) 등의 제2 기체실(R2)에 대하여 냉각가스를 공급하기 위한 펌프 및 배관 등이 타겟액체(T)에 관한 물질에 접하는 것을 방지할 수 있다.
또, 상기와 같이, 제1 기체실(R1)에 관한 냉각가스의 유통계(S1)는, 자장치와는 상이한 다른 액체타겟장치와 공유된다. 하나의 입자가속기에는 복수의 액체타겟장치가 마련되는 경우, 냉각가스의 유통계는 다른 액체타겟장치와 공유될 수 있다. 이와 같은 경우, 공유되는 유통계에 타겟액체(T) 등의 냉각가스와는 다른 이물이 혼입되면 영향이 광범위해질 가능성이 있지만, 상기의 액체타겟장치(1)와 같이, 타겟수용부(23)로부터 떨어진 측의 제1 기체실(R1)에 관한 냉각가스의 유통계를 다른 액체타겟장치와 공유하는 구성으로 함으로써, 타겟포일(33)의 파손이 발생한 경우에도, 다른 액체타겟장치 등으로의 영향을 방지할 수 있다.
본 발명은, 상술한 실시형태를 비롯하여, 당업자의 지식에 근거하여 다양한 변경, 개량을 실시한 다양한 형태로 실시할 수 있다. 또, 상술한 실시형태에 기재되어 있는 기술적사항을 이용하여, 변형예를 구성하는 것도 가능하다. 각 실시형태의 구성을 적절히 조합하여 사용해도 된다.
예를 들면, 액체타겟장치(1)를 구성하는 각 부의 형상 등은 적절히 변경할 수 있다. 예를 들면, 제2 기체실(R2)은 냉각유닛(10)의 일부로서 설명했지만, 제2 기체실(R2)에 관한 구성을 타겟유지유닛(20)의 일부로서 구성해도 된다.
또, 포일을 지지하는 구조 등은 상기 실시형태에서 설명한 것에 한정되지 않는다. 또, 중간포일(32)은 2매 중첩으로 하지 않아도 되고, 1매의 포일로 구성되어 있어도 된다.
또, 빔통과로(11)에 마련되는 기체실의 수는 3 이상이어도 된다. 단, 기체실의 수가 증가할 때마다 기체실을 구획하기 위한 부재(중간포일(32)에 대응하는 부재)의 수가 증가하기 때문에, 타겟액체(T)에 대한 하전입자선의 조사효율은 저하할 것으로 생각된다.
또, 제1 기체실(R1)에 관한 냉각가스의 유통계(S1)와 제2 기체실(R2)에 관한 냉각가스의 유통계(S2)가 독립되어 있지 않은 구성이어도 된다. 단, 예를 들면, 제2 기체실(R2)로부터 배출되는 냉각가스가 제1 기체실(R1)에 직접 공급되는 것을 방지하는 구성으로 함으로써, 상기와 같이 제2 기체실(R2)로 타겟액체(T)가 새어나온 경우에 제1 기체실(R1)에 타겟액체(T)에 관한 이물이 흐르는 것을 방지할 수 있다. 또, 제1 기체실(R1)에 관한 냉각가스의 유통계(S1)에 대해서는, 다른 액체타겟장치(1)와 공유되어 있지 않은 구성이어도 된다.
또, 회수부로서의 기수분리장치(62) 및 필터(63)는, 액체타겟장치(1)에 이상이 발생하고 있지 않을 때, 즉, 타겟포일(33)이 파손되어 있지 않을 때는 회수부로서의 기능을 발휘하지 않는 상태로 해도 된다. 이 경우, 어떠한 이상을 검지한 단계에서 회수부로서의 기능을 발휘하도록 제어하는 구성으로 함으로써, 상기 실시형태에서 설명한 회수부로서의 기능을 실현할 수 있다.
1, 1A, 1B, 1C…액체타겟장치
10…냉각유닛
11…빔통과로
12, 12a, 12b, 13, 13a, 13b…냉각유로
20…타겟유지유닛
21…타겟용기부
22…냉각기구
23…타겟수용부
24…버퍼부
31…진공포일
32…중간포일
33…타겟포일
61…헬륨냉각가압장치
62…기수분리장치
63…필터

Claims (4)

  1. 타겟액체를 수용하는 액체수용부와,
    입자가속기로부터 출사된 하전입자선을 상기 액체수용부까지 통과시키는 빔통과로와,
    상기 빔통과로와 상기 액체수용부의 사이를 구획하는 타겟포일과,
    상기 빔통과로의 상류측에 마련된 진공영역과 상기 빔통과로를 구획하는 진공포일을 구비하고,
    상기 빔통과로에는, 상기 진공포일측에서 냉각가스가 공급되는 제1 기체실과, 상기 제1 기체실보다 상기 타겟포일측에서 냉각가스가 공급되는 제2 기체실이 마련되며,
    상기 제1 기체실과 상기 제2 기체실과의 사이는 중간포일에 의하여 구획되어 있는, 액체타겟장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 기체실에 관한 냉각가스의 유통계와, 상기 제2 기체실에 관한 냉각가스의 유통계는, 서로 독립되어 있는, 액체타겟장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 제2 기체실로부터 배출되는 유체를 흘려보내는 배관과,
    상기 배관에 마련되어 상기 유체에 포함되는 이물을 회수하기 위한 회수부를 더 갖는, 액체타겟장치.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 제1 기체실에 관한 냉각가스의 유통계는, 자장치와는 상이한 다른 액체타겟장치와 공유되는, 액체타겟장치.
KR1020200033908A 2019-03-22 2020-03-19 액체타겟장치 KR20200112721A (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JPJP-P-2019-054739 2019-03-22
JP2019054739A JP7209566B2 (ja) 2019-03-22 2019-03-22 液体ターゲット装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20200112721A true KR20200112721A (ko) 2020-10-05

Family

ID=69846290

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020200033908A KR20200112721A (ko) 2019-03-22 2020-03-19 액체타겟장치

Country Status (6)

Country Link
US (1) US11783957B2 (ko)
EP (1) EP3716737A1 (ko)
JP (1) JP7209566B2 (ko)
KR (1) KR20200112721A (ko)
CN (1) CN111724927B (ko)
TW (1) TWI756649B (ko)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US12033768B2 (en) 2021-05-20 2024-07-09 Curium Us Llc Target carrier assembly and irradiation system
CN115103503B (zh) * 2022-08-26 2022-11-22 合肥中科离子医学技术装备有限公司 液体靶装置

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4541445B2 (ja) 2007-06-08 2010-09-08 住友重機械工業株式会社 放射性同位元素製造装置及び放射性同位元素の製造方法
JP5442523B2 (ja) 2010-04-13 2014-03-12 住友重機械工業株式会社 ターゲットおよびターゲット装置

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2122197A1 (en) * 1971-05-05 1972-11-16 Nukem Gmbh, 6451 Wolfgang Gaseous nuclear reaction - from acceleration of ionised gas into multiple linked foil separated gas chambers
JPS51119116A (en) 1975-04-09 1976-10-19 Daido Steel Sheet Corp Heat insulating panel
JPH0619120Y2 (ja) * 1987-06-30 1994-05-18 株式会社日本製鋼所 液体用ターゲットボックス
KR100293690B1 (ko) * 1998-09-15 2001-07-12 장인순 방사성동위원소액체표적조사장치
US6586747B1 (en) * 2000-06-23 2003-07-01 Ebco Industries, Ltd. Particle accelerator assembly with liquid-target holder
US20060062342A1 (en) * 2004-09-17 2006-03-23 Cyclotron Partners, L.P. Method and apparatus for the production of radioisotopes
BE1019054A3 (fr) * 2009-11-30 2012-02-07 Ion Beam Applic Sa Dispositif de production de radio-isotopes.
JP6099184B2 (ja) * 2012-05-16 2017-03-22 住友重機械工業株式会社 放射性同位元素製造装置
EP3142709A4 (en) * 2014-05-15 2017-12-20 Mayo Foundation for Medical Education and Research Solution target for cyclotron production of radiometals
CN104010431B (zh) * 2014-05-15 2016-04-06 上海原子科兴药业有限公司 一种fdg靶系统
US10109383B1 (en) * 2017-08-15 2018-10-23 General Electric Company Target assembly and nuclide production system

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4541445B2 (ja) 2007-06-08 2010-09-08 住友重機械工業株式会社 放射性同位元素製造装置及び放射性同位元素の製造方法
JP5442523B2 (ja) 2010-04-13 2014-03-12 住友重機械工業株式会社 ターゲットおよびターゲット装置

Also Published As

Publication number Publication date
EP3716737A1 (en) 2020-09-30
JP2020153911A (ja) 2020-09-24
TW202102067A (zh) 2021-01-01
TWI756649B (zh) 2022-03-01
JP7209566B2 (ja) 2023-01-20
US20200305268A1 (en) 2020-09-24
US11783957B2 (en) 2023-10-10
CN111724927A (zh) 2020-09-29
CN111724927B (zh) 2024-07-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20200112721A (ko) 액체타겟장치
JP6352897B2 (ja) ターゲットウィンドウ、ターゲットシステム及びアイソトープ製造システム
US20210375498A1 (en) Radioisotope production
EP3473063B1 (en) Target assembly and isotope production system having a grid section
KR102579109B1 (ko) 타겟 조립체 및 핵종 생성 시스템
US10990016B2 (en) Extreme ultraviolet light generation device
KR20240122927A (ko) 더블 널 액체 금속 다이버터
US8670513B2 (en) Particle beam target with improved heat transfer and related apparatus and methods
JP6968163B2 (ja) ターゲットアセンブリ及び同位体製造システム
WO2010126529A1 (en) Particle beam target with improved heat transfer and related apparatus and methods
JP2018013465A (ja) 放射性核種製造装置、ターゲット装置及び放射性薬剤の製造方法
CN115132394A (zh) Ri制造装置及靶容纳装置
CN113470844A (zh) 靶装置
Jimenez Vacuum upgrade
Horikawa et al. Proceedings of workshop on physics with polarized beam

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal