ターゲット保持装置の内部で比放射能を発生する方法
【課題】原子炉内の中性子束にばらつきがあっても、ターゲットに均一に中性子束を照射する方法を提供する。
【解決手段】均一放射能ターゲット６００を製造するため、アレイ状配置コンパートメント２０２の中のターゲット６００の配置に基づいて原子炉心の既知の中性子束へのターゲット６００の適切な暴露を容易にするよう、既知の中性子束に基づいて各ターゲット６００を１つのコンパートメント２０２に割り当てることにより、アレイ状配置コンパートメント２０２を有する保持装置に複数のターゲット６００を配置する。ターゲット６００を照射するための保持装置は、原子炉心内部で位置決めされ、ターゲット６００が相対的に均一な放射能を有するように原子炉心内部で密封小線源治療用ターゲット及び／又はＸ線撮影用ターゲット（例えば、シード）を製造するために使用される。
【解決手段】均一放射能ターゲット６００を製造するため、アレイ状配置コンパートメント２０２の中のターゲット６００の配置に基づいて原子炉心の既知の中性子束へのターゲット６００の適切な暴露を容易にするよう、既知の中性子束に基づいて各ターゲット６００を１つのコンパートメント２０２に割り当てることにより、アレイ状配置コンパートメント２０２を有する保持装置に複数のターゲット６００を配置する。ターゲット６００を照射するための保持装置は、原子炉心内部で位置決めされ、ターゲット６００が相対的に均一な放射能を有するように原子炉心内部で密封小線源治療用ターゲット及び／又はＸ線撮影用ターゲット（例えば、シード）を製造するために使用される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、密封小線源治療用ターゲット及びＸ線撮影用ターゲットを製造する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
密封小線源治療用シードを製造する従来の方法は未照射ワイヤ（例えば、未照射イリジウムワイヤ）を使用し、後にワイヤに所望の放射能を与える。原子炉内部で中性子を吸収させることによって、所望の放射能がワイヤに与えられてもよい。
【０００３】
密封小線源治療用シードは照射済みワイヤからも製造されている。シードの製造に関して、長いワイヤの照射が示唆されており、その場合、個別のシードを形成するために照射済みワイヤは後に切断される。しかし、原子炉内部の中性子束にはばらつきがあるため、シードに均一な放射能を与えることは困難である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許第２００８／００７６９５７号公報
【発明の概要】
【０００５】
本発明の一実施形態に係る均一放射能ターゲットを製造する方法は、コンパートメントのアレイを有する保持装置に複数のターゲットを配置することを含んでもよい。コンパートメントのアレイの中のターゲットの配置に基づいて中性子束へのターゲットの適切な暴露を容易にするように、炉心の既知の中性子束に基づいて各ターゲットは１つのコンパートメントに割り当てられる。ターゲットを照射するために、保持装置は炉心内部で位置決めされる。ターゲットは同一の材料から形成されてもよいし、あるいは異なる材料から形成されてもよく、また、コンパートメントに１つずつ配置されてもよいし、あるいは複数個まとめて装填されてもよい。
【０００６】
保持装置の中心からの半径方向距離が長いコンパートメントほど、より多くのターゲットがまとめて装填されるように、ターゲットは放射状に配置されてもよい。更に、照射中により高い中性子束にさらされる保持装置の軸方向部分にあるコンパートメントにより多くのターゲットがまとめて装填されるように、ターゲットは軸方向に配置されてもよい。また、照射中に中性子束により近接する位置にあるコンパートメントに、より多くのターゲットがまとめて装填されてもよい。
【０００７】
更に、ターゲットは自己遮蔽特性に基づいて配置されてもよい。例えば、自己遮蔽特性の劣るターゲットは１つ以上のコンパートメントにまとめて装填され、自己遮蔽特性に優れたターゲットは異なるコンパートメントにまとめて装填されるように互いに分離されてもよい。
【０００８】
ターゲットはそれぞれ異なる断面積に基づいて配置されてもよい。例えば、断面積の小さいターゲットは、照射中に中性子束により近接する位置にある１つ以上のコンパートメントに配置されてもよい。照射後に各ターゲットが獲得する放射能を減少するように、１つのコンパートメントの中のターゲットの数を増加してもよい。均一放射能ターゲットを製造する方法は、照射後、照射済みターゲットを回収する前に不純物を崩壊させるために所定の時間待機することを更に含んでもよい。
【０００９】
本発明の別の実施形態に係る均一放射能ターゲットを製造する方法は、あらかじめ判定されたターゲット装填構成又は後に判定されるターゲット装填構成に従って保持装置内部でターゲットを位置決めすることを含んでもよい。ターゲット装填構成の判定は、ターゲットごとに要求される中性子束と、ターゲットを照射するために使用される炉心の既知の環境条件との組み合わせに基づく。判定されるターゲット装填構成はリングパターンの形であってもよく且つ／又は保持装置のターゲットプレートの形状に対応してもよい。このように判定されるターゲット装填構成によって、ターゲットは均一又は不均一な中性子束にさらされてもよい。
【００１０】
本発明の別の実施形態に係る均一放射能ターゲットを製造する方法は、コンパートメントのアレイの中におけるターゲットの配置に基づいて中性子束へのターゲットの適切な暴露を容易にするように、炉心の既知の中性子束に基づいて各ターゲットを１つのコンパートメントに割り当てることにより、コンパートメントのアレイを有する保持装置に複数のターゲットを配置することを含んでもよい。ターゲットを照射するために、保持装置は炉心内部で位置決めされる。ターゲットは異なる自然中性子吸収同位体又は濃縮中性子吸収同位体から形成されてもよく、同位体の種類、断面積及び自己遮蔽特性に応じて配置されてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
添付の図面と関連させて詳細な説明を検討することにより、非限定的な実施形態の種々の特徴及び利点は更に明らかになるだろう。添付の図面は単に例示を目的として示されるにすぎず、特許請求の範囲の範囲を限定すると解釈されるべきではない。特に指示のない限り、添付の図面は縮尺どおりに示されると考えてはならない。図を明瞭にするため、図面の種々の寸法は誇張されている場合がある。
【図１】図１は本発明の一実施形態に係るターゲット保持装置を示した斜視図である。
【図２】図２は本発明の一実施形態に係るターゲット保持装置を示した部分展開図である。
【図３】図３は本発明の一実施形態に係るターゲットプレートを示した斜視図である。
【図４】図４は本発明の一実施形態に係るターゲットプレートを示した平面図である。
【図５】図５は本発明の一実施形態に係るターゲットプレートの穴をマッピングする方式を示した図である。
【図６】図６は本発明の一実施形態に係るターゲットを装填された状態のターゲットプレートを示した斜視図である。
【図７】図７は本発明の一実施形態に係る装填済みターゲット保持装置の長手方向軸に沿った横断面図である。
【図８】図８は本発明の一実施形態に係るターゲットホルダ構体を示した斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
１つの要素又は層が別の要素又は層「の上にある」、「に接続される」、「に結合される」又は「を被覆する」という場合、その要素又は層は他方の要素又は層の上に直接載っているか、他方の要素又は層に直接接続されるか、他方の要素又は層に直接結合されるか、あるいは他方の要素又は層を直接被覆してもよいが、それら２つの要素又は層の間に介在する要素又は層が存在してもよいことを理解すべきである。これに対し、１つの要素が別の要素又は層「の上に直接載っている」、「に直接接続される」又は「に直接結合される」という場合、介在する要素又は層は存在しない。本明細書を通して、同一の図中符号は同一の要素を示している。本明細書において使用される用語「及び／又は」は、そこに挙げられている関連項目のうち１つ以上の項目のあらゆる組み合わせを含む。
【００１３】
用語「第１の」、「第２の」、「第３の」などは、種々の要素、構成要素、領域、層及び／又は部分を説明するために本明細書において使用されるが、それらの要素、構成要素、領域、層及び／又は部分はそれらの用語により限定されてはならないことを理解すべきである。それらの用語は、１つの要素、構成要素、領域、層又は部分を別の領域、層又は部分と区別するために使用されるにすぎない。従って、以下に説明する第１の要素、第１の構成要素、第１の領域、第１の層又は第１の部分は、実施形態の教示からの逸脱せずに第２の要素、第２の構成要素、第２の領域、第２の層又は第２の部分と呼ぶことができる。
【００１４】
本明細書において、空間的相対関係を表す用語（例えば、「の下方に」、「の下に」、「下部」、「の上に」、「上部」など）は、図示される１つの要素又は特徴と別の要素又は特徴との関係を説明するために便宜上使用されてもよい。空間的相対関係を表す用語は、図示される向きに加えて使用中又は動作中の装置の種々の向きを含むことを意図すると理解すべきである。例えば、図中の装置を反転させた場合、他の要素又は特徴の「下に」又は「下方に」あると説明されている要素は、他の要素又は特徴の「上に」位置することになるだろう。従って、「の下に」という用語は上下双方の向きを含んでもよい。装置はそれ以外の向き（９０°回転させた向き又は他の向き）に設置されてもよく、その場合、本明細書で使用される空間的相対関係を表す用語は相応して解釈されてもよい。
【００１５】
本明細書において使用される用語は種々の実施形態を説明することを目的とし、実施形態を限定することを意図しない。本明細書において使用される場合の単数形は、特に指示のない限り、複数形も含むことを意図する。更に、本明細書において使用される場合の用語「具備する」は、そこに挙げられている特徴、数字、ステップ、動作、要素及び／又は構成要素の存在を特定するが、１つ以上の他の特徴、数字、ステップ、動作、要素、構成要素及び／又はそれらの集合の存在又は追加を除外しないことが理解されるであろう。
【００１６】
本明細書において、実施形態は、実施形態のうち理想化された実施形態（及び中間構造）の概略図である横断面図を参照して説明される。従って、例えば製造技術及び／又は許容差の結果として、図示される形状からの変形が予測される。そのため、実施形態は図示される領域の形状に限定されると解釈されるべきではなく、例えば製造中に発生する形状の誤差を含むべきである。例えば、矩形として示される植え込み領域は、通常、丸形の又は湾曲した形状の部分を有し且つ／又は縁部に植え込み領域から植え込みを含まない領域への両極端の変化ではなく植え込み密度の勾配を有する。同様に、植え込みにより形成された埋め込み領域は、埋め込み領域と植え込みが実行される面との間の領域に若干の植え込み部分を含んでもよい。従って、図示される領域は概略的な性質のものであり、その形状は、装置の領域の実際の形状を示すことを意図せず且つ実施形態の範囲を限定することを意図しない。
【００１７】
特に指示のない限り、本明細書において使用されるすべての用語（技術科学用語を含む）は、実施形態が属する技術分野の当業者により共通して理解されている意味と同一の意味を有する。更に、一般に使用されている辞書で定義される用語を含めて、用語は関連技術の説明におけるそれら用語の意味と矛盾しない意味を有するものと解釈されるべきであり且つ明示的に定義されない限り理想化された意味又は過度に形式的な意味に解釈されないことが理解されるだろう。
【００１８】
本発明に係る方法は、密封小線源治療用ターゲット及び／又はＸ線撮影用ターゲット（例えば、シード、ウェハ）を相対的に均一な放射能を有するように炉心内部で製造することを可能にする。ターゲットは癌（例えば、乳癌、前立腺癌）の治療で使用されてもよい。例えば、癌の治療中、腫瘍の中に複数のターゲット（例えば、シード）が配置されてもよい。これにより、相対的に均一な放射能を有するターゲットは、周囲の組織を損傷せずに腫瘍を破壊するように所期の量の放射線を発生する。そのようなターゲットを製造する装置は、本出願と同時に出願され且つその全内容が参考として本明細書に取入れられている「BRACHYTHERAPY AND RADIOGRAPHY TARGET HOLDING DEVICE」（HDP Ref.:8654-000184/US;GE Ref.:24IG237430）に更に詳細に説明されている。
【００１９】
図１は、本発明の一実施形態に係るターゲット保持装置を示した斜視図である。図２は、本発明の一実施形態に係るターゲット保持装置を示した部分展開図である。図１及び図２を参照すると、ターゲット保持装置１００は複数のターゲットプレート１０２及び複数のセパレータプレート１０４を含む。複数のターゲットプレート１０２及び複数のセパレータプレート１０４は交互に配置される。各ターゲットプレート１０２の厚さは、収納すべき所期のターゲットの大きさに対応するように必要に応じて変更されてもよい。従って、図では、下方に位置するターゲットプレート１０２は上方のターゲットプレート１０２より分厚いが、逆に下方のターゲットプレート１０２のほうが薄くてもよく、あるいはターゲットプレート１０２がすべて等しい厚さであってもよい。更に、図示されるターゲットプレート１０２の直径は等しいが、原子炉の条件及び／又は所期のターゲットに基づいてターゲットプレート１０２は異なる直径（例えば、徐々に直径が小さくなる構造）を有してもよい。
【００２０】
交互に配置されたターゲットプレート１０２とセパレータプレート１０４は、１対のエンドプレート１０６の間に挟まれる。各プレートの整列及び接合を容易にするために、エンドプレート１０６並びに交互に配置されたターゲットプレート１０２及びセパレータプレート１０４を軸１０８が貫通する。エンドプレート１０６並びに交互に配置されたターゲットプレート１０２及びセパレータプレート１０４の接合部はナット／座金構造によって固着されてもよいが、他の適切な固着機構が使用されてもよい。更に、図示されるターゲット保持装置１００は１本の軸１０８を有するが、複数の軸１０８が採用されてもよいことを理解すべきである。
【００２１】
図２に示されるように、各ターゲットプレート１０２は、軸１０８が貫通する中央の穴の他に複数の穴（若しくはコンパートメント）２０２を有する。製造条件に応じて、複数の穴状コンパートメント２０２は種々の大きさ及び形状で形成されてもよい。上下のターゲットプレート１０２はそれぞれ異なる大きさ及び形状の穴状コンパートメント２０２を有するものとして示されているが、すべてのターゲットプレート１０２が同一の大きさ及び／又は形状の穴状コンパートメント２０２を有してもよいことを理解すべきである。
【００２２】
複数の穴状コンパートメント２０２は各ターゲットプレート１０２の途中まで形成されてもよいし、あるいは各ターゲットプレート１０２を完全に貫通してもよい。各ターゲットプレート１０２に貫通しない穴状コンパートメント２０２が設けられている場合、セパレータプレート１０４は省略されてもよい。そのような場合、１つのターゲットプレート１０２の上面は隣接するターゲットプレート１０２の下面と直接接触することになるだろう。これに対し、ターゲットプレート１０２を完全に貫通する穴状コンパートメント２０２が設けられた場合、各ターゲットプレート１０２の穴状コンパートメント２０２を分離することにより、各ターゲットプレート１０２の中に１つ以上のターゲット（例えば、シード、ウェハ）を保持するための複数の個別のコンパートメントを規定するために、ターゲットプレート１０２の間にセパレータプレート１０４が配置される。
【００２３】
図３は、本発明の一実施形態に係るターゲットプレートを示した斜視図である。図３を参照すると、ターゲットプレート１０２は、製造中に１つ以上のターゲット（例えば、シード、ウェハ）を保持する複数の穴状コンパートメント２０２を有する。ターゲットプレート１０２に収納されたターゲットに到達する中性子束の量を増加するために、ターゲットプレート１０２は相対的に断面積の小さい材料（例えば、アルミニウム、モリブデン、グラファイト、ジルコニウム）から形成されてもよい。例えば、材料は約１０バーン以下の断面積を有してもよい。あるいは、ターゲットプレート１０２は中性子減速材料（例えば、ベリリウム、グラファイト）から形成されてもよい。更に、相対的に純度の高い材料を使用すると、ターゲット製造中に照射される不純物の量が少なくなるために人体の被曝の危険が少なくなるという付加的な利点が得られる。
【００２４】
ターゲットプレート１０２の上面及び下面は、相対的に滑らかで平坦になるように研磨されてもよい。ターゲットプレート１０２の厚さは、収納されるターゲットに対応するように変更されてもよい。図示されるターゲットプレート１０２は円板形であるが、ターゲットプレート１０２は三角形、正方形又は他の適切な形状であってもよいことを理解すべきである。更に、製造条件に応じて穴状コンパートメント２０２の大きさ及び／又は形状が変更されてもよいことも理解すべきである。また、図示されてはいないが、ターゲット保持装置を組み立てる積み重ね過程の間にターゲットプレート１０２の向きの設定を助けるために、ターゲットプレート１０２の側面に１つ以上の位置合わせマークが設けられてもよい。
【００２５】
図４は、本発明の一実施形態に係るターゲットプレートを示した平面図である。図４を参照すると、ターゲットプレート１０２は、複数の穴状コンパートメント２０２に加えて、各穴状コンパートメント２０２の識別を助けるための区分マーク４０２を更に有してもよい。この区分マーク４０２は穴状コンパートメント２０２の中に１つ以上のターゲットを配置する作業を更に容易にする。穴状コンパートメント２０２はターゲットプレート１０２を完全に貫通するものとして示されるが、前述のように、穴はターゲットプレート１０２を貫通しない形状であってもよいことを理解すべきである。更に、図示される区分マーク４０２はターゲットプレート１０２を４つの象限に分割しているが、ターゲットプレート１０２を５つ以上又は３つ以下の部分に分割するような区分マーク４０２が設けられてもよいことを理解すべきである。また、ターゲットプレート１０２における穴状コンパートメント２０２の形状に対応するように、区分マーク４０２は直線、曲線又は他の形状であってもよいことを理解すべきである。
【００２６】
図５は、本発明の一実施形態に係るターゲットプレートの穴をマッピングする方式を示した図である。図５を参照すると、ターゲットプレートの複数の穴は４つの象限Ｑ１〜Ｑ４に分割されてもよい。ターゲットプレートの複数の穴は、列／リングＲ１〜Ｒ５と更に関連付けられてもよい。各象限Ｑ１〜Ｑ４の穴は穴Ｈ１〜Ｈ６と更に関連付けられてもよい。象限Ｑ１〜Ｑ４、列Ｒ１〜Ｒ５及び穴Ｈ１〜ｈ６に基づくこのような座標系を使用して、ターゲットプレートの各穴は適正に識別されるので、穴の中に１つ以上のターゲットを適正に配置する方法を容易に実行できる。例えば、図５では、Ｑ２，Ｒ３，Ｈ２として識別される穴を便宜上特定して標記している。
【００２７】
穴の大きさ、穴の形状、ターゲットプレートの形状などに応じて、適切な座標系は図５に示される座標系とは異なってもよいことを理解すべきである。例えば、図５の座標系に代わる座標系は、図５に示される象限、列及び／又は穴より多いか又は少ない数の象限、列及び／又は穴を有してもよい。更に、他のグループ分け方法が適切である場合もあり、グループ分け方法は図５に示される象限、列及び穴により例示される方法に限定される必要はない。
【００２８】
図６は、本発明の一実施形態に係るターゲットを装填された状態のターゲットプレートを示した斜視図である。図６を参照すると、ターゲットプレート１０２の穴状コンパートメント２０２には１つ以上のターゲット６００が装填されてもよい。ターゲット６００は同一の材料から形成されてもよいし、あるいは異なる材料から形成されてもよい。ターゲット６００は自然同位体から形成されてもよいし、あるいは濃縮同位体から形成されてもよい。例えば、適切なターゲットはクロム（ＣＲ）、銅（Ｃｕ）、エルビウム（Ｅｒ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、金（Ａｕ）、ホルミウム（Ｈｏ）、イリジウム（Ｉｒ）、ルテチウム（Ｌｕ）、パラジウム（Ｐｄ）、サマリウム（Ｓｍ）、ツリウム（Ｔｍ）、イッテルビウム（Ｙｂ）及び／又はイットリウム（Ｙ）から形成されてもよいが、他の適切な材料が使用されてもよい。
【００２９】
ターゲット６００の大きさは、所期の用途（例えば、Ｘ線撮影用ターゲット）に合わせて適宜調整されてもよい。例えば、ターゲット６００の長さは約３ｍｍ、直径は約０．５ｍｍであってもよい。ターゲット６００に対応するように、穴状コンパートメント２０２の大きさ及び又はターゲットプレート１０２の厚さが必要に応じて調整されてもよいことを理解すべきである。相対的に均一な放射能を有するターゲット６００を実現するように、種々の要因（各ターゲットの材料の特性、炉心の既知の中性子束条件、製造後のターゲットの所望の放射能などを含む）に基づいて、ターゲット６００は適切な穴状コンパートメント２０２に計画的に装填される。
【００３０】
図６に示されるように、内側の穴状コンパートメント２０２と比較して外側の穴状コンパートメント２０２により多くのターゲットがまとめて装填されるように、ターゲットは放射状に配列されてもよい。図６では、例えば最も外側の位置にある各穴状コンパートメント２０２が７つのターゲット６００を収納するのに対し、最も内側の位置にある各穴は１つのターゲット６００を収納する。しかし、すべての穴状コンパートメント２０２にターゲット６００を装填する必要はなく、ターゲット材料の特性、炉心の既知の中性子束条件、製造後のターゲットの所望の放射能などを含む種々の要因に応じて、ターゲット６００の配置並びに１つの穴状コンパートメント２０２の中のターゲット６００の数は変更されてもよい。
【００３１】
ターゲット保持装置１００が炉心内部に配置された場合、外側の穴状コンパートメント２０２は中性子束により接近するので、外側の各穴状コンパートメント２０２により多くの数のターゲット６００を配置することにより、外側の穴状コンパートメント２０２に格納されたターゲット６００の放射能を更に均等化してもよい。これに対し、内側の各穴状コンパートメント２０２に格納されるターゲット６００は中性子束から遠くなるので、これを調整するために内側の各穴状コンパートメント２０２に配置されるターゲット６００の数を少なくすることにより、内側の穴状コンパートメント２０２のターゲット６００が外側の穴状コンパートメント２０２のターゲットに匹敵する放射能レベルを獲得できるようにしてもよい。従って、各穴状コンパートメント２０２に格納される各ターゲットが獲得する放射能を減少するように、各穴状コンパートメント２０２のターゲット２０２の数は増加されてもよい。逆に、各穴状コンパートメント２０２の各ターゲットが獲得する放射能を増加するように、各穴状コンパートメント２０２のターゲット６００の数は減少されてもよい。
【００３２】
図６では、放射状のターゲット配置を簡単に図示するために、すべてのターゲット６００が同一の同位体から形成されるものと想定していることを理解すべきである（尚、ターゲット６００は異なる同位体から形成されてもよい）。同位体が異なれば、中性子吸収速度及び崩壊速度を含む特性も異なる。製造処理に異なる同位体が含まれる場合、それらの特性はターゲット６００の全体配置並びにグループ分けに影響を及ぼす。例えば、最も外側の位置にある穴状コンパートメント２０２のターゲット６００が内側の穴状コンパートメント２０２のターゲット６００とは異なる、自己遮蔽特性に優れた同位体から形成される場合、所望の自己遮蔽効果を発生するために、最も外側の各穴状コンパートメント２０２に格納されるターゲット６００の数は内側の穴状コンパートメント２０２より少なくてよい。
【００３３】
別の実施例において、図５に示される座標系に対応する穴状コンパートメント２０２を有するターゲットプレート１０２にイリジウム（Ｉｒ）シード及び金（Ａｕ）シードを装填した。イリジウムは金よりはるかに速い中性子吸収速度を有するが、金はイリジウムより速い崩壊速度を有し、当初有する放射能も高い。Ｑ１，Ｒ５，Ｈ５に相当する穴状コンパートメント２０２に１つのイリジウムシードを装填し、Ｑ１，Ｒ４，Ｈ４に相当する穴状コンパートメント２０２に２つの金シードを装填した。放射状配置及び穴ごとのシードの数のみに基づけば、最も外側のリングの１つのイリジウムシードは照射後に最高の放射能を獲得すると思われる。しかし、金の崩壊速度は速いため、２つの金シードは、実際には、イリジウムシードの４９．７５μＣｉより高い５７．３８μＣｉ及び５８．６１μＣｉの放射能をそれぞれ示した。従って、より均一な放射能を獲得させるために、ターゲットを配置する場所及び／又はターゲットのグループ分けを判定する場合にはターゲット材料の特性（例えば、中性子吸収速度、崩壊速度など）を考慮に入れるべきである。
【００３４】
更に、ターゲット６００は断面積に基づいて配列されてもよい。断面積（s）は相互反応が起こる確率であり、バーン単位で測定される。例えば、断面積の小さい材料から形成されたターゲット６００の相互反応の確率は、断面積の大きい材料から形成されたターゲット６００と比較して低い。その結果、断面積の小さい材料から形成されたターゲット６００は、照射中に中性子束により近接する場所にある穴状コンパートメント２０２に配置されてもよい。図６に関して言えば、そのように断面積の小さいターゲット６００は、ターゲットプレート１０２の外側の穴状コンパートメント２０２に配置されてもよい。
【００３５】
図７は、本発明の一実施形態に係る装填済みターゲット保持装置の長手方向軸に沿った横断面図である。ターゲットプレート１０２のどこにターゲット６００を配置すべきかということに加えて、ターゲット保持装置１００のどのターゲットプレート１０２にターゲット６００を配置すべきかを更に考慮しなければならない。炉心内部で照射中により高い中性子束にさらされるターゲット保持装置１００の軸方向部分により多くのターゲット６００がまとめて装填されるように、ターゲット６００は、図７に示されるように軸方向に配列されてもよい。図７は、ターゲット保持装置１００の軸方向中央部分が炉心内部で照射中により高い中性子束にさらされる実施例を示す。更に、照射中により高い中性子束にさらされるターゲット保持装置１００の特定の側により多くのターゲット６００が集中して装填されるようにターゲット６００が配列されてもよい。
【００３６】
照射に備えてターゲット保持装置１００に異なる材料から成る複数のターゲット６００を配置しなければならない場合、ターゲット保持装置１００内部におけるターゲット６００の適正な配列を判定する際に、外部要因（例えば、炉心の既知の中性子束条件）と共に各ターゲット６００の個別の特性（例えば、中性子吸収速度）が考慮されることを理解すべきである。例えば、１つのターゲット６００に対して適正なターゲットプレート１０２及び穴状コンパートメント２０２が判定されるばかりではなく、まとめて装填することが適切であるか否かも判定され、まとめて装填することが適切である場合、ターゲット保持装置１００のターゲット６００に相対的に均一な放射能を獲得させるためにまとめるべきターゲット６００も判定される。
【００３７】
図８は、本発明の一実施形態に係るターゲットホルダ構体を示した斜視図である。図８を参照すると、ターゲットホルダ構体８００は、ケーブル８０２に接続されたターゲット保持装置１００を含む。ケーブル８０２は、炉心内部へのターゲット保持装置１００の挿入を容易にする十分な剛性、炉心内部からのターゲット保持装置１００の回収を容易にする十分な強度及び管を回すことによってターゲット保持装置１００の操作を可能にする十分な可撓性を有する任意の材料から形成されてよい。例えば、ケーブル８０２は編組鋼線ケーブル又は可撓性電気導管ケーブルであってもよい。炉心内部へのターゲット保持装置１００の挿入を助けるために、ケーブル８０２は事前に規定された長さにマーキングされてもよく、その場合、規定の長さは基準点から炉心内部の所定の場所までの距離に相当する。
【００３８】
ターゲット保持装置１００が炉心内部で照射された後、ターゲット保持装置１００を分解してターゲット６００を回収するまでに所定の長さの時間をおいてもよい。この待ち時間の中でターゲット保持装置１００内部の不純物（並びにターゲット６００自体）が十分に崩壊し、その結果、人体が有害放射線によって被曝する危険は低減又は防止されるので、待ち時間を設けることは有益である。
【００３９】
いくつかの実施形態を開示したが、他の変形も可能であることを理解すべきである。そのような変形は本開示の趣旨及び範囲からの逸脱とみなされてはならず、当業者には明白であると考えられるそのような変形のすべては、添付の特許請求の範囲の範囲内に含まれることを意図する。
【符号の説明】
【００４０】
１００ ターゲット保持装置
１０２ ターゲットプレート
１０４ セパレータプレート
１０６ エンドプレート
１０８ 軸
２０２ 穴（若しくはコンパートメント）
４０２ 区分マーク
６００ ターゲット
８００ ターゲットホルダ構体
８０２ ケーブル
Ｑ１−Ｑ４ 象限１-象限４
Ｒ１−Ｒ５ 列Ｒ１ - 列Ｒ５
Ｈ１−Ｈ６ 穴グループＨ１ - 穴グループＨ５
【技術分野】
【０００１】
本発明は、密封小線源治療用ターゲット及びＸ線撮影用ターゲットを製造する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
密封小線源治療用シードを製造する従来の方法は未照射ワイヤ（例えば、未照射イリジウムワイヤ）を使用し、後にワイヤに所望の放射能を与える。原子炉内部で中性子を吸収させることによって、所望の放射能がワイヤに与えられてもよい。
【０００３】
密封小線源治療用シードは照射済みワイヤからも製造されている。シードの製造に関して、長いワイヤの照射が示唆されており、その場合、個別のシードを形成するために照射済みワイヤは後に切断される。しかし、原子炉内部の中性子束にはばらつきがあるため、シードに均一な放射能を与えることは困難である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許第２００８／００７６９５７号公報
【発明の概要】
【０００５】
本発明の一実施形態に係る均一放射能ターゲットを製造する方法は、コンパートメントのアレイを有する保持装置に複数のターゲットを配置することを含んでもよい。コンパートメントのアレイの中のターゲットの配置に基づいて中性子束へのターゲットの適切な暴露を容易にするように、炉心の既知の中性子束に基づいて各ターゲットは１つのコンパートメントに割り当てられる。ターゲットを照射するために、保持装置は炉心内部で位置決めされる。ターゲットは同一の材料から形成されてもよいし、あるいは異なる材料から形成されてもよく、また、コンパートメントに１つずつ配置されてもよいし、あるいは複数個まとめて装填されてもよい。
【０００６】
保持装置の中心からの半径方向距離が長いコンパートメントほど、より多くのターゲットがまとめて装填されるように、ターゲットは放射状に配置されてもよい。更に、照射中により高い中性子束にさらされる保持装置の軸方向部分にあるコンパートメントにより多くのターゲットがまとめて装填されるように、ターゲットは軸方向に配置されてもよい。また、照射中に中性子束により近接する位置にあるコンパートメントに、より多くのターゲットがまとめて装填されてもよい。
【０００７】
更に、ターゲットは自己遮蔽特性に基づいて配置されてもよい。例えば、自己遮蔽特性の劣るターゲットは１つ以上のコンパートメントにまとめて装填され、自己遮蔽特性に優れたターゲットは異なるコンパートメントにまとめて装填されるように互いに分離されてもよい。
【０００８】
ターゲットはそれぞれ異なる断面積に基づいて配置されてもよい。例えば、断面積の小さいターゲットは、照射中に中性子束により近接する位置にある１つ以上のコンパートメントに配置されてもよい。照射後に各ターゲットが獲得する放射能を減少するように、１つのコンパートメントの中のターゲットの数を増加してもよい。均一放射能ターゲットを製造する方法は、照射後、照射済みターゲットを回収する前に不純物を崩壊させるために所定の時間待機することを更に含んでもよい。
【０００９】
本発明の別の実施形態に係る均一放射能ターゲットを製造する方法は、あらかじめ判定されたターゲット装填構成又は後に判定されるターゲット装填構成に従って保持装置内部でターゲットを位置決めすることを含んでもよい。ターゲット装填構成の判定は、ターゲットごとに要求される中性子束と、ターゲットを照射するために使用される炉心の既知の環境条件との組み合わせに基づく。判定されるターゲット装填構成はリングパターンの形であってもよく且つ／又は保持装置のターゲットプレートの形状に対応してもよい。このように判定されるターゲット装填構成によって、ターゲットは均一又は不均一な中性子束にさらされてもよい。
【００１０】
本発明の別の実施形態に係る均一放射能ターゲットを製造する方法は、コンパートメントのアレイの中におけるターゲットの配置に基づいて中性子束へのターゲットの適切な暴露を容易にするように、炉心の既知の中性子束に基づいて各ターゲットを１つのコンパートメントに割り当てることにより、コンパートメントのアレイを有する保持装置に複数のターゲットを配置することを含んでもよい。ターゲットを照射するために、保持装置は炉心内部で位置決めされる。ターゲットは異なる自然中性子吸収同位体又は濃縮中性子吸収同位体から形成されてもよく、同位体の種類、断面積及び自己遮蔽特性に応じて配置されてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
添付の図面と関連させて詳細な説明を検討することにより、非限定的な実施形態の種々の特徴及び利点は更に明らかになるだろう。添付の図面は単に例示を目的として示されるにすぎず、特許請求の範囲の範囲を限定すると解釈されるべきではない。特に指示のない限り、添付の図面は縮尺どおりに示されると考えてはならない。図を明瞭にするため、図面の種々の寸法は誇張されている場合がある。
【図１】図１は本発明の一実施形態に係るターゲット保持装置を示した斜視図である。
【図２】図２は本発明の一実施形態に係るターゲット保持装置を示した部分展開図である。
【図３】図３は本発明の一実施形態に係るターゲットプレートを示した斜視図である。
【図４】図４は本発明の一実施形態に係るターゲットプレートを示した平面図である。
【図５】図５は本発明の一実施形態に係るターゲットプレートの穴をマッピングする方式を示した図である。
【図６】図６は本発明の一実施形態に係るターゲットを装填された状態のターゲットプレートを示した斜視図である。
【図７】図７は本発明の一実施形態に係る装填済みターゲット保持装置の長手方向軸に沿った横断面図である。
【図８】図８は本発明の一実施形態に係るターゲットホルダ構体を示した斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
１つの要素又は層が別の要素又は層「の上にある」、「に接続される」、「に結合される」又は「を被覆する」という場合、その要素又は層は他方の要素又は層の上に直接載っているか、他方の要素又は層に直接接続されるか、他方の要素又は層に直接結合されるか、あるいは他方の要素又は層を直接被覆してもよいが、それら２つの要素又は層の間に介在する要素又は層が存在してもよいことを理解すべきである。これに対し、１つの要素が別の要素又は層「の上に直接載っている」、「に直接接続される」又は「に直接結合される」という場合、介在する要素又は層は存在しない。本明細書を通して、同一の図中符号は同一の要素を示している。本明細書において使用される用語「及び／又は」は、そこに挙げられている関連項目のうち１つ以上の項目のあらゆる組み合わせを含む。
【００１３】
用語「第１の」、「第２の」、「第３の」などは、種々の要素、構成要素、領域、層及び／又は部分を説明するために本明細書において使用されるが、それらの要素、構成要素、領域、層及び／又は部分はそれらの用語により限定されてはならないことを理解すべきである。それらの用語は、１つの要素、構成要素、領域、層又は部分を別の領域、層又は部分と区別するために使用されるにすぎない。従って、以下に説明する第１の要素、第１の構成要素、第１の領域、第１の層又は第１の部分は、実施形態の教示からの逸脱せずに第２の要素、第２の構成要素、第２の領域、第２の層又は第２の部分と呼ぶことができる。
【００１４】
本明細書において、空間的相対関係を表す用語（例えば、「の下方に」、「の下に」、「下部」、「の上に」、「上部」など）は、図示される１つの要素又は特徴と別の要素又は特徴との関係を説明するために便宜上使用されてもよい。空間的相対関係を表す用語は、図示される向きに加えて使用中又は動作中の装置の種々の向きを含むことを意図すると理解すべきである。例えば、図中の装置を反転させた場合、他の要素又は特徴の「下に」又は「下方に」あると説明されている要素は、他の要素又は特徴の「上に」位置することになるだろう。従って、「の下に」という用語は上下双方の向きを含んでもよい。装置はそれ以外の向き（９０°回転させた向き又は他の向き）に設置されてもよく、その場合、本明細書で使用される空間的相対関係を表す用語は相応して解釈されてもよい。
【００１５】
本明細書において使用される用語は種々の実施形態を説明することを目的とし、実施形態を限定することを意図しない。本明細書において使用される場合の単数形は、特に指示のない限り、複数形も含むことを意図する。更に、本明細書において使用される場合の用語「具備する」は、そこに挙げられている特徴、数字、ステップ、動作、要素及び／又は構成要素の存在を特定するが、１つ以上の他の特徴、数字、ステップ、動作、要素、構成要素及び／又はそれらの集合の存在又は追加を除外しないことが理解されるであろう。
【００１６】
本明細書において、実施形態は、実施形態のうち理想化された実施形態（及び中間構造）の概略図である横断面図を参照して説明される。従って、例えば製造技術及び／又は許容差の結果として、図示される形状からの変形が予測される。そのため、実施形態は図示される領域の形状に限定されると解釈されるべきではなく、例えば製造中に発生する形状の誤差を含むべきである。例えば、矩形として示される植え込み領域は、通常、丸形の又は湾曲した形状の部分を有し且つ／又は縁部に植え込み領域から植え込みを含まない領域への両極端の変化ではなく植え込み密度の勾配を有する。同様に、植え込みにより形成された埋め込み領域は、埋め込み領域と植え込みが実行される面との間の領域に若干の植え込み部分を含んでもよい。従って、図示される領域は概略的な性質のものであり、その形状は、装置の領域の実際の形状を示すことを意図せず且つ実施形態の範囲を限定することを意図しない。
【００１７】
特に指示のない限り、本明細書において使用されるすべての用語（技術科学用語を含む）は、実施形態が属する技術分野の当業者により共通して理解されている意味と同一の意味を有する。更に、一般に使用されている辞書で定義される用語を含めて、用語は関連技術の説明におけるそれら用語の意味と矛盾しない意味を有するものと解釈されるべきであり且つ明示的に定義されない限り理想化された意味又は過度に形式的な意味に解釈されないことが理解されるだろう。
【００１８】
本発明に係る方法は、密封小線源治療用ターゲット及び／又はＸ線撮影用ターゲット（例えば、シード、ウェハ）を相対的に均一な放射能を有するように炉心内部で製造することを可能にする。ターゲットは癌（例えば、乳癌、前立腺癌）の治療で使用されてもよい。例えば、癌の治療中、腫瘍の中に複数のターゲット（例えば、シード）が配置されてもよい。これにより、相対的に均一な放射能を有するターゲットは、周囲の組織を損傷せずに腫瘍を破壊するように所期の量の放射線を発生する。そのようなターゲットを製造する装置は、本出願と同時に出願され且つその全内容が参考として本明細書に取入れられている「BRACHYTHERAPY AND RADIOGRAPHY TARGET HOLDING DEVICE」（HDP Ref.:8654-000184/US;GE Ref.:24IG237430）に更に詳細に説明されている。
【００１９】
図１は、本発明の一実施形態に係るターゲット保持装置を示した斜視図である。図２は、本発明の一実施形態に係るターゲット保持装置を示した部分展開図である。図１及び図２を参照すると、ターゲット保持装置１００は複数のターゲットプレート１０２及び複数のセパレータプレート１０４を含む。複数のターゲットプレート１０２及び複数のセパレータプレート１０４は交互に配置される。各ターゲットプレート１０２の厚さは、収納すべき所期のターゲットの大きさに対応するように必要に応じて変更されてもよい。従って、図では、下方に位置するターゲットプレート１０２は上方のターゲットプレート１０２より分厚いが、逆に下方のターゲットプレート１０２のほうが薄くてもよく、あるいはターゲットプレート１０２がすべて等しい厚さであってもよい。更に、図示されるターゲットプレート１０２の直径は等しいが、原子炉の条件及び／又は所期のターゲットに基づいてターゲットプレート１０２は異なる直径（例えば、徐々に直径が小さくなる構造）を有してもよい。
【００２０】
交互に配置されたターゲットプレート１０２とセパレータプレート１０４は、１対のエンドプレート１０６の間に挟まれる。各プレートの整列及び接合を容易にするために、エンドプレート１０６並びに交互に配置されたターゲットプレート１０２及びセパレータプレート１０４を軸１０８が貫通する。エンドプレート１０６並びに交互に配置されたターゲットプレート１０２及びセパレータプレート１０４の接合部はナット／座金構造によって固着されてもよいが、他の適切な固着機構が使用されてもよい。更に、図示されるターゲット保持装置１００は１本の軸１０８を有するが、複数の軸１０８が採用されてもよいことを理解すべきである。
【００２１】
図２に示されるように、各ターゲットプレート１０２は、軸１０８が貫通する中央の穴の他に複数の穴（若しくはコンパートメント）２０２を有する。製造条件に応じて、複数の穴状コンパートメント２０２は種々の大きさ及び形状で形成されてもよい。上下のターゲットプレート１０２はそれぞれ異なる大きさ及び形状の穴状コンパートメント２０２を有するものとして示されているが、すべてのターゲットプレート１０２が同一の大きさ及び／又は形状の穴状コンパートメント２０２を有してもよいことを理解すべきである。
【００２２】
複数の穴状コンパートメント２０２は各ターゲットプレート１０２の途中まで形成されてもよいし、あるいは各ターゲットプレート１０２を完全に貫通してもよい。各ターゲットプレート１０２に貫通しない穴状コンパートメント２０２が設けられている場合、セパレータプレート１０４は省略されてもよい。そのような場合、１つのターゲットプレート１０２の上面は隣接するターゲットプレート１０２の下面と直接接触することになるだろう。これに対し、ターゲットプレート１０２を完全に貫通する穴状コンパートメント２０２が設けられた場合、各ターゲットプレート１０２の穴状コンパートメント２０２を分離することにより、各ターゲットプレート１０２の中に１つ以上のターゲット（例えば、シード、ウェハ）を保持するための複数の個別のコンパートメントを規定するために、ターゲットプレート１０２の間にセパレータプレート１０４が配置される。
【００２３】
図３は、本発明の一実施形態に係るターゲットプレートを示した斜視図である。図３を参照すると、ターゲットプレート１０２は、製造中に１つ以上のターゲット（例えば、シード、ウェハ）を保持する複数の穴状コンパートメント２０２を有する。ターゲットプレート１０２に収納されたターゲットに到達する中性子束の量を増加するために、ターゲットプレート１０２は相対的に断面積の小さい材料（例えば、アルミニウム、モリブデン、グラファイト、ジルコニウム）から形成されてもよい。例えば、材料は約１０バーン以下の断面積を有してもよい。あるいは、ターゲットプレート１０２は中性子減速材料（例えば、ベリリウム、グラファイト）から形成されてもよい。更に、相対的に純度の高い材料を使用すると、ターゲット製造中に照射される不純物の量が少なくなるために人体の被曝の危険が少なくなるという付加的な利点が得られる。
【００２４】
ターゲットプレート１０２の上面及び下面は、相対的に滑らかで平坦になるように研磨されてもよい。ターゲットプレート１０２の厚さは、収納されるターゲットに対応するように変更されてもよい。図示されるターゲットプレート１０２は円板形であるが、ターゲットプレート１０２は三角形、正方形又は他の適切な形状であってもよいことを理解すべきである。更に、製造条件に応じて穴状コンパートメント２０２の大きさ及び／又は形状が変更されてもよいことも理解すべきである。また、図示されてはいないが、ターゲット保持装置を組み立てる積み重ね過程の間にターゲットプレート１０２の向きの設定を助けるために、ターゲットプレート１０２の側面に１つ以上の位置合わせマークが設けられてもよい。
【００２５】
図４は、本発明の一実施形態に係るターゲットプレートを示した平面図である。図４を参照すると、ターゲットプレート１０２は、複数の穴状コンパートメント２０２に加えて、各穴状コンパートメント２０２の識別を助けるための区分マーク４０２を更に有してもよい。この区分マーク４０２は穴状コンパートメント２０２の中に１つ以上のターゲットを配置する作業を更に容易にする。穴状コンパートメント２０２はターゲットプレート１０２を完全に貫通するものとして示されるが、前述のように、穴はターゲットプレート１０２を貫通しない形状であってもよいことを理解すべきである。更に、図示される区分マーク４０２はターゲットプレート１０２を４つの象限に分割しているが、ターゲットプレート１０２を５つ以上又は３つ以下の部分に分割するような区分マーク４０２が設けられてもよいことを理解すべきである。また、ターゲットプレート１０２における穴状コンパートメント２０２の形状に対応するように、区分マーク４０２は直線、曲線又は他の形状であってもよいことを理解すべきである。
【００２６】
図５は、本発明の一実施形態に係るターゲットプレートの穴をマッピングする方式を示した図である。図５を参照すると、ターゲットプレートの複数の穴は４つの象限Ｑ１〜Ｑ４に分割されてもよい。ターゲットプレートの複数の穴は、列／リングＲ１〜Ｒ５と更に関連付けられてもよい。各象限Ｑ１〜Ｑ４の穴は穴Ｈ１〜Ｈ６と更に関連付けられてもよい。象限Ｑ１〜Ｑ４、列Ｒ１〜Ｒ５及び穴Ｈ１〜ｈ６に基づくこのような座標系を使用して、ターゲットプレートの各穴は適正に識別されるので、穴の中に１つ以上のターゲットを適正に配置する方法を容易に実行できる。例えば、図５では、Ｑ２，Ｒ３，Ｈ２として識別される穴を便宜上特定して標記している。
【００２７】
穴の大きさ、穴の形状、ターゲットプレートの形状などに応じて、適切な座標系は図５に示される座標系とは異なってもよいことを理解すべきである。例えば、図５の座標系に代わる座標系は、図５に示される象限、列及び／又は穴より多いか又は少ない数の象限、列及び／又は穴を有してもよい。更に、他のグループ分け方法が適切である場合もあり、グループ分け方法は図５に示される象限、列及び穴により例示される方法に限定される必要はない。
【００２８】
図６は、本発明の一実施形態に係るターゲットを装填された状態のターゲットプレートを示した斜視図である。図６を参照すると、ターゲットプレート１０２の穴状コンパートメント２０２には１つ以上のターゲット６００が装填されてもよい。ターゲット６００は同一の材料から形成されてもよいし、あるいは異なる材料から形成されてもよい。ターゲット６００は自然同位体から形成されてもよいし、あるいは濃縮同位体から形成されてもよい。例えば、適切なターゲットはクロム（ＣＲ）、銅（Ｃｕ）、エルビウム（Ｅｒ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、金（Ａｕ）、ホルミウム（Ｈｏ）、イリジウム（Ｉｒ）、ルテチウム（Ｌｕ）、パラジウム（Ｐｄ）、サマリウム（Ｓｍ）、ツリウム（Ｔｍ）、イッテルビウム（Ｙｂ）及び／又はイットリウム（Ｙ）から形成されてもよいが、他の適切な材料が使用されてもよい。
【００２９】
ターゲット６００の大きさは、所期の用途（例えば、Ｘ線撮影用ターゲット）に合わせて適宜調整されてもよい。例えば、ターゲット６００の長さは約３ｍｍ、直径は約０．５ｍｍであってもよい。ターゲット６００に対応するように、穴状コンパートメント２０２の大きさ及び又はターゲットプレート１０２の厚さが必要に応じて調整されてもよいことを理解すべきである。相対的に均一な放射能を有するターゲット６００を実現するように、種々の要因（各ターゲットの材料の特性、炉心の既知の中性子束条件、製造後のターゲットの所望の放射能などを含む）に基づいて、ターゲット６００は適切な穴状コンパートメント２０２に計画的に装填される。
【００３０】
図６に示されるように、内側の穴状コンパートメント２０２と比較して外側の穴状コンパートメント２０２により多くのターゲットがまとめて装填されるように、ターゲットは放射状に配列されてもよい。図６では、例えば最も外側の位置にある各穴状コンパートメント２０２が７つのターゲット６００を収納するのに対し、最も内側の位置にある各穴は１つのターゲット６００を収納する。しかし、すべての穴状コンパートメント２０２にターゲット６００を装填する必要はなく、ターゲット材料の特性、炉心の既知の中性子束条件、製造後のターゲットの所望の放射能などを含む種々の要因に応じて、ターゲット６００の配置並びに１つの穴状コンパートメント２０２の中のターゲット６００の数は変更されてもよい。
【００３１】
ターゲット保持装置１００が炉心内部に配置された場合、外側の穴状コンパートメント２０２は中性子束により接近するので、外側の各穴状コンパートメント２０２により多くの数のターゲット６００を配置することにより、外側の穴状コンパートメント２０２に格納されたターゲット６００の放射能を更に均等化してもよい。これに対し、内側の各穴状コンパートメント２０２に格納されるターゲット６００は中性子束から遠くなるので、これを調整するために内側の各穴状コンパートメント２０２に配置されるターゲット６００の数を少なくすることにより、内側の穴状コンパートメント２０２のターゲット６００が外側の穴状コンパートメント２０２のターゲットに匹敵する放射能レベルを獲得できるようにしてもよい。従って、各穴状コンパートメント２０２に格納される各ターゲットが獲得する放射能を減少するように、各穴状コンパートメント２０２のターゲット２０２の数は増加されてもよい。逆に、各穴状コンパートメント２０２の各ターゲットが獲得する放射能を増加するように、各穴状コンパートメント２０２のターゲット６００の数は減少されてもよい。
【００３２】
図６では、放射状のターゲット配置を簡単に図示するために、すべてのターゲット６００が同一の同位体から形成されるものと想定していることを理解すべきである（尚、ターゲット６００は異なる同位体から形成されてもよい）。同位体が異なれば、中性子吸収速度及び崩壊速度を含む特性も異なる。製造処理に異なる同位体が含まれる場合、それらの特性はターゲット６００の全体配置並びにグループ分けに影響を及ぼす。例えば、最も外側の位置にある穴状コンパートメント２０２のターゲット６００が内側の穴状コンパートメント２０２のターゲット６００とは異なる、自己遮蔽特性に優れた同位体から形成される場合、所望の自己遮蔽効果を発生するために、最も外側の各穴状コンパートメント２０２に格納されるターゲット６００の数は内側の穴状コンパートメント２０２より少なくてよい。
【００３３】
別の実施例において、図５に示される座標系に対応する穴状コンパートメント２０２を有するターゲットプレート１０２にイリジウム（Ｉｒ）シード及び金（Ａｕ）シードを装填した。イリジウムは金よりはるかに速い中性子吸収速度を有するが、金はイリジウムより速い崩壊速度を有し、当初有する放射能も高い。Ｑ１，Ｒ５，Ｈ５に相当する穴状コンパートメント２０２に１つのイリジウムシードを装填し、Ｑ１，Ｒ４，Ｈ４に相当する穴状コンパートメント２０２に２つの金シードを装填した。放射状配置及び穴ごとのシードの数のみに基づけば、最も外側のリングの１つのイリジウムシードは照射後に最高の放射能を獲得すると思われる。しかし、金の崩壊速度は速いため、２つの金シードは、実際には、イリジウムシードの４９．７５μＣｉより高い５７．３８μＣｉ及び５８．６１μＣｉの放射能をそれぞれ示した。従って、より均一な放射能を獲得させるために、ターゲットを配置する場所及び／又はターゲットのグループ分けを判定する場合にはターゲット材料の特性（例えば、中性子吸収速度、崩壊速度など）を考慮に入れるべきである。
【００３４】
更に、ターゲット６００は断面積に基づいて配列されてもよい。断面積（s）は相互反応が起こる確率であり、バーン単位で測定される。例えば、断面積の小さい材料から形成されたターゲット６００の相互反応の確率は、断面積の大きい材料から形成されたターゲット６００と比較して低い。その結果、断面積の小さい材料から形成されたターゲット６００は、照射中に中性子束により近接する場所にある穴状コンパートメント２０２に配置されてもよい。図６に関して言えば、そのように断面積の小さいターゲット６００は、ターゲットプレート１０２の外側の穴状コンパートメント２０２に配置されてもよい。
【００３５】
図７は、本発明の一実施形態に係る装填済みターゲット保持装置の長手方向軸に沿った横断面図である。ターゲットプレート１０２のどこにターゲット６００を配置すべきかということに加えて、ターゲット保持装置１００のどのターゲットプレート１０２にターゲット６００を配置すべきかを更に考慮しなければならない。炉心内部で照射中により高い中性子束にさらされるターゲット保持装置１００の軸方向部分により多くのターゲット６００がまとめて装填されるように、ターゲット６００は、図７に示されるように軸方向に配列されてもよい。図７は、ターゲット保持装置１００の軸方向中央部分が炉心内部で照射中により高い中性子束にさらされる実施例を示す。更に、照射中により高い中性子束にさらされるターゲット保持装置１００の特定の側により多くのターゲット６００が集中して装填されるようにターゲット６００が配列されてもよい。
【００３６】
照射に備えてターゲット保持装置１００に異なる材料から成る複数のターゲット６００を配置しなければならない場合、ターゲット保持装置１００内部におけるターゲット６００の適正な配列を判定する際に、外部要因（例えば、炉心の既知の中性子束条件）と共に各ターゲット６００の個別の特性（例えば、中性子吸収速度）が考慮されることを理解すべきである。例えば、１つのターゲット６００に対して適正なターゲットプレート１０２及び穴状コンパートメント２０２が判定されるばかりではなく、まとめて装填することが適切であるか否かも判定され、まとめて装填することが適切である場合、ターゲット保持装置１００のターゲット６００に相対的に均一な放射能を獲得させるためにまとめるべきターゲット６００も判定される。
【００３７】
図８は、本発明の一実施形態に係るターゲットホルダ構体を示した斜視図である。図８を参照すると、ターゲットホルダ構体８００は、ケーブル８０２に接続されたターゲット保持装置１００を含む。ケーブル８０２は、炉心内部へのターゲット保持装置１００の挿入を容易にする十分な剛性、炉心内部からのターゲット保持装置１００の回収を容易にする十分な強度及び管を回すことによってターゲット保持装置１００の操作を可能にする十分な可撓性を有する任意の材料から形成されてよい。例えば、ケーブル８０２は編組鋼線ケーブル又は可撓性電気導管ケーブルであってもよい。炉心内部へのターゲット保持装置１００の挿入を助けるために、ケーブル８０２は事前に規定された長さにマーキングされてもよく、その場合、規定の長さは基準点から炉心内部の所定の場所までの距離に相当する。
【００３８】
ターゲット保持装置１００が炉心内部で照射された後、ターゲット保持装置１００を分解してターゲット６００を回収するまでに所定の長さの時間をおいてもよい。この待ち時間の中でターゲット保持装置１００内部の不純物（並びにターゲット６００自体）が十分に崩壊し、その結果、人体が有害放射線によって被曝する危険は低減又は防止されるので、待ち時間を設けることは有益である。
【００３９】
いくつかの実施形態を開示したが、他の変形も可能であることを理解すべきである。そのような変形は本開示の趣旨及び範囲からの逸脱とみなされてはならず、当業者には明白であると考えられるそのような変形のすべては、添付の特許請求の範囲の範囲内に含まれることを意図する。
【符号の説明】
【００４０】
１００ ターゲット保持装置
１０２ ターゲットプレート
１０４ セパレータプレート
１０６ エンドプレート
１０８ 軸
２０２ 穴（若しくはコンパートメント）
４０２ 区分マーク
６００ ターゲット
８００ ターゲットホルダ構体
８０２ ケーブル
Ｑ１−Ｑ４ 象限１-象限４
Ｒ１−Ｒ５ 列Ｒ１ - 列Ｒ５
Ｈ１−Ｈ６ 穴グループＨ１ - 穴グループＨ５
【特許請求の範囲】
【請求項１】
均一な放射能ターゲット（６００）を製造する方法において、
複数のターゲット（６００）を、アレイ状配置コンパートメント（２０２）を有する保持装置（１００）内において、各々の前記ターゲット（６００）が原子炉心の既知の中性子束に基づいて１つのコンパートメントに割り当てられるようにして、前記ターゲット（６００）が、前記アレイ状配置コンパートメント（２０２）内での配置に基づいた中性子束へに適切に暴露されるようにする、ターゲット配置工程と、
前記ターゲット（６００）を照射するために前記原子炉心の内部で前記保持装置（１００）を位置決めする工程とを具備することを特徴とする放射能ターゲットの製造方法。
【請求項２】
前記保持装置（１００）の中心からの半径方向距離が長いコンパートメント（２０２）ほど、より多くのターゲット（６００）がまとめて装填されるように前記ターゲット（６００）は放射状に配列されることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記複数のターゲット（６００）は、前記保持装置（１００）の軸方向部分にあるところの、より高い中性子束に照射中にさらされるコンパートメント（２０２）に、より多くのターゲット（６００）がまとめて装填されるように、軸方向に配列されることを特徴とする請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
照射中に中性子束に、より近接する位置にあるコンパートメント（２０２）に、より多くのターゲット（６００）がまとめて装填されるようにしたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の方法。
【請求項５】
前記複数のターゲット（６００）は、異なる材料から形成された異なる種類のターゲット（６００）を含むことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の方法。
【請求項６】
自己遮蔽特性の劣るターゲット（６００）は１つ以上のコンパートメント（２０２）にまとめて装填されることを特徴とする請求項５記載の方法。
【請求項７】
自己遮蔽特性に優れたターゲット（６００）はそれぞれ異なるコンパートメント（２０２）にまとめて装填されるように互いに分離されることを特徴とする請求項５記載の方法。
【請求項８】
横断面の小さいターゲット（６００）は、照射中に中性子束に近接する１つ以上のコンパートメント（２０２）に配置されることを特徴とする請求項５記載の方法。
【請求項９】
照射後にコンパートメント（２０２）における各ターゲット（６０６）の放射能を減少するように、前記コンパートメント（２０２）の中のターゲット（６００）の数を増加することを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載の方法。
【請求項１０】
照射後、照射済みターゲット（６００）を回収する前に不純物を崩壊させるために所定の時間待機する工程を更に含むことを特徴とする請求項１乃至９のいずれかに記載の方法。
【請求項１】
均一な放射能ターゲット（６００）を製造する方法において、
複数のターゲット（６００）を、アレイ状配置コンパートメント（２０２）を有する保持装置（１００）内において、各々の前記ターゲット（６００）が原子炉心の既知の中性子束に基づいて１つのコンパートメントに割り当てられるようにして、前記ターゲット（６００）が、前記アレイ状配置コンパートメント（２０２）内での配置に基づいた中性子束へに適切に暴露されるようにする、ターゲット配置工程と、
前記ターゲット（６００）を照射するために前記原子炉心の内部で前記保持装置（１００）を位置決めする工程とを具備することを特徴とする放射能ターゲットの製造方法。
【請求項２】
前記保持装置（１００）の中心からの半径方向距離が長いコンパートメント（２０２）ほど、より多くのターゲット（６００）がまとめて装填されるように前記ターゲット（６００）は放射状に配列されることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記複数のターゲット（６００）は、前記保持装置（１００）の軸方向部分にあるところの、より高い中性子束に照射中にさらされるコンパートメント（２０２）に、より多くのターゲット（６００）がまとめて装填されるように、軸方向に配列されることを特徴とする請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
照射中に中性子束に、より近接する位置にあるコンパートメント（２０２）に、より多くのターゲット（６００）がまとめて装填されるようにしたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の方法。
【請求項５】
前記複数のターゲット（６００）は、異なる材料から形成された異なる種類のターゲット（６００）を含むことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の方法。
【請求項６】
自己遮蔽特性の劣るターゲット（６００）は１つ以上のコンパートメント（２０２）にまとめて装填されることを特徴とする請求項５記載の方法。
【請求項７】
自己遮蔽特性に優れたターゲット（６００）はそれぞれ異なるコンパートメント（２０２）にまとめて装填されるように互いに分離されることを特徴とする請求項５記載の方法。
【請求項８】
横断面の小さいターゲット（６００）は、照射中に中性子束に近接する１つ以上のコンパートメント（２０２）に配置されることを特徴とする請求項５記載の方法。
【請求項９】
照射後にコンパートメント（２０２）における各ターゲット（６０６）の放射能を減少するように、前記コンパートメント（２０２）の中のターゲット（６００）の数を増加することを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載の方法。
【請求項１０】
照射後、照射済みターゲット（６００）を回収する前に不純物を崩壊させるために所定の時間待機する工程を更に含むことを特徴とする請求項１乃至９のいずれかに記載の方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１１−１７７０３（Ｐ２０１１−１７７０３Ａ）
【公開日】平成２３年１月２７日（２０１１．１．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１５６３４６（Ｐ２０１０−１５６３４６）
【出願日】平成２２年７月９日（２０１０．７．９）
【出願人】（５０８１７７０４６）ジーイー−ヒタチ・ニュークリア・エナージー・アメリカズ・エルエルシー (101)
【氏名又は名称原語表記】ＧＥ−ＨＩＴＡＣＨＩ ＮＵＣＬＥＡＲ ＥＮＥＲＧＹ ＡＭＥＲＩＣＡＳ， ＬＬＣ
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１月２７日（２０１１．１．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年７月９日（２０１０．７．９）
【出願人】（５０８１７７０４６）ジーイー−ヒタチ・ニュークリア・エナージー・アメリカズ・エルエルシー (101)
【氏名又は名称原語表記】ＧＥ−ＨＩＴＡＣＨＩ ＮＵＣＬＥＡＲ ＥＮＥＲＧＹ ＡＭＥＲＩＣＡＳ， ＬＬＣ
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]