TW202105413A - 標靶照射系統、及來自固體標靶的放射性同位素的回收方法 - Google Patents

標靶照射系統、及來自固體標靶的放射性同位素的回收方法 Download PDF

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Abstract

本發明之標靶照射系統，係對具有金屬層之固體標靶照射從粒子加速器射出之帶電粒子束而生成金屬層的放射性同位素，該標靶照射系統係具備：標靶照射裝置，其係配置在設置於建築物之室內，能夠將固體標靶保持於帶電粒子束的照射位置並對固體標靶照射帶電粒子束；及溶解裝置，其係配置在室內，並使附著於藉由標靶照射裝置已完成帶電粒子束的照射之固體標靶上之放射性同位素溶解。

Description

標靶照射系統、及來自固體標靶的放射性同位素的回收方法
本申請案係主張基於2019年3月28日申請之日本專利申請第2019-063353號的優先權。該日本申請案的全部內容係藉由參閱而援用於本說明書中。 本發明係關於一種標靶照射系統、及來自固體標靶的放射性同位素的回收方法。
如專利文獻1所示，已知有一種具備自屏蔽體之自屏蔽迴旋加速器系統，該自屏蔽體在內部收納迴旋加速器，抑制從迴旋加速器所釋放之放射線釋放到外部。近年來，開發出一種藉由對具有金屬層之標靶照射帶電粒子束來取得固體放射性同位素(RI：Radio Isotope)之裝置。該種放射性同位素，是被用於：用來製造在醫院等PET檢查(正子斷層攝影檢查)等中所使用之放射性藥劑。例如，在專利文獻2中，將附著有固體的放射性同位素之標靶搬運到溶解裝置，並藉由在該溶解裝置內溶解放射性同位素，來進行該RI的回收。 [先前技術文獻] [專利文獻]
專利文獻1：日本特開2000-105293號公報 專利文獻2：日本特開2014-115229號公報
[發明所欲解決之問題]
在此，經帶電粒子束照射後的標靶會呈放射化。從而，要求將標靶從照射裝置取出並快速使放射性同位素在溶解裝置中溶解。
本發明的目的在於提供一種能夠將標靶從照射裝置取出並快速使放射性同位素在溶解裝置中溶解之標靶照射系統、及來自固體標靶的放射性同位素的回收方法。 [解決問題之技術手段]
本發明之標靶照射系統，其係對具有金屬層之固體標靶照射從粒子加速器射出之帶電粒子束而生成金屬層的放射性同位素，該標靶照射系統係具備：標靶照射裝置，其係配置在設置於建築物之室內，能夠將固體標靶保持於帶電粒子束的照射位置並對固體標靶照射帶電粒子束；及溶解裝置，其係配置在室內，並使附著於藉由標靶照射裝置已完成帶電粒子束的照射之固體標靶上之放射性同位素溶解。
在本發明之標靶照射系統中，標靶照射裝置係能夠將固體標靶保持於帶電粒子束的照射位置並對固體標靶照射帶電粒子束。藉此，在固體標靶的金屬層中，在被照射帶電粒子束之部位形成放射性同位素。又，溶解裝置係使附著於藉由標靶照射裝置已完成帶電粒子束的照射之固體標靶上之放射性同位素溶解。藉此，藉由回收溶解液而能夠回收放射性同位素。在此，標靶照射裝置及溶解裝置係配置在設置於建築物之室內。從而，將帶電粒子束照射於固體標靶之製程、及藉由溶解放射性同位素而回收之製程，皆是在室內進行。從而，能夠將固體標靶從標靶照射裝置取出並快速使放射性同位素在溶解裝置中溶解。
標靶照射系統，其係進一步具備將標靶照射裝置支撐於室內地板之支撐部，溶解裝置係可以藉由支撐部而被支撐於地板。在該情況下，由於標靶照射裝置及溶解裝置藉由共同的支撐部而被支撐，因此能夠將兩者配置於接近的位置。
標靶照射系統，可以進一步具備搬運裝置，該搬運裝置將藉由標靶照射裝置之保持已被解除之固體標靶搬運至溶解裝置。在該情況下，能夠將固體標靶從標靶照射裝置快速搬運至溶解裝置。
標靶照射系統，可以進一步具備屏蔽防護體，該屏蔽防護體設置於室內，並將粒子加速器和標靶照射裝置收納於內部，以阻斷從粒子加速器及標靶照射裝置所釋放之放射線，溶解裝置係設置於屏蔽防護體內。在該情況下，屏蔽防護體係當將固體標靶從標靶照射裝置搬運到溶解裝置時，能夠阻斷放射線。
標靶照射系統，可以進一步具備搬運裝置和控制部，該搬運裝置係將固體標靶從標靶照射裝置搬運到溶解裝置，控制部係將搬運裝置控制成：在對金屬層照射帶電粒子束之後，將保持於標靶照射裝置之固體標靶向溶解裝置進行搬運。藉此，藉由搬運裝置之固體標靶的搬運係藉由控制部被自動地進行。藉此，能夠進一步抑制作業人員暴露於放射線中。又，由於控制部自動地進行固體標靶的搬運，因此能夠謀得縮短作業時間。
標靶照射系統，可以進一步具備屏蔽防護體，該屏蔽防護體係設置於室內，並將粒子加速器和標靶照射裝置收納於內部，以阻斷從粒子加速器及標靶照射裝置所釋放之放射線，前述標靶照射系統係具備：收納部，其係在屏蔽防護體內包覆溶解裝置；及排氣部，其係將收納部內的氣體排出到屏蔽防護體的外部。在該情況下，在溶解裝置的溶解液已氣化之情況下，藉由收納部可以抑制氣體擴散到屏蔽防護體內。又，收納部內的氣體可藉由排氣部排出到屏蔽防護體的外部。藉此，能夠抑制屏蔽防護體內的其他設備藉由氣體而被腐蝕。
標靶照射系統，可以進一步具備搬運固體標靶之搬運裝置，該搬運裝置支撐複數個固體標靶。在該情況下，搬運裝置無需中途進行固體標靶的拆卸作業，便能夠將複數個固體標靶搬運到照射位置及溶解位置。藉此，能夠減少由拆卸作業引起之暴露於放射線的影響。
標靶照射系統，可以進一步具備支撐固體標靶之支撐裝置，該標靶照射裝置係具備射出帶電粒子束之照射埠，溶解裝置係具備進行溶解液的供給及回收之溶解埠，支撐裝置連接於照射埠且連接於溶解埠。在該情況下，支撐裝置能夠兼作標靶照射裝置的一部分及溶解裝置的一部分。
溶解裝置可以具備進行溶解液的供給及回收之複數個溶解埠。在該情況下，無需進行溶解埠的更換作業，便能夠進行複數個核素的放射性同位素的溶解製程。
標靶照射系統，係對具有金屬層之固體標靶照射從粒子加速器射出之帶電粒子束而生成金屬層的放射性同位素，該標靶照射系統係具備：標靶照射裝置，其係能夠將固體標靶保持於帶電粒子束的照射位置，並對固體標靶照射帶電粒子束；及溶解裝置，其係使附著於藉由標靶照射裝置已完成帶電粒子束的照射之固體標靶上之放射性同位素溶解，標靶照射裝置及溶解裝置係配置在設置於建築物之同一室內。依據該標靶照射系統，能夠取得與上述標靶照射系統相同之作用和效果。
來自固體標靶的放射性同位素的回收方法，其係回收附著於具有金屬層之固體標靶上之該金屬層的放射同位素，該來自固體標靶的放射性同位素的回收方法係藉由在設置於建築物之屏蔽室內所配置之標靶照射裝置對固體標靶照射帶電粒子束而在固體標靶上生成放射性同位素，並藉由能夠搬運固體標靶之搬運裝置將已完成帶電粒子束的照射之固體標靶向配置在屏蔽室內之溶解裝置進行搬運，藉由溶解裝置而使附著於固體標靶上之放射性同位素溶解。依據該回收方法，將帶電粒子束照射於固體標靶之製程、搬運固體標靶之製程、及藉由溶解放射性同位素而回收之製程，皆是在屏蔽室內進行。從而，能夠將固體標靶從標靶照射裝置取出並快速使放射性同位素在溶解裝置中溶解。又，在各製程中，能夠阻斷放射線。 [發明之效果]
依本發明，能夠提供一種能夠將標靶從照射裝置取出並快速使放射性同位素在溶解裝置中溶解之標靶照射系統、及來自固體標靶的放射性同位素的回收方法。
以下，參照圖式，對本發明的較佳實施形態進行詳細說明。另外，各圖中對相同部分或等同部分標註相同的符號，並省略重複說明。
如圖1所示，自屏蔽迴旋加速器系統100係設置於建築物150的內部之系統。本實施形態之自屏蔽迴旋加速器系統100係使用帶電粒子束製造放射性同位素(以下，有時稱作RI)之系統。自屏蔽迴旋加速器系統100例如能夠作為PET用迴旋加速器而使用，該系統中製造出之RI例如用於製造作為放射性同位素標誌化合物(RI化合物)之放射性藥劑(包括放射性醫藥品)。作為在醫院等PET檢查(正電子斷層攝影檢查)中使用之放射性同位素標誌化合物，有18 F-FLT(氟代胸苷)、18 F-FMISO(氟代噻唑)及11 C-雷氯必利(raclopride)等。
自屏蔽迴旋加速器系統100，是具備迴旋加速器2(粒子加速器)、標靶照射系統3及屏蔽防護體4。自屏蔽迴旋加速器系統100，是在建築物150的內部的迴旋加速器室152中設置於該建築物的地板151上。迴旋加速器室152，係用混凝土(屏蔽壁)包覆之房屋。從而，使用者藉由使用自屏蔽迴旋加速器系統100而能夠在建築物內當場取得放射性同位素。
迴旋加速器2，係射出帶電粒子束之加速器。迴旋加速器2，係從離子源將帶電粒子供給到加速空間內，並將加速空間內的帶電粒子進行加速而輸出帶電粒子束之圓形加速器。迴旋加速器2，是具有一對磁極、真空箱、包圍該等一對磁極及真空箱之環狀軛。一對磁極的一部分，是在真空箱內主表面彼此隔開既定間隔而相面對。在該等一對磁極的間隙內，帶電粒子被多重加速。作為帶電粒子，例如可舉出質子、重粒子(重離子)等。在本實施形態中，迴旋加速器2具備射出帶電粒子束之複數個端口2a。於複數個端口2a之一，形成有後述標靶照射裝置20。迴旋加速器2，係調整加速空間內的帶電粒子束的軌道，從所希望的端口2a取出帶電粒子束。
屏蔽防護體4，是設置於室內(迴旋加速器室152內)，並將迴旋加速器2和後述標靶照射裝置20收納於內部，以阻斷從迴旋加速器2及後述標靶照射裝置20所釋放之放射線。屏蔽防護體4，是配置於建築物內，並將迴旋加速器2收納於內部，以抑制從迴旋加速器2所釋放之放射線釋放到迴旋加速器室152。屏蔽防護體4，是藉由全方位包覆迴旋加速器2而能夠全方位阻斷放射線。在本實施形態中，屏蔽防護體4具有六面體的箱形構造，但形狀並無特別的限定。屏蔽防護體4，係將建築物150的內部空間(迴旋加速器室152)和自屏蔽迴旋加速器系統100的內部空間120予以隔開。建築物150的內部空間可以構成為設置其他設備，或者作業人員等能夠通行之空間。從而，在建築物的室內僅配置迴旋加速器2者與本實施形態的自屏蔽迴旋加速器系統100不同，構成建築物的房間之周圍的牆壁不適合於屏蔽防護體4。屏蔽防護體4的牆壁，例如藉由聚乙烯、鐵、鉛、重混凝土等材質構成。在屏蔽防護體4內，除了迴旋加速器2以外，亦配置有用於使該迴旋加速器2運行的真空泵或配線等。又，在屏蔽防護體4內，亦配置有標靶照射系統3的構成要件。從而，屏蔽防護體4，係作為將後述標靶照射裝置20支撐於迴旋加速器室152的地板151之支撐部而發揮功能。後述溶解裝置21，係藉由作為支撐部而發揮功能之屏蔽防護體4而被支撐於地板151上。依據如上所述構成，後述標靶照射裝置20及後述溶解裝置21，是配置在設置於建築物150之同一室內(迴旋加速器室152內)。
標靶照射系統3，係對固體標靶10照射帶電粒子束，並回收使藉由該照射而生成之放射性同位素溶解之部分。標靶照射系統3，是形成於迴旋加速器2的外周部附近，並配置在屏蔽防護體4內。包含藉由標靶照射系統3所取得之放射性同位素之溶解液，是經由輸送管161而被運送到進行溶解液中的放射性同位素的純化之純化裝置或進行藥劑合成之合成裝置等裝置160。
參照圖2，對固體標靶10進行說明。固體標靶10具備標靶基板13及金屬層11。具體而言，如圖2所示，固體標靶10在由金屬板構成之標靶基板13上，形成作為標靶材料的金屬層11。另外，金屬層11並不限定於純度高的金屬層，亦可為金屬氧化物層。將該標靶基板13設置於裝置，帶電粒子束B照射於金屬層11，藉此，在被照射之部分生成微量的放射性同位素12。藉此，在金屬層11中含有放射性同位素12。作為標靶基板13的材料，採用在溶解液中不溶解之材料，例如採用Au、Pt等。圖2所示的標靶基板13雖形成為圓板狀，但形狀或厚度並無特別的限定。作為標靶材料亦即金屬層11的材料，例如可舉出64 Ni、89 Y、100 Mo、68 Zn等。作為對應於該金屬層11而生成之放射性同位素12，可舉出64 Cu、89 Zr、99m Tc、68 Ga等。金屬層11是藉由對標靶基板13的表面10a實施鍍覆處理而形成。又，並不限定於鍍覆處理，亦可將板狀金屬層貼附於標靶基板13。圖2所示之金屬層11雖是以圓形狀形成於標靶基板13的中央位置，但形狀或位置並無特別的限定。另外，當帶電粒子束B照射於金屬層11時，可在標靶基板13的背面10b供給冷卻水等。藉此，能夠藉由冷卻水等來吸收由帶電粒子束B的照射引起之金屬層11(及標靶基板13)的發熱。
接著，參照圖3，對標靶照射系統3的構造的詳細內容進行說明。標靶照射系統3，是對具有金屬層11之固體標靶10照射從迴旋加速器2射出之帶電粒子束而生成金屬層11的放射性同位素。標靶照射系統3，具備：標靶照射裝置20、溶解裝置21、搬運裝置22及控制部50。
標靶照射裝置20，係配置在設置於建築物150之室內(迴旋加速器室152內)，將固體標靶10保持在帶電粒子束B的照射位置，並能夠對固體標靶10照射帶電粒子束B之裝置。標靶照射裝置20將具有金屬層11之固體標靶10保持在帶電粒子束B的照射位置。又，標靶照射裝置20在對固體標靶10之帶電粒子束B的照射結束之後，解除固體標靶10的保持。具體而言，標靶照射裝置20具備固定單元23和活動單元24。標靶照射裝置20藉由由固定單元23和活動單元24來挾持固體標靶10而將固體標靶10保持於照射位置RP。固定單元23及活動單元24皆是收納於屏蔽防護體4內。
固定單元23係固定於迴旋加速器2的外周部之筒狀構件。固定單元23是以沿著從迴旋加速器2射出之帶電粒子束B的照射軸BL而延伸之狀態、且以從迴旋加速器2的外周突出之狀態所設置。固定單元23，係在與帶電粒子束B的照射軸BL對應之位置，具備有用於使該帶電粒子束B穿過的內部空間26。內部空間26是以照射軸BL作為中心線，以沿著該照射軸BL而延伸之方式所形成。固定單元23及內部空間26，是配置成相對於水平方向朝下方傾斜。
固定單元23，是在下端側具有：作為與活動單元24的上表面對向之對向面23a而在水平方向上擴展之表面。固定單元23，是在對向面23a的位置保持固體標靶10。在對向面23a上，設置有Ｏ型環等密封構件。對向面23a，是經由密封構件而與固體標靶10抵接，藉此，亦可發揮作為對固體標靶10密封之密封面的功能。在本實施形態中，在對向面23a上，內部空間26呈開口之部位(再進一步說，是其中之照射軸BL的位置)即是相當於照射位置RP。從而，當標靶照射裝置20保持固體標靶10時，是以使固體標靶10之中的金屬層11被配置於內部空間26的開口之方式來進行保持。
固定單元23在內部空間26的中途位置具備真空箔25。真空箔25將在內部空間26中比真空箔25更靠上游側的區域保持成真空。
固定單元23具有配置於照射位置之帶電粒子束B及對真空箔25噴吹氦等氣體之流路27。流路27具有主流路27a和從該主流路27a分支之分支流路27b、27c。分支流路27b向真空箔25延伸，並對該真空箔25噴吹氣體。分支流路27c向固體標靶10的照射位置RP延伸，並對被保持之固體標靶10噴吹氣體。
活動單元24，是相對於固定單元23在上下方向上進行進退。當將固體標靶10設置於搬運托盤60時，活動單元24，是配置於從固定單元23朝下方分開之位置。當將固體標靶10保持於照射位置RP時，活動單元24，是配置於在與固定單元23之間挾持固體標靶10之位置(參照圖5)。
活動單元24具有在上下方向上延伸之圓柱狀形狀。活動單元24，係在外周面的一部分，與向上下方向移動之驅動機構28連接。在活動單元24的上端形成有朝上方突出之小徑部29。小徑部29的直徑至少比後述之搬運托盤60的內周部的直徑小。藉此，小徑部29穿過搬運托盤60的內周側的貫穿孔並與固體標靶10抵接，將該固體標靶10按壓於上方的固定單元23。
活動單元24，是在小徑部29的上端側，具有：作為與固定單元23的對向面23a對向之對向面24a而在水平方向上擴展之表面。在對向面24a上設置有Ｏ型環等密封構件。對向面24a，是經由密封構件而與固體標靶10抵接，藉此，亦可發揮作為對固體標靶10密封之密封面的功能。當標靶照射裝置20保持固體標靶10時，對向面23a和對向面24a挾持固體標靶10(參照圖5)。
另外，活動單元24具有在對向面24a上開口之內部空間31。內部空間31係用於儲存用於冷卻固體標靶10的冷卻媒體的空間。在內部空間31中，連接有：用於供給冷卻媒體的供給管32與用於排出冷卻媒體的排出管33。
溶解裝置21，係配置於室內(迴旋加速器室152內)，並使附著於藉由標靶照射裝置20已完成帶電粒子束B的照射之固體標靶10上之放射性同位素溶解之裝置。溶解裝置21，是使固體標靶10中的含有放射性同位素之金屬層11溶解。溶解裝置21，是具備固定單元40和活動單元41。溶解裝置21，是由固定單元40和活動單元41來挾持並保持固體標靶10。溶解裝置21，是在保持了固體標靶10之狀態下，至少對金屬層11供給溶解液，使含有放射性同位素之金屬層11的金屬溶解於該溶解液中，並連同放射性同位素一起回收該溶解液。作為溶解液，可採用鹽酸、硝酸等。固定單元40及活動單元41，是收納於屏蔽防護體4內。
固定單元40，是配置於：從標靶照射裝置20的固定單元23，向迴旋加速器2的相反一側分開之位置。固定單元40，是具備：在上下方向上延伸之圓筒狀主體部48和在外周側支撐主體部48之支撐部49。主體部48，是在下端側具有：作為與活動單元41對向之對向面40a而在水平方向上擴展之表面。在對向面40a的位置保持固體標靶10。在對向面40a上，設置有Ｏ型環等密封構件。對向面40a，是經由密封構件而與固體標靶10抵接，藉此，亦可發揮作為對固體標靶10密封之密封面的功能。在對向面40a的位置保持固體標靶10。
主體部48具有在對向面40a上開口之內部空間42。內部空間42，係用於儲存溶解液的溶解槽，該溶解液用於使固體標靶10的金屬層11溶解。在內部空間42中，連接有用於供給溶解液的供給/吸入管43和吸入溶解液及吸入內部空間42內的氣體之吸入管44。在對向面40a上開口之內部空間42的直徑，是至少比固體標靶10的直徑更小，而比金屬層11的直徑更大。另外，對向面40a本身的直徑雖並無特別的限定，但在本實施形態中，是比固體標靶10的直徑更小。
支撐部49，係具有從主體部48的外周面向徑向外側擴展之端面壁之圓筒狀構件。支撐部49在中央位置具備用於插入主體部48的貫穿孔49a。在主體部48的上端部附近形成有凸緣部。該凸緣部卡合於主體部48的貫穿孔49a的上緣部。
活動單元41，是相對於固定單元40在上下方向上進行進退。當將固體標靶10安裝於固定單元40時，活動單元41是配置於從固定單元40朝下方分開之位置。在溶解裝置21中溶解固體標靶10的金屬層11時，活動單元41，是配置於在與固定單元40之間挾持固體標靶10之位置(參照圖9)。
活動單元41具備主體部46及設置於主體部46的上端側之接盤部47。主體部46具有在上下方向上延伸之圓柱狀形狀。主體部46在外周面的一部分與向上下方向移動之驅動機構(未圖示)連接。在主體部46的上端，形成有用於支撐接盤部47的槽構造。
接盤部47，係具備：在主體部46的上端向水平方向擴展之底壁部47a和從底壁部47a的外周緣朝上方立起之側壁部47b。底壁部47a，係具有作為與固定單元40的對向面40a對向之對向面41a而向水平方向擴展之表面。對向面41a與固體標靶10抵接。當溶解裝置21保持固體標靶10時，對向面40a和對向面41a挾持固體標靶10(參照圖9)。側壁部47b的內徑，是比固體標靶10的直徑大。又，當保持固體標靶10時，側壁部47b的上端部配置於比固體標靶10高的位置。從而，在溶解固體標靶10的金屬層11時溶解液從內部空間42洩漏之情況下，接盤部47接受溶解液。另外，在底壁部47a的下表面側，具有用於與主體部46的槽構造嵌合的凹凸構造。
在溶解裝置21中，與溶解液接觸之主體部48及接盤部47構成為可更換之一次性組件。亦即，主體部48相對於支撐部49以能夠裝卸的方式安裝。接盤部47相對於主體部46以能夠裝卸的方式安裝。在此，所謂“能夠裝卸”，是表示即使一旦安裝完成，作業人員亦能夠藉由通常的維護作業而容易拆卸之安裝態樣。例如，作為能夠裝卸之安裝構造，可舉出藉由螺栓接合進行安裝之構造、或者以在溶解中不脫離之程度的強度下藉由嵌合、卡合來進行安裝之構造等。例如，焊接或熔接等固定構造並不屬合於能夠裝卸之態樣。可更換之主體部48及接盤部47的材質，例如，能夠使用鐵氟龍(Teflon)(註冊商標)等耐酸性高者。
搬運裝置22，係將藉由標靶照射裝置20之保持已被解除之固體標靶10搬運到溶解裝置21之裝置。搬運裝置22，是將固體標靶10從標靶照射裝置20搬運到溶解裝置21。搬運裝置22，是配置於屏蔽防護體4內。搬運裝置22，是具備：在載置有固體標靶10之狀態下進行搬運之搬運托盤60和驅動搬運托盤60之搬運驅動部61。搬運托盤60，係在上表面側具有用於支撐固體標靶10的支撐部之圓環狀構件。搬運托盤60，是具有在上表面之內周側緣部遍及於全周所形成之槽部，在該槽部載置固體標靶10的下表面側的外周緣。搬運驅動部61，是藉由未圖示之驅動源及驅動力傳遞機構的組合而構成。搬運驅動部61，是至少在將帶電粒子束照射後的固體標靶10向溶解裝置21進行搬運時，藉由使搬運托盤60從標靶照射裝置20的位置向水平方向移動而向溶解裝置21的位置進行搬運。搬運驅動部61將搬運托盤60從標靶照射裝置20的固定單元23與活動單元24之間的區域，搬運到溶解裝置21的固定單元40與活動單元41之間的區域。另外，搬運驅動部61只要使用旋轉馬達及線性馬達等公知的驅動源和齒輪及桿等驅動力傳遞機構而構成即可。搬運驅動部61只要構成為能夠避免與其他構件發生干涉，而且能夠進行所希望的動作，則可以是任何構造。另外，關於各階段中之搬運托盤60的位置，在說明後述動作時，將進行詳細的說明。
控制部50控制自屏蔽迴旋加速器系統100。控制部50由CPU、RAM、ROM及輸入輸出界面等所構成。控制部50依據來自裝置內的各感測器的檢測訊號及保存於ROM之程式來決定控制內容，並控制自屏蔽迴旋加速器系統100內的各構成要件。另外，控制部50可以不由一個處理裝置構成，可以由複數個處理裝置構成。控制部50，是可以配置於屏蔽防護體4內，亦可以配置於屏蔽防護體4外。
控制部50，係具備：照射控制部51、保持控制部52、溶解控制部53及搬運控制部54。照射控制部51，係主要控制迴旋加速器2，控制：與藉由迴旋加速器2照射帶電粒子束B有關之動作。保持控制部52，係主要控制標靶照射裝置20，控制：與藉由標靶照射裝置20之固體標靶10的保持有關之動作。溶解控制部53，係主要控制溶解裝置21，控制：與使固體標靶10的金屬層11溶解有關之動作。搬運控制部54，係主要控制搬運裝置22，控制：與固體標靶10的搬運有關之動作。搬運控制部54，係將搬運裝置22控制成：在對金屬層11照射帶電粒子束B之後，將保持於標靶照射裝置20之固體標靶10向溶解裝置21進行搬運。
接著，參照圖3～圖9，對於標靶照射系統3的動作，是與由控制部50所進行之控制處理的內容一起進行說明。圖4係表示控制部50的控制處理內容之流程圖。圖4～圖9係表示關於動作中的各階段中之標靶照射系統3的狀態之圖。另外，為了便於說明，在圖4～圖9中，省略表示控制部50及搬運驅動部61。又，對於說明中未使用到之符號，有時亦適當地省略。
如圖4所示，控制部50進行用於將固體標靶10設置於標靶照射系統3的處理(步驟S10)。在S10的處理中，控制部50將標靶照射裝置20、溶解裝置21及搬運裝置22配置於初始狀態的位置。控制部50，是藉由驅動各構成要件的驅動部而將標靶照射系統3設為圖3所示之狀態。該狀態下，活動單元24配置於從固定單元23朝下方分開之位置。活動單元41配置於從固定單元40朝下方分開之位置。搬運托盤60配置於從固定單元23朝下方分開之位置且位於基準高度的位置。在此，所謂“基準高度”，係指，設為：在高度方向上，固定單元23與活動單元24之間且固定單元40與活動單元41之間的既定的高度位置者。在該高度位置上，搬運托盤60即使在水平方向上移動，亦不會與各單元23、24、40、41發生干涉。控制部50可以藉由顯示器等對作業人員通知已成為能夠設置固體標靶10之狀態之情況。若作業人員檢測出已將固體標靶10載置於搬運托盤60，則控制部50便掌握固體標靶10的設置完成之情況。控制部50亦可以藉由感測器之檢測或作業人員的輸入來檢測出固體標靶10的設置已完成。
接著，控制部50進行將固體標靶10保持於帶電粒子束B的照射位置RP之處理(步驟S20：圖4)。在S20中，控制部50的保持控制部52是藉由控制活動單元24的驅動機構28，使活動單元24朝上方移動。藉此，如圖5所示，固體標靶10在照射位置RP成為被固定單元23和活動單元24所挾持之狀態。另外，在活動單元24朝上方移動之過程中，載置於搬運托盤60之固體標靶10，是被支撐於：從下方穿過該搬運托盤60的貫穿孔而過來之活動單元24。此時，搬運托盤60可以以支撐於活動單元24之狀態上升。或者，搬運托盤60亦可以以與活動單元24一起上升的方式驅動。
接著，控制部50進行對固體標靶10照射帶電粒子束B之處理(步驟S30：圖4)。在S30中，控制部50的照射控制部51藉由控制迴旋加速器2而對固體標靶10照射帶電粒子束B。此時，保持控制部52將流路系統控制成從固定單元23的流路27向固體標靶10及真空箔25噴吹氦氣等。又，保持控制部52控制供給管32及排出管33的管路系統，以使冷卻媒體流入到內部空間31來冷卻固體標靶10。
若S30的處理結束，則控制部50的保持控制部52藉由控制活動單元24的驅動機構28而使活動單元24朝下方移動。藉此，如圖6所示，活動單元24返回到初始狀態的位置。又，搬運托盤60亦以載置有固體標靶10之狀態返回到基準高度的位置。
接著，控制部50在進行將固體標靶10從標靶照射裝置20向溶解裝置21進行搬運之處理(步驟S40：圖4)S40中，控制部50的搬運控制部54控制搬運裝置22的搬運驅動部61(參照圖3)，以使搬運托盤60從標靶照射裝置20水平地移動到溶解裝置21的位置。藉此，如圖7所示，搬運托盤60在高度方向上維持基準高度的位置，並且配置於固定單元40與活動單元41之間。藉此，固體標靶10是配置於：與內部空間42開口之對向面40a在下方側對向之位置。
接著，控制部50進行將固體標靶10設置於溶解裝置21之處理(步驟S50：圖4)。在S50中，如圖8所示，控制部50的溶解控制部53控制吸入管44的管路系統，並經由內部空間42使固體標靶10吸附於對向面40a。另外，在吸附固體標靶10之前，藉由搬運托盤60的上升，將固體標靶10按壓於主體部48的對向面40a。藉此，在壓扁了設置於固體標靶10與主體部48之間之Ｏ型環(未圖示)之狀態下密封內部空間。此後，搬運控制部54控制搬運驅動部61(參照圖3)，使搬運托盤60先向標靶照射裝置20側的位置移動。藉此，避免搬運托盤60與活動單元41發生干涉。
在S50中，溶解控制部53控制活動單元41的驅動部，使活動單元41朝上方移動。藉此，如圖9所示，固體標靶10成為被固定單元40的對向面40a與活動單元41的對向面41a所挾持之狀態。此時，固體標靶10成為收納於接盤部47之狀態，且是從上方按壓於主體部48之狀態。
接著，控制部50，係藉由使固體標靶10的金屬層11在溶解裝置21中溶解而進行回收金屬層11中所含之放射性同位素之處理(步驟S60：圖4)。在S60中，控制部50的溶解控制部53，係控制供給/吸入管43的管路系統，以從供給/吸入管43向內部空間42供給溶解液SL。又，溶解控制部53控制吸入管44的管路系統，以用供給/吸入管43吸入並回收放射性同位素已溶解之溶解液SL。如上所述，圖4所示之控制處理結束。另外，在放射性同位素的回收結束之後，作業人員將固體標靶10連同主體部48及接盤部47一起進行拆卸，並向屏蔽防護體4的外部移出。
如圖1所示，放射性同位素溶解之溶解液SL，係向屏蔽防護體4的外部排出，並搬運到進行溶解液SL中的放射性同位素的純化之純化裝置，或進行藥劑合成之合成裝置等裝置160。純化裝置或合成裝置可以配置於同一建築物150內，亦可配置於另一個建築物(設施)。在將溶解液SL輸送到同一建築物150內的合成裝置等之情況下，藉由與供給/吸入管43相連之輸送管161將溶解液SL輸送到合成裝置等。由於從溶解液SL會釋放放射線，輸送管161由屏蔽防護體所包覆、或者在建築物150的屏蔽壁(地板或牆壁)內穿過。向另一個建築物搬運溶解液SL之情況下，將已回收之溶解液SL儲存於屏蔽箱(係抑制向外部釋放放射線之箱，如鉛箱者)中，並藉由汽車等連同該屏蔽箱一起進行搬運。
接著，對本實施形態之標靶照射系統3的作用和效果進行說明。
本實施形態之標靶照射系統3，是對具有金屬層11之固體標靶10照射從迴旋加速器2射出之帶電粒子束B而生成金屬層11的放射性同位素，前述標靶照射系統3，具備：標靶照射裝置20，其係配置在設置於建築物150之迴旋加速器室152內，將固體標靶10保持於帶電粒子束B的照射位置，並能夠對固體標靶10照射帶電粒子束B；及溶解裝置21，其係配置在迴旋加速器室152內，使附著於藉由標靶照射裝置20已完成帶電粒子束B的照射之固體標靶10上之放射性同位素溶解。
在標靶照射系統3中，標靶照射裝置20，是設為：將固體標靶10保持於帶電粒子束B的照射位置，並能夠對固體標靶10照射帶電粒子束B。藉此，在固體標靶10的金屬層11中，在帶電粒子束B照射到之部位形成放射性同位素。又，溶解裝置21，是使附著於藉由標靶照射裝置20已完成帶電粒子束B的照射之固體標靶10上之放射性同位素溶解。藉此，藉由回收溶解液而能夠回收放射性同位素。在此，標靶照射裝置20及溶解裝置21，是配置在設置於建築物150之迴旋加速器室152內。從而，將帶電粒子束照射於固體標靶10之製程、及藉由溶解放射性同位素而回收之製程，皆是在迴旋加速器室152內進行。從而，能夠將固體標靶10從標靶照射裝置20取出並快速使放射性同位素在溶解裝置21中溶解。
標靶照射系統3，進一步具備屏蔽防護體4，其係作為支撐部而將標靶照射裝置20支撐於迴旋加速器室152的地板151上，溶解裝置21，是藉由支撐部而被支撐於地板151上。在該情況下，由於標靶照射裝置20及溶解裝置21由共同的支撐部來支撐，因此能夠將兩者配置於接近的位置。
標靶照射系統3，進一步具備搬運裝置22，其係將藉由標靶照射裝置20之保持已被解除之固體標靶10搬運至溶解裝置21。在該情況下，設為：能夠將固體標靶10從標靶照射裝置20快速搬運至溶解裝置21。
標靶照射系統3，進一步具備屏蔽防護體4，其係設置於迴旋加速器室152內，並將迴旋加速器2和標靶照射裝置20收納於內部，以阻斷從迴旋加速器2及標靶照射裝置20所釋放之放射線，溶解裝置21，是設置於屏蔽防護體4內。在該情況下，屏蔽防護體4，是當將固體標靶10從標靶照射裝置20搬運到溶解裝置21時，能夠阻斷放射線。
標靶照射系統3，進一步具備搬運裝置22和控制部50，搬運裝置22，是將固體標靶10從標靶照射裝置20搬運到溶解裝置21，控制部50，是對在金屬層11照射帶電粒子束B之後，將搬運裝置22控制成將保持於標靶照射裝置20之固體標靶10向溶解裝置21進行搬運。藉此，藉由搬運裝置22之固體標靶10的搬運，是藉由控制部50被自動地進行。藉此，能夠進一步抑制對作業人員暴露於放射線中。又，由於控制部50自動地進行固體標靶10的搬運，藉此能夠謀得縮短作業時間。
標靶照射系統3，是對具有金屬層11之固體標靶10照射從迴旋加速器2射出之帶電粒子束B而生成金屬層11的放射性同位素，標靶照射系統3，具備：標靶照射裝置20，其係將固體標靶10保持於帶電粒子束B的照射位置，並能夠對固體標靶10照射帶電粒子束B；及溶解裝置21，其係使附著於藉由標靶照射裝置20已完成帶電粒子束B的照射之固體標靶10上之放射性同位素溶解，標靶照射裝置20及溶解裝置21，是配置在設置於建築物150之同一迴旋加速器室152內。依據該標靶照射系統3，能夠取得與上述相同之作用和效果。
來自固體標靶10的放射性同位素的回收方法，是回收附著於具有金屬層11的固體標靶10上之該金屬層11的放射同位素，該來自固體標靶10的放射性同位素的回收方法，是藉由配置在設置於建築物150之屏蔽室內之標靶照射裝置20，對固體標靶10照射帶電粒子束B而在固體標靶10上生成放射性同位素，藉由能夠搬運固體標靶10之搬運裝置22，將已完成帶電粒子束B的照射之固體標靶10向配置在屏蔽室內之溶解裝置21進行搬運，並藉由溶解裝置21使附著於固體標靶10上之放射性同位素溶解。依據該回收方法，將帶電粒子束B照射於固體標靶10之製程、搬運固體標靶10之製程、及藉由溶解放射性同位素而回收之製程，皆是在屏蔽室內進行。從而，能夠將固體標靶從標靶照射裝置20取出並快速使放射性同位素在溶解裝置21中溶解。又，在各製程中，能夠阻斷放射線。
在本實施形態之自屏蔽迴旋加速器系統100中，標靶照射裝置20，是將具有金屬層11之標靶保持於帶電粒子束B的照射位置RP。從而，帶電粒子束B照射於由標靶照射裝置20來保持之固體標靶10。藉此，在固體標靶10的金屬層11中，在帶電粒子束B照射到之部位形成放射性同位素12。又，溶解裝置21具備溶解裝置，溶解裝置，是使固體標靶10中之含有放射性同位素之金屬層11溶解。藉此，藉由回收溶解液而能夠回收放射性同位素。搬運裝置22，是將固體標靶10從對固體標靶10進行帶電粒子束B的照射之標靶照射裝置20搬運到回收放射性同位素之溶解裝置21。在此，標靶照射裝置20、溶解裝置21及搬運裝置22，是配置在屏蔽防護體4內。從而，將帶電粒子束B照射於固體標靶10之製程、藉由溶解放射性同位素而回收之製程、以及兩個製程之間之進行標靶的搬運之製程，皆是在屏蔽防護體4內進行。從而，在各製程中，從帶電粒子束照射後的固體標靶10所釋放之放射線，是藉由自屏蔽體而被阻斷。如上所述，能夠進一步提高在取得放射性同位素時之對暴露於放射線之安全性。
自屏蔽迴旋加速器系統100，進一步具備控制部50，其係可以將搬運裝置22控制成：在對金屬層11照射帶電粒子束B之後，將保持於標靶照射裝置20之固體標靶10向溶解裝置21進行搬運。藉此，藉由搬運裝置22之固體標靶10的搬運，是藉由控制部50被自動地進行。藉此，能夠進一步提高對暴露於放射線之安全性。又，由於控制部50自動地進行固體標靶10的搬運，藉此能夠謀得縮短作業時間。
本發明並不限定於前述實施形態，在不脫離本發明的主旨之範圍內，能夠進行如下所述之各種變形。
例如，可以採用如圖10的構造。圖10所示之自屏蔽迴旋加速器系統，可以具備：收納部70，其係在屏蔽防護體4內包覆溶解裝置21；及排氣部71，其係將收納部70內的氣體排出到屏蔽防護體4的外部。收納部70，是不包覆標靶照射裝置20，而僅包覆溶解裝置21。另外，可以在收納部70中，在搬運托盤所穿過之部位形成開口部70a。另外，該開口部70a在搬運托盤不穿過時可以關閉。又，排氣部71可以具有排氣管，排氣管，是從收納部70穿過屏蔽防護體4而向屏蔽防護體4的外部連通。該排氣部71可以具備設置於排氣管之泵等。
藉此，在溶解裝置21的溶解液已氣化之情況下，藉由收納部70可以抑制氣體擴散到屏蔽防護體4內。又，收納部70內的氣體可藉由排氣部71排出到屏蔽防護體4的外部。藉此，能夠抑制屏蔽防護體4內的其他設備藉由氣體而腐蝕。
又，上述實施形態的各圖所示之標靶照射系統的構造僅為一例，只要在本發明的範圍內，形狀或配置可以適當地變更。例如，搬運裝置例如可以採用把持標靶之臂狀把持部來代替搬運托盤。
另外，由搬運裝置所進行之標靶的搬運，係可藉由控制部自動地進行。取而代之，由搬運裝置所進行之驅動本身，係可藉由作業人員的手動操作而進行。該種情況下，由於標靶收納於自屏蔽體內，因此亦能夠進一步提高對暴露於放射線之安全性。
可以設為如圖11(a)所示之標靶照射系統3。在圖11(a)所示例中，可以在與建築物150的迴旋加速器室152不同的照射室153中，配置標靶照射裝置20及溶解裝置21。此時，從迴旋加速器2射出之帶電粒子束，是經由輸送線路155從迴旋加速器室152輸送到照射室153的標靶照射裝置20。此時，標靶照射裝置20及溶解裝置21，是藉由支撐部156被支撐於照射室153的地板151。
又，可以設為如圖11(b)所示之標靶照射系統3。在圖11(b)所示例中，迴旋加速器2、標靶照射裝置20及溶解裝置21配置在相同的迴旋加速器室152內。此時，與圖1所示構造不同，可以省略屏蔽防護體4。
另外，在上述實施形態中，作為粒子加速器的一例而例舉出迴旋加速器，但是並不限定於迴旋加速器者。例如，作為粒子加速器，可以採用線性加速器。
可以採用圖12所示之標靶照射系統200。標靶照射系統200，是具備：標靶照射裝置210的固定單元211、溶解裝置220的固定單元221、支撐裝置230、標靶更換器240及控制部260。
另外，為了對標靶照射系統200進行說明而設定XYZ座標系。X軸方向，係與水平方向平行之方向。將X軸方向上之一側(圖12中係紙面近前側)設為X軸方向的正側。Y軸方向，係與X軸方向正交之方向且與水平方向平行之方向。將Y軸方向上之一側(圖12中係紙面左側)設為Y軸方向的正側。將上下方向設為Z軸方向。將上側設為Z軸方向上之正側。
如圖13所示，標靶照射裝置210的固定單元211，係在與帶電粒子束B的照射軸BL對應之位置，具備有用於使該帶電粒子束B穿過的內部空間213。內部空間213是以照射軸BL作為中心線，以沿著該照射軸BL而延伸之方式所形成。在本實施形態中，帶電粒子束B的照射軸BL，是與Y軸方向平行地延伸。又，帶電粒子束B，是從Y軸方向上之正側朝向負側進行照射。從而，內部空間213，是與Y軸方向平行地延伸。
固定單元211，是具備使帶電粒子束B射出之照射埠212。照射埠212，是具有與XZ平面平行地擴展之表面作為與支撐裝置230的密封面230a對向之對向面。照射埠212，是具有內部空間213開口之開口部。帶電粒子束B，是從該開口部射出。
溶解裝置220的固定單元221，是配置於從標靶照射裝置210的固定單元211向X軸方向的正側分開之位置。固定單元221，是具備進行溶解液SL的供給及回收之複數個溶解埠222A、222B。溶解埠222A、222B，是可以回收彼此不同之核素的放射性同位素。從而，溶解埠222A、222B，是能夠供給和回收彼此不同之溶解液SL。然而，溶解埠222A、222B，是可以回收相同核素的放射性同位素。溶解埠222A、222B，是以在X軸方向上彼此相鄰之方式設置。又，溶解埠222A、222B，是具有與XZ平面平行地擴展之表面作為與支撐裝置230的密封面230a對向之對向面。溶解埠222A、222B的對向面的中心線SCL、SCL，是以彼此在X軸方向上分開之狀態與Y軸方向平行地延伸。又，溶解埠222A、222B的中心線SCL、SCL，是設定於與照射軸BL相同高度的位置。另外，溶解埠222A、222B，可以係相對於溶解裝置220能夠裝卸。亦即，溶解埠222A、222B，是可以相對於載置台223以能夠裝卸之方式安裝。藉此，能夠根據放射性同位素的核素而替換溶解埠222。
參閱圖16及圖17，對溶解埠222A的構造進行詳細說明。另外，溶解埠222B由於具有與溶解埠222A相同的構造，因此省略說明。溶解埠222A，是具有供支撐裝置230的密封面230a壓接之對向面222a。又，溶解埠222A，是具備流路224和吸附構造226。
流路224，是使溶解液SL流通。流路224，是形成於溶解埠222A構件的內部，並在對向面222a上開口。流路224，是使溶解液SL從該開口流出，又，從該開口吸入溶解液SL。另外，從對向面222a的中心線SCL的位置使向Y軸方向的負側突出之流路形成構件227突出。流路形成構件227，係藉由被插入到支撐裝置230的內部空間233，而在該內部空間233形成溶解液SL的流路之構件。流路224，是在流路形成構件227的周方向上相鄰之位置上開口。另外，溶解埠222A，是具有兩個流路224，但是數量並不受特別的限定。
吸附構造226，係吸引與對向面222a接觸之狀態的密封面230a之機構。吸附構造226，是具有以中心線SCL為中心之圓環狀槽部226a。又，吸附構造226，是具有在溶解埠222A內形成之真空排氣路226b。真空排氣路226b，是在槽部226a的位置開口。
如圖12及圖13所示，支撐裝置230，係支撐固體標靶10之裝置。支撐裝置230，是連結於照射埠212且連結於溶解埠222A、222B。從而，支撐裝置230，是作為標靶照射裝置210的活動單元而發揮功能。又，支撐裝置230，是作為溶解裝置220的活動單元而發揮功能。又，在本實施形態中，如後所述，標靶更換器240能夠安裝複數個支撐裝置230。從而，標靶照射系統200根據用途能夠具備複數個支撐裝置230。在本實施形態中，標靶照射系統200，是設為具備兩個支撐裝置230A、230B者。
參閱圖15，對支撐裝置230的構造進行詳細說明。如圖15所示，支撐裝置230，係具有大致圓柱狀形狀之構件。支撐裝置230的中心線CL，是與Y軸方向平行地延伸。支撐裝置230，是具備第1構件231和第2構件232。支撐裝置230，是在長度方向亦即Y軸方向上之中途位置被分割為第1構件231和第2構件232。第1構件231，是配置於Y軸方向的正側亦即帶電粒子束B的照射方向上之上游側。第2構件232，是配置於Y軸方向的負側亦即帶電粒子束B的照射方向上之下游側。
支撐裝置230，是藉由由第1構件231及第2構件232來挾持固體標靶10而支撐固體標靶10。支撐裝置230，是以相對於中心線CL傾斜之方式支撐固體標靶10。固體標靶10的傾斜方向並不受特別的限定。在此，固體標靶10，是以隨著從Y軸方向的正側朝向負側而朝上側(Z軸方向的正側)傾斜。第1構件231，是在Y軸方向上之負側的端部具有支撐面231a。第2構件232，是在Y軸方向上之正側的端部具有支撐面232a。第1構件231的支撐面231a和第2構件232的支撐面232a以彼此平行之狀態對向。又，支撐面231a、232a，是以與上述固體標靶10的傾斜方向同樣的方式傾斜。在支撐面231a、232a上，在固體標靶10的外周側的端部附近設置有具有Ｏ型環之密封部。
第1構件231，是在Y軸方向的正側的端部具有上述密封面230a。從而，第1構件231，是作為連結於照射埠212且連結於溶解埠222A、222B之構件而發揮功能。在密封面230a上設置有具有Ｏ型環之密封部。第1構件231，是在中心線CL的位置具有與Y軸方向平行地延伸之內部空間233。內部空間233，是以從密封面230a貫穿至支撐面231a之方式延伸。藉此，固體標靶10，是成為暴露於內部空間233之狀態。內部空間233，是作為將帶電粒子束B引導至固體標靶10為止之標靶照射裝置210的輸送路徑而發揮功能。又，內部空間233，是作為使溶解液SL流通之溶解裝置220的溶解槽而發揮功能。第1構件231，係使帶電粒子束B通過且使溶解液SL流通之構件，因此作為第1構件231的材質而採用Nb、陶瓷等具有耐化學品性、耐放射線性及耐熱性之材料等為較佳。
在支撐裝置230與照射埠212連結之情況下，第1構件231的密封面230a被壓接於照射埠212上。又，成為內部空間233與內部空間213連通之狀態。支撐裝置230，是以中心線CL與照射軸BL一致之方式配置。在該狀態下，照射軸BL與固體標靶10的表面10a交叉之位置成為照射位置RP。
第2構件232，是作為用於冷卻固體標靶10的冷卻構造而發揮功能。第2構件232，是在支撐面232a的位置具有槽部234。在槽部234的內部空間，固體標靶10的背面10b露出。從而，供給到槽部234之冷卻媒體W，是與固體標靶10接觸。第2構件232，是具有在Y軸方向上延伸之冷卻流路236、237。冷卻流路236、237，是與槽部234連通。冷卻流路236，是將冷卻媒體W供給到槽部234。冷卻流路237，是從槽部234回收冷卻媒體W。另外，第2構件232，係對固體標靶10進行冷卻之構件，因此作為第2構件232的材質而採用SUS等防銹性材料為較佳。
接著，如圖16所示，在支撐裝置230與溶解埠222A連結之情況下，第1構件231的密封面230a，是被壓接於溶解埠222A的對向面222a上。支撐裝置230，是以中心線CL與溶解埠222A的中心線SCL一致之方式配置。密封面230a的一部分，是與吸附構造226的槽部226a對向。藉此，密封面230a，是被吸附到被真空抽取之槽部226a。又，流路形成構件227被插入到內部空間233。藉此，在內部空間233內形成溶解液SL的流路。內部空間233，是成為與流路224的開口部連通之狀態。從流路224供給之溶解液SL，是與固體標靶10的表面10a接觸。溶解有放射性同位素之溶解液SL，是從流路224被回收。
接著，對標靶更換器240進行說明。如圖12及圖13所示，標靶更換器240，是作為搬運固體標靶10之搬運裝置而發揮功能。標靶更換器240，是經由支撐裝置230而支撐固體標靶10。標靶更換器240，是具備能夠安裝複數個支撐裝置230之保持具241。從而，標靶更換器240，係能夠支撐複數個固體標靶10。又，保持具241，是在安裝有複數個支撐裝置230之狀態下能夠在X軸方向上滑動。從而，保持具241，是連同複數個支撐裝置230一起能夠在X軸方向上搬運固體標靶10。
參閱圖14，對標靶更換器240的具體構造的一例進行說明。如圖14所示，標靶更換器240，是具備：基板242、第1滑動板243、第2滑動板244、第1缸體246、第2缸體247及第3缸體248。
基板242，係成為用於搭載第1滑動板243及第2滑動板244的基板之構件。在基板242的上表面上，設置有在Y軸方向上延伸之導軌242a(參閱圖12)。基板242，是以正交之方式連結於固定板249，該固定板249用於將該標靶更換器240安裝並固定於迴旋加速器。
第1滑動板243，係在俯視觀察時具有矩形外形之板狀構件。在第1滑動板243的Y軸方向的正側的邊緣部，設置有沿著X軸方向延伸之導軌251。在第1滑動板243的Y軸方向的負側的側面安裝有第1缸體246。藉由第1缸體246在Y軸方向上使驅動軸進行進退，保持具241與第1滑動板243一起在Y軸方向上往復移動。在第1滑動板243的上表面上搭載有第2缸體247。第2缸體247的驅動軸，是能夠在X軸方向上進行進退。
在第1滑動板243的上表面上搭載有第3缸體248。第3缸體248的驅動軸，是能夠在Y軸向上進行進退。在第3缸體248上連接有第2缸體247的驅動軸。從而，藉由第2缸體247在X軸方向上使驅動軸進行進退，第3缸體248與卡合有驅動軸之(詳細內容將進行後述)保持具241一起在X軸方向上往復移動。
在第3缸體248的上表面上安裝有在Y軸方向上延伸之安裝板252。在安裝板252的Y軸方向的正側的端部安裝有打擊件253。藉由該打擊件253抵接於設置在後述第2滑動板244上之微動開關259，檢測第2滑動板244在X軸方向的位置。
第2滑動板244，是具有長方體狀的基部256和立設於基部256上之保持具241。在基部256的下表面上，安裝有在X軸方向上延伸之剖面呈U字形的襯套255。保持具241，是在正面觀察時呈矩形。保持具241，是具有用於保持支撐裝置230的四個保持孔257，該等保持孔257中分別嵌入並保持有大致圓筒狀的支撐裝置230。四個保持孔257，是沿著X軸方向而並排設置。藉此，保持具241，是最多能夠保持四個支撐裝置230。在本實施形態中，保持具241保持有兩個支撐裝置230A、230B，但是能夠追加保持兩個支撐裝置230。
在第2滑動板244的基部256的前表面上，以與保持孔257的間距相同的間距安裝有四個微開關259。藉由打擊件253抵接於該微動開關259而檢測第2滑動板244在X軸方向的位置。又，在微動開關259的下方分別設置有卡合孔261。卡合孔261構成為：係與第3缸體248的驅動軸的直徑大致相同的大小，並在該卡合孔261中能夠卡合該驅動軸。藉此，保持具241，是藉由第2缸體247的驅動而在X軸方向上往復移動。
如上所述，標靶更換器240，是連同支撐裝置230一起能夠向X軸方向搬運所支撐之固體標靶10。標靶更換器240，是將支撐裝置230搬運至與照射埠212或溶解埠222A、222B對向之位置。此時，標靶更換器240，是具備用於將支撐裝置230按壓於照射埠212或溶解埠222A、222B上的機構。具體而言，如圖12及圖13所示，標靶更換器240具備推出機構270A、270B。推出機構270A，270B，是具備：連結於第1滑動板243之支撐構件271；使驅動軸在Y軸方向上進行進退之缸體272；及推出支撐裝置230之推出構件273。推出構件273，是設置於缸體272的驅動軸上。藉此，藉由缸體272使推出構件273向Y軸方向的正側移動，而使支撐裝置230向溶解裝置220側被按壓。如圖13所示，推出機構270A，是設置於與支撐裝置230A對向之位置。推出機構270B，是設置於與支撐裝置230B對向之位置。例如，在保持具241將支撐裝置230A配置於與溶解埠222B對向之位置之情況下(參閱圖20)，推出機構270A將支撐裝置230A按壓於溶解埠222B上。
控制部260，是藉由對標靶更換器240的各驅動部(缸體)發送控制訊號而控制標靶更換器240的動作。參閱圖13及圖18～圖23，對基於控制部260之控制內容的一例進行說明。然而，標靶照射系統200的動作並非係限定於以下示例者，可以適當地變更固體標靶10的數量或核素的數量。
圖13及圖18～圖23表示使用兩個固體標靶10回收一個核素的放射性同位素時的動作的一例。首先，如圖13所示，兩個支撐裝置230A、230B由保持具241來保持。支撐裝置230A，是從X軸方向上之正側觀察時被保持於第一個保持孔257中。支撐裝置230B，是從X軸方向上之正側觀察時被保持於第二個保持孔257中。控制部260，是控制標靶更換器240的第2缸體247(參閱圖14)以將保持具241配置於與固定單元211對向之位置。此時，保持具241的X軸方向的最靠正側的保持孔257亦即支撐裝置230A，是配置於與照射埠212對向之位置。將此位置稱為“初始位置”。另外，在以下說明中，該控制內容表現為“控制部260將支撐裝置230A配置於與照射埠212對向之位置”。對於與該控制內容相同原理的控制內容，亦使用相同的表現。
接著，如圖18所示，控制部260，是控制標靶更換器240的第1缸體246以使第1滑動板243(參閱圖12)向Y軸方向的正側移動，藉此將支撐裝置230A按壓於照射埠212上。此時，支撐裝置230B亦向Y軸方向的正側移動，但是支撐裝置230B不會特別被按壓於其他構件。另外，在以下說明中，該控制內容表現為“控制部260將支撐裝置230A按壓於照射埠212上”。對於與該控制內容相同原理的控制內容，亦使用相同的表現。控制部260，是控制標靶照射裝置210以將帶電粒子束B照射於支撐裝置230A的固體標靶。若該照射結束，則控制部260解除支撐裝置230A對照射埠212之按壓。
接著，如圖19所示，控制部260，是將支撐裝置230A配置於與溶解埠222B對向之位置。又，如圖20所示，控制部260，是控制標靶更換器240的第1缸體246以使第1滑動板243(參閱圖12)向Y軸方向的正側移動，藉此將支撐裝置230A配置於溶解埠222B的近前。此外，控制部260，是藉由使推出機構270A的缸體272延伸而將支撐裝置230A按壓於溶解埠222B上。此時，支撐裝置230B亦向Y軸方向的正側移動，但是支撐裝置230B不會特別被按壓於其他構件。另外，在以下說明中，該控制內容表現為“控制部260將支撐裝置230A按壓於溶解埠222B上”。對於與該控制內容相同原理的控制內容，亦使用相同的表現。控制部260，是控制溶解裝置220以將溶解液SL供給到支撐裝置230A，並回收溶解有固體標靶10的放射性同位素之溶解液SL。若該回收結束，則控制部260解除支撐裝置230A對溶解埠222B之按壓。然後，控制部260使支撐裝置230A、230B的位置恢復到初始位置。
接著，如圖21所示，控制部260，是將支撐裝置230B配置於與照射埠212對向之位置，並將支撐裝置230B按壓於照射埠212上。控制部260，是控制標靶照射裝置210以將帶電粒子束B照射於支撐裝置230B的固體標靶上。若該照射結束，則控制部260解除支撐裝置230B對照射埠212之按壓。
接著，如圖22所示，控制部260，是將支撐裝置230B配置於與溶解埠222B對向之位置，並將支撐裝置230B按壓於溶解埠222B上。控制部260，是控制溶解裝置220以將溶解液SL供給到支撐裝置230B，並回收溶解有固體標靶10的放射性同位素之溶解液SL。若該回收結束，則控制部260解除支撐裝置230B對溶解埠222B之按壓。然後，控制部260使支撐裝置230A、230B的位置恢復到初始位置。如上所述，完成了使用兩個固體標靶10之放射性同位素的回收。
接著，對使用兩個固體標靶10來回收兩個核素的放射性同位素時的動作的一例進行說明。另外，關於與上述動作共同的動作，使用共同的圖式進行說明。
控制部260，是藉由執行圖18所示之動作而將帶電粒子束B照射於支撐裝置230A的固體標靶10上。接著，如圖23所示，控制部260，是將支撐裝置230A配置於與溶解埠222A對向之位置，並將支撐裝置230A按壓於溶解埠222A上。控制部260，是控制溶解裝置220以將溶解液SL供給到支撐裝置230A，並回收溶解有固體標靶10的放射性同位素之溶解液SL。若該回收結束，則控制部260解除支撐裝置230A對溶解埠222A之按壓。然後，控制部260使支撐裝置230A、230B的位置恢復到初始位置。
接著，控制部260，是藉由執行圖21所示之動作而將帶電粒子束B照射於支撐裝置230B的固體標靶10上。接著，藉由執行圖22所示之動作而回收支撐裝置230B的固體標靶10的放射性同位素。此時，溶解埠222B使用與在溶解埠222A中所使用者不同之溶解液SL。藉此，支撐裝置230B的固體標靶10的放射性同位素，是藉由與針對支撐裝置230A者不同之溶解液SL而被回收。然後，控制部260使支撐裝置230A、230B的位置恢復到初始位置。如上所述，完成了使用兩個固體標靶10之放射性同位素的回收。
另外，亦能夠使用一個固體標靶10回收一個核素的放射性同位素。在該情況下，從圖18～圖20中省略支撐裝置230B，僅使用支撐裝置230A進行圖18～圖20所示之動作。
如上所述，標靶照射系統200還具備搬運固體標靶10之標靶更換器240，標靶更換器240能夠支撐複數個固體標靶10。在該情況下，標靶更換器240，是無需中途進行固體標靶10的拆卸作業，便能夠將複數個固體標靶10搬運到照射位置及溶解位置。藉此，能夠減少由拆卸作業引起之暴露於放射線的影響。
例如，在回收如圖18、23所示之支撐裝置230A的固體標靶10的放射性同位素之後，不特別進行固體標靶10的更換作業(拆卸作業)等，而執行對圖21、22所示之支撐裝置230B的固體標靶10之處理。如此，在標靶照射系統200中，一旦對複數個支撐裝置230設置有固體標靶10，則標靶照射系統200便能夠自動進行複數次固體標靶10的切換、照射、溶解及回收製程。藉此，可以大幅減少伴隨固體標靶10的更換作業之暴露於放射線量。
標靶照射系統200還具備支撐固體標靶10之支撐裝置230，標靶照射裝置210具備射出帶電粒子束B之照射埠212，溶解裝置220具備進行溶解液SL的供給及回收之溶解埠222A、222B，支撐裝置230可以連結於照射埠212且連結於溶解埠222A、222B。在該情況下，支撐裝置230能夠兼作標靶照射裝置210的一部分及溶解裝置220的一部分。
溶解裝置220，是可以具備進行溶解液SL的供給及回收之複數個溶解埠222A、222B。在該情況下，無需進行溶解埠222A、222B的更換作業，便能夠進行複數個核素的放射性同位素的溶解製程。
2:迴旋加速器 3,200:標靶照射系統 4:屏蔽防護體(支撐部) 10:固體標靶 11:金屬層 20,210:標靶照射裝置 21,220:溶解裝置 22:搬運裝置 50:控制部 70:容納部 71:排氣部 100:自屏蔽迴旋加速器系統 212:照射埠 222A,222B:溶解埠 230,230A,230B:支撐裝置(標靶照射裝置，溶解裝置) 240:標靶更換器(搬運裝置)
[圖1]係表示具備本發明的一實施形態之標靶照射系統之自屏蔽迴旋加速器系統之概略結構圖。 [圖2]係固體標靶的立體圖。 [圖3]係標靶照射系統的放大圖。 [圖4]係表示控制部的處理內容之流程圖。 [圖5]係表示標靶照射系統的動作之放大圖。 [圖6]係表示標靶照射系統的動作之放大圖。 [圖7]係表示標靶照射系統的動作之放大圖。 [圖8]係表示標靶照射系統的動作之放大圖。 [圖9]係表示標靶照射系統的動作之放大圖。 [圖10]係表示具備變形例之標靶照射系統之自屏蔽迴旋加速器之放大圖。 [圖11]係表示變形例之標靶照射系統之概念結構圖。 [圖12]係表示變形例之標靶照射系統之概念結構圖。 [圖13]係表示圖12所示之標靶照射系統的主要部分之概略圖。 [圖14]係表示標靶更換器的具體構造的一例之立體圖。 [圖15]係表示支撐裝置被按壓於照射埠上之狀態之剖視圖。 [圖16]係表示支撐裝置被按壓於溶解埠上之狀態之剖視圖。 [圖17]係溶解埠的前視圖。 [圖18]係表示標靶照射系統的動作之概略圖。 [圖19]係表示標靶照射系統的動作之概略圖。 [圖20]係表示標靶照射系統的動作之概略圖。 [圖21]係表示標靶照射系統的動作之概略圖。 [圖22]係表示標靶照射系統的動作之概略圖。 [圖23]係表示標靶照射系統的動作之概略圖。
B:帶電粒子束
RP:照射位置
BL:照射軸
2:迴旋加速器
3:標靶照射系統
10:固體標靶
20:標靶照射裝置
21:溶解裝置
22:搬運裝置
23:固定單元
23a:對向面
24:活動單元
24a:對向面
25:真空箔
26:內部空間
27:流路
27a:主流路
27b,27c:分支流路
28:驅動機構
29:小徑部
31:內部空間
32:供給管
33:排出管
40:固定單元
40a:對向面
41:活動單元
41a:對向面
42:內部空間
43:供給/吸入管
44:吸入管
46:主體部
47:接盤部
47a:底壁部
47b:側壁部
48:主體部
49a:貫穿孔
49:支撐部
50:控制部
51:照射控制部
52:保持控制部
53:溶解控制部
54:搬運控制部
60:搬運托盤
61:搬運驅動部

Claims (11)

  1. 一種標靶照射系統，其係對具有金屬層之固體標靶照射從粒子加速器射出之帶電粒子束而生成前述金屬層的放射性同位素，前述標靶照射系統係具備： 標靶照射裝置，其係配置在設置於建築物之室內，將前述固體標靶保持於前述帶電粒子束的照射位置，並能夠對前述固體標靶照射前述帶電粒子束；及 溶解裝置，其係配置在前述室內，並使附著於藉由前述標靶照射裝置已完成前述帶電粒子束的照射之前述固體標靶上之前述放射性同位素溶解。
  2. 如請求項1所述之標靶照射系統，其係進一步具備： 支撐部，其係將前述標靶照射裝置支撐於前述室的地板上， 前述溶解裝置係藉由前述支撐部而支撐於前述地板上。
  3. 如請求項1或請求項2所述之標靶照射系統，其係進一步具備： 搬運裝置，其係將藉由前述標靶照射裝置之保持已被解除之前述固體標靶搬運至前述溶解裝置。
  4. 如請求項1至請求項3之任一項所述之標靶照射系統，其係進一步具備： 屏蔽防護體，其係設置於前述室內，並將前述粒子加速器和前述標靶照射裝置收納於內部，以阻斷從前述粒子加速器及前述標靶照射裝置釋放之放射線， 前述溶解裝置係設置於前述屏蔽防護體內。
  5. 如請求項1至請求項4之任一項所述之標靶照射系統，其係進一步具備： 搬運裝置，其係從前述標靶照射裝置向前述溶解裝置搬運前述固體標靶；及 控制部， 前述控制部係將前述搬運裝置控制成：在對前述金屬層照射前述帶電粒子束之後，將保持於前述標靶照射裝置之前述固體標靶向前述溶解裝置進行搬運。
  6. 如請求項1至請求項5之任一項所述之標靶照射系統，其係進一步具備： 屏蔽防護體，其係設置於前述室內，並將前述粒子加速器和前述標靶照射裝置收納於內部，以阻斷從前述粒子加速器及前述標靶照射裝置釋放之放射線， 前述標靶照射系統係具備： 收納部，其係在前述屏蔽防護體內包覆前述溶解裝置；及 排氣部，其係將前述收納部內的氣體排出到前述屏蔽防護體的外部。
  7. 如請求項1至請求項6之任一項所述之標靶照射系統，其係進一步具備： 搬運裝置，其係搬運前述固體標靶， 前述搬運裝置係能夠支撐複數個前述固體標靶。
  8. 如請求項1至請求項7之任一項所述之標靶照射系統，其係進一步具備： 支撐裝置，其係支撐前述固體標靶， 前述標靶照射裝置係具備射出前述帶電粒子束之照射埠， 前述溶解裝置係具備進行溶解液的供給及回收之溶解埠， 前述支撐裝置係連結於前述照射埠且連結於前述溶解埠。
  9. 如請求項1至請求項8之任一項所述之標靶照射系統，其中， 前述溶解裝置係具備進行溶解液的供給及回收之複數個溶解埠。
  10. 一種標靶照射系統，其係對具有金屬層之固體標靶照射從粒子加速器射出之帶電粒子束而生成前述金屬層的放射性同位素，前述標靶照射系統係具備： 標靶照射裝置，其係將前述固體標靶保持於前述帶電粒子束的照射位置，並能夠對前述固體標靶照射前述帶電粒子束；及 溶解裝置，其係使附著於藉由前述標靶照射裝置已完成前述帶電粒子束的照射之前述固體標靶上之前述放射性同位素溶解， 前述標靶照射裝置及前述溶解裝置係配置在設置於建築物之同一室內。
  11. 一種來自固體標靶的放射性同位素的回收方法，其係回收附著於具有金屬層之固體標靶上之該金屬層的放射同位素，其特徵為， 藉由配置在設置於建築物之屏蔽室內的標靶照射裝置，對前述固體標靶照射帶電粒子束，以在前述固體標靶上生成前述放射性同位素， 藉由可搬運前述固體標靶之搬運裝置，將已完成前述帶電粒子束的照射之前述固體標靶向配置在前述屏蔽室內之溶解裝置進行搬運， 藉由前述溶解裝置而使附著於前述固體標靶上之前述放射性同位素溶解。
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