TWI536874B - 中子產生裝置用標靶及其製造方法 - Google Patents

中子產生裝置用標靶及其製造方法 Download PDF

Info

Publication number
TWI536874B
TWI536874B TW102125083A TW102125083A TWI536874B TW I536874 B TWI536874 B TW I536874B TW 102125083 A TW102125083 A TW 102125083A TW 102125083 A TW102125083 A TW 102125083A TW I536874 B TWI536874 B TW I536874B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
target
metal substrate
metal
sealing
lithium
Prior art date
Application number
TW102125083A
Other languages
English (en)
Other versions
TW201414362A (zh
Inventor
土田一輝
Original Assignee
八神製作所股份有限公司
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 八神製作所股份有限公司 filed Critical 八神製作所股份有限公司
Publication of TW201414362A publication Critical patent/TW201414362A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI536874B publication Critical patent/TWI536874B/zh

Links

Classifications

    • 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
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D19/00—Casting in, on, or around objects which form part of the product
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K20/00—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating
    • B23K20/02—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating by means of a press ; Diffusion bonding
    • B23K20/021—Isostatic pressure welding
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61N—ELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
    • A61N5/00—Radiation therapy
    • A61N5/10—X-ray therapy; Gamma-ray therapy; Particle-irradiation therapy
    • A61N2005/1085—X-ray therapy; Gamma-ray therapy; Particle-irradiation therapy characterised by the type of particles applied to the patient
    • A61N2005/109—Neutrons
    • G—PHYSICS
    • G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21G—CONVERSION OF CHEMICAL ELEMENTS; RADIOACTIVE SOURCES
    • G21G4/00—Radioactive sources
    • G21G4/02—Neutron sources

Landscapes

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

Description

中子產生裝置用標靶及其製造方法
本發明係關於一種照射質子束(proton beam)以產生中子(neutron)的中子產生裝置用標靶及其製造方法。
已知有一種硼中子捕獲療法，其為利用容易集中於癌細胞而不容易集中於正常細胞之取決於含硼(10B)之硼化合物的10B(n,α)7Li反應，並以當硼(10B)捕獲熱中子或超熱中子(epithermal neutron)時產生的α粒子和鋰原子核(’Li)選擇性地破壞癌細胞的治療法。以往，該硼中子捕獲療法雖然已開始使用研究用原子爐來實施，但是必須進行與研究用原子爐之運用計畫的調整，且無法輕易組成治療日程，以及有既設之研究用原子爐的維持管理費和壽命的問題。又，在一般醫院中使用原子爐作為中子產生裝置，從費用或運用管理等觀點來看是極為困難的。
因此，近年來，有一種中子產生裝置為人所注目，該裝置係以加速器來加速質子，且將加速至預定能量的質子照射於預定之 靶材，以使該靶材產生中子。此種中子產生裝置的設備係比原子爐還簡單。
一般而言，作為此目的之中子產生裝置的靶材，係如專利文獻1、2所記載般已有檢討利用7Li(p,n)7Be反應的鋰、利用9Be(P,n)反應的鈹、利用因高能量之質子或重氫而引起之核散裂(nuclear spallation)反應的鈾、鉭、鎢、鉛、鉍、水銀等之固態重金屬。
然而，以加速器來加速高能量之質子或重氫，並照射於固態重金屬之靶材，藉由核散裂反應產生高密度之中子的中子產生裝置，其加速器將變為大型且高價，並非可以設置於一般的醫院。
又，需要如下之大型的中子照射部：藉由核散裂反應而產生的中子之能量極為高，將具有靶材之標靶包含於內部，具有使中子之能量減速至在硼中子捕獲療法中被採用的所需能量之熱中子或超熱中子為止的減速材，並且具有用以抑制高能量中子之洩漏的遮蔽材。
因此，如專利文獻3所記載般，已有提案以下之技術：由於7Li(p,n)7Be反應所需的質子之能量臨限值為1.889MeV，所以加速質子的加速器亦可以為小型且較低價格者，並使用鋰金屬(7Li)之較薄的膜作為用以照射被加速後之質子的靶材。然而，鋰金屬之活性度高，且在空氣中容易與氧或氮或水分起反應。因此，已有提案一種以下之標靶的構成：其在金屬基板上藉由蒸鍍等之方法形成數十μm左右之厚度的7Li之較薄的膜之後，從其上方以極為薄之不銹鋼薄板密封於金屬基板，並且具有使冷卻劑循環至 保持鋰金屬之金屬基板並予以冷卻的冷卻劑流路(參照專利文獻3)。
(先前技術文獻)
(專利文獻)
專利文獻1：日本特開2008-22920號公報
專利文獻2：日本特開2007-303983號公報
專利文獻3：國際公開第2008/025737號公報
可是，在硼中子捕獲療法中並不對患者強迫長時間之中子照射，而是為了獲得照射患部所需的熱中子或超熱中子之中子束位準，例如質子束之電流值係需要所需之位準以上。
而且，當將質子束從不銹鋼薄板側照射於保持鋰金屬之標靶時，不銹鋼薄板就會被加熱而膨脹。當不銹鋼薄板膨脹，使得鋰金屬與不銹鋼薄板之接觸消失時，不銹鋼薄板就不被冷卻，而有不銹鋼薄板破損使得鋰金屬之密封性受損的可能性。
又，即便作為專利文獻3所記載之構造的標靶，由於鋰金屬之熔點為較低之180℃，所以不易避開由不銹鋼薄板所密封後的鋰金屬熔融，且不銹鋼薄板會膨脹，使得液化後的鋰偏於標靶之金屬基板的一部分，而有使得作為標靶之功能極為劣化的可能性。因而，會發生在變成如此的狀態之前要先交換高價之標靶的必要。
本發明係用以解決前述之習知技術的課題，其目的在於提供一種即便以簡單構造進行作為靶材之鋰金屬的加熱亦可以維持作為標靶之功能的壽命長之中子產生裝置用標靶及其製造方法。
為了解決前述課題，本發明提供一種中子產生裝置用標靶，該中子產生裝置係將由加速器所加速後之質子束照射於作為靶材的鋰，並藉由7Li(p,n)7Be反應產生中子，其特徵為，該中子產生裝置用標靶係具備：金屬基板，係保持靶材；以及密封金屬薄膜，係將靶材密封於金屬基板中用以保持靶材之保持面側；在金屬基板之保持面側係具有：緣框部；以及浮凸(emboss)構造，係在由緣框部所包圍之內部餘留與緣框部相同之高度的複數個島部，並將緣框部及複數個島部以外之其他的區域形成為被減薄至靶材之厚度量的凹部；靶材係藉由密封金屬薄膜而被密封於金屬基板之凹部。
浮凸構造中之被減薄後的凹部較佳為包含：複數個圓形凹部，係六方配置於由緣框部所包圍之內側，且俯視觀察具有圓形狀；以及連通凹部，係將鄰接之圓形凹部彼此予以相互地連通。
較佳為：在凹部之底面係設置用以改善靶材與金屬基板之附著性的附著促進層。
又，較佳為：金屬基板係設置有多數條用以將冷卻劑流動至保持面側之相反側的面側之冷卻劑流路。
較佳為：金屬基板係由鐵或鉭所構成；密封金屬薄膜係由不銹鋼薄板、鈦薄板、鈦合金薄板、鈹薄板或鈹合金薄板所構成。又，較佳為：附著促進層為銅、鋁、鎂、或鋅之薄膜層。
浮凸構造中的島部之材質從提高中子產生效率之觀點來看，較佳為：包含1至20質量%的銅(Cu)、20至40質量%的鋁(Al)、或45至60質量%的鎂(Mg)之中的任一種，且殘餘部由鋰(Li)和不可避雜質組成的鋰合金所構成。
依據具有前述特徵之本發明，在保持金屬基板之靶材的保持面側係具有：緣框部；以及浮凸構造，係在由緣框部所包圍之內側餘留與緣框部相同之高度的複數個島部，並將緣框部及複數個島部以外之其他的區域形成為被減薄至靶材之厚度量的凹部，且將密封金屬薄膜、和緣框部及複數個島部之表面例如進行熱均壓(HIP)接合，使得靶材藉由密封金屬薄膜而密封於金屬基板之凹部。結果，即便質子束通過密封金屬薄膜照射於靶材之鋰，使得密封金屬薄膜因質子束之加熱而膨脹，亦能藉由在複數個島部之表面接合來抑制該膨脹，且能維持靶材與密封金屬薄膜之密接狀態。
因而，金屬基板藉由冷卻劑而冷卻，藉此密封金屬薄膜亦能透過金屬基板、鋰而冷卻，可以減低因密封金屬薄膜之過熱所引 起的破損之可能性。
在如圖7所示之比較例般地僅以緣框部來接合密封金屬薄膜的情況，當密封金屬薄膜膨脹時靶材之膨脹體積就容易在緣框部之中央變大。結果，當作為靶材之鋰金屬因質子束之照射而被加熱並熔解時，在金屬基板與密封金屬薄膜之間，鋰金屬就會偏向標靶之下方側，而有在被質子束照射之部位幾乎不存在鋰金屬之虞。
依據本發明，密封金屬薄膜係與緣框部及複數個島部之表面進行HIP接合，且被接合於金屬基板之保持面側。因而，即便被密封於凹部的鋰金屬因質子束之照射而被加熱並熔解，因密封金屬薄膜之膨脹所引起的靶材厚度之變化亦會變小，且在金屬基板與密封金屬薄膜之間，能均等維持於由標靶之緣框部所包圍的內側。
結果，標靶之壽命可以延長，且可以延展直到交換高價之標靶的質子束之累積照射時間。換句話說，有助於減低接受硼中子捕獲療法的患者之治療成本。
又，本發明之另一形態提供一種中子產生裝置用標靶，該中子產生裝置係將由加速器所加速後之質子束照射於作為靶材的鋰，並藉由7Li(p,n)7Be反應產生中子，其特徵為，該中子產生裝置用標靶係具備：金屬基板，係保持靶材；以及密封金屬薄膜，係將靶材密封於金屬基板中用以保持靶材之保持面側；前述靶材 係包含1至20質量%的銅、20至40質量%的鋁、或45至60質量%的鎂之中的任一種，且殘餘部由鋰和不可避雜質組成的鋰合金所構成。
依據具有前述特徵的本發明之另一形態，靶材之熔點與將熔點較低之純鋰金屬作為靶材的情況相較，會變高數百℃左右。結果，可以抑制靶材因質子束之照射而被加熱並熔融。進而，可防止熔融後的靶材偏於金屬基板之一部分所導致作為標靶之功能的劣化。
依據本發明，可以提供一種即便以簡單構造進行作為靶材之鋰金屬的加熱亦可以維持作為靶材之功能的壽命長之中子產生裝置用標靶及其製造方法。
1‧‧‧質子束產生裝置
1a‧‧‧離子源
1b‧‧‧加速器
2‧‧‧照射部
3‧‧‧治療部
4‧‧‧射束導管
5‧‧‧標靶部
6‧‧‧質子束
7‧‧‧射束聚焦透鏡
9‧‧‧中子束
10‧‧‧準直器
10a‧‧‧前端凸緣部
11A、11B‧‧‧標靶面板
11a‧‧‧射束照射面
11b‧‧‧前端面
11cL、11cR‧‧‧面板側面
12L、12R‧‧‧側板
15‧‧‧安裝孔
17‧‧‧安裝螺栓
18‧‧‧絕緣件
21‧‧‧減速材
22‧‧‧反射材
23‧‧‧中子吸收材
24‧‧‧準直器
51A、51B、51C、51D、51E、51F‧‧‧標靶
52A、52B、52C、 52D、52E、52E0、52F‧‧‧ 金屬基板
52a‧‧‧緣框部
52b‧‧‧島部
52c、52c1、52c2‧‧‧凹部
52c3‧‧‧圓形凹部
52c4‧‧‧連通凹部
52d‧‧‧冷卻劑流路
52e‧‧‧冷卻翼片
52f1、52f2‧‧‧貫通部
53‧‧‧密封金屬薄膜
54‧‧‧靶材
54a‧‧‧靶材(鋰合金)
55‧‧‧背板
61‧‧‧坩堝
63、64‧‧‧注入通路
65‧‧‧熔融鋰注入配管
66‧‧‧熔融鋰出口配管
100‧‧‧中子產生裝置
112‧‧‧射束阻擋構件
113、124‧‧‧絕緣構件
116L、116R‧‧‧歧管
116La、116Ra、117L、121L、 121R、123L、123R‧‧‧ 冷卻劑流路孔
120A、120B‧‧‧貫通孔
122L、122R‧‧‧冷卻劑連通路
L1‧‧‧寬度
L2‧‧‧長度
R‧‧‧半徑
D‧‧‧距離
圖1係中子產生裝置之整體概要圖。
圖2係標靶部之概要圖。
圖3係標靶面板之安裝構造的說明圖。
圖4係標靶面板之射束照射面11a側的分解構造說明圖。
圖5係標靶之分解說明圖。
圖6係標靶51A之製程的說明圖，其中(a)係在標靶51A之金屬基板52A的保持面側X(表側)形成浮凸構造的浮凸構造加工步驟、和在金屬基板之保持面的相反側(背側)形成冷卻劑流路 52d用之溝槽部的冷卻劑流路加工步驟之後，進行在凹部52c之底面形成附著促進層的附著促進層形成步驟，之後，在氬氣環境中或真空中，將熔解後的靶材填充於凹部52c的靶材填充步驟之說明圖；(b)係靶材填充步驟完成後之狀態說明圖；(c)係結束保持面側平滑化步驟之後的狀態說明圖；(d)係靶材填充步驟後之將密封金屬薄膜53和金屬基板52A和背板55進行HIP接合的接合步驟完成後之狀態說明圖。
圖7係比較例的標靶51B之構造說明圖，其中(a)係標靶51B之立體圖；(b)係(a)中之Y-Y剖視圖。
圖8係變化例的標靶51C之構造說明圖，其中(a)係示意立體圖；(b)係(a)中之Z-Z剖視圖。
圖9係變化例中的標靶面板之射束照射面11a側的分解構造說明圖。
圖10係變化例中的標靶面板之熔融鋰注入口、充滿熔融鋰出口的配置構造之說明圖。
圖11係變化例的標靶51D之構造說明圖，其中(a)係標靶51D之分解說明圖；(b)係保持有靶材54的金屬基板52D之俯視圖；(c)係金屬基板52D中的浮凸構造之放大立體圖。
圖12係變化例的標靶51E之構造說明圖，其中(a)係標靶51E之分解說明圖；(b)係保持有靶材54的金屬基板52E之俯視圖。
圖13係變化例的標靶51E之製程的說明圖，其中(a)係在標靶51E之金屬基板52E0的保持面側X(表側)，將一樣被減薄後的凹部52c之區域進行減薄加工的步驟、和在金屬基板52E0之保持面的相反側(背側)形成冷卻劑流路52d用之溝槽部的冷卻劑 流路加工步驟之後，進行在凹部52c之底面形成附著促進層的附著促進層形成步驟，之後，在氬氣環境中或真空中，將熔解後的鋰合金54a填充於凹部52c的鋰合金填充步驟之說明圖；(b)係完成鋰合金填充步驟，之後進行保持面側平滑化步驟之後的狀態說明圖；(c)係結束浮凸構造加工步驟之後的狀態說明圖；(d)係在氬氣環境中或真空中，將熔解後的靶材54填充於凹部52c的靶材填充步驟之說明圖；(e)係完成靶材填充步驟，之後進行保持面側平滑化步驟之後的狀態說明圖。
圖14係變化例的標靶51F之分解說明圖。
以下，一邊參照圖1至圖4一邊就應用本發明實施形態之中子產生裝置用標靶的硼捕獲療法(BNCT：Boron Neutron Capture Therapy)用之中子產生裝置100加以說明。
圖1係中子產生裝置之整體概要圖。
如圖1所示，中子產生裝置100主要包含下述構件而構成：質子束產生裝置1；射束導管4，係將在質子束產生裝置1產生之質子束6於真空中導引至標靶部5；以及照射部2，係將被質子束6照射而在標靶部5產生的中子減速至預定之能量並且成形為中子束9以照射於患者之患部(治療部3)。
(質子束產生裝置1)
質子束產生裝置1係包含用以產生預定量之質子(氫離子)的離子源1a、及加速質子的加速器1b。
本實施形態中之中子產生裝置100係供BNCT用，而其標靶部5係使用鋰金屬作為靶材，且對該靶材照射質子並藉由7Li(p,n)7Be反應產生中子。而且，在靶材中發生的7Li(p,n)7Be反應之臨限值1.889MeV以上至3.0MeV左右的質子之能量的範圍內，能夠在加速器1b中可變地設定。而且，質子束6之電流值係以對患者照射中子之治療時間不那麼長之例如30分鐘左右為目標，且設為15mA至20mA左右。
然後，超熱中子之相對於從照射部2照射於患者之中子束9的目標值，係離體表面距離2.5cm之深度、且2×109n/cm2s之中子束位準。
符合此種要求規格且小型又低成本的質子束產生裝置1係使用ECR(Electron Cyclotron Resonance：電子迴旋共振)離子源作為離子源1a，並使用靜電型加速器作為加速器1b。
在此，離子源1a係利用電子迴旋共振減少以產生氫(1H)之電漿，且藉由螺線管線圈(solenoid coil)或永久磁鐵和六極永久磁鐵封閉氫(1H)電漿，來產生氫(1H+)離子。ECR離子源係具有：能夠進行無電極放電用之長時間連續穩定運轉，且可以產生大強度離子束的特徵。
靜電型加速器係在電極間施加直流高電壓且藉由該電極間 之電位差來加速帶電粒子的裝置，在本實施形態中，作為可以以比較高的電流值來輸出低能量且連續性之離子束的加速器，例如是使用炸藥起爆管(Dynamitron，比利時國IBA公司(Ion Beam Applications S.A.)之註冊商標)(參照日本特表2012-500454)。在該加速器1b中，能獲得質子束6之電流值為15mA至20mA的可能性高。而且，藉由該加速器1b所得的質子束6之能量，係有1.889MeV以上至3.0MeV左右的可能性。
圖1中，在射束導管4之照射部2的前方側(圖1之左側)，係設置有：射束聚焦(beam focus)透鏡7，係用以抑制在每次將質子束6照射於標靶部5之靶材54(參照圖4)時質子束6在射束導管4內擴展而撞擊到射束導管4之內壁使得質子束6之強度降低。作為射束聚焦透鏡7，一般是組合複數個使四極電磁鐵在質子束6之方向反轉極性者來使用。在射束導管4之前端部係設置有安裝有標靶部5的準直器(collimator)10，用以調整質子束6之縱向及橫向之擴展。
準直器10係縮小入射於標靶部5之質子束6，以便能照射於標靶部5之配置有靶材54的區域。準直器10之內壁係形成例如圓筒形狀，且在其內壁之外側配置有未圖示之水冷護套(jacket)，能冷卻前述內壁。
又，圖1中，射束導管4的質子束產生裝置1與射束聚焦透鏡7之間係成為直線，雖然並未配置任何物，但是亦可如日本特開2008-22920號公報所記載般地構成為：以可以將照射部2對 治療部3之患部從合適之方向照射中子束9的方式，配置有旋轉支架(gantry)，而在該部分係配置有複數段將質子束6之方向折彎的偏向電磁鐵，且在偏向電磁鐵之後段係配設有射束聚焦透鏡7。在該情況，較佳是構成為：在將質子束6之方向予以折彎的部分之射束導管4係設置有旋轉密封部。
(照射部2)
照射部2係將順沿質子束6之軸向的外形形成大致圓柱形狀，在標靶部5之前方配設有圓柱形狀之減速材21，而反射材22覆蓋其圓周方向及後方(質子束6之入射方向的相反方向)。射束導管4係被插通於設置在反射材22之中央的貫通孔。在反射材22之外周係配設有放射線遮蔽用的圓筒狀之中子吸收材23。
在減速材21及反射材22之前方側(照射側)，係配設有未圖示之過濾器(filter)，進而在其前方配設有在中央設置有開口的準直器24。
作為減速材21係例如使用氟化鎂(MgF2)或氟化鋁(AlF3)，作為反射材22係可考慮石墨(C)或鉛(Pb)。順便一提，當使用鉛作為反射材22時，雖然有照射部2變重的缺點，但是當亦考慮遮蔽從標靶部5產生之γ線的效果時，鉛就比石墨還佳。
作為中子吸收材23係可考慮如將氫等之高速中子熱化，且在吸收中子時不釋出γ線之例如含有硼的聚乙烯(polyethylene)樹脂等。
前述之過濾器係由具有中子穿透γ線遮蔽性能的材料所構成，且使用如抑制標靶部5中之核反應時所產生的γ線、在中子減速過程中產生的γ線等有害於治療的γ線，使其穿透以便可以將超熱中子照射於治療部位的氟化鉛(PbF2)、鈹(Bi)等。當比較氟化鉛和鈹時，雖然鈹為中子穿透能力高且γ線遮蔽性能高的材料，但是鈹為非常高價的材料，所以要依照價格和必要性能來分開使用氟化鉛和鈹。
作為準直器24係使用中子遮蔽性能高、且取決於中子照射之γ線產生低的氟化鋰(LiF)等。
(標靶部5)
其次，一邊參照圖2至圖6一邊說明標靶部5之構成。圖2係標靶部之概要圖。
如圖2及圖3所示，標靶部5係使二片標靶面板11A、11B，以使其前端側(質子束6之入射方向側)之前端面11b合在一起的方式傾斜於質子束6之軸線成為V字形，例如使其傾斜30度，並使其夾設電性絕緣用之絕緣構件113而安裝於被設置在射束導管4之前端部的準直器10之前端凸緣部10a。進而從圖2中之左右將側板12L、12R以使其夾設電性絕緣用之絕緣構件124的方式水密地組裝於標靶面板11A、11B之左右的面板側面11cL、11cR，並且抵接於前端凸緣部10a。
然後，雖然在圖2中有省略但是仍能從其外側使得有底的圓筒形狀之外殼夾設密封構件，例如藉由螺釘固定來組裝於前端凸 緣部10a，以便外殼內形成氣密狀態(參照專利文獻3之圖5)。
又，在前端面11b、11b係例如以螺釘固定之方式固定有射束阻擋(beam stop)構件112，以免質子束6如虛擬線(二點鏈線)所示地通過。射束阻擋構件112係用以在質子束6被照射於與前端面11b、11b之間隙時阻擋質子束6以免照射外殼的構造。作為射束阻擋構件112係使用例如低碳鋼。
在圖2中之標靶面板11A、11B的左側面設置有冷卻劑流路孔117L、117L，在標靶面板11A、11B的右側面雖然未圖示但是仍設置有冷卻劑流路孔117R、117R。
冷卻劑流路孔117L、117L係與側板12L之上下二個部位的冷卻劑流路孔121L、121L相對應，並且形成為配設有未圖示之水密密封材而使得冷卻劑不會洩漏的構成，並以冷卻劑連通孔122L來連繫於上面的冷卻劑流路孔123L。
在前述之未圖示的外殼內，冷卻劑流路孔123L和被設置於前端凸緣部10a的第1冷卻劑流路孔(未圖示)係藉由第1冷卻劑管(未圖示)而連接。該第1冷卻劑管係具有例如對中子照射具有耐性的樹脂管和位在樹脂管之兩端之水密構造的金屬連接器之配管。第1冷卻劑管之一方側的金屬連接器係連接於第1冷卻劑流路孔，並使用準直器10之冷卻劑流路來使冷卻劑流通(參照專利文獻3之圖5)。然後，第1冷卻劑管之另一方側的金屬連接器係連接於冷卻劑流路孔123L。
同樣地，冷卻劑流路孔117R、117R(未圖示於圖2)係與側板12R之上下二個部位的冷卻劑流路孔121R、121R相對應，並且形成為配設有未圖示之水密密封材而使得冷卻劑不會洩漏的構成，且以冷卻劑連通孔122R來連繫於上面的冷卻劑流路孔123R。
在前述之未圖示的外殼內，冷卻劑流路孔123R和被設置於前端凸緣部10a的第2冷卻劑流路孔(未圖示)係藉由第2冷卻劑管(未圖示)而連接。該第2冷卻劑管係與第1冷卻管同一構成。第2冷卻劑管之一方側的金屬連接器係連接於第2冷卻劑流路孔，並使用準直器10之冷卻劑流路來使冷卻劑流通(參照專利文獻3之圖5)。然後，第2冷卻劑管之另一方側的金屬連接器係連接於冷卻劑流路孔123R。如此，第1及第2冷卻管之一方係對標靶面板11A、11B進行冷卻劑供應，而第1及第2冷卻管之另一方係將從標靶面板11A、11B排出的冷卻劑透過準直器10之冷卻通路來排出。
在此，作為冷卻劑係例如使用純水。
圖3係標靶面板之安裝構造的說明圖。圖4係標靶面板11A之射束照射面11a側的分解構造說明圖。在圖3中雖然以圖2中的標靶面板11A為例加以說明，但是標靶面板11B之安裝構造亦為相同。
將安裝螺栓17通過插通孔115並夾設電性絕緣用的絕緣件18以螺釘緊固於被設置在前端凸緣部10a之前端面的母螺紋孔(未圖示)，並事前使得標靶面板11A、11B和側板12L、12R以 被組裝後之組裝物安裝於前端凸緣部10a。藉由絕緣件18，安裝螺栓17係不會與標靶面板11A、11B接觸。
圖3中，本來在安裝標靶面板11A、11B之前，雖然標靶51A係被固定於作為標靶面板11A、11B之照射有質子束6之側(表側)的面之射束照射面11a，但是為了容易辨別起見進行分開顯示。可是，在圖5之說明中如後述般，標靶51A係由金屬基板52A、靶材54(參照圖4、圖5)、密封金屬薄膜53、背板55所構成。然後，背板55係標靶面板11A、11B之一部分(參照圖4)。順便一提，作為標靶面板11A、11B之構件，可考慮碳鋼、銅。
密封金屬薄膜53之構成構件的種類，較佳是根據：可以防止靶材54之氧化等的化學反應，且不易因靶材54而被腐蝕的材質，並且質子束6之損失或因質子束6所引起的發熱較少之條件，來選擇容易使質子束6通過的構成構件之種類。作為密封金屬薄膜53之具體的構成構件之例，係以不銹鋼薄板、鈦薄板、鈦合金薄板、鈹薄膜、鈹合金薄板之中的任一個為適當。在此，作為密封金屬薄膜53之例，從製造成本較便宜的觀點來看，雖然選擇厚度為4μm之不銹鋼箔片(foil)，但是在使用鈦合金薄板的情況較佳是將厚度設為5μm，在使用鈹合金薄板的情況較佳是將厚度設為10μm。
在金屬基板52A之背面係具有如圖3、圖4、圖5所示地切出溝槽所構成的冷卻劑流路52d，而金屬基板52A之背面如圖4所示地接合於標靶面板11A之射束照射面11a的背板55。背板 55係比射束照射面11a之表面還些微附有段差並設置作為凹部。圖4中，雖然從背側觀看標靶面板11A左右成為相反，但是在背板55之左右近旁係朝向表側凹陷設置有使冷卻劑供應至冷卻劑流路52d或從冷卻劑流路52d集合的歧管(manifold)116L、116R。開口於歧管116L的冷卻劑流路孔116La係通至冷卻劑流路孔117L。同樣地開口於歧管116R的冷卻劑流路孔116Ra係通至冷卻劑流路孔117R。
此構造就標靶面板11B而言亦為同樣，僅顯示左右之符號成為與圖4相反，形狀則完全相同。
圖5係標靶之分解說明圖。圖5中，雖然將背板55單純化並以示意的平板形狀來顯示，但是如圖4所示，歧管116L、116R之部分係如標靶面板11A(11B)之背板55般地向下凹陷的條槽。
如圖5所示，在大致矩形板形狀的金屬基板52A之表面側(圖5中顯示「保持面X」)，係在外周側設置有緣框部52a，且在由緣框部52a所包圍的內側餘留規則且離散地被配置於圖6(a)中之左右方向及前後方向的島部52b並成為被減薄後的凹部52c之區域。緣框部52a之表面高度和島部52b之表面高度為相同，而緣框部52a和凹部52c之段差係與作為靶材之鋰金屬(Li)的厚度相同，例如為50μm。餘留該島部52b的凹部52c之形成係構成所謂的「浮凸構造」。此種加工雖然可以以例如銑削(milling)加工來進行，但是亦可藉由放電加工、取決於藥品之蝕刻加工來進行。
在金屬基板52A之背面側(保持面側X之相反側)係以置槽加 工來形成冷卻劑流路52d，而餘留的部分成為冷卻翼片(fin)52e。
然後，在該凹部52c填充有金屬鋰，之後，使金屬基板52A之背面對向而載置於圖4所示之背板55上，進而使密封金屬薄膜53載置於金屬基板52A之保持面側X的面，並藉由HIP加工將密封金屬薄膜53接合於緣框部52a之表面及島部52b之表面，並且同時接合金屬基板52A之背面和背板55。
在此，作為靶材的鋰金屬(Li)之厚度雖然是設為50μm，但是由於以對質子束6之照射方向傾斜30°的方式設定有標靶面板11A、11B，所以質子束6之靶材54的通過距離係成為約110μm，且為足夠的厚度。例如，在2.8MeV之能量的質子束6在將鋰金屬(靶材54)通過該距離之期間降低至未滿1.889MeV，之後由於質子係通過金屬基板52A，所以可以抑制被照射的質子與鋰產生非彈性散射並釋出γ線。
作為金屬基板52A，較佳為低碳鋼(Fe)或鉭(Ta)，且從其凹部52c之底面至冷卻劑流路52d的槽底之厚度係設為可以全部阻止入射於靶材54之質子束6通過靶材54後所餘留之質子的厚度。
鐵係除了因質子撞擊之結果所引起之晶格缺陷而造成的膨脹現象(起泡(blistering))或對氫脆化之耐性與鉭(ta)同樣優異以外，還是低價格的材料。作為標靶面板11A、11B之素材，雖然銅(Cu)從其熱傳導性觀點來看為佳，但是當考慮與金屬基板52A進行HIP(Hot Isostatic Pressing：熱均壓)接合之接合時，亦可為 碳鋼。
(標靶51A之製造方法)
其次一邊參照圖6一邊就標靶51A之製造方法加以說明。圖6係標靶51A之製程的說明圖，其中(a)係在標靶51A之金屬基板52A的保持面側X(表側)形成浮凸構造的浮凸構造加工步驟、和在金屬基板之保持面的相反側(背側)形成冷卻劑流路52d用之溝槽部的冷卻劑流路加工步驟之後，進行在凹部52c之底面形成附著促進層的附著促進層形成步驟，之後，在氬氣環境中或真空中，將熔解後的靶材填充於凹部52c的靶材填充步驟之說明圖；(b)係靶材填充步驟完成後之狀態說明圖；(c)係結束保持面側平滑化步驟之後的狀態說明圖；(d)係靶材填充步驟後之將密封金屬薄膜53、金屬基板52A以及背板55進行HIP接合的接合步驟完成後之狀態說明圖。
標靶51A係以下述步驟所製作。
(1)冷卻劑流路形成加工步驟
對於成為金屬基板52A之基礎的矩形狀之低碳鋼或鉭的板材，為了在其1面側(背側(對應圖6(a)中之下側面))藉由銑削加工等來形成冷卻劑流路52d，而加工多數個溝槽，且設置冷卻翼片52e(參照圖6(a))。
(2)浮凸構造加工步驟
在金屬基板52A之表側(對應圖6(a)中之上側面)餘留緣框部52a、和朝向圖6(a)中之左右方向及前後方向規則性地離散配置 於由緣框部52a所包圍之內側的複數個島部52b，並將凹部52c進行預定深度之減薄加工，例如以銑削加工進行與例如作為靶材之鋰金屬(Li)之厚度相同的50μm之減薄加工。
(3)附著促進層形成步驟
在浮凸構造加工步驟之後，於凹部52c之底部例如藉由蒸鍍、濺鍍等之成膜過程(process)而形成銅、鋁、鎂、或鋅之極薄層(附著促進層)，其厚度係製成例如0.05μm。此為用以改善作為靶材54之鋰與金屬基板52A之附著性(潤濕性)的加工。此時，在蒸鍍、濺鍍等之成膜過程之前，事先於緣框部52a與島部52b之圖6(a)中的上側之表面，以不形成銅之極薄層的方式進行遮罩(masking)處理，且在蒸鍍、濺鍍等之成膜過程後剝離遮罩。
(4)靶材填充步驟
其次，在氬氣環境中或真空中，將置入於坩堝61之作為靶材54的鋰金屬之熔融金屬(molten metal)流入於凹部52c(參照圖6(a)、(b))。由於氬氣係包含氧或水分(H2O)作為雜質，所以熔融後的鋰金屬會被氧化，故而較佳是在真空中填充。
(5)保持面側平滑化步驟
其次，在(4)靶材填充步驟中填充於凹部52c之作為靶材54的鋰金屬，雖然是在氬氣中或真空中使其直接凝固，但是如圖6(b)所示，亦在緣框部52a及島部52b之表面附著鋰金屬，進而比緣框部52a及島部52b之表面還更為隆起。
因此，在氬氣環境中或真空中，將此隆起例如藉由銑削加工來削取至緣框部52a及島部52b之表面的高度為止，且鋰金屬之粉末亦藉由氬氣之吹氣(blow)等來去除。結果，緣框部52a及島部52b之表面以潔淨之狀態露出，且成為僅在凹部52c填充有鋰金屬的狀態(參照圖6(c))。氬氣係包含氧或水分(H2O)作為雜質，所以熔融後的鋰金屬會被氧化，故而較佳是在真空中研削。
(6)接合步驟
其次，在氬氣環境中，將標靶面板11A(或是標靶面板11B)之背板55(圖6(d)中係以矩形狀之平板來顯示用以示意說明的背板55)形成為水平，並將金屬基板52A之背側向下，載置於背板55之上，其次將密封金屬薄膜53載置於金屬基板52A之保持面側X(參照圖5)的面上。
然後，將在進行HIP接合時不與密封金屬薄膜53接合、且與密封金屬薄膜53對向之下面為平坦的護墊構件載置於密封金屬薄膜53之上。作為護墊構件係例如可考慮陶瓷。
該護墊構件係在重量上具有適度的重量，且在開始進行HIP接合之前先排除密封金屬薄膜53與金屬基板52A之保持面側X的面之間的氬氣，並且在進行HIP接合時，保持密封金屬薄膜53平坦地抵接於金屬基板52A之保持面側X的面之狀態，以免因鋰金屬熔融，使得密封金屬薄膜53沉入於凹部52c。
之後，進行HIP接合。順便一提，依據該接合步驟，可以接合密封金屬薄膜53、和金屬基板52A的緣框部52a及島部52b 之表面，並且可以同時接合金屬基板52A與背板55。
此時，由於不僅能接合金屬基板52A的冷卻翼片52e之下面與背板55，就連金屬基板52A之四周的側面部與形成標靶面板11A(或是標靶面板11B)的射束照射面11a之背板55的緣部亦能同時接合，所以標靶面板11A(或是標靶面板11B)之射束照射面11a側係能以水密構造密閉接合於歧管116L、116R。
藉此，可以比個別地進行密封金屬薄膜53與金屬基板52A的緣框部52a及島部52b之表面的接合、和金屬基板52A與背板55之接合還更節省加工步驟。
藉由以上步驟來完成標靶51A。
圖7係比較例的標靶51B之構造說明圖，其中(a)係標靶51B之立體圖；(b)係(a)中之Y-Y剖視圖。
比較例的標靶51B係在金屬基板52B之表面側具有以下的構造：於外周側設置有緣框部52a，於由緣框部52a所包圍之內側設置有一樣被減薄的凹部52c之區域，且在不具有該浮凸構造的凹部52c密封有靶材54之純鋰金屬。
依據本實施形態之標靶51A，由於質子束6所入射的保持面側X之金屬基板52A上的密封金屬薄膜53係與金屬基板52A的緣框部52a及島部52b之表面接合，所以相較於如比較例所示在金屬基板52B之質子束6所入射的保持面側X不具有浮凸構造的情況，即便靶材54之鋰金屬由質子束所加熱並成為熔融狀態，亦可抑制因密封金屬薄膜53之熱膨脹所引起的膨脹，且可以抑制在熔融後的鋰金屬之緣框部52a之內部的平面之一方側因 重力而發生偏離。
又，在本實施形態中，由於質子束6係以用準直器10均等地撞擊標靶面板11A、11B之靶材54的方式對質子束6進行整形，所以能防止僅在標靶51A之密封金屬薄膜53的一部分照射點狀的質子束6，且能防止因密封金屬薄膜53之過熱所引起的破損。結果，藉由密封金屬薄膜53之照射劣化達到壽命為止的時間會變長，且標靶51A之壽命會變長。
相對於此，在比較例中，即便通過準直器10，對標靶51B之靶材54均等地照射質子束6，熔融後的鋰金屬亦會在緣框部52a之內部的平面之一方側藉由重力而發生偏離。結果，在密封金屬薄膜53之背側會發生熔融後的鋰金屬並未接觸的部分，該部分並不會通過熔融後的鋰金屬而被冷卻，且因過熱而使得密封金屬薄膜53破損為止的時間會變短，且標靶51B之壽命會變短。
相對於此，依據本實施形態之標靶51A，由於並無比較例之情況，所以壽命會比比較例之標靶51B還長，且亦有助於硼捕獲療法中的每一患者之費用的減低。
又，由於將靶材54之鋰金屬的厚度形成薄至50μm，所以能抑制質子束6因與鋰之非彈性散射而在鋰金屬內損失其能量，且可以減低非彈性散射γ線之產生。結果，可以些微減輕照射部2之γ線遮蔽的構造重量，且可以將照射部2小型化。
再者，在將靶材54之鋰金屬以熔融狀態循環於照射部2之標靶部5來使用的情況，其循環配管構造就變得複雜，並且需要 被配管於照射部2之外的循環配管之γ線遮壁構造，相對於此，本實施形態則無該需要就可以構成小型的標靶部5。
順便一提，由於金屬基板52A係為低碳鋼或是鉭，所以比以金屬基板52A為銅(Cu)的情況還能抑制因質子(氫)之吸收所引起的膨脹現象(起泡)，且標靶51A之壽命變長，亦有助於硼捕獲療法中的每一患者之費用的減低。
另外，在形成本實施形態中的標靶51A之金屬基板52A的浮凸構造時，浮凸構造可為規則性的構造或是不規則性的構造之其中一種，而被減薄的凹部以及被餘留的島部之形狀亦可為由直線或是曲線之其中一種所構成的形狀。在圖4至圖6中，係顯示以在金屬基板表面上朝向前後方向及左右方向等間隔地排列有矩形狀之島部的方式，形成有俯視觀察呈被減薄成格子條紋之形狀的凹部之形態，在圖6(a)中以左右鄰接島部52b的前後方向之行(column)，形成為配置於同一前後位置之亦稱為「格子狀」的配置，但是並非被限定於此。亦可以左右鄰接島部52b的前後方向之行，形成為不配置於同一前後位置而使其錯開之亦稱為「千鳥狀」的配置。
《實施形態之變化例1》
其次，一邊參照圖8一邊就本實施形態中之製造方法與標靶51A不同的標靶51C之構成及其製造方法加以說明。圖8係變化例的標靶51C之構造說明圖，其中(a)係示意立體圖；(b)係(a)中 之Z-Z剖視圖。圖9係變化例中的標靶面板之射束照射面11a側的分解構造說明圖。圖10係變化例中的標靶面板之熔融鋰注入口、充滿熔融鋰出口的配置構造之說明圖。有關與標靶51A相同之構成係附記相同之符號，且省略重複的說明。
標靶51C係如圖8所示地將金屬基板52C示意地顯示為平板狀，在金屬基板52C之保持面X側接合有密封金屬薄膜53，且在金屬基板52C之保持面X的相反側接合有背板55。標靶51C與標靶51A之不同點係在於：(1)具有凹部52c1、52c2，係如圖8所示地位在金屬基板52C之保持面X側的對角角落近旁之二個部位且為沒有島部52b之稍微寬的矩形平面；和(2)具有貫通部52f1，係具有連通於凹部52c1之注入通路63，並在金屬基板52C之保持面X的相反側具有例如圓筒形狀之突出部，且注入通路63開口於該突出部之端面；以及貫通部52f2，係具有連通於凹部52c2之注入通路64，並在金屬基板52C之保持面X的相反側具有圓筒形狀之突出部，且注入通路64開口於該突出部之端面。
金屬基板52C之貫通部52f1、52f2係如圖9及圖10所示地被插通於使歧管116L、116R貫通於朝向左右內側迴避的位置之背板55之平坦面的貫通孔120A、120B，並與背板55(標靶面板11A)之保持面X的相反側之面構成為同一平面，且注入通路63、64開口於標靶面板11A之保持面X的相反側之面。
有關標靶面板11B亦為同樣的構成。
標靶51C在注入後述之熔融鋰金屬的靶材填充步驟中，係在注入通路63如圖8(b)所示地連接有虛擬線(二點鏈線)所示的熔融鋰注入配管65，而在注入通路64連接有虛擬線(二點鏈線)所示之已充滿的熔融鋰出口配管66。
然後，例如在熔融鋰金屬之填充完成並凝固之後，熔融鋰注入配管65、熔融鋰出口配管66係被切削切斷，並去除注入通路63、64內之已凝固的鋰金屬，貫通部52f1、52f2之注入通路63、64就能藉由未圖示之蓋子而密封熔接。
標靶51C係以下述步驟製作。
(1)冷卻劑流路形成加工步驟
對於成為金屬基板52C之基礎的矩形狀之低碳鋼或鉭的板材，為了在其1面側(背側(對應圖10中之上側面))藉由銑削加工等來形成冷卻劑流路52d，而加工多數個溝槽，且設置冷卻翼片52e(參照圖10)。
(2)注入通路穿孔加工步驟
之後，在圖10中的金屬基板52C之右下角近旁及左上角近旁穿設注入通路63、64之孔。
(3)浮凸構造加工步驟
在金屬基板52C之表側(對應圖9中之上側面)餘留緣框部52a、和朝向圖9中之左右方向及前後方向規則性地離散配置於由緣框部52a所包圍之內側的複數個島部52b，並將凹部52c進行預定深度之減薄加工，例如以銑削加工進行與例如作為靶材之 鋰金屬(Li)之厚度相同的50μm之減薄加工。此時，在圖9中的左下角近旁形成50μm之減薄加工的凹部52c1，且形成為朝向圖9中的下側之緣框部52a側突出的形狀，並且在圖9中的右上角近旁形成50μm之減薄加工的凹部52c2，且形成為朝向圖9中的上側之緣框部52a側突出的形狀。
結果，如圖9所示地在凹部52c1、52c2之底面係分別開設有以注入通路穿孔加工步驟所穿孔的注入通路63、64之孔。
(4)貫通部接合步驟
接著，如圖10所示地熔接分別連通於金屬基板52C的注入通路63、64之孔之具有注入通路63、64之孔的圓筒形狀之貫通部52f1、52f2。
(5)接合步驟
其次，在氬氣環境中，將標靶面板11A(或是標靶面板11B)之背板55(圖8中係以矩形狀之平板來顯示用以示意說明的背板55)形成為水平，並將金屬基板52C之背側向下，載置於背板55之上，其次將密封金屬薄膜53載置於金屬基板52C之保持面側X(參照圖8(a))的面上。
此時，貫通部52f1、52f2係分別被插通於標靶面板11A(或是標靶面板11B)之背板55(參照圖9、圖10)的貫通孔120A、120B，而貫通部52f1、52f2之端面係在標靶面板11A(或是標靶面板11B)之背板55的保持面X側之相反側的面成為同一平面。
然後，將在進行HIP接合時不與密封金屬薄膜53接合，且與密封金屬薄膜53對向之下面為平坦的護墊構件載置於密封金屬薄膜53之上。作為護墊構件係例如可考慮陶瓷。
該護墊構件係在重量上具有適度的重量，且在開始進行HIP接合之前先排除密封金屬薄膜53與金屬基板52C之保持面側X的面之間的氬氣，並且在進行HIP接合時，保持密封金屬薄膜53平坦地抵接於金屬基板52C之保持面側X的面之狀態，以免密封金屬薄膜53沉入於凹部52c、52c1、52c2。
之後，進行HIP接合。順便一提，依據該接合步驟，能接合密封金屬薄膜53、和金屬基板52C的緣框部52a及島部52b之表面，並且能同時接合金屬基板52C與背板55。
此時，由於不僅能接合金屬基板52C的冷卻翼片52e之下面與背板55，就連貫通部52f1、52f2和背板55之貫通孔120A、120B亦能接合。再者，由於就連金屬基板52C之四周的側面部、與形成標靶面板11A(或是標靶面板11B)的射束照射面11a之背板55的緣部亦能同時接合，所以標靶面板11A(或是標靶面板11B)之射束照射面11a側係能以水密構造密閉接合於歧管116L、116R。
藉此，可以比個別地進行密封金屬薄膜53與金屬基板52C的緣框部52a及島部52b之表面的接合、和金屬基板52C與背板55之接合還節省加工步驟。
(6)靶材填充步驟
其次，在露出於標靶面板11A(或是標靶面板11B)之背板55的保持面X側之相反側的貫通部52f1、52f2之端面，分別熔接熔融鋰注入配管65之一端側，並且熔接熔融鋰出口配管66之一端側。然後，將熔融鋰出口配管66之另一端側連接於油擴散泵浦等的真空泵浦，且將熔融鋰注入配管65之另一端側連接於熔融鋰金屬供應側。
此時，標靶面板11A(或是標靶面板11B)較佳是設置於具有感應加熱等之加熱手段、切削裝置、熔接裝置等的密封容器內。
之後，如圖8(b)所示地以將熔融鋰出口配管66側向上，將熔融鋰注入配管65側向下的方式所配置，並運轉真空泵浦，以將熔融鋰注入配管65、形成於背板55與密封金屬薄膜53之間的凹部52c、52c1、52c2之空間、熔融鋰出口配管66內抽真空。又，將標靶面板11A(或是標靶面板11B)藉由感應加熱等之方法加熱至200℃以上，例如加熱至400℃至500℃之第1預定溫度。在標靶面板11A(或是標靶面板11B)係安裝有複數個未圖示的溫度感測器，且以溫度感測器之信號來確認已完成加熱至第1預定溫度，並將在真空中事先加熱至200℃以上之作為靶材54的熔融鋰金屬，透過熔融鋰注入配管65以充滿凹部52c、52c1、52c2之空間的方式來注入。
熔融鋰金屬以充分地充滿凹部52c、52c1、52c2之空間的方式來注入之確認，例如可以藉由以X射線監視熔融鋰出口配管66之熔融鋰金屬的液面來輕易地確認。
在以熔融鋰金屬充分地充滿凹部52c、52c1、52c2之空間的方式來注入之後，閉合熔融鋰金屬之供應側，在預定時間，使得金屬基板52C及密封金屬薄膜53、和熔融鋰金屬相互潤濕並充分地接觸為止，將標靶面板11A(或是標靶面板11B)之溫度在預定時間(保持時間)保持於200℃以上之例如200℃至300℃的第2預定溫度。該第2預定溫度及保持時間係事先實驗所決定。
在此，前述的第1預定溫度係即便高亦不會使熔融鋰金屬侵蝕背板55及密封金屬薄膜53的溫度，且事先實驗所決定。順便一提，第1預定溫度亦可為與第2預定溫度相同的溫度。
(7)靶材注入通路閉塞加工步驟
其次，就填充熔融鋰金屬之後的注入通路63、64之閉塞加工步驟加以說明。
在經過保持時間後，在保持熔融鋰金屬充滿於凹部52c、52c1、52c2之空間的狀態慢慢地冷卻，使得凹部52c、52c1、52c2之空間成為填充有固態的鋰金屬之狀態。藉由被安裝於標靶面板11A(或是標靶面板11B)之溫度感測器確認已完成充分冷卻之後，閉合熔融鋰出口配管66並停止真空泵浦，且將設置有標靶面板11A(或是標靶面板11B)的前述密封容器設為氬氣環境或是真空狀態。
然後，以前述之切削工具來切斷熔融鋰注入配管65及熔融鋰出口配管66，且切削去除貫通部52f1之注入通路63及貫通部52f2之注入通路64內的鋰金屬。將與事先準備於前述密封容器 內的未圖示之金屬基板52C同一構件製的蓋子(未圖示)嵌入於貫通部52f1、52f2之注入通路63、64，且以雷射熔接或電子束熔接等來進行密封熔接。
藉由以上步驟來完成標靶51C。
另外，在本變化例中，為了縮短(6)之靶材填充步驟中的前述之保持時間，亦可在(3)之浮凸構造加工步驟之後、且(5)之接合步驟之前，包含實施形態之標靶51A之製作中的(3)之「附著促進層形成步驟」。
又，在本變化例中，雖然在(7)之靶材注入通路閉塞加工步驟中，切削切斷熔融鋰出口配管65及熔融鋰出口配管66並在注入通路63、64形成蓋子，但是並非被限定於此。亦可在熔融鋰金屬或固態鋰金屬充滿於熔融鋰出口配管65及熔融鋰出口配管66內之狀態下，進行壓接並封印熔接。
又，在本變化例中，雖然在金屬基板52C設置貫通部52f1、52f2之構成，但是並未被限定於此，亦可不設置貫通部52f1、52f2，而是金屬基板52C之注入通路63、64的孔之緣部和背板55之貫通孔120A、120B的緣部進行HIP接合，且貫通孔120A、120B分別構成注入通路63、64之一部分。
依據本變化例，除了前述之實施形態的效果以外，在實施形態中，亦有防止填充完成後的靶材54在進行HIP接合時熔融並成為高溫而導致侵蝕金屬基板52A或密封金屬薄膜53的可能 性。結果，本變化例之標靶51C係可以比實施形態之標靶51A還長壽命。
《實施形態之變化例2》
其次，一邊參照圖11一邊就本實施形態中之浮凸構造與標靶51A不同的標靶51D之構成及其製造方法加以說明。圖11係變化例的標靶51D之構造說明圖，其中(a)係標靶51D之分解說明圖；(b)係保持有靶材54的金屬基板52D之俯視圖；(c)係金屬基板52D中的浮凸構造之放大立體圖。有關與標靶51A相同之構成係附記相同之符號，且省略重複的說明。
標靶51D係由金屬基板52D、靶材54、密封金屬薄膜53以及背板55所構成。雖然背板55在圖11(a)中係單純化且示意地以平板形狀顯示，但是與標靶51A同樣，為標靶面板11A、11B之一部分，且如圖4所示的標靶面板11A(11B)之背板55般為歧管116L、116R之部分向下凹陷的條槽。
如圖11(a)所示，金屬基板52D係大致矩形板形狀，且在其表面側(圖11(a)中為上側)，於外周側設置有緣框部52a。金屬基板52D係在由緣框部52a所包圍之內側，具有餘留規則性地離散配置於左右方向及前後方向的島部52b以及被減薄的凹部52c之區域，且成為在該凹部52c保持有靶材54的構造。標靶51D與標靶51A之不同點係在於：被形成於金屬基板52D之保持面的浮凸構造之形狀。
如圖11(b)所示，金屬基板52D之浮凸構造係具有：以餘留複數個島部52b之方式規則性地排列有等間隔地配置成為六方配置的複數個圓形狀之凹部、和彼此連通此等的凹部之形狀。然後，在規則性地排列的凹部係保持有靶材54。圖11(c)係未填充有靶材54之狀態的浮凸構造之一部分的放大立體圖。在金屬基板52D係以將大致六角柱狀之島部52b餘留於蜂巢構造之頂點位置的方式形成有由圓形凹部52c3及矩形形狀之連通凹部52c4重複構成的凹部52c，該圓形凹部52c3係俯視觀察呈被減薄成圓形狀，該連通凹部52c4係以連通於與鄰接的圓形凹部52c3之間的方式被減薄。
作為金屬基板52D之材質，較佳為低碳鋼(Fe)或是鉭(Ta)，而此種浮凸構造之加工雖然可以以例如銑削加工來進行，但是亦可藉由放電加工、取決於藥品之蝕刻加工來進行。
圓形凹部52c3和連通凹部52c4係可以以分別成為相同之深度的方式所形成，緣框部52a之表面高度和島部52b之表面高度為相同，而緣框部52a和凹部52c之段差係與作為靶材之鋰金屬(Li)的厚度相同，例如為50μm。
圓形凹部52c3和連通凹部52c4所形成的凹部52c，為了離散餘留有預定面積之島部52b，較佳是以金屬基板52D之緣框部52a之內側面積中的面積率為70%以上之範圍的方式所形成。藉由以此種面積率來形成，就可以一邊確保與密封金屬薄膜接合的 島部之表面積，一邊避開靶材之反應截面積的縮小。
圓形凹部52c3係以規則性地排列有大致圓形狀且大小相同或是不同的複數個圓形狀之方式所形成，例如可以以圓形凹部52c3之中心成為六方配置的方式等間隔地形成。在圖11(c)中，R係顯示圓形凹部52c3之半徑，D係顯示各圓形凹部52c3之中心間的距離。圓形凹部52c3之半徑R雖然非為被特別限制，但是可以設為1mm至5mm，較佳為2mm。各圓形凹部52c3之中心間的距離D雖然並非為被特別限制，但是可以設為R+1mm至R+3mm，較佳為R+1mm。
又，連通凹部52c4較佳是設為連通各圓形凹部52c3的直線狀之溝槽，例如以軸線一致於連結各圓形凹部52c3之中心的線之方式設為以中心間之最短距離來連通的配置，且可以以俯視觀察呈大致矩形狀的方式所設置。圖11(c)中，L1係顯示連通凹部52c4之寬度，L2係顯示連通凹部52c4之長度。連通凹部52c4之寬度L1雖然非為被特別限制，但是可以設為圓形凹部52c3之半徑的1/5至1/2，較佳為1/2。
當將半徑2mm的圓形凹部52c3以5mm間隔進行六方配置，且以1mm四方之連通凹部52c4來連通鄰接的圓形凹部52c3時，金屬基板52D之緣框部52a的內側面積中之面積率就能確保為約72%。
從凹部52c之底面至冷卻劑流路52d之槽底的厚度，係設為可以全部阻止入射於靶材54之質子束6通過靶材54後所餘留之質子的厚度。
如圖11(a)所示，標靶51D係在金屬基板52D之背面側，與標靶51A同樣，以置槽加工形成有冷卻劑流路52d，而餘留的部分係構成冷卻翼片52e。
在凹部52c填充有金屬鋰，之後，以金屬基板52D之背面對向的方式載置於背板55上，進而在金屬基板52D之上面載置有密封金屬薄膜53，並藉由HIP加工使得密封金屬薄膜53接合於緣框部52a之表面及島部52b之表面，並且成為能同時接合金屬基板52D之背面和背板55的構造。
此種標靶51D係按照前述的標靶51A之製造方法為準則而製作。
依據本變化例，由於即便存在於凹部之作為靶材54的鋰金屬藉由質子束之照射而被加熱並熔解，圓形凹部52c3亦會分散因膨脹所引起之壓力，且將連通凹部52c4所熔解後的鋰金屬分配於鄰接的各圓形凹部52c3並予以平準化，所以密封金屬薄膜之膨脹與實施形態之標靶51A中的情況比較更能獲得抑制，且能維持靶材54與密封金屬薄膜之密接狀態。因而，更可以減低因密封金屬薄膜之過熱所引起的破損之可能性。
《實施形態之變化例3》
其次，一邊參照圖12一邊就變化例中之浮凸構造之材質與標靶51D不同的標靶51E之構成及其製造方法加以說明。圖12係變化例的標靶51E之構造說明圖，其中(a)係標靶51E之分解 說明圖；(b)係保持有靶材54的金屬基板52E之俯視圖。有關與標靶51A、51D相同的構成係附記相同之符號，且省略重複的說明。
標靶51E係由金屬基板52E、靶材54、密封金屬薄膜53以及背板55所構成。雖然背板55在圖12(a)中係單純化且示意地以平板形狀顯示，但是與標靶51A同樣，為標靶面板11A、11B之一部分，且如圖4所示的標靶面板11A(11B)之背板55般為歧管116L、116R之部分向下凹陷的條槽。
如圖12(a)所示，金屬基板52E係大致矩形板形狀，且在其表面側(圖12(a)中為上側)，於外周側設置有緣框部52a，且在由緣框部52a所包圍之內側，具有餘留規則性地離散配置於左右方向及前後方向的島部52b以及被減薄的凹部52c之區域。
標靶51E係具有與標靶51D同樣的浮凸構造，且如圖12(b)所示，金屬基板52E之表面側係以餘留大致六角柱狀之島部52b的方式形成有由圓形凹部52c3及連通凹部52c4所構成的凹部52c而可保持靶材54，該圓形凹部52c3係以在由緣框部52a所包圍之內側採取六方配置之方式等間隔地被減薄，該連通凹部52c4係以連通於與鄰接的圓形凹部52c3之間的方式被減薄。
標靶51E與標靶51D不同之點係在於：被形成於金屬基板52E之保持面的浮凸構造中的島部52b之材質。
在標靶51D中，藉由凹部52c被減薄而餘留的島部52b，係與金屬基板52D為相同的材質，且由非鋰金屬、較佳為低碳鋼(Fe)或是鉭(Ta)所構成。相對於此，在標靶51E中，島部52b係由亦作為靶材54之鋰合金54a所形成。島部52b係藉由材質為鋰合金，而具有作為標靶的功能，且與鋰之情況比較具有不易藉由加熱而熔融的特性。
作為鋰合金係可以列舉例如不因質子束之照射而被加熱並熔融、亦即融點為300℃左右以上之合金，且能合適地使用銅-鋰合金、鋁-鋰合金、鎂-鋰合金。
在銅-鋰合金中，作為添加的銅，較佳為1質量%以上，更佳為1至20質量%。
在鋁-鋰合金中，作為添加的鋁，較佳為20質量%以上，更佳為20至40質量%。
在鎂-鋰合金中，作為添加的鎂，較佳為45質量%以上，更佳為45至60質量%。
依據本變化例，由於能獲得標靶51D中的效果，並且島部52b能由包含作為靶材54之鋰的合金所形成，所以即便在島部52b中亦可以藉由質子束之照射來產生中子。結果，可以減少因在金屬基板之保持面側形成島部52b所導致之中子產生效率之降低。
如圖12(a)所示，標靶51E係在金屬基板52E之背面側，與 標靶51A同樣，以置槽加工來形成冷卻劑流路52d，且餘留的部分構成冷卻翼片52e。
在凹部52c填充有金屬鋰，之後，金屬基板52E之背面以對向之方式被載置於背板55上，進而在金屬基板52E之保持面側X的面載置有密封金屬薄膜53，並藉由HIP加工使得密封金屬薄膜53接合於緣框部52a之表面及島部52b之表面，並且成為同時接合金屬基板52E之背面和背板55之構造。
其次一邊參照圖13一邊就標靶51E之製造方法加以說明。圖13係標靶51E之製程的說明圖，其中(a)係在標靶51E之金屬基板52E0的保持面側(表側)，將一樣被減薄後的凹部52c之區域進行減薄加工的步驟、和在金屬基板52E0之保持面的相反側(背側)形成冷卻劑流路52d用之溝槽部的冷卻劑流路加工步驟之後，進行在凹部52c之底面形成附著促進層的附著促進層形成步驟，之後，在氬氣環境中或真空中，將熔解後的鋰合金54a填充於凹部52c的鋰合金填充步驟之說明圖；(b)係完成鋰合金填充步驟，之後進行保持面側平滑化步驟之後的狀態說明圖；(c)係結束浮凸構造加工步驟之後的狀態說明圖；(d)係在氬氣環境中或真空中，將熔解後的靶材54填充於凹部52c的靶材填充步驟之說明圖；(e)係完成靶材填充步驟，之後進行保持面側平滑化步驟之後的狀態說明圖。
標靶51E係以下述步驟製作。
(1)冷卻劑流路形成加工步驟
對於成為金屬基板52E之基礎的矩形狀之低碳鋼或鉭的板材，為了在其1面側(背側(對應圖13(a)中之下側面))藉由銑削加工等來形成冷卻劑流路52d，而加工多數個溝槽，且設置冷卻翼片52e(參照圖13(a))。
(2)減薄加工步驟
在板材之表側(對應圖13(a)中之上側面)，餘留緣框部52a並進行預定深度之減薄加工，且形成底部具有平面狀之凹部52c的金屬基板52E0。例如，以銑削加工進行與作為靶材之鋰金屬(Li)之厚度相同的50μm之減薄加工。
(3)附著促進層形成步驟
在減薄加工步驟之後，於凹部52c之底部例如藉由蒸鍍、濺鍍等之成膜過程來形成銅、鋁、鎂、或鋅之極薄層(附著促進層)，其厚度例如製成0.05μm。此為用以改善鋰合金54a與金屬基板52E0之附著性(潤濕性)的加工。此時，在蒸鍍、濺鍍等之成膜過程之前，事先於緣框部52a之表面，以不形成銅之極薄層的方式進行遮罩處理，且在蒸鍍、濺鍍等之成膜過程後剝離遮罩。
(4)鋰合金填充步驟
其次，在氬氣環境中或真空中，在將鋰合金54a熔解後之狀態下將置入於坩堝61之熔融金屬流入於金屬基板52E0之凹部52c(參照圖13(a)、(b))。由於氬氣係包含氧或水分(H2O)作為雜質，所以熔融後的鋰合金54a會被氧化，故而較佳是在真空中填 充。填充後的鋰合金54a係在氬氣中或是真空中直接使其凝固。
(5)保持面側平滑化步驟
由於凝固後之鋰合金54a係附著於緣框部52a之表面，進而比緣框部52a之表面還更為隆起，所以例如要藉由銑削加工來削取，且鋰合金54a之粉末亦要藉由氬氣之吹氣等來去除(參照圖13(b))。由於氬氣係包含氧或水分(H2O)作為雜質，所以熔融後的鋰金屬會被氧化，故而較佳是在真空中研削。
(6)浮凸構造加工步驟
其次，在填充於凹部52c的鋰合金54a，以採取六方配置之方式於縱向及橫向複數個部位藉由銑削加工等進行俯視觀察呈圓形狀之預定深度的減薄加工、例如直徑為4mm且到達構成凹部52c之底部的金屬基板之深度的減薄加工，而形成圓形凹部52c3。
又，為了使得各圓形凹部52c3之間連通，以減薄加工、例如1mm寬度之溝槽來連通預定形狀之連通凹部52c4的方式，進行到達構成凹部52c之底部的金屬基板之深度的減薄加工。
使全部的圓形凹部52c3以連通凹部52c4來連通，藉此可形成具有由鋰合金54a所構成之複數個島部52b和凹部52c所構成的浮凸構造之金屬基板52E(參照圖13(c))。
(7)附著促進層形成步驟
在浮凸構造加工步驟之後，於凹部52c之底部例如藉由蒸 鍍、濺鍍等之成膜過程來形成銅、鋁、鎂、或鋅之極薄層(附著促進層)，其厚度例如製成0.05μm。此為用以改善作為靶材54之鋰與金屬基板52E之附著性(潤濕性)的加工。此時，在蒸鍍、濺鍍等之成膜過程之前，事先於緣框部52a與島部52b之圖13(c)中的上側之表面，以不形成銅之極薄層的方式進行遮罩處理，且在蒸鍍、濺鍍等之成膜過程後剝離遮罩。
(8)靶材填充步驟
其次，在氬氣環境中或真空中，在將作為靶材54之鋰金屬熔解後的狀態下將置入於坩堝61之熔融金屬流入於凹部52c(參照圖13(d))。由於氬氣係包含氧或水分(H2O)作為雜質，所以熔融後的鋰金屬會被氧化，故而較佳是在真空中填充。填充後之作為靶材54的鋰金屬係在氬氣中或是真空中直接使其凝固。
(9)保持面側平滑化步驟
由於凝固後之鋰金屬係附著於緣框部52a及島部52b之表面，進而比緣框部52a及島部52b之表面還更為隆起，所以例如要藉由銑削加工來削取，且鋰金屬之粉末亦要藉由氬氣之吹氣等來去除。結果，緣框部52a及島部52b之表面以潔淨之狀態露出，且成為僅在凹部52c填充有鋰金屬的狀態(參照圖13(e))。氬氣係包含氧或水分(H2O)作為雜質，所以熔融後的鋰金屬會被氧化，故而較佳是在真空中研削。
(10)接合步驟
接著，與標靶51A之製造方法中同樣，在氬氣環境中，將標靶面板11A(或是標靶面板11B)之背板55、和金屬基板52E、和密封金屬薄膜53進行HIP接合。
藉由以上步驟來完成標靶51E。
《實施形態之變化例4》
其次，一邊參照圖14一邊就本實施形態中之凹部構造及靶材54之材質與標靶51A不同的標靶51F之構成及其製造方法加以說明。圖14係變化例的標靶51F之分解說明圖。有關與標靶51A相同之構成係附記相同之符號，且省略重複的說明。
標靶51F係由金屬基板52F、靶材54、密封金屬薄膜53以及背板55所構成。雖然背板55在圖13中係單純化且示意地以平板形狀顯示，但是與標靶51A同樣，為標靶面板11A、11B之一部分，且如圖4所示的標靶面板11A(11B)之背板55般為歧管116L、116R之部分向下凹陷的條槽。
如圖14所示，金屬基板52F係大致矩形板形狀，且在其表面側(圖14中為上側)，於外周側設置有緣框部52a，且在由緣框部52a所包圍之內側，具有一樣被減薄的凹部52c之區域。金屬基板52F中的凹部52c，係由：底部為平面狀，且與比較例中的標靶51B同樣並未加工形成有浮凸構造的形狀所構成。
標靶51F與標靶51B之不同點係在於：被填充於凹部52c 的靶材54之材質。
在標靶51B中，本質上由100質量%之鋰所構成的純鋰金屬係作為靶材54而被填充於凹部52c。
相對於此，在標靶51F中，鋰合金54a係作為靶材54而被填充於凹部52c。鋰合金54a係具有與鋰金屬相較不易因加熱而熔融之特性的靶材54。
作為鋰合金54a，係可以列舉例如不因質子束之照射而被加熱並熔融、亦即融點為300℃左右以上之合金，且添加金屬%較小以儘量使質子束之鋰合金中的飛程不要變小的鋰合金，且能合適地使用銅-鋰合金、鋁-鋰合金、鎂-鋰合金。
在銅-鋰合金中，作為添加的銅較佳為1至20質量%；在鋁-鋰合金中，作為添加的鋁較佳為20至40質量%；在鎂-鋰合金中，作為添加的鎂較佳為45至60質量%。
作為金屬基板52F之材質，較佳為低碳鋼(Fe)或是鉭(Ta)，而底部為平面狀的凹部52c之加工雖然例如可以以銑削加工來進行，但是亦可藉由放電加工、取決於藥品之蝕刻加工來進行。
緣框部52a與凹部52c之段差係與靶材之厚度相同，例如為50μm。
從凹部52c之底面至冷卻劑流路52d之槽底的厚度，係設為可以全部阻止入射於靶材54之質子束6通過靶材54後所餘留之質子的厚度。
如圖14所示，標靶51F係在金屬基板52F之背面側，與標 靶51A同樣，以置槽加工形成有冷卻劑流路52d，而餘留的部分係構成冷卻翼片52e。
在凹部52c填充有鋰合金54a，之後，以金屬基板52D之背面對向的方式載置於背板55上，進而在金屬基板52F之上面載置有密封金屬薄膜53，並藉由HIP加工使得密封金屬薄膜53接合於緣框部52a之表面，並且成為能同時接合金屬基板52F之背面和背板55的構造。
此種標靶51F係在前述的標靶51E之製造方法中，對金屬基板52E0填充鋰合金54a，且進行保持面側平滑化步驟之後，藉由進行取決於HIP之接合步驟而製作。
又，亦有以下之方法：事先使滾軋成必要厚度之鋰合金54a壓接於密封金屬薄膜53，且將此載置於並未設置凹部52c之金屬基板上並進而使其壓接，並且在基板周邊部熔接密封金屬薄膜53和金屬基板。
依據本變化例，與使用融點比較低之鋰金屬作為靶材54的情況相較，可以防止靶材54因質子束之照射而被加熱並熔融，且液化後的靶材54偏於金屬基板之一部分，使得作為標靶的功能劣化。
51A‧‧‧標靶
52A‧‧‧金屬基板
52a‧‧‧緣框部
52b‧‧‧島部
52d‧‧‧冷卻劑流路
52e‧‧‧冷卻翼片
53‧‧‧密封金屬薄膜
54‧‧‧靶材
55‧‧‧背板

Claims (10)

  1. 一種中子產生裝置用標靶，該中子產生裝置係將由加速器所加速後之質子束照射於作為靶材的純鋰金屬，並藉由7Li(p,n)7Be反應以產生中子，該中子產生裝置用標靶具備：金屬基板，係保持前述靶材；以及密封金屬薄膜，係將前述靶材密封於前述金屬基板中用以保持前述靶材之保持面側；在前述金屬基板之前述保持面側係具有：緣框部；以及浮凸構造，係在由該緣框部所包圍之內部餘留與前述緣框部相同之高度的複數個島部，並將前述緣框部及複數個前述島部以外之其他的區域形成為被減薄至前述靶材之厚度量的凹部；前述靶材係藉由前述密封金屬薄膜而被密封於前述金屬基板之前述凹部，前述密封金屬薄膜係與複數個前述島部的表面接合。
  2. 如請求項1所記載之中子產生裝置用標靶，其中前述浮凸構造中之被減薄後的凹部係包含：複數個圓形凹部，係六方配置於由前述緣框部所包圍之內側，且俯視觀察具有圓形狀；以及連通凹部，係將鄰接之前述圓形凹部彼此予以相互地連通。
  3. 如請求項1所記載之中子產生裝置用標靶，其中在前述凹部之底面係設置用以改善前述靶材與前述金屬基板之附著性的附著促進層。
  4. 如請求項3所記載之中子產生裝置用標靶，其中前述附著促進層為銅、鋁、鎂、或鋅之薄膜層。
  5. 如請求項1所記載之中子產生裝置用標靶，其中前述金屬基板係設置有多數條用以將冷卻劑流動至前述保持面側之相反側的面側之冷卻劑流路。
  6. 如請求項1所記載之中子產生裝置用標靶，其中前述金屬基板係由鐵或鉭所構成；前述密封金屬薄膜係由不銹鋼薄板、鈦薄板、鈦合金薄板、鈹薄板或鈹合金薄板所構成。
  7. 如請求項1至6中任一項所記載之中子產生裝置用標靶，其中前述浮凸構造中的島部係包含1至20質量%的銅、20至40質量%的鋁、或45至60質量%的鎂之中的任一種，且殘餘部由純鋰金屬和不可避雜質組成的鋰合金所構成。
  8. 一種中子產生裝置用標靶之製造方法，該中子產生裝置係將由加速器所加速後之質子束照射於作為靶材的純鋰金屬，並藉由7Li(p,n)7Be反應以產生中子，該中子產生裝置用標靶之製造方法具備：浮凸構造加工步驟，係在保持前述靶材的金屬基板之保持前述靶材之保持面側形成：緣框部，係用以密封前述靶材；以及浮凸構造，係在由該緣框部所包圍之內側餘留與 前述緣框部相同之高度的複數個島部，並將該島部以外之其他的區域形成為被減薄至前述靶材之厚度量的凹部；附著促進層形成步驟，係在前述凹部之底面形成用以改善前述靶材與前述金屬基板之附著性的附著促進層；靶材填充步驟，係將前述靶材熔解並填充於前述保持面側之前述凹部；以及接合步驟，係在前述靶材填充步驟之後，將用以將前述靶材密封於前述金屬基板之前述凹部的密封金屬薄膜，藉由熱均壓處理在前述保持面側之前述緣框部及前述島部的表面進行接合。
  9. 一種中子產生裝置用標靶之製造方法，該中子產生裝置係將由加速器所加速後之質子束照射於作為靶材的純鋰金屬，並藉由7Li(p,n)7Be反應使其產生中子，其特徵為，該中子產生裝置用標靶之製造方法具備：浮凸構造加工步驟，係在保持前述靶材的金屬基板之保持前述靶材之保持面側形成：緣框部，係用以密封前述靶材；以及浮凸構造，係在由該緣框部所包圍之內側餘留與前述緣框部相同之高度的複數個島部，並將該島部以外之其他的區域形成為被減薄至前述靶材之厚度量的凹部；接合步驟，係將用以將前述靶材密封於前述金屬基板之前述凹部的密封金屬薄膜，藉由熱均壓處理在前述保持面側之前述緣框部及前述島部的表面進行接合；以及靶材填充步驟，係將前述接合步驟之後的前述金屬基板加溫至前述靶材所熔融的第1預定溫度，將熔融狀態之前 述靶材注入於由前述密封金屬薄膜所覆蓋的前述金屬基板之前述凹部，使得前述靶材在直至與前述密封金屬薄膜及前述金屬基板之接觸表面充分潤濕並變得無間隙為止會保持於前述第1預定溫度以下之第2預定溫度，之後將前述靶材填充於前述金屬基板之前述凹部。
  10. 如請求項9所記載之中子產生裝置用標靶之製造方法，其具備：附著促進層形成步驟，係在前述浮凸構造加工步驟之後，於前述接合步驟之前，在前述凹部之底面形成用以改善前述靶材與前述金屬基板之附著性的附著促進層。
TW102125083A 2012-07-13 2013-07-12 中子產生裝置用標靶及其製造方法 TWI536874B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012158095 2012-07-13
JP2012224172A JP6113453B2 (ja) 2012-07-13 2012-10-09 中性子発生装置用のターゲットとその製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201414362A TW201414362A (zh) 2014-04-01
TWI536874B true TWI536874B (zh) 2016-06-01

Family

ID=49916145

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW102125083A TWI536874B (zh) 2012-07-13 2013-07-12 中子產生裝置用標靶及其製造方法

Country Status (8)

Country Link
US (1) US10470289B2 (zh)
EP (1) EP2874473B1 (zh)
JP (1) JP6113453B2 (zh)
KR (1) KR102122478B1 (zh)
CN (1) CN104429168B (zh)
RU (1) RU2644390C2 (zh)
TW (1) TWI536874B (zh)
WO (1) WO2014010704A1 (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI649012B (zh) * 2016-12-23 2019-01-21 中國商南京中硼聯康醫療科技有限公司 Target and neutron capture treatment system for neutron beam generating device
TWI743131B (zh) * 2017-06-07 2021-10-21 美商中子療法股份有限公司 中子產生標靶及其製造方法

Families Citing this family (56)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106414369B (zh) * 2014-01-22 2019-12-13 日本轻金属株式会社 氟化镁烧结体的制造方法、中子慢化剂的制造方法及中子慢化剂
EP3032927B1 (en) * 2014-12-08 2016-11-09 Neuboron Medtech Ltd. A beam shaping assembly for neutron capture therapy
DK3291884T3 (da) * 2015-05-06 2021-05-25 Neutron Therapeuutics Inc Neutronmål for behandling med boronneutronindfangning
CA2983560A1 (en) * 2015-05-12 2016-11-17 Suneel Navnitdas PAREKH Method of making a mercury based compound, mercury based compound, methods of using the mercury based compound and uses of the mercury based compound
AU2016294873B2 (en) 2015-07-21 2019-08-08 Cancer Intelligence Care Systems, Inc. Magnesium fluoride sintered body, method for producing magnesium fluoride sintered body, neutron moderator and method for producing neutron moderator
CN105282955B (zh) * 2015-08-10 2017-11-21 东莞中子科学中心 具有微小散热通道的高功率中子产生靶
JP2017069018A (ja) * 2015-09-30 2017-04-06 株式会社東芝 中性子発生標的装置及びホウ素中性子捕捉療法システム
CN106601320B (zh) * 2015-10-15 2019-08-06 南京中硼联康医疗科技有限公司 中子缓速材料
RU2607463C1 (ru) * 2015-10-26 2017-01-10 Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" Мишень источника нейтронов
CN105513660B (zh) * 2015-12-22 2017-12-22 苏州大学 防辐射手套及其制作方法
CN106938124B (zh) * 2016-01-04 2019-10-01 南京中硼联康医疗科技有限公司 中子缓速材料
CN110180095B (zh) * 2016-01-08 2022-02-15 南京中硼联康医疗科技有限公司 用于中子捕获治疗的射束整形体
RU2720707C2 (ru) 2016-01-08 2020-05-12 Неуборон Медтек Лтд. Элемент для формирования пучка, предназначенный для применения в нейтронозахватной терапии
US20190122780A1 (en) * 2016-04-21 2019-04-25 Kaneka Corporation Target, target production method, and neutron generation device
EP3456381B1 (en) * 2016-07-04 2020-04-08 Neuboron Medtech Ltd. Neutron therapy device
EP3456382B1 (en) * 2016-07-04 2020-01-29 Neuboron Medtech Ltd. Neutron therapy device
JP6789539B2 (ja) * 2016-08-05 2020-11-25 株式会社八神製作所 中性子発生装置用のターゲット
CN107998517B (zh) * 2016-10-31 2024-04-12 南京中硼联康医疗科技有限公司 中子捕获治疗系统
EP3517172B1 (en) * 2016-10-31 2021-04-14 Neuboron Medtech Ltd. Neutron capture therapy system
CN108066901B (zh) * 2016-11-14 2024-04-12 南京中硼联康医疗科技有限公司 基于医学影像的辐射屏蔽装置及方法
CN108926782B (zh) * 2017-05-26 2024-02-20 南京中硼联康医疗科技有限公司 用于中子线产生装置的靶材及中子捕获治疗系统
TWI632933B (zh) * 2016-12-23 2018-08-21 南京中硼聯康醫療科技有限公司 Neutron capture therapy system and target for particle beam generating device
CN108926783A (zh) * 2017-05-26 2018-12-04 南京中硼联康医疗科技有限公司 中子捕获治疗系统及用于粒子线产生装置的靶材
CN108926781A (zh) * 2017-05-26 2018-12-04 南京中硼联康医疗科技有限公司 中子捕获治疗系统及用于粒子线产生装置的靶材
CN117018474A (zh) * 2016-12-23 2023-11-10 南京中硼联康医疗科技有限公司 中子捕获治疗系统
CN108934120B (zh) * 2017-05-26 2024-04-12 南京中硼联康医疗科技有限公司 用于中子线产生装置的靶材及中子捕获治疗系统
RU2727576C1 (ru) * 2016-12-23 2020-07-22 Нойборон Медтех Лтд. Система нейтронозахватной терапии и мишень для устройства генерации пучка частиц
WO2018176686A1 (zh) * 2017-03-29 2018-10-04 南京中硼联康医疗科技有限公司 辐射线照射系统及用于辐射线照射系统的定位组件
CN107096906A (zh) * 2017-05-12 2017-08-29 重庆昆瑜锂业有限公司 铜靶浇铸锂的加工方法及装置
CN108969899A (zh) * 2017-06-05 2018-12-11 南京中硼联康医疗科技有限公司 用于中子捕获治疗的射束整形体
KR102440346B1 (ko) * 2017-06-05 2022-09-05 뉴트론 쎄라퓨틱스 인코포레이티드 이온 빔 타겟을 위한 기재의 표면 개질을 위한 방법 및 시스템
US10462893B2 (en) 2017-06-05 2019-10-29 Neutron Therapeutics, Inc. Method and system for surface modification of substrate for ion beam target
EP3566748B1 (en) * 2017-06-05 2020-12-02 Neuboron Medtech Ltd. Beam shaping assembly for neutron capture therapy
WO2019029483A1 (zh) * 2017-08-08 2019-02-14 南京中硼联康医疗科技有限公司 中子捕获治疗系统及用于粒子线产生装置的靶材
CN109381802A (zh) * 2017-08-08 2019-02-26 南京中硼联康医疗科技有限公司 中子捕获治疗系统及用于粒子线产生装置的靶材
EP3666336B1 (en) * 2017-08-24 2021-06-16 Neuboron Medtech Ltd. Neutron capture therapy system
US10395881B2 (en) 2017-10-11 2019-08-27 HIL Applied Medical, Ltd. Systems and methods for providing an ion beam
US10847340B2 (en) 2017-10-11 2020-11-24 HIL Applied Medical, Ltd. Systems and methods for directing an ion beam using electromagnets
RU2739171C1 (ru) * 2017-12-15 2020-12-21 Нойборон Медтех Лтд. Система нейтронозахватной терапии
KR101967266B1 (ko) * 2017-12-22 2019-04-09 주식회사 다원메닥스 선형 양성자 빔 타겟 조립체 및 이를 포함하는 양성자 빔 주사 장치
CN108827994B (zh) * 2018-06-04 2020-06-19 西安交通大学 一种车载加速器中子源固态锂靶系统
JP2020030076A (ja) * 2018-08-21 2020-02-27 国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構 ジェネレータとその使用方法
CN109152193A (zh) * 2018-09-19 2019-01-04 西安交通大学 一种车载质子直线加速器中子源照相系统
WO2020101858A1 (en) * 2018-10-24 2020-05-22 Adelphi Technology, Inc. Neutron source for netrun capture therapy
WO2020206550A1 (en) * 2019-04-12 2020-10-15 Societe de Commercialisation des Produits de la Recherche Appliquée Socpra Sciences et Génie S.E.C. Carrier for irradiated target and dissolution system for producing solution of same
US11517769B2 (en) * 2019-07-10 2022-12-06 Ricoh Company, Ltd. Neutron beam transmission adjusting device comprising a neutron beam transmission unit including a neutron reactant, method for producing neutron beam transmission adjusting device, and neutron beam adjusting method
DE102019127364B4 (de) * 2019-10-10 2022-03-31 Borgwarner Ludwigsburg Gmbh Durchlauferhitzer und Verfahren zur Herstellung eines Durchlauferhitzers
CN110853792B (zh) * 2019-11-11 2021-07-23 西安迈斯拓扑科技有限公司 基于高功率电子加速器生产医用同位素的方法和设备
RU199118U1 (ru) * 2020-05-20 2020-08-17 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Белгородский государственный национальный исследовательский университет" (НИУ "БелГУ") Порошковая мишень для исследования свойств параметрического рентгеновского излучения релятивистских электронов
CN112432968B (zh) * 2020-10-21 2022-08-30 中国核动力研究设计院 辐照后反应堆结构材料热导率测试样的制备方法及试样盒
CN112738969A (zh) * 2020-12-22 2021-04-30 西安交通大学 一种加速器中子源固态锂靶
JP7292345B2 (ja) * 2021-03-11 2023-06-16 アデルファイ・テクノロジー・インコーポレイテッド 癌治療のためのビーム成形装置を有する中性子源
KR20230164717A (ko) * 2021-04-02 2023-12-04 티에이이 테크놀로지스, 인크. 대상 재료들의 보호를 위한 재료들 및 구성들
CA3225929A1 (en) * 2021-07-16 2023-01-19 Yuan-hao LIU Target material for particle beam generation apparatus
CN113823433B (zh) * 2021-09-14 2024-01-12 西安交通大学 一种中子源锂靶及其制备方法和车载加速器
JP2023087635A (ja) * 2021-12-13 2023-06-23 株式会社八神製作所 中性子発生装置用のターゲット、および、その製造方法

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4663111A (en) * 1982-11-24 1987-05-05 Electric Power Research Institute, Inc. System for and method of producing and retaining tritium
US5392319A (en) * 1992-12-22 1995-02-21 Eggers & Associates, Inc. Accelerator-based neutron irradiation
US5586153A (en) * 1995-08-14 1996-12-17 Cti, Inc. Process for producing radionuclides using porous carbon
US5608224A (en) * 1995-08-15 1997-03-04 Alvord; C. William Target changer for an accelerator
RU2282909C2 (ru) 2003-10-07 2006-08-27 Российский Федеральный Ядерный Центр - Всероссийский Научно-Исследовательский Институт Технической Физики Имени Академика Е.И. Забабахина (Рфяц - Вниитф) Способ получения нейтронов
JP4274379B2 (ja) 2006-05-12 2009-06-03 東京ニュークリア・サービス株式会社 ホウ素中性子捕獲療法用ターゲットの製造方法
JP5054335B2 (ja) 2006-07-18 2012-10-24 株式会社日立製作所 ホウ素中性子捕捉療法用の医療装置
EP1895819A1 (en) * 2006-08-29 2008-03-05 Ion Beam Applications S.A. Neutron generating device for boron neutron capture therapy
WO2009007976A2 (en) 2007-07-10 2009-01-15 Yissum Research Development Company Of The Hebrew University Of Jerusalem Neutron beam radiation apparatus
US8148922B2 (en) 2008-08-11 2012-04-03 Ion Beam Applications Sa High-current DC proton accelerator
RU2393564C2 (ru) * 2008-09-12 2010-06-27 Учреждение Российской Академии Наук Институт Ядерных Исследований Ран (Ияи Ран) Мишень для получения радионуклидов и способ ее изготовления (варианты)
US20100067640A1 (en) 2008-09-12 2010-03-18 Willis Carl A High-Power-Density Lithium Target for Neutron Production
JP5697021B2 (ja) * 2010-11-29 2015-04-08 大学共同利用機関法人 高エネルギー加速器研究機構 複合型ターゲット、複合型ターゲットを用いる中性子発生方法、及び複合型ターゲットを用いる中性子発生装置
WO2012073966A1 (ja) 2010-11-29 2012-06-07 大学共同利用機関法人 高エネルギー加速器研究機構 複合型ターゲット、複合型ターゲットを用いる中性子発生方法、及び複合型ターゲットを用いる中性子発生装置

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI649012B (zh) * 2016-12-23 2019-01-21 中國商南京中硼聯康醫療科技有限公司 Target and neutron capture treatment system for neutron beam generating device
TWI743131B (zh) * 2017-06-07 2021-10-21 美商中子療法股份有限公司 中子產生標靶及其製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
KR20150036591A (ko) 2015-04-07
JP6113453B2 (ja) 2017-04-12
CN104429168B (zh) 2017-06-23
RU2644390C2 (ru) 2018-02-12
US10470289B2 (en) 2019-11-05
RU2015104869A (ru) 2016-08-27
WO2014010704A1 (ja) 2014-01-16
TW201414362A (zh) 2014-04-01
CN104429168A (zh) 2015-03-18
EP2874473A4 (en) 2015-12-23
EP2874473A1 (en) 2015-05-20
KR102122478B1 (ko) 2020-06-12
JP2014032168A (ja) 2014-02-20
US20150216029A1 (en) 2015-07-30
EP2874473B1 (en) 2018-08-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI536874B (zh) 中子產生裝置用標靶及其製造方法
CN108136200B (zh) 用于硼中子俘获治疗的中子靶
EP1895819A1 (en) Neutron generating device for boron neutron capture therapy
US20070297554A1 (en) Method And System For Production Of Radioisotopes, And Radioisotopes Produced Thereby
RU2769259C2 (ru) Сборка мишени и система производства нуклидов
EP3473063B1 (en) Target assembly and isotope production system having a grid section
JP2016136499A (ja) 中性子発生用ターゲット、中性子発生装置、中性子発生用ターゲットの製造方法及び中性子発生方法
JP2022091813A (ja) 中性子捕捉治療システムおよび粒子線発生装置用のターゲット
US11612048B2 (en) Ion beam target assemblies for neutron generation
JP6789539B2 (ja) 中性子発生装置用のターゲット
JP2014044098A (ja) 荷電粒子照射ターゲット冷却装置、荷電粒子照射ターゲット、および中性子発生方法
US10354771B2 (en) Isotope production system having a target assembly with a graphene target sheet
US20220030696A1 (en) Systems, devices, and methods for deformation reduction and resistance in metallic bodies
WO2023112935A1 (ja) 中性子発生装置用のターゲット、および、その製造方法
US20240075146A1 (en) Integrated lithium target
Chaudhri et al. A heavy water target for fast neutron production by cyclotrons