放射性同位元素製造装置
【課題】 ＰＥＴ検査において、被検診者の体内に投与する放射性薬剤に含まれる核種を高収量で得ることができる放射性同位元素製造装置を提供する。
【解決手段】 この放射性同位元素製造装置(10)は、加速したイオンビーム(R)が照射するターゲット(20)において、真空領域(U)及び原料(23)の境界を形成する透過膜(22)と、この透過膜(22)を支持するとともに、イオンビーム(R)が通過する複数の通過口(27)が設けられている第１止め具(21)と、を備え、この第１止め具(21)の材質は、アルミナ分散強化銅であることを特徴とする。
【解決手段】 この放射性同位元素製造装置(10)は、加速したイオンビーム(R)が照射するターゲット(20)において、真空領域(U)及び原料(23)の境界を形成する透過膜(22)と、この透過膜(22)を支持するとともに、イオンビーム(R)が通過する複数の通過口(27)が設けられている第１止め具(21)と、を備え、この第１止め具(21)の材質は、アルミナ分散強化銅であることを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放射性同位元素により構成される核種を製造する放射性同位元素製造装置に係り、特に、放射性同位元素を生成させるためにイオンビーム（陽子線）が照射されるターゲットに関する技術である。
【背景技術】
【０００２】
近年、がん検診や脳疾患、心臓疾患の検査方法として、ＰＥＴ（陽電子放出型ＣＴ）検査が注目を集めている。ＰＥＴ検査は、ポジトロン（陽電子）を放出する核種を標識として用いた放射性薬剤を被検診者の体内に投与し、がんの患部に集積した放射性薬剤から体外に放出されるγ線を検出して患部の位置を特定する検査である。
【０００３】
このようにしてＰＥＴ検査に用いられる放射性薬剤に含まれる核種は、その核種を構成する放射性同位元素の半減期が非常に短いものである。そこで、ＰＥＴ検査を実施する際は、放射性薬剤の輸送等にかかる時間と半減期とを考慮して、製造後の核種は速やかに検査に供される必要がある（例えば、非特許文献１参照）。
このため核種は、保存がきかないので、ＰＥＴ検査を実施する直前に、充分な分量を確保するために、短期間のうちに大量に製造する必要がある。
【０００４】
ところで、このような核種を製造する方法は、核種の元になる物質（原料）をターゲットに収容し、このターゲットに、加速器を用いて加速された数ＭｅＶから数十ＭｅＶの高エネルギーのイオンビームを照射させるものである。このため、照射により原料の温度が上昇するため、その内部に気泡等のボイドが生成して核反応回数が減少し、核種の収量が低下してしまう事態が発生する。
このような事態を回避するために、気泡等のボイドが生成しないように、イオンビームの照射により昇温した原料を加圧するとともに冷却を行うことが行われている。
【非特許文献１】「ＰＥＴ通信１９９８ＷＩＮＴＥＲ Ｎｏ．２５」，第１５頁〜第１７頁，先端医療技術研究所
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、前記したイオンビームが通過する（加速される）加速器の内部は真空領域となっており、このイオンビームが照射される核種の原料は液体であるために、この真空領域と原料との境界を仕切る部材の存在が不可欠である。この部材としては、例えば厚みが数十ミクロンのチタン製の薄膜が用いられ、さらに、加圧された原料に接する薄膜を支持するための止め具が用いられている。
【０００６】
これまで、止め具には、熱伝導性の高いアルミニウムや銅、チタン（Ｔｉ）が用いられていた。しかし、これらの金属は、高温で機械的強度が劣化し、繰返し使用すると、変形が大きくなり、使用できなくなる問題があった。これを克服するために、強度の強い鉄系の金属を用いると、熱伝導性が悪くなり、原料の温度が上昇し、原料の内部に気泡等のボイドが形成し、生成しようとする核種の収量が下がる問題があった。
【０００７】
また、熱伝導性のよい材料と、高温で機械的強度が大きい材料とを組み合わせ（張り合わせ、合板、等）たり、また、薄膜を二重にしてその間に冷却材を流して冷却したりする方法も考えられたが、構造が複雑になり、薄膜におけるイオンビームのエネルギーロスが大きくなる問題があった。
【０００８】
本発明は、係る問題を解決することを課題とし、冷却性能に優れ、かつ機械的強度が高い性能を持つ止め具を有するターゲットを採用することにより、核種を高収量で得ることができる放射性同位元素製造装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記した課題を解決するために本発明は、放射性同位元素製造装置において、イオンビームを出射するイオン源と、前記イオン源から出射された前記イオンビームを加速する真空領域を有する加速器と、加速した前記イオンビームが照射されると放射性同位元素を生成する原料が収容されるターゲットと、前記ターゲットにおいて、前記真空領域及び前記原料の境界を形成すとともに前記イオンビームが透過する透過膜と、前記透過膜を支持するとともに、前記イオンビームが通過する複数の通過口が設けられている第１止め具と、を備え、前記第１止め具は、アルミナ分散強化銅で形成されていることを特徴とする。
【００１０】
係る構成により、この止め具は、熱伝導特性及び機械的特性がともに優れるアルミナ分散強化銅により形成されることになる。このため、イオンビームの照射を受けて原料の温度が上昇しても、止め具の熱伝導性が高いことにより熱が外部に拡散しやすい。よって、隣接する原料の温度上昇が抑えられ、照射するイオンビームの強度を高めても原料の一部が気化しにくくなり、気泡等のボイドが発生しないので核種の収率を高めることができる。
また、原料に高い圧力をかけても、この止め具は、高温における機械的強度（ヤング率，降伏応力）が高いので変形することが少ない。このため、ターゲットに収容する原料に付加する圧力を高めることが可能となり、原料が高温となっても内部で気泡等のボイドが発生するのを抑制することができ、核種の収率を高めることができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、止め具の材質として、高い熱伝導性と高温における優れた機械的強度とを有するアルミナ分散強化銅を採用することにより、イオンビームを照射しても原料に気泡が発生しにくくなるため、核種を高収量で得ることができる放射性同位元素製造装置が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
（第１実施形態）
次に、本発明の第１実施形態に係る放射性同位元素製造装置について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。
図１に示すように、本実施形態の放射性同位元素製造装置１０は、イオン源１１、高周波四重極型線形加速器（Radio Frequency Quadrupole、以下、ＲＦＱと称す）１２ａ、ドリフトチューブ型線形加速器（Drift Tube Linac、以下、ＤＴＬと称す）１２ｂおよびターゲット２０を有する。なお、このＲＦＱ１２ａとＤＴＬ１２ｂとの組み合わせにより本発明における加速器１２が形成されている。
【００１３】
イオン源１１は、イオンとなる源物質（ここでは水素）をイオン化して陽イオンのイオンビームＲとして引き出す役割をなし、その周囲には、質量により所望のイオンのみを選択的に取り出す図示しないマグネットやイオンビームＲを整形する図示しない静電レンズ、さらにはイオンビーム発生部等が設けられている。
なお、イオン源１１には、熱陰極方式のデュオプラズマトロン型イオン源またはＰＩＧ型イオン源を使用することができる。また、長寿命で大電流を発生することのできるマイクロ波放電型イオン源を使用することもできる。
【００１４】
ＲＦＱ１２ａは、このイオン源１１の後段に設けられ、イオン源１１から出射されたイオンビームＲを所定のエネルギーまで加速させるものである。ＲＦＱ１２ａの内部には、波形状の四重極電極を有する真空チャンバが備えられている。この四重極電極によりイオンビームＲの進行方向と直角な方向に四重極電界が形成され、イオンビームＲが集束されながら加速される。
なお、ここで使用されるＲＦＱ１２ａに替えて、六極以上の偶数の磁極を持つ多重電極型の高周波加速器を用いてもよく、これら以外の高周波加速器を用いることもできる。
【００１５】
ＤＴＬ１２ｂは、ＲＦＱ１２ａで加速されたイオンビームＲを入射して、さらに加速するものである。ＤＴＬ１２ｂの内部の中心には、複数個のドリフトチューブ１７が軸方向に並んで配置されている。このドリフトチューブ１７の内部には、図示しない四極電磁石が組み込まれていて、イオンビームＲは、このドリフトチューブ１７内を通過する際に、収束を受ける。そして、このドリフトチューブ１７，１７の間で、イオンビームＲの加速が行われる。
このようなＲＦＱ１２ａおよびＤＴＬ１２ｂは、組み合わされて、最終的に１０ＭｅＶ程度の高エネルギーのイオンビームＲを生成する線形加速器（加速器）１２として機能する。なお、本発明で用いられる加速器は、このような線形加速器に限定されるものではなく、サイクロトロンが用いられる場合もある。
【００１６】
ターゲット２０は、床に固定されているターゲット遮へい体１３内に存在する。
図２（ａ）に示すようにターゲット２０は、第１止め具２１ａ（２１）と、薄膜状の透過膜２２と、基盤２４と、この基盤２４に穿設して設けられた冷却路２５と、核種の原料２３を保持する容器２６と、第１止め具を保持する保持器２８と、この保持器２８及び第１止め具２１ａを冷却する冷却路２９とから構成される。なお容器２６と基盤２４とは、一体化して形成することもある。図２（ｂ）に示すように、第１止め具２１aには、複数の通過口２７a，２７ａ…が設けられている。
【００１７】
原料２３は、18Ｏ（酸素１８）が濃縮して含まれる水溶液（濃縮水）であり、ターゲット２０の、透過膜２２と容器２６と基盤２４とに囲まれた空間に収容されている。そして、ターゲット２０がイオンビームＲの照射を受けると、このイオンビームＲは、止め具２１ａの通過口２７ａ，２７ａ…、透過膜２２を透過して、この原料２３に衝突して、18Ｏ（酸素１８）が核反応を起こし、放射性同位元素である18Ｆ（フッ素１８）が核種として生成する。また、ターゲット２０に収容されている原料２３は、温度上昇により沸騰して気泡を発生しないように、導入口２６ａから導入されるアルゴンガス（Ａｒ）で加圧されるとともに、冷却路２５，２９を冷媒が循環してターゲット２０の全体を冷却する。そして、生成した18Ｆを含む水は、アルゴンガスの加圧により、図示しない配管を通じて、ターゲット２０の外部へと排出される。
【００１８】
ここで第１止め具２１ａ（２１）に用いるのに最適な材質について検討を行う。この止め具（後記する第２止め具２１ｄも含む）の材質としては、熱伝導性に優れ、かつ高温における機械的特性が優れることを選定基準とする。
まず、図３（ａ）を参照して、従来においてターゲット２０の材質として用いられてきた銅（Ｃｕ）、及びステンレススティール（ＳＵＳ）の物性値を対比してみる。すると、Ｃｕは、降伏応力、及びヤング率で示される機械的特性が、ＳＵＳに劣るが、熱伝導率は優れていることを示している。従って、Ｃｕ及びＳＵＳは、いずれも熱伝達特性と機械的特性のうちいずれか一方については優れるが他方が大きく劣るので、前記選定基準を充分に満足させるものでないので、止め具の材質として適切とはいえない。
【００１９】
次に、熱伝導率について示す図３（ｂ）、降伏応力について示す図４（ａ）、ヤング率について示す図４（ｂ）を参照する。［参照文献：ITER BLANKET,SHIELD AND MATERIAL DATA BASE,IAEA/ITER/DS/1991,IAEA,VIENNA,1991.］。
これらに示されるデータベースによれば、ＤＳ Ｃｏｐｐｅｒ（アルミナ分散強化銅）は、熱伝導率が約３５０Ｗ／ｍＫ、降伏応力が２６０−３２０ＭＰａ（２００−３００℃）、ヤング率が１１０−１２０ＧＰａ（２００−３００℃）である。
ＴＺＭ （チタン（Titanium）・ジルコニウム（Zirconium）添加モリブデン(Molybdenum)合金）は、熱伝導率が約１００Ｗ／ｍＫ、降伏応力が６８０−７００ＭＰａ（２００−３００℃）、ヤング率が２８０−２９５ＧＰａ（２００−３００℃）である。
Ｍｏ−５％Ｒｅ（レニウム（Rhenium）添加モリブデン合金）は、熱伝導率が約１１０Ｗ／ｍＫ、降伏応力が４５０−５００ＭＰａ（２００−３００℃）、である。
【００２０】
次に、止め具の剛性について検討してみる。ここで剛性は、ヤング率Ｅと断面２次モーメントＭの積に比例するものである。なお断面２次モーメントＭは材料の厚さの３乗（Ｍ＝ｂｈ3／２、ｂは材料の幅、ｈは材料の厚さ）に比例するものである。
ここで、従来用いられているＣｕとＳＵＳを張り合わせた複合材の剛性は、ＣｕとＳＵＳの厚さを１とすれば、次式（１）のように示される。
一方、前記した材質のうちＤＳ Ｃｏｐｐｅｒ（アルミナ分散強化銅）を用いる場合について代表して検討すると、ＣｕとＳＵＳの厚さを合計して、その厚さは２となり、次式（２）のように示される。式（１），（２）よりＤＳ Ｃｏｐｐｅｒ（アルミナ分散強化銅）の方が、剛性が、Ｃｕ／ＳＵＳより、約３倍大きくなることが示される。
【００２１】
ESUS × MSUS + ECu × MCu = 210 × 13 + 80 × 13 = 290 （１）
EDSCu × MDSCu = 110 × 23 = 880 （２）
【００２２】
従来、ターゲットの材質として用いられてきた、ＣｕやＳＵＳと対比して、ＤＳ Ｃｏｐｐｅｒ、チタン・ジルコニウム添加モリブデン合金、レニウム添加モリブデン合金、ランタン添加モリブデン合金は、放射性薬剤に用いる核種を生成するターゲット２０の止め具２１の材質としての要件を満たす。なおＴＥＭ（ランタン（Lanthanum）添加モリブデン合金）も好ましく用いることができる。
なかでも熱伝導、降伏応力及びヤング率がバランスよく高い値を示すＤＳ Ｃｏｐｐｅｒ（アルミナ分散強化銅）が放射性薬剤に用いる放射性核種を生成するターゲット２０の第１止め具２１の材質として優れているといえる。
【００２３】
このように、第１止め具２１（後記する第２止め具２１ｄも含む）に、アルミナ分散強化銅を用いれば、機械的強度が強く、冷却性能の高い止め具を提供できるので、過熱した原料２３の温度を有効に冷やすことができ、それにより、原料２３内に成長した気泡等のボイド体積を小さくすることができるので、生成しようとする核種の高収量が達成される。
【００２４】
次に、図１，図２を参照して、以上のように構成された放射性同位元素製造装置１０の動作を説明する。放射性同位元素製造装置１０を作動させるにあたって、事前に、ターゲット２０をターゲット遮へい体１３内に収容しておく。
図示しない作動スイッチを操作すると、ＲＦＱ１２ａ、ＤＴＬ１２ｂに対して、所定の高周波電力がそれぞれ供給され、各ＲＦＱ１２ａ、ＤＴＬ１２ｂに電界が形成される。その後、イオン源１１に所定の電力を供給する。これにより、イオン源１１のイオンビーム発生部（図示せず）から出射されたイオンビームＲがＲＦＱ１２ａによって所定のエネルギーまで加速される。加速されたイオンビームＲは、ＲＦＱ１２ａから出射されて後段のＤＴＬ１２ｂに入射され、ＤＴＬ１２ｂでさらに加速される。
このようにして加速されて高エネルギーとなったイオンビームＲは、ターゲット２０内の原料２３、すなわち18Ｏ濃縮水に照射される。そして、イオンビームＲが18Ｏに照射すると、核反応により18Ｆが生成される。
【００２５】
このとき、原料２３は、イオンビームＲの照射により加熱されるが、この原料２３に広範に接している第１止め具２１が高い熱伝導特性を有していることにより、温度上昇が抑えられる。このため、原料２３の一部が気化しにくくなり気泡等のボイドが発生しない。
また、仮に、このような気泡等のボイドの発生が懸念されても、導入口２６ａから導入されるアルゴンガス（Ａｒ）の圧力を高めて、原料２３をさらに加圧することで発生を抑制できる。このように、原料２３に付加する圧力を高めても、第１止め具２１が高い機械的特性を有していることにより、繰り返し使用しても変形することが少ない。
【００２６】
このようにして、18Ｆの放射性同位元素からなる核種が生成したところで、ターゲット２０に接続される配管（図示せず）から18Ｆを含む濃縮水が放射性薬剤合成装置（図示せず）に送られ18Ｆを含む濃縮水から18Ｆが抽出される。なお、18Ｆへ核反応しなかった残りの18Ｏ濃縮水は、非常に高価であるため、回収してターゲット２０内で再利用される。
【００２７】
（第２実施形態）
次に図５を用いて、本発明の第２実施形態について説明する。本実施形態において、第１止め具２１ｂ（２１）以外についての構成は、すべて第1実施形態におけるものと同一であるので説明を省略する。この第１止め具２１ｂは、図５（ｂ）に示すように、イオンビームＲが照射する面に設けられている複数の通過口２７ｂのうち、ビーム強度の最大の部分に通過口２７ｂを設けていないものである。
ここで、ビーム強度の最大の部分とは、通常、イオンビームＲの電流分布は図５（ｃ）のようにガウス分布を示すことから、止め具２１の中心部において強度が最大になっている。このため、止め具２１の中心部に近い程、原料２３に注入されるパワーが大きくなるので、原料２３の温度も上昇し、中心部が最大温度となるものである。
【００２８】
図５に示す、第１止め具２１ｂでは、ビーム強度の大きい部分に通過口２７ｂが存在していないために、原料２３の中心部分に到達するイオンビームＲはその強度が大きく減衰するので、原料２３の温度が局所的に上昇することがなくなる。従って、原料２３は全体として温度分布が平坦化して最大温度が低下するので気泡体積も減少する。なお図５では、第１止め具２１ｂの中心部の通過口２７ｂの穴が塞がれた例が示されているが、これに限定されることなく、本実施形態の止め具２１ｂはイオンビームＲの最大強度の位置に応じて、対応する位置の通過口２７ｂの穴が塞がれている構成を有するものである。
【００２９】
（第３実施形態）
次に図６を用いて、本発明の第３実施形態について説明する。本実施形態において、第１止め具２１ｃ以外についての構成は、すべて第1実施形態におけるものと同一であるので説明を省略する。第１止め具２１ｃ（２１）は、図６に示すように、イオンビームＲが照射する面に設けられている複数の通過口２７ｃは数密度は一様であるが、ビーム強度の大きさに応じて、穴径を変化させている。このようにして、イオンビームＲの強度が大きい部位に位置する通過口２７ｃの開口面積は、その強度が小さい部位に位置する通過口２７ｃに対して相対的に小さく形成されている。
【００３０】
このように、通過口２７ｃが第１止め具２１ｃに配置された場合でも、図６（ｃ）に示すように中心部に強度が強く分布しているイオンビームＲは、原料２３への到達が制限されるので原料２３の温度の上昇が抑制される。そして、第１止め具２１ｃの周辺部にいくにつれて、通過口２７ｃの穴径が大きくなり、イオンビームＲの原料２３への到達量が増加するが、ビーム強度が小さくなるぶん、原料２３の温度の上昇は抑えられる。そして全体として、原料２３の温度分布は平坦化されることになる。これにより、原料２３の最大温度は低下し、気泡体積も減少することになる。
なお図６では、第１止め具２１ｃの中心部の通過口２７ｃの穴径が最小である例が示されているが、これに限定されることなく、本実施形態の止め具２１ｃはイオンビームＲの最大強度の位置に応じて、対応する位置の通過口２７ｂの穴径が最小となる構成を有するものである。
【００３１】
従って、第３実施形態に用いられる第１止め具２１ｃにおいては、アルミナ分散強化銅（ＤＳＣｏｐｐｅｒ）が用いられ、また、ビーム強度の大きさに応じて、穴径が変化して分布していることで、気泡体積が減少させて、生成しようとする核種の収量が上がる効果が得られる。なお、第３実施形態に用いられる第１止め具２１ｃでは、第２実施形態に用いられる第１止め具２１ｂに比べて、ビーム強度の最大の部位にも通過口２７ｃが存在するので、イオンビームＲのエネルギーを有効に利用できる特徴を有する。
【００３２】
（第４実施形態）
次に図７を用いて、本発明の第４実施形態について説明する。本実施形態において、ターゲット２０´以外についての構成は、すべて第1実施形態におけるものと同一であるので説明を省略する。
第４実施形態に用いられるターゲット２０´は、第１実施形態のターゲット２０と対比して、イオンビームＲの照射に伴う発熱を吸収する冷媒が循環する冷却路３５と、透過膜２２に対峙して、原料２３に接して設けられる放熱膜３１と、この放熱膜３１を支持するとともに循環する冷媒が放熱膜３１に接するように設けられさらに複数の冷却口３７を有する第２止め具２１ｄ（２１）と、を備える点において相違する。
【００３３】
このように、循環する冷媒が、この冷却口３７，３７…を通って原料２３を薄膜で隔てている放熱膜３１に接することにより、原料２３の熱を効果的に奪う。このような構成をとることにより、ターゲット２０´の冷却性能のさらなるが向上が達成される。
【００３４】
なお、第1から第４実施形態においては、止め具２１のみがアルミナ分散強化銅の材質で構成されている例を示したが、この止め具２１以外の他の部材（透過膜２２、基盤２４、容器２６、保持器２８等）にも、アルミナ分散強化銅を適用して、ターゲット２０，２０´を作成することも可能である。
以上のように発明が構成されることにより、ターゲット２０，２０´において熱伝導性の向上と、高温における機械的特性の向上とを両立させることが可能となり、気泡体積を減少させて、生成しようとする核種の収量が上がる効果が得られる。また、適用する材質をアルミナ分散強化銅に替え、チタン・ジルコニウム添加モリブデン合金、レニウム添加モリブデン合金、ランタン添加モリブデン合金の群から選択された少なくとも一つの物質を適用させても同様の効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の第１実施形態に係る放射性同位元素製造装置の側面断面を示す断面図である。
【図２】（ａ）は本発明の第１実施形態で用いられるターゲットの側面断面図で、（ｂ）はイオンビームが照射するターゲットの正面を示す正面図である。
【図３】（ａ）は、ＣｕとＳＵＳの熱伝達特性、及び機械的特性を示す表である。（ｂ）は各種材質の各温度に対する熱伝導率を導く演算式である。
【図４】（ａ）は本発明に使用する材質の温度に対する降伏効力を示すグラフであり、（ｂ）は同、ヤング率を示すグラフである。
【図５】（ａ）は本発明の第２実施形態で用いられるターゲット側面断面図で、（ｂ）はイオンビームが照射するターゲットの正面を示す正面図であり、（ｃ）はＸ−Ｘ断面におけるイオンビームの電流分布を示す図である。
【図６】（ａ）は本発明の第３実施形態で用いられるターゲット側面断面図で、（ｂ）はイオンビームが照射するターゲットの正面を示す正面図であり、（ｃ）はＸ−Ｘ断面におけるイオンビームの電流分布を示す図である。
【図７】本発明の第４実施形態で用いられるターゲット側面断面図である。
【符号の説明】
【００３６】
１０ 放射性同位元素製造装置
１１ イオン源
１２ 加速器
２０，２０´ ターゲット
２１（２１ａ，２１ｂ，２１ｃ） 第１止め具
２１（２１ｄ） 第２止め具
２２ 透過膜
２３ 原料
２５，３５ 冷却路
２７（２７ａ，２７ｂ，２７ｃ） 通過口
３１ 放熱膜
Ｒ イオンビーム
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放射性同位元素により構成される核種を製造する放射性同位元素製造装置に係り、特に、放射性同位元素を生成させるためにイオンビーム（陽子線）が照射されるターゲットに関する技術である。
【背景技術】
【０００２】
近年、がん検診や脳疾患、心臓疾患の検査方法として、ＰＥＴ（陽電子放出型ＣＴ）検査が注目を集めている。ＰＥＴ検査は、ポジトロン（陽電子）を放出する核種を標識として用いた放射性薬剤を被検診者の体内に投与し、がんの患部に集積した放射性薬剤から体外に放出されるγ線を検出して患部の位置を特定する検査である。
【０００３】
このようにしてＰＥＴ検査に用いられる放射性薬剤に含まれる核種は、その核種を構成する放射性同位元素の半減期が非常に短いものである。そこで、ＰＥＴ検査を実施する際は、放射性薬剤の輸送等にかかる時間と半減期とを考慮して、製造後の核種は速やかに検査に供される必要がある（例えば、非特許文献１参照）。
このため核種は、保存がきかないので、ＰＥＴ検査を実施する直前に、充分な分量を確保するために、短期間のうちに大量に製造する必要がある。
【０００４】
ところで、このような核種を製造する方法は、核種の元になる物質（原料）をターゲットに収容し、このターゲットに、加速器を用いて加速された数ＭｅＶから数十ＭｅＶの高エネルギーのイオンビームを照射させるものである。このため、照射により原料の温度が上昇するため、その内部に気泡等のボイドが生成して核反応回数が減少し、核種の収量が低下してしまう事態が発生する。
このような事態を回避するために、気泡等のボイドが生成しないように、イオンビームの照射により昇温した原料を加圧するとともに冷却を行うことが行われている。
【非特許文献１】「ＰＥＴ通信１９９８ＷＩＮＴＥＲ Ｎｏ．２５」，第１５頁〜第１７頁，先端医療技術研究所
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、前記したイオンビームが通過する（加速される）加速器の内部は真空領域となっており、このイオンビームが照射される核種の原料は液体であるために、この真空領域と原料との境界を仕切る部材の存在が不可欠である。この部材としては、例えば厚みが数十ミクロンのチタン製の薄膜が用いられ、さらに、加圧された原料に接する薄膜を支持するための止め具が用いられている。
【０００６】
これまで、止め具には、熱伝導性の高いアルミニウムや銅、チタン（Ｔｉ）が用いられていた。しかし、これらの金属は、高温で機械的強度が劣化し、繰返し使用すると、変形が大きくなり、使用できなくなる問題があった。これを克服するために、強度の強い鉄系の金属を用いると、熱伝導性が悪くなり、原料の温度が上昇し、原料の内部に気泡等のボイドが形成し、生成しようとする核種の収量が下がる問題があった。
【０００７】
また、熱伝導性のよい材料と、高温で機械的強度が大きい材料とを組み合わせ（張り合わせ、合板、等）たり、また、薄膜を二重にしてその間に冷却材を流して冷却したりする方法も考えられたが、構造が複雑になり、薄膜におけるイオンビームのエネルギーロスが大きくなる問題があった。
【０００８】
本発明は、係る問題を解決することを課題とし、冷却性能に優れ、かつ機械的強度が高い性能を持つ止め具を有するターゲットを採用することにより、核種を高収量で得ることができる放射性同位元素製造装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記した課題を解決するために本発明は、放射性同位元素製造装置において、イオンビームを出射するイオン源と、前記イオン源から出射された前記イオンビームを加速する真空領域を有する加速器と、加速した前記イオンビームが照射されると放射性同位元素を生成する原料が収容されるターゲットと、前記ターゲットにおいて、前記真空領域及び前記原料の境界を形成すとともに前記イオンビームが透過する透過膜と、前記透過膜を支持するとともに、前記イオンビームが通過する複数の通過口が設けられている第１止め具と、を備え、前記第１止め具は、アルミナ分散強化銅で形成されていることを特徴とする。
【００１０】
係る構成により、この止め具は、熱伝導特性及び機械的特性がともに優れるアルミナ分散強化銅により形成されることになる。このため、イオンビームの照射を受けて原料の温度が上昇しても、止め具の熱伝導性が高いことにより熱が外部に拡散しやすい。よって、隣接する原料の温度上昇が抑えられ、照射するイオンビームの強度を高めても原料の一部が気化しにくくなり、気泡等のボイドが発生しないので核種の収率を高めることができる。
また、原料に高い圧力をかけても、この止め具は、高温における機械的強度（ヤング率，降伏応力）が高いので変形することが少ない。このため、ターゲットに収容する原料に付加する圧力を高めることが可能となり、原料が高温となっても内部で気泡等のボイドが発生するのを抑制することができ、核種の収率を高めることができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、止め具の材質として、高い熱伝導性と高温における優れた機械的強度とを有するアルミナ分散強化銅を採用することにより、イオンビームを照射しても原料に気泡が発生しにくくなるため、核種を高収量で得ることができる放射性同位元素製造装置が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
（第１実施形態）
次に、本発明の第１実施形態に係る放射性同位元素製造装置について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。
図１に示すように、本実施形態の放射性同位元素製造装置１０は、イオン源１１、高周波四重極型線形加速器（Radio Frequency Quadrupole、以下、ＲＦＱと称す）１２ａ、ドリフトチューブ型線形加速器（Drift Tube Linac、以下、ＤＴＬと称す）１２ｂおよびターゲット２０を有する。なお、このＲＦＱ１２ａとＤＴＬ１２ｂとの組み合わせにより本発明における加速器１２が形成されている。
【００１３】
イオン源１１は、イオンとなる源物質（ここでは水素）をイオン化して陽イオンのイオンビームＲとして引き出す役割をなし、その周囲には、質量により所望のイオンのみを選択的に取り出す図示しないマグネットやイオンビームＲを整形する図示しない静電レンズ、さらにはイオンビーム発生部等が設けられている。
なお、イオン源１１には、熱陰極方式のデュオプラズマトロン型イオン源またはＰＩＧ型イオン源を使用することができる。また、長寿命で大電流を発生することのできるマイクロ波放電型イオン源を使用することもできる。
【００１４】
ＲＦＱ１２ａは、このイオン源１１の後段に設けられ、イオン源１１から出射されたイオンビームＲを所定のエネルギーまで加速させるものである。ＲＦＱ１２ａの内部には、波形状の四重極電極を有する真空チャンバが備えられている。この四重極電極によりイオンビームＲの進行方向と直角な方向に四重極電界が形成され、イオンビームＲが集束されながら加速される。
なお、ここで使用されるＲＦＱ１２ａに替えて、六極以上の偶数の磁極を持つ多重電極型の高周波加速器を用いてもよく、これら以外の高周波加速器を用いることもできる。
【００１５】
ＤＴＬ１２ｂは、ＲＦＱ１２ａで加速されたイオンビームＲを入射して、さらに加速するものである。ＤＴＬ１２ｂの内部の中心には、複数個のドリフトチューブ１７が軸方向に並んで配置されている。このドリフトチューブ１７の内部には、図示しない四極電磁石が組み込まれていて、イオンビームＲは、このドリフトチューブ１７内を通過する際に、収束を受ける。そして、このドリフトチューブ１７，１７の間で、イオンビームＲの加速が行われる。
このようなＲＦＱ１２ａおよびＤＴＬ１２ｂは、組み合わされて、最終的に１０ＭｅＶ程度の高エネルギーのイオンビームＲを生成する線形加速器（加速器）１２として機能する。なお、本発明で用いられる加速器は、このような線形加速器に限定されるものではなく、サイクロトロンが用いられる場合もある。
【００１６】
ターゲット２０は、床に固定されているターゲット遮へい体１３内に存在する。
図２（ａ）に示すようにターゲット２０は、第１止め具２１ａ（２１）と、薄膜状の透過膜２２と、基盤２４と、この基盤２４に穿設して設けられた冷却路２５と、核種の原料２３を保持する容器２６と、第１止め具を保持する保持器２８と、この保持器２８及び第１止め具２１ａを冷却する冷却路２９とから構成される。なお容器２６と基盤２４とは、一体化して形成することもある。図２（ｂ）に示すように、第１止め具２１aには、複数の通過口２７a，２７ａ…が設けられている。
【００１７】
原料２３は、18Ｏ（酸素１８）が濃縮して含まれる水溶液（濃縮水）であり、ターゲット２０の、透過膜２２と容器２６と基盤２４とに囲まれた空間に収容されている。そして、ターゲット２０がイオンビームＲの照射を受けると、このイオンビームＲは、止め具２１ａの通過口２７ａ，２７ａ…、透過膜２２を透過して、この原料２３に衝突して、18Ｏ（酸素１８）が核反応を起こし、放射性同位元素である18Ｆ（フッ素１８）が核種として生成する。また、ターゲット２０に収容されている原料２３は、温度上昇により沸騰して気泡を発生しないように、導入口２６ａから導入されるアルゴンガス（Ａｒ）で加圧されるとともに、冷却路２５，２９を冷媒が循環してターゲット２０の全体を冷却する。そして、生成した18Ｆを含む水は、アルゴンガスの加圧により、図示しない配管を通じて、ターゲット２０の外部へと排出される。
【００１８】
ここで第１止め具２１ａ（２１）に用いるのに最適な材質について検討を行う。この止め具（後記する第２止め具２１ｄも含む）の材質としては、熱伝導性に優れ、かつ高温における機械的特性が優れることを選定基準とする。
まず、図３（ａ）を参照して、従来においてターゲット２０の材質として用いられてきた銅（Ｃｕ）、及びステンレススティール（ＳＵＳ）の物性値を対比してみる。すると、Ｃｕは、降伏応力、及びヤング率で示される機械的特性が、ＳＵＳに劣るが、熱伝導率は優れていることを示している。従って、Ｃｕ及びＳＵＳは、いずれも熱伝達特性と機械的特性のうちいずれか一方については優れるが他方が大きく劣るので、前記選定基準を充分に満足させるものでないので、止め具の材質として適切とはいえない。
【００１９】
次に、熱伝導率について示す図３（ｂ）、降伏応力について示す図４（ａ）、ヤング率について示す図４（ｂ）を参照する。［参照文献：ITER BLANKET,SHIELD AND MATERIAL DATA BASE,IAEA/ITER/DS/1991,IAEA,VIENNA,1991.］。
これらに示されるデータベースによれば、ＤＳ Ｃｏｐｐｅｒ（アルミナ分散強化銅）は、熱伝導率が約３５０Ｗ／ｍＫ、降伏応力が２６０−３２０ＭＰａ（２００−３００℃）、ヤング率が１１０−１２０ＧＰａ（２００−３００℃）である。
ＴＺＭ （チタン（Titanium）・ジルコニウム（Zirconium）添加モリブデン(Molybdenum)合金）は、熱伝導率が約１００Ｗ／ｍＫ、降伏応力が６８０−７００ＭＰａ（２００−３００℃）、ヤング率が２８０−２９５ＧＰａ（２００−３００℃）である。
Ｍｏ−５％Ｒｅ（レニウム（Rhenium）添加モリブデン合金）は、熱伝導率が約１１０Ｗ／ｍＫ、降伏応力が４５０−５００ＭＰａ（２００−３００℃）、である。
【００２０】
次に、止め具の剛性について検討してみる。ここで剛性は、ヤング率Ｅと断面２次モーメントＭの積に比例するものである。なお断面２次モーメントＭは材料の厚さの３乗（Ｍ＝ｂｈ3／２、ｂは材料の幅、ｈは材料の厚さ）に比例するものである。
ここで、従来用いられているＣｕとＳＵＳを張り合わせた複合材の剛性は、ＣｕとＳＵＳの厚さを１とすれば、次式（１）のように示される。
一方、前記した材質のうちＤＳ Ｃｏｐｐｅｒ（アルミナ分散強化銅）を用いる場合について代表して検討すると、ＣｕとＳＵＳの厚さを合計して、その厚さは２となり、次式（２）のように示される。式（１），（２）よりＤＳ Ｃｏｐｐｅｒ（アルミナ分散強化銅）の方が、剛性が、Ｃｕ／ＳＵＳより、約３倍大きくなることが示される。
【００２１】
ESUS × MSUS + ECu × MCu = 210 × 13 + 80 × 13 = 290 （１）
EDSCu × MDSCu = 110 × 23 = 880 （２）
【００２２】
従来、ターゲットの材質として用いられてきた、ＣｕやＳＵＳと対比して、ＤＳ Ｃｏｐｐｅｒ、チタン・ジルコニウム添加モリブデン合金、レニウム添加モリブデン合金、ランタン添加モリブデン合金は、放射性薬剤に用いる核種を生成するターゲット２０の止め具２１の材質としての要件を満たす。なおＴＥＭ（ランタン（Lanthanum）添加モリブデン合金）も好ましく用いることができる。
なかでも熱伝導、降伏応力及びヤング率がバランスよく高い値を示すＤＳ Ｃｏｐｐｅｒ（アルミナ分散強化銅）が放射性薬剤に用いる放射性核種を生成するターゲット２０の第１止め具２１の材質として優れているといえる。
【００２３】
このように、第１止め具２１（後記する第２止め具２１ｄも含む）に、アルミナ分散強化銅を用いれば、機械的強度が強く、冷却性能の高い止め具を提供できるので、過熱した原料２３の温度を有効に冷やすことができ、それにより、原料２３内に成長した気泡等のボイド体積を小さくすることができるので、生成しようとする核種の高収量が達成される。
【００２４】
次に、図１，図２を参照して、以上のように構成された放射性同位元素製造装置１０の動作を説明する。放射性同位元素製造装置１０を作動させるにあたって、事前に、ターゲット２０をターゲット遮へい体１３内に収容しておく。
図示しない作動スイッチを操作すると、ＲＦＱ１２ａ、ＤＴＬ１２ｂに対して、所定の高周波電力がそれぞれ供給され、各ＲＦＱ１２ａ、ＤＴＬ１２ｂに電界が形成される。その後、イオン源１１に所定の電力を供給する。これにより、イオン源１１のイオンビーム発生部（図示せず）から出射されたイオンビームＲがＲＦＱ１２ａによって所定のエネルギーまで加速される。加速されたイオンビームＲは、ＲＦＱ１２ａから出射されて後段のＤＴＬ１２ｂに入射され、ＤＴＬ１２ｂでさらに加速される。
このようにして加速されて高エネルギーとなったイオンビームＲは、ターゲット２０内の原料２３、すなわち18Ｏ濃縮水に照射される。そして、イオンビームＲが18Ｏに照射すると、核反応により18Ｆが生成される。
【００２５】
このとき、原料２３は、イオンビームＲの照射により加熱されるが、この原料２３に広範に接している第１止め具２１が高い熱伝導特性を有していることにより、温度上昇が抑えられる。このため、原料２３の一部が気化しにくくなり気泡等のボイドが発生しない。
また、仮に、このような気泡等のボイドの発生が懸念されても、導入口２６ａから導入されるアルゴンガス（Ａｒ）の圧力を高めて、原料２３をさらに加圧することで発生を抑制できる。このように、原料２３に付加する圧力を高めても、第１止め具２１が高い機械的特性を有していることにより、繰り返し使用しても変形することが少ない。
【００２６】
このようにして、18Ｆの放射性同位元素からなる核種が生成したところで、ターゲット２０に接続される配管（図示せず）から18Ｆを含む濃縮水が放射性薬剤合成装置（図示せず）に送られ18Ｆを含む濃縮水から18Ｆが抽出される。なお、18Ｆへ核反応しなかった残りの18Ｏ濃縮水は、非常に高価であるため、回収してターゲット２０内で再利用される。
【００２７】
（第２実施形態）
次に図５を用いて、本発明の第２実施形態について説明する。本実施形態において、第１止め具２１ｂ（２１）以外についての構成は、すべて第1実施形態におけるものと同一であるので説明を省略する。この第１止め具２１ｂは、図５（ｂ）に示すように、イオンビームＲが照射する面に設けられている複数の通過口２７ｂのうち、ビーム強度の最大の部分に通過口２７ｂを設けていないものである。
ここで、ビーム強度の最大の部分とは、通常、イオンビームＲの電流分布は図５（ｃ）のようにガウス分布を示すことから、止め具２１の中心部において強度が最大になっている。このため、止め具２１の中心部に近い程、原料２３に注入されるパワーが大きくなるので、原料２３の温度も上昇し、中心部が最大温度となるものである。
【００２８】
図５に示す、第１止め具２１ｂでは、ビーム強度の大きい部分に通過口２７ｂが存在していないために、原料２３の中心部分に到達するイオンビームＲはその強度が大きく減衰するので、原料２３の温度が局所的に上昇することがなくなる。従って、原料２３は全体として温度分布が平坦化して最大温度が低下するので気泡体積も減少する。なお図５では、第１止め具２１ｂの中心部の通過口２７ｂの穴が塞がれた例が示されているが、これに限定されることなく、本実施形態の止め具２１ｂはイオンビームＲの最大強度の位置に応じて、対応する位置の通過口２７ｂの穴が塞がれている構成を有するものである。
【００２９】
（第３実施形態）
次に図６を用いて、本発明の第３実施形態について説明する。本実施形態において、第１止め具２１ｃ以外についての構成は、すべて第1実施形態におけるものと同一であるので説明を省略する。第１止め具２１ｃ（２１）は、図６に示すように、イオンビームＲが照射する面に設けられている複数の通過口２７ｃは数密度は一様であるが、ビーム強度の大きさに応じて、穴径を変化させている。このようにして、イオンビームＲの強度が大きい部位に位置する通過口２７ｃの開口面積は、その強度が小さい部位に位置する通過口２７ｃに対して相対的に小さく形成されている。
【００３０】
このように、通過口２７ｃが第１止め具２１ｃに配置された場合でも、図６（ｃ）に示すように中心部に強度が強く分布しているイオンビームＲは、原料２３への到達が制限されるので原料２３の温度の上昇が抑制される。そして、第１止め具２１ｃの周辺部にいくにつれて、通過口２７ｃの穴径が大きくなり、イオンビームＲの原料２３への到達量が増加するが、ビーム強度が小さくなるぶん、原料２３の温度の上昇は抑えられる。そして全体として、原料２３の温度分布は平坦化されることになる。これにより、原料２３の最大温度は低下し、気泡体積も減少することになる。
なお図６では、第１止め具２１ｃの中心部の通過口２７ｃの穴径が最小である例が示されているが、これに限定されることなく、本実施形態の止め具２１ｃはイオンビームＲの最大強度の位置に応じて、対応する位置の通過口２７ｂの穴径が最小となる構成を有するものである。
【００３１】
従って、第３実施形態に用いられる第１止め具２１ｃにおいては、アルミナ分散強化銅（ＤＳＣｏｐｐｅｒ）が用いられ、また、ビーム強度の大きさに応じて、穴径が変化して分布していることで、気泡体積が減少させて、生成しようとする核種の収量が上がる効果が得られる。なお、第３実施形態に用いられる第１止め具２１ｃでは、第２実施形態に用いられる第１止め具２１ｂに比べて、ビーム強度の最大の部位にも通過口２７ｃが存在するので、イオンビームＲのエネルギーを有効に利用できる特徴を有する。
【００３２】
（第４実施形態）
次に図７を用いて、本発明の第４実施形態について説明する。本実施形態において、ターゲット２０´以外についての構成は、すべて第1実施形態におけるものと同一であるので説明を省略する。
第４実施形態に用いられるターゲット２０´は、第１実施形態のターゲット２０と対比して、イオンビームＲの照射に伴う発熱を吸収する冷媒が循環する冷却路３５と、透過膜２２に対峙して、原料２３に接して設けられる放熱膜３１と、この放熱膜３１を支持するとともに循環する冷媒が放熱膜３１に接するように設けられさらに複数の冷却口３７を有する第２止め具２１ｄ（２１）と、を備える点において相違する。
【００３３】
このように、循環する冷媒が、この冷却口３７，３７…を通って原料２３を薄膜で隔てている放熱膜３１に接することにより、原料２３の熱を効果的に奪う。このような構成をとることにより、ターゲット２０´の冷却性能のさらなるが向上が達成される。
【００３４】
なお、第1から第４実施形態においては、止め具２１のみがアルミナ分散強化銅の材質で構成されている例を示したが、この止め具２１以外の他の部材（透過膜２２、基盤２４、容器２６、保持器２８等）にも、アルミナ分散強化銅を適用して、ターゲット２０，２０´を作成することも可能である。
以上のように発明が構成されることにより、ターゲット２０，２０´において熱伝導性の向上と、高温における機械的特性の向上とを両立させることが可能となり、気泡体積を減少させて、生成しようとする核種の収量が上がる効果が得られる。また、適用する材質をアルミナ分散強化銅に替え、チタン・ジルコニウム添加モリブデン合金、レニウム添加モリブデン合金、ランタン添加モリブデン合金の群から選択された少なくとも一つの物質を適用させても同様の効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の第１実施形態に係る放射性同位元素製造装置の側面断面を示す断面図である。
【図２】（ａ）は本発明の第１実施形態で用いられるターゲットの側面断面図で、（ｂ）はイオンビームが照射するターゲットの正面を示す正面図である。
【図３】（ａ）は、ＣｕとＳＵＳの熱伝達特性、及び機械的特性を示す表である。（ｂ）は各種材質の各温度に対する熱伝導率を導く演算式である。
【図４】（ａ）は本発明に使用する材質の温度に対する降伏効力を示すグラフであり、（ｂ）は同、ヤング率を示すグラフである。
【図５】（ａ）は本発明の第２実施形態で用いられるターゲット側面断面図で、（ｂ）はイオンビームが照射するターゲットの正面を示す正面図であり、（ｃ）はＸ−Ｘ断面におけるイオンビームの電流分布を示す図である。
【図６】（ａ）は本発明の第３実施形態で用いられるターゲット側面断面図で、（ｂ）はイオンビームが照射するターゲットの正面を示す正面図であり、（ｃ）はＸ−Ｘ断面におけるイオンビームの電流分布を示す図である。
【図７】本発明の第４実施形態で用いられるターゲット側面断面図である。
【符号の説明】
【００３６】
１０ 放射性同位元素製造装置
１１ イオン源
１２ 加速器
２０，２０´ ターゲット
２１（２１ａ，２１ｂ，２１ｃ） 第１止め具
２１（２１ｄ） 第２止め具
２２ 透過膜
２３ 原料
２５，３５ 冷却路
２７（２７ａ，２７ｂ，２７ｃ） 通過口
３１ 放熱膜
Ｒ イオンビーム
【特許請求の範囲】
【請求項１】
イオンビームを出射するイオン源と、
前記イオン源から出射された前記イオンビームが加速される真空領域を有する加速器と、
加速した前記イオンビームが照射されると放射性同位元素を生成する原料が収容されるターゲットと、
前記ターゲットにおいて、前記真空領域及び前記原料の境界を形成するとともに前記イオンビームが透過する透過膜と、
前記透過膜を支持するとともに、前記イオンビームが通過する複数の通過口が設けられている第１止め具と、を備え、
前記第１止め具の材質は、アルミナ分散強化銅であることを特徴とする放射性同位元素製造装置。
【請求項２】
前記第１止め具に照射する前記イオンビームの強度が最大の部分には前記通過口が設けられていないことを特徴とする請求項１に記載の放射性同位元素製造装置。
【請求項３】
前記第１止め具に設けられる前記通過口の数密度は一様であるとともに、
前記イオンビームの強度が大きい部位に位置する前記通過口の開口面積は、その強度が小さい部位に位置する通過口に対して相対的に小さく形成されていることを特徴とする請求項１に記載の放射性同位元素製造装置。
【請求項４】
前記イオンビームの照射に伴う発熱を吸収する冷媒が循環する冷却路と、
前記透過膜に対峙して、前記原料に接して設けられる放熱膜と、
前記放熱膜を支持するとともに、循環する前記冷媒が前記放熱膜に接するように設けられる複数の冷却口を有する第２止め具と、をさらに備えることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の放射性同位元素製造装置。
【請求項５】
前記ターゲットを構成する部材は、アルミナ分散強化銅の材質からなることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の放射性同位元素製造装置。
【請求項６】
イオンビームを出射するイオン源と、
前記イオン源から出射された前記イオンビームが加速される真空領域を有する加速器と、
加速した前記イオンビームが照射されると放射性同位元素を生成する原料が収容されるターゲットと、
前記ターゲットにおいて、前記真空領域及び前記原料の境界を形成するとともに前記イオンビームが透過する透過膜と、
前記透過膜を支持するとともに、前記イオンビームが通過する複数の通過口が設けられている第１止め具と、を備え、
前記第１止め具の材質は、チタン・ジルコニウム添加モリブデン合金、レニウム添加モリブデン合金、ランタン添加モリブデン合金の群から選択された少なくとも一つの物質によりなることを特徴とする放射性同位元素製造装置。
【請求項１】
イオンビームを出射するイオン源と、
前記イオン源から出射された前記イオンビームが加速される真空領域を有する加速器と、
加速した前記イオンビームが照射されると放射性同位元素を生成する原料が収容されるターゲットと、
前記ターゲットにおいて、前記真空領域及び前記原料の境界を形成するとともに前記イオンビームが透過する透過膜と、
前記透過膜を支持するとともに、前記イオンビームが通過する複数の通過口が設けられている第１止め具と、を備え、
前記第１止め具の材質は、アルミナ分散強化銅であることを特徴とする放射性同位元素製造装置。
【請求項２】
前記第１止め具に照射する前記イオンビームの強度が最大の部分には前記通過口が設けられていないことを特徴とする請求項１に記載の放射性同位元素製造装置。
【請求項３】
前記第１止め具に設けられる前記通過口の数密度は一様であるとともに、
前記イオンビームの強度が大きい部位に位置する前記通過口の開口面積は、その強度が小さい部位に位置する通過口に対して相対的に小さく形成されていることを特徴とする請求項１に記載の放射性同位元素製造装置。
【請求項４】
前記イオンビームの照射に伴う発熱を吸収する冷媒が循環する冷却路と、
前記透過膜に対峙して、前記原料に接して設けられる放熱膜と、
前記放熱膜を支持するとともに、循環する前記冷媒が前記放熱膜に接するように設けられる複数の冷却口を有する第２止め具と、をさらに備えることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の放射性同位元素製造装置。
【請求項５】
前記ターゲットを構成する部材は、アルミナ分散強化銅の材質からなることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の放射性同位元素製造装置。
【請求項６】
イオンビームを出射するイオン源と、
前記イオン源から出射された前記イオンビームが加速される真空領域を有する加速器と、
加速した前記イオンビームが照射されると放射性同位元素を生成する原料が収容されるターゲットと、
前記ターゲットにおいて、前記真空領域及び前記原料の境界を形成するとともに前記イオンビームが透過する透過膜と、
前記透過膜を支持するとともに、前記イオンビームが通過する複数の通過口が設けられている第１止め具と、を備え、
前記第１止め具の材質は、チタン・ジルコニウム添加モリブデン合金、レニウム添加モリブデン合金、ランタン添加モリブデン合金の群から選択された少なくとも一つの物質によりなることを特徴とする放射性同位元素製造装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２００６−２８４３３７（Ｐ２００６−２８４３３７Ａ）
【公開日】平成１８年１０月１９日（２００６．１０．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−１０３９３６（Ｐ２００５−１０３９３６）
【出願日】平成１７年３月３１日（２００５．３．３１）
【出願人】（０００００５１０８）株式会社日立製作所 (27,607)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年１０月１９日（２００６．１０．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年３月３１日（２００５．３．３１）
【出願人】（０００００５１０８）株式会社日立製作所 (27,607)
【Ｆターム（参考）】
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