放射性核種製造装置
【課題】荷電粒子ビームの照射準備と照射、及び製造した放射性核種の移送と回収を行うことのできる放射性核種製造装置を提供する。
【解決手段】ターゲット物質を収めるための容器Ｃを着脱自在に固定できる固定部２１ａを有する容器固定手段２と、容器固定手段２に向けて加速器から輸送されてきた荷電粒子ビームを照射するビーム照射手段３と、容器固定手段２を保持してビーム照射手段３と着脱自在に進退させる進退手段４と、進退手段４と離間した位置に設けられ、容器Ｃを格納して当該容器Ｃ内の放射性核種を回収する回収手段５と、進退手段４と回収手段５との間に設けられ、進退手段４が進出してビーム照射手段３から脱離した容器固定手段２の固定部２１ａに対して容器Ｃの着脱を行い、固定部２１ａから脱離した容器Ｃを固定部２１ａと回収手段５との間で移送する着脱移送手段６と、回収手段５を加熱する加熱手段７とを備える。
【解決手段】ターゲット物質を収めるための容器Ｃを着脱自在に固定できる固定部２１ａを有する容器固定手段２と、容器固定手段２に向けて加速器から輸送されてきた荷電粒子ビームを照射するビーム照射手段３と、容器固定手段２を保持してビーム照射手段３と着脱自在に進退させる進退手段４と、進退手段４と離間した位置に設けられ、容器Ｃを格納して当該容器Ｃ内の放射性核種を回収する回収手段５と、進退手段４と回収手段５との間に設けられ、進退手段４が進出してビーム照射手段３から脱離した容器固定手段２の固定部２１ａに対して容器Ｃの着脱を行い、固定部２１ａから脱離した容器Ｃを固定部２１ａと回収手段５との間で移送する着脱移送手段６と、回収手段５を加熱する加熱手段７とを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、加速器から輸送されてきた荷電粒子ビームを照射して放射性医薬品の標識に用いる短〜中寿命の放射性核種を製造する放射性核種製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、放射性核種の製造は、非特許文献１に説明されているようにして製造されていた。この非特許文献１には要するに、図６に示すように、照射室１００内に設置された小型のサイクロトロン（小型サイクロトロン）などの加速器１０１から輸送されてきた荷電粒子ビームをビームダクト１０２から固定手段１０３に固定されているターゲット物質Ｔ１に向けて照射して放射性核種ＲＮを生成した後、当該放射性核種ＲＮを直下に用意された移送手段１０４に移した後、当該移送手段１０４によりホットセル１０５まで移送し、移送された放射性核種ＲＮを外部の作業者Ｈが操作するマニピュレータ１０６によって回収し、回収用の容器（不図示）に移すといった作業が行われている旨が説明されている。
【０００３】
放射性核種の製造で汎用されている加速器は、設置スペースの関係からその殆どが荷電粒子ビームの回転が横方向（水平方向）となるように設置されている。そのため、放射性核種を製造する場合、当該加速器から輸送されてきた荷電粒子ビームはその回転方向と同じ水平方向に照射されるようになっている。したがって、荷電粒子ビームが照射されるターゲット物質は、その照射面がこの荷電粒子ビームに対して垂直（すなわち、加速器の設置面に対して垂直）となるように設置されている。
【０００４】
この場合、重力による放射性核種とターゲット物質の落下防止機構を必要とするほか、低融点かつ熱伝導性の良くない固体のターゲット物質を用いる場合には次の（１）および（２）のような問題がある。
（１）照射をする際、荷電粒子ビームの運動エネルギーはターゲット物質に衝突しながら運動エネルギーを失うことで最終的に熱に変換され、極小面積（１ｃｍ2程度）に数百Ｗを超える熱量が発生する。特に、低融点かつ熱伝導性の良くない固体のターゲット物質では、照射野の局所においてターゲット物質の融解が起こり、十分な核反応を起こすための厚みが維持できなくなる。その結果、安定した収量を得ることが難しいという問題がある。
（２）目的とする核反応に最適なエネルギー範囲は限定的かつ系によって一定であるため、高収量を得るためには電流値（ビーム強度）を上げる必要がある。ビーム強度の上昇に比例して発熱量も上昇する（発熱量は荷電粒子ビームのエネルギーと電流値の積で表される。）。通常、照射装置には除熱のための冷却系が設けられているが、例えば数Ｗ／（ｍ・Ｋ）程度の熱伝導性の良くないターゲット物質に荷電粒子ビームを照射して放射性核種を製造するような場合、冷却効率は著しく低下する。その結果、照射野の局所が著しく高温になることがあり、ターゲット物質の安定性だけでなく、照射装置の耐熱性も深刻な問題になってくる。したがって、放射性核種製造の現場では、実用上、ビーム強度の上限値が限定される。その上限値で得られる量（放射能）が、必要とする製造量を満足すればよいが、そうでない場合は照射時間の延長といった非効率的な製造を強いられる場合も少なくない。
【０００５】
従来、前記（１）および（２）に示した問題に対してターゲット物質の調製法や設置方法などを工夫することにより対処してきた。
例えば図７（ａ）のように、従来厚い厚みＬで設けられていたターゲット物質Ｔ２と容器２０３を図７（ｂ）のようにターゲット物質Ｔ３と容器２０３’が薄い厚みＬ’となるように調製し、正味のエネルギー損失量を下げつつ、正味の発熱量Ｑ（Ｑ’）はＬ＞Ｌ’からＱ＞Ｑ’となるので見かけの熱伝導度を上昇させ、冷媒による効果的な冷却を期待する方法があった（非特許文献２，３参照）。
【０００６】
また、従来、図８（ａ）のように薄層のターゲット物質Ｔ４に対して荷電粒子ビームが直角に照射されていた（正面衝突）のを、図８（ｂ）のように、薄層のターゲット物質Ｔ４を若干斜めに保持し、荷電粒子ビームの照射角度が若干斜めとなるようにすることで（斜め衝突）、荷電粒子ビームの投影面積ｄ（図８（ａ）参照）を投影面積ｄ’（図８（ｂ）参照）のように増大させ（ｄ’＞ｄ）、単位面積あたりの発熱量を減少させることにより局所の融解を防ぐ方法（非特許文献２〜６参照）があった。
さらには、ターゲット物質の成分組成を、耐熱性を有するように調製したり、熱伝導性の向上を期待して添加物を加えたりする方法（非特許文献７〜９参照）、冷却効率を上げるため、ターゲット物質に冷却媒体を直接接触させる方法（非特許文献８〜１３参照）などがあった。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】Gelbart, W. Z., Proceedings of the 7th international workshop on targetry and target chemistry. (1997) p.190-194.
【非特許文献２】Lambrecht, R. M., J. Radioanal. Nucl. Chem. Lett., (1988) 127(2), p.143-150.
【非特許文献３】Lambrecht, R. M., Nucl. Inst. Met. Phys. Res. (1989) A282, p.296-300.
【非特許文献４】Finn, R. D., Nucl. Inst. Meth. Phys. Res. (1995) B99, p.814-816.
【非特許文献５】Weinreich, R., J. Radioanal. Nucl. Chem. Lett., (1996) 213(4), p.253-261.
【非特許文献６】Nye, J. A., Radiochim. Acta (2006) 94, p.213-216.
【非特許文献７】Van den Bosch, R., Int. J. Appl. Radiat. Isot. (1977) 28, p.255-261.
【非特許文献８】Sheh, Y., Radiochim. Acta (2000) 88, p.169-173.
【非特許文献９】Nye, J. A., Appl. Radiat. Isot. (2007) 65, p.407-412.
【非特許文献１０】Michael, H., Int. J. Appl. Radiat. Isot. (1981) 32, p.581-587.
【非特許文献１１】Scholten, B., Appl. Radiat. Isot. (1989) 40(2), p.127-132.
【非特許文献１２】Zaidi, J. H., Int. J. Appl. Radiat. Isot. (1983) 34(10), p.1425-1430.
【非特許文献１３】Qaim, S. M., Appl. Radiat. Isot. (2003) 58, p.69-78.
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、非特許文献１に記載の技術では照射室およびホットセルという遮蔽空間で荷電粒子ビームの照射と生成核種の回収を行っているが、高線量の線源を作業者の近辺へ移送させた場合の被ばくはゼロではなく無視できる量ではない上、マニピュレータによる作業が煩雑であるという問題がある。
また、流動性のある気体や液体のターゲット物質を用いて放射性核種を製造する場合、製造した放射性核種をターゲット物質とともに圧力をかけて配管中を移送させることが可能であるが、流動性のない固体のターゲット物質を用いて放射性核種を製造する場合は非特許文献１（図６）のように移送手段により放射性核種ＲＮおよび固体のターゲット物質Ｔ１を移送させたり、前記したマニピュレータで回収したりする必要がある。したがって、流動性のない固体のターゲット物質を用いた放射性核種を製造する際には、移送手段による移送中の誤動作や容器の転倒、マニピュレータによる作業の誤操作や故障等によって放射性核種の紛失や取り出し不能等が生じるおそれもある。
【０００９】
また、非特許文献２〜６の方法には、めっきや溶融・再結晶などの手法によって厚さ数十から数百μｍ程度の薄いターゲット層を調製しなければならず、その調製が困難であり、厳密なエネルギー範囲が求められる製造現場において再現性を得ることが難しいという問題がある。
【００１０】
また、非特許文献７〜９の方法には、得られる効果は大きいものの、目的とする放射性核種以外の不純物の混入があるという問題や収率が低下するという問題がある。
【００１１】
非特許文献８〜１３の方法には、保持しているターゲット物質や生成した放射性核種が冷却系配管などへ逸脱するおそれがある。逸脱したターゲット物質や放射性核種は基本的に回収不能であり、広範囲に渡って放射能汚染を引き起こすおそれがある。事実、ビーム強度の上昇によって失われる放射能が上昇していくことが確かめられている。
【００１２】
本発明は前記問題を解決するためになされたものであり、荷電粒子ビームの照射準備と照射、および製造した放射性核種の移送と回収を容易かつ安全に行うことのできる放射性核種製造装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
〔１〕前記課題を解決した本発明に係る放射性核種製造装置は、加速器から輸送されてきた荷電粒子ビームをターゲット物質に照射して放射性核種を製造する放射性核種製造装置であって、前記ターゲット物質を収めるための容器を着脱自在に固定できる固定部を有する容器固定手段と、前記容器固定手段に向けて前記加速器から輸送されてきた荷電粒子ビームを照射するビーム照射手段と、前記容器固定手段を保持して前記ビーム照射手段と着脱自在に進退させる進退手段と、前記進退手段と離間した位置に設けられ、前記容器を格納して当該容器内の放射性核種を回収する回収手段と、前記進退手段と前記回収手段との間に設けられ、前記進退手段が進出または退縮して前記ビーム照射手段から脱離した容器固定手段の固定部に対して前記容器の着脱を行い、前記固定部から脱離した容器を前記固定部と前記回収手段との間で移送させる着脱移送手段と、前記回収手段を加熱する加熱手段と、を備えたことを特徴としている。
〔２〕なお、本発明に係る放射性核種製造装置は、さらに、前記ターゲット物質を収めた容器を有するのが好ましい。
【００１４】
このように、本発明に係る放射性核種製造装置においては、容器固定手段の固定部に固定される容器内にターゲット物質を収めておくことができるので、当該容器内にターゲット物質を収めてビーム照射手段から容器固定手段に向けて荷電粒子ビームを照射することにより、ターゲット物質から放射性核種を生成することができる。また、保持した容器固定手段を進退手段で進退させるだけで当該容器固定手段とビーム照射手段の取り付けと取り外し（着脱）を行うことができる。そして、本発明においては前記した着脱移送手段を備えているので、ビーム照射手段から取り外された容器固定手段からの容器の回収と、ターゲット物質を収めた容器の容器固定手段への固定（つまり、荷電粒子ビームの照射開始前に行う照射準備）と、を容易に行うことができる。またさらに、この着脱移送手段によって、容器固定手段から取り外した（脱離した）容器を前記した容器固定手段と、容器を格納することのできる回収手段と、の間で移送させることができる。そして、加熱手段を備えているので、容器を格納した回収手段を当該加熱手段によって加熱することで容器を加熱することができる。このように、回収手段ごと容器を加熱して容器内の放射性核種を加熱し、これを揮発させることによって放射性核種の回収を行うことができる。
【００１５】
〔３〕本発明における前記ビーム照射手段は、前記荷電粒子ビームを鉛直方向から導入し、鉛直方向に照射するものであるのが好ましい。
このようにすれば、ターゲット物質が気体、液体、固体のいずれであっても、これを容器内に収めて荷電粒子ビームを鉛直方向に照射することにより放射性核種を製造することができる。これは例えば、低融点かつ熱伝導性が良くない固体のターゲット物質に荷電粒子ビームを照射し、照射した荷電粒子ビームによって当該ターゲット物質が溶融した場合であっても、溶融したターゲット物質を容器の底部に（略均一の厚さで）貯留することが可能となるため、重力によって放射性核種やターゲット物質が落下してしまうのを防止するための落下防止機構が不要となり、溶融後のターゲット物質を用いて放射線核種を製造する場合であっても十分な核反応を起こすための厚みを維持することができる結果、安定した収量を得ることが可能となる。
【００１６】
〔４〕本発明における前記進退手段は、前記ビーム照射手段近傍に設けられ、その退縮力または押圧力により前記容器固定手段を前記ビーム照射手段に密着させるのが好ましい。
このようにすれば、ビーム照射手段に対して退縮力または押圧力を付与するだけで容易かつ速やかに容器固定手段をビーム照射手段と密着させることができる。
【００１７】
〔５〕本発明における前記容器固定手段は、前記容器を冷却する冷媒を通流させる冷媒通流手段を有しているのが好ましい。
このように冷媒通流手段を有していれば、荷電粒子ビームを照射してターゲット物質や容器、容器固定手段の温度上昇を防ぐことができる。そのため、装置の負担が軽くなり、安全性も向上するので装置全体の防熱対策等の簡略化とこれによる装置の小型化を図ることが可能となる。
【００１８】
〔６〕本発明における前記着脱移送手段は、前記進退手段が進出または退縮して前記ビーム照射手段から脱離した容器固定手段および前記容器固定手段から脱離した容器のうちの少なくとも一方を水平方向に移送させる水平移送手段と、前記水平移送手段によって移送された容器固定手段から前記容器を保持して鉛直方向に移送させ、または前記水平移送手段によって移送された容器を鉛直方向に移送させて前記回収手段に格納する鉛直移送手段と、を有するのが好ましい。
【００１９】
着脱移送手段をこのような水平移送手段および鉛直移送手段とすれば、ビーム照射手段と、着脱移送手段と、回収手段とを立体的に配置することが可能となるので、装置の専有面積を小さくすることができ、装置の小型化を図ることができる。
【００２０】
〔７〕本発明における前記着脱移送手段は、前記容器固定手段を着脱自在に保持し、かつ保持した前記容器固定手段を、前記容器固定手段と前記ビーム照射手段とを着脱する第１の所定の位置と、前記第１の所定の位置とは異なる第２の所定の位置と、の間で水平方向に移送させる第１着脱移送手段と、前記容器を着脱自在に保持し、かつ保持した前記容器を、前記第２の所定の位置と、前記第１の所定の位置および前記第２の所定の位置とは異なる第３の所定の位置と、の間で水平方向に移送させる第２着脱移送手段と、前記容器を着脱自在に保持し、かつ保持した前記容器を、前記第３の所定の位置と、前記第１の所定の位置、前記第２の所定の位置および前記第３の所定の位置とは異なる位置であって前記回収手段内となる第４の所定の位置と、の間で鉛直方向に移送させる第３着脱移送手段と、を有するのが好ましい。
【００２１】
着脱移送手段をこのような第１着脱移送手段、第２着脱移送手段および第３着脱移送手段とすれば、容器固定手段の第１の所定の位置と第２の所定の位置の間の移送と、容器固定手段と容器の着脱および容器固定手段から取り外して（脱離させて）保持した容器の第２の所定の位置と第４の所定の位置との間の移送とを確実に行うことができる。つまり、荷電粒子ビームが照射されて生成された放射性核種を収める容器を第１の所定の位置から第４の所定の位置の回収手段まで確実に移送させることができ、また、回収手段で放射性核種を回収した後の容器を第４の所定の位置から再び第１の所定の位置まで確実に移送させることができる。また、ビーム照射手段と、前記した第１着脱移送手段、第２着脱移送手段および第３着脱移送手段を有する着脱移送手段と、回収手段とを立体的に配置することが可能となるので、装置の専有面積を小さくすることができ、装置の小型化を図ることができる。
【００２２】
〔８〕本発明における前記第１着脱移送手段は、前記容器を係合して保持する係合保持手段を１つ以上有しているのが好ましい。
第１着脱移送手段がこのような係合保持手段を有していれば容器を確実に保持することができるので容器の転倒等を防ぐことができる。したがって、安全かつ確実に容器を第１の所定の位置と第２の所定の位置との間を移送させることができる。また、かかる係合保持手段を２つ以上有している場合は、異なる種類のターゲット物質を保持させることができるので、生成したい放射性核種に応じてターゲット物質を使い分けることができる。
【００２３】
〔９〕本発明における前記第１着脱移送手段は、水平方向に回転するターンテーブルであるのが好ましい。
このようにすれば、ターンテーブルが定位置にて自転したり、停止したりするだけで、保持した容器固定手段を第１の所定の位置と第２の所定の位置との間で移送させることができる。また、ターンテーブルを小さくすれば装置の簡易化と小型化を図ることができ、ターンテーブルを大きくすれば、前記した係合保持手段を数多く設けることができるのでより多くの種類のターゲット物質を保持させることができる。
【００２４】
〔１０〕本発明における前記容器固定手段は前記容器を固定する本体部と、前記本体部の上に重ねる蓋部とからなり、前記第２着脱移送手段は、前記蓋部を保持する第１保持部と、前記容器を保持する第２保持部と、を有し、これらを水平方向に回転させるのが好ましい。
このように、容器固定手段の蓋部を第１保持部で保持し、容器固定手段の本体部に固定されている容器を第２保持部で保持すれば、容器固定手段から容器を確実に取り出すことができる。
【００２５】
〔１１〕また、前記第１保持部と前記第２保持部とを１つの支持部材に離間して設けるのがより好ましい。
このようにすれば、第２の所定の位置と第３の所定の位置を適切に設定することにより、第２の所定の位置で第１保持部による蓋部の保持と第２保持部による容器の保持とを行った後、少ない動作で容器を第２の所定の位置から第３の所定の位置まで移送させることができる。また、同じく少ない動作で容器を第３の所定の位置から第２の所定の位置まで移送させることができる。さらに、支持部材に離間して設けた第１保持部と第２保持部の距離を小さくすることにより、装置の小型化を図ることができる。
【００２６】
〔１２〕前記第１保持部と前記第２保持部とを同一円周上において４５〜１８０°の開き角度で設けるのがさらに好ましい。
このようにすれば、第２の所定の位置と第３の所定の位置を適切に設定することにより、第２の所定の位置で第１保持部による蓋部の保持と第２保持部による容器の保持とを行った後、より少ない動作で容器を第２の所定の位置から第３の所定の位置まで移送させることができる。また、同じくより少ない動作で第３の所定の位置から第２の所定の位置まで移送させることができる。
【００２７】
〔１３〕本発明における前記第３着脱移送手段は、前記第３の所定の位置において前記第２着脱移送手段で脱離させた前記容器を載置する載置手段と、当該載置手段を、前記第３の所定の位置と前記第４の所定の位置との間を鉛直方向に往復動させる往復動手段と、を有しているのが好ましい。
このように第３着脱移送手段は、往復動手段によって載置手段を鉛直方向に往復動させるだけで載置手段上に載置した容器を回収手段の内部に収めて加熱手段で加熱することが可能となり、また、加熱して放射性核種の回収をした後の容器を回収手段の内部から取り出すことが可能となる。
【００２８】
〔１４〕本発明における前記回収手段は、一端部が開口した大径の本管部と、前記本管部よりも小径であって、開口した一端部が前記本管部内に収められており、開口した他端部が前記本管部外に延出している第１の枝管部と、前記本管部よりも小径であって、開口した一端部が前記本管部内に収められており、開口した他端部が前記本管部外に延出している第２の枝管部と、を有し、前記第１の枝管部は、前記他端部から前記本管部内に気体を導入し、前記第２の枝管部の前記一端部は、格納される前記容器を覆うように形成され、前記第２の枝管部の前記他端部には、加熱されて揮発した前記放射性核種を捕集する捕集溶液を保持する捕集溶液保持部と、当該捕集溶液保持部を経由して送出されてきた前記気体を排出する排出部と、が設けられているのが好ましい。
【００２９】
このような回収手段とすれば、本管部の内外を連通する第１の枝管部から本管部内に気体を導入すると、導入された気体によって第２の枝管部の一端部から他端部に向けて本管部内の気体を送出することができる。本管部内の気体には加熱手段の加熱によって揮発した放射性核種が含まれているから、第２の枝管部の他端部に設けられた捕集溶液保持部の捕集溶液を経由させることにより、送出された気体に含まれる揮発した放射性核種を確実に捕集することができる。
【００３０】
〔１５〕本発明における前記回収手段は、石英製であるのが好ましい。
回収手段を石英製とすれば耐熱性に優れているため高い温度で加熱することができる。
【００３１】
〔１６〕本発明における前記加熱手段の加熱温度は１００〜１２００℃であるのが好ましい。
このようにすれば、固体のターゲット物質を用いて製造した放射性核種であっても揮発させることが可能となるので、気体や液体のターゲット物質を用いて製造した放射性核種のみならず、固体のターゲット物質を用いて製造した放射性核種も回収手段で確実に回収することができる。
【００３２】
〔１７〕本発明に係る放射性核種製造装置は、前記〔１〕から〔１６〕のうちのいずれか１項に記載の放射性核種製造装置を密閉構造の筐体内に収めるのが好ましい。
このようにすれば、万一、放射線源である放射性核種が飛散するようなことがあっても汚染範囲を筐体内に止めることができるので、汚染範囲を大幅に小さく限定できる。
【００３３】
〔１８〕本発明における前記筐体は、内部の空気を清浄する空気清浄手段を備えているのが好ましい。
このようにすれば、万一、放射線源である放射性核種が飛散するようなことがあっても速やかにかつ効果的に内部の空気を清浄化することができる。
【００３４】
〔１９〕本発明における前記筐体は、前記筐体が内部の圧力を減圧する減圧手段を備えているのが好ましい。
このようにすれば、万一、放射線源である放射性核種が飛散するようなことがあっても汚染された内部の空気を装置外に散逸するのをより確実に防止することができる。
【００３５】
〔２０〕本発明における前記筐体に複数用いられるパネル材のうちの少なくとも１つが光透過性を有する材料で形成されているか、または、前記パネル材のうちの少なくとも１つに前記筐体の内部を観察するための観察窓を設けるのが好ましい。
このようにすれば、放射性核種を製造するにあたり、例えば監視カメラ等を設置することによって、光透過性を有するパネル材またはパネル材に設けられた観察窓から製造時の様子を観察することが可能となる。
【発明の効果】
【００３６】
本発明に係る放射性核種製造装置によれば、ターゲット物質の交換、荷電粒子ビームの照射および製造した放射性核種の回収を自動的に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の第１実施形態に係る放射性核種製造装置の構成を説明する斜視図である。
【図２】回収手段の構成を説明する断面図である。
【図３】第１実施形態に係る放射性核種製造装置を密閉構造の筐体内に収めた様子を説明する斜視図である。
【図４】本発明の第２実施形態に係る放射性核種製造装置の構成を説明する斜視図である。
【図５】本発明の放射性核種製造装置の変形例を説明する斜視図である。
【図６】従来の放射性核種を製造する様子を説明する概略図である。
【図７】（ａ）および（ｂ）は、従来のターゲット物質の溶融を防止するための対処法の一例を説明する説明図である。
【図８】（ａ）および（ｂ）は、従来のターゲット物質の溶融を防止するための対処法の他の一例を説明する説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００３８】
以下、図面を参照して本発明に係る放射性核種製造装置について詳細に説明する。
はじめに、図１および図２を参照して本発明の第１実施形態に係る放射性核種製造装置１Ａの構成について説明する。
【００３９】
図１に示すように、第１実施形態に係る放射性核種製造装置１Ａは、装置外に設けられた加速器から輸送されてきた荷電粒子ビーム（以下、単にビームという。）をターゲット物質に照射して放射性核種を製造する放射性核種製造装置であって、容器固定手段２と、ビーム照射手段３と、進退手段４と、この進退手段４と離間した位置に設けられた回収手段５（図２参照）と、進退手段４と回収手段５との間に設けられた着脱移送手段６と、加熱手段７とを備えている。
【００４０】
ここで、ターゲット物質としては、常温で気体、液体および固体（粉体を含む）のものを用いることができる。気体のターゲット物質としては、例えば窒素、アルゴンなどを挙げることができ、これらを用いるとビームの照射によって例えば炭素11、カリウム38などの放射性核種を製造することができる。
また、液体のターゲット物質としては、例えば水（Ｈ216Ｏ）あるいは（Ｈ218Ｏ）などを挙げることができ、これらを用いるとビームの照射によって例えば窒素13、フッ素18などの放射性核種を製造することができる。
そして、固体のターゲット物質としては、例えばテルル124、ニッケル64などを挙げることができ、これらを用いるとビームの照射によって、例えばヨウ素124、銅64などの放射性核種を製造することができる。なお、低融点かつ熱伝導性が良くない固体のターゲット物質としては、例えばテルル、セレンおよびこれらの酸化物などを挙げることができ、これらを用いるとビームの照射によって例えばヨウ素124、臭素76などの放射性核種を製造することができる。なお、低融点かつ熱伝導性が良くない固体のターゲット物質を用いた場合であって、発熱が除熱を上回った場合、ターゲット物質の変形や融解といった熱損傷が起きる。
【００４１】
これらのターゲット物質は、ビームを照射して放射性核種を製造してもその含有量は殆ど減少しないため長期間にわたって繰り返し使用することができる。したがって、かかるターゲット物質を容器Ｃ内に収めて、一旦、容器固定手段２に固定しておけば、ターゲット物質の残量がある限り、ターゲット物質を容器Ｃ内に入れ直すことなくビームの照射準備、すなわちターゲット物質の収められた容器Ｃの容器固定手段２への固定と、容器Ｃを固定した容器固定手段２のビーム照射手段３への固定とを継続して何回でも繰り返し行うことができる。そして、これを電子制御により自動的に繰り返して行うようにすれば作業者の被ばくを最小限に抑えることができる。
【００４２】
加速器は、荷電粒子を加速してビームを取り出すことのできるものであればどのようなものでもよい。例えば１０〜３０ＭｅＶに加速したプロトンあるいはデューテロンのビームを生成できる加速器を用いることができる。このような加速器としては、例えば病院の照射室内に設置されている小型の医療用サイクロトロン（小型サイクロトロン）を挙げることができる。小型サイクロトロンは、サイクロトロンの設置面に対して水平方向に荷電粒子を加速させてビームを取り出すものでもよく、サイクロトロンの設置面に対して鉛直方向に荷電粒子を加速させてビームを取り出すものでもよいが、本発明においてはビームの照射態様から、鉛直方向にビームを取り出す後者を用いるのが好ましい。ビームの取り出しは、ビームの取り出し位置を変更することで行うことができる。具体的には荷電変換装置の取り付け場所を例えば４５〜１３５°の間で目的の角度分ずらすことで実現することが可能である。なお、水平方向に取り出されたビームに対してカーボン製の膜を近接させることで鉛直方向に曲折させることが可能であるので、前者のサイクロトロンであっても後記するビーム照射手段３にビームを導入することができることはいうまでもない。なお、ビームの入射方向は、鉛直方向および水平方向に限定されないことはいうまでもなく、斜め方向からの入射も可能である。
【００４３】
容器固定手段２は、例えば、前記したターゲット物質を収めるための容器Ｃを着脱自在に固定できる固定部２１ａを有する本体部２１と、本体部２１の上に重ねる蓋部２２とで構成することができる。なお、容器固定手段２は容器Ｃを固定することができればよく、その構造は限定されるものではない。また、本体部２１と蓋部２２にはそれぞれ、互いに対向する面において予め設定された対応する位置に、これらを位置決めする位置決め用凸部２１ｂと位置決め用穴部２２ｂを設けておくとよい。このようにすれば、本体部２１に蓋部２２を重ねたときに蓋部２２がずれてしまうなどの不具合を防止することができるだけでなく、蓋部２２の重量を用いて蓋部２２を本体部２１に組み付けられるので、蓋部２２の固定に螺子やクランプなどの手作業の要因となるものを省くことができる。また、容器固定手段２をこのような構成とすれば、本体部２１と蓋部２２とによって容器Ｃを確実に固定することができるだけでなく、蓋部２２を持ち上げて取り外すだけで、容器固定手段２の固定部２１ａから容器Ｃを他の所定の位置に移送することが可能となる。
【００４４】
また、かかる容器固定手段２は、容器Ｃを冷却する冷媒を通流させる冷媒通流手段２１ｃを有しているのが好ましい。冷媒は、水やヘリウムなどを用いることができる。冷媒の温度は例えば水であれば５〜４０℃程度、気体であれば−４０〜３０℃程度とするとよい。冷媒通流手段２１ｃは例えば、前記した位置決め用凸部２１ｂに連通穴２１ｄを設けることにより具現することができる。この連通穴２１ｄは、ビーム照射手段３に付設された配管によって冷媒循環装置（いずれも不図示）と接続可能であり、配管と連通穴２１ｄを接続することによって容器固定手段２内に冷媒を循環させることができる。また、容器固定手段２は、後記する進退手段４のチャック４１によって係合される係合部２１ｅを設けるのが好ましい。このようにすれば、進退手段４による固定をより確実に行うことができる。
【００４５】
ビーム照射手段３は、ターゲット物質を収めるための容器Ｃを固定する容器固定手段２に向けて加速器から輸送されてきたビームを照射する手段である。ビーム照射手段３としては、ビームの射出端となる所謂ビームダクトが挙げられる。
【００４６】
このビーム照射手段３は、放射性核種製造装置１Ａの設置面に対してビームを鉛直方向から導入し、鉛直方向に照射するのが好ましい。このようにすれば、ターゲット物質が気体、液体、固体のいずれであっても使用することができるだけでなく、例えば低融点かつ熱伝導性が良くない固体のターゲット物質を用いる場合であっても、ビームの照射によって溶融したターゲット物質を重力により容器Ｃの底部に集め、略均一の厚さで貯留することが可能となる。そのため、重力によって放射性核種やターゲット物質が落下してしまうのを防止するための落下防止機構が不要となり、溶融後のターゲット物質を用いて放射性核種を製造する場合であっても十分な核反応を起こすための厚みを維持することができる結果、安定した収量を得ることが可能となる。
【００４７】
したがって、溶融したターゲット物質を貯留することができるようにビームの照射方向を放射性核種製造装置１Ａの設置面に対して鉛直方向となるようにするのが好ましい。そのため前記したようにサイクロトロンの設置面に対して鉛直方向に荷電粒子を加速させてビームを取り出すものを用いるのが好ましい。
【００４８】
なお、図１においてはビームを照射するビーム照射手段３を容器固定手段２の上方に設け、ビームが下向きとなるようにしているがこれに限定されるものではない。前記したようにビームの照射は鉛直方向であればよいので容器固定手段２の下方にビーム照射手段３を設け、ビームが上向きとなるようにしてもよい。このようにビームの向きが変わっても、ビームの照射によって溶融したターゲット物質を重力により容器Ｃの底部に集め、略均一の厚さで貯留することが可能だからである。
【００４９】
なお、ビーム照射手段３によるターゲット物質へのビームの照射角度は、ターゲット物質に対して垂直（９０°）となるようにしてもよいが、若干斜めに照射するようにしてもよい。このようにすると、ビーム衝突面積を増大させ、単位面積あたりの発熱量を減少させることができる。ターゲット物質へのビームの照射角度は、例えば９０°（垂直）〜３０°とすることができる。
【００５０】
進退手段４は、容器固定手段２を保持してビーム照射手段３に対し着脱自在に進退させる手段である。進退手段４による容器固定手段２の保持は、図１に示すように複数（例えば２つから５つ程度）の係止部（係止爪）や把持部を有するチャック４１により行うことができる。また、容器固定手段２を進退させる手段としては、例えばエアシリンダや油圧シリンダなどのアクチュエータを用いることができる。かかる構成の進退手段４はビーム照射手段３近傍に設けることができる。例えば、進退手段４をビーム照射手段３に付設し、アクチュエータを退縮させたときの退縮力により容器固定手段２を引き寄せてビーム照射手段３に密着固定させるようにし、アクチュエータを進出（伸長）させることにより容器固定手段２をビーム照射手段３から脱離させるようにするのが好ましい。したがって、前記したビーム照射手段３はアクチュエータの退縮力によって破壊されない程度の強度を有するようにする必要がある。このような構成とすれば、アクチュエータをビーム照射手段３と対向する位置に設ける場合と比較してアクチュエータの設置スペースを確保したりアクチュエータ自体を高強度化させたりする措置を図らなくてもよいので装置の簡素化、小型化、軽量化を図ることができる。
【００５１】
説明の便宜上、回収手段５の説明の前に着脱移送手段６について説明する。
着脱移送手段６は、前記したように、進退手段４と後記する回収手段５との間に設けられ、進退手段４が進出してビーム照射手段３から脱離し、第１の所定の位置Ｐ1に位置した容器固定手段２の固定部２１ａに対して容器Ｃの着脱を行い、固定部２１ａから脱離した容器Ｃを、当該固定部２１ａと、後記するように放射性核種の回収を行う第４の所定の位置Ｐ4を含む回収手段５との間で移送させる手段である。
【００５２】
着脱移送手段６は、進退手段４が進出または退縮してビーム照射手段３から脱離した容器固定手段２および容器固定手段２から脱離した容器Ｃのうちの少なくとも一方を水平方向に移送させる水平移送手段と、この水平移送手段によって移送された容器固定手段２から容器Ｃを保持して鉛直方向に移送させ、または水平移送手段によって移送された容器Ｃを鉛直方向に移送させて回収手段５に格納する鉛直移送手段とを有するようにするのが好ましい。このようにすれば、ビーム照射手段３と、着脱移送手段６と、回収手段５とを立体的に配置することが可能となるので、装置の専有面積を小さくすることができ、装置の小型化を図ることができる。
【００５３】
着脱移送手段６について具体例を挙げて説明すると、図１に示すように、第１着脱移送手段６Ａと、第２着脱移送手段６Ｂと、第３着脱移送手段６Ｃとを有して構成されている。
なお、図１中の第１着脱移送手段６Ａと第２着脱移送手段６Ｂが前記した水平移送手段に相当し、第３着脱移送手段６Ｃが前記した鉛直移送手段に相当する。
【００５４】
図１に示す第１着脱移送手段６Ａは、容器固定手段２を着脱自在に保持し、かつ保持した容器固定手段２を、容器固定手段２とビーム照射手段３とを着脱する第１の所定の位置Ｐ1と、第１の所定の位置Ｐ1とは異なる第２の所定の位置Ｐ2との間で水平方向に移送させるものである。
【００５５】
このような第１着脱移送手段６Ａとしては、容器Ｃを係合して保持することのできる係合保持手段６１ａを１つ以上有した（図１ではかかる係合保持手段６１ａを４つ有している様子を示している）、水平方向において左右回転自在なターンテーブル６１などを用いることができる。なお、図１に示すターンテーブル６１の４つの係合保持手段６１ａのそれぞれに係合保持された容器固定手段２に異種のターゲット物質を収めた容器Ｃを固定すれば必要に応じて異なる種類の放射性核種を製造することが可能となる。なお、複数ある係合保持手段６１ａに同種のターゲット物質を収めた容器Ｃを固定してもよい。
【００５６】
係合保持手段６１ａは、容器固定手段２の外形、例えば容器固定手段２の平面視の形状の少なくとも一部と合致する形状に形成された凹部などとすれば容器固定手段２を好適に係合して保持することができる。
【００５７】
第２着脱移送手段６Ｂは、容器Ｃを着脱自在に保持し、かつ保持した容器Ｃを、第２の所定の位置Ｐ2と、第１の所定の位置Ｐ1および第２の所定の位置Ｐ2とは異なる第３の所定の位置Ｐ3との間で水平方向に移送させるものである。
【００５８】
ここで、前記したように容器固定手段２が容器Ｃを固定する本体部２１と、本体部２１の上に重ねる蓋部２２とからなる場合、当該第２着脱移送手段６Ｂは、蓋部２２を保持する第１保持部６２ａと、容器Ｃを保持する第２保持部６２ｂとを有するとよい。第１保持部６２ａは保持する対象である蓋部２２を保持することができ、第２保持部６２ｂは保持する対象である容器Ｃの保持と水平方向の回転を自在に行うことができればよい。したがって、このような第１保持部６２ａおよび第２保持部６２ｂとしては、例えば２〜５つ程度の係止部や把持部を有するチャックを例示することができる。また、第２保持部６２ｂが水平方向に自転することにより、容器Ｃの水平方向における角度を自在に制御することができる。
【００５９】
かかる第１保持部６２ａと第２保持部６２ｂは離間して設けておくのが好ましい。このようにすれば、第１保持部６２ａで保持した蓋部２２と第２保持部６２ｂで保持した容器Ｃとの干渉を防ぐことが可能となる。また、第１保持部６２ａと第２保持部６２ｂを同一円周上において４５〜１８０°の開き角度、具体的には９０°の開き角度で設けておくのがより好ましい。このようにすれば、保持した蓋部２２と容器Ｃとの干渉をより確実に防ぐことができる。
【００６０】
このような開き角度で第１保持部６２ａと第２保持部６２ｂを設けるには、例えば前記開き角度で形成された、同じ長さのアーム部を２つ有する略Ｌ字状のアーム部材（Ｌ字型アーム部材６２ｃ）を用い、２つの先端のそれぞれに第１保持部６２ａと第２保持部６２ｂを設ければよい。
Ｌ字型アーム部材６２ｃは、軸回りに左右回転自在であり昇降自在な軸部材６２ｄの先端部に、Ｌ字型アーム部材６２ｃの屈曲部６２ｆを着設すれば前記したように第１保持部６２ａと第２保持部６２ｂを同一円周上で移動させることができる。
【００６１】
なお、蓋部２２は平面視で容器固定手段２と略同じ大きさとなるため、第１保持部６２ａが蓋部２２を保持したまま第２保持部６２ｂが容器Ｃを移送させると安定性が悪くなるなどの理由がある場合は、第１保持部６２ａによって本体部２１から取り外した蓋部２２を一時的に載置しておく（退避させておく）載置台６２ｅを第２の所定の位置Ｐ2の近傍に設けてもよい。このようにすれば、蓋部２２を載置台６２ｅに一時的に載置しておくことができるので、容器Ｃを安定して移送することができる。
【００６２】
第３着脱移送手段６Ｃは、容器Ｃを着脱自在に保持し、かつ保持した容器Ｃを、第３の所定の位置Ｐ3と、第１の所定の位置Ｐ1、第２の所定の位置Ｐ2および第３の所定の位置Ｐ3とは異なる位置であって回収手段５内となる第４の所定の位置Ｐ4との間で鉛直方向に移送させるものである。
【００６３】
第３着脱移送手段６Ｃは、容器Ｃを回収手段５内に格納するために、例えば第３の所定の位置Ｐ3において第２着脱移送手段６Ｂで脱離させた容器Ｃを載置する載置手段６３と、当該載置手段６３を第３の所定の位置Ｐ3と第４の所定の位置Ｐ4との間を往復動できる往復動手段６４とを有するようにすることを例示することができる。
【００６４】
載置手段６３としては、例えば容器Ｃを載せることができる程度の面積を有する載置部６３ａと、当該載置部６３ａを支持する支持棒６３ｂとで構成することができる。載置部６３ａおよび支持棒６３ｂは加熱手段７の加熱によって変形や損壊等しないアルミナやセラミック、金属などを用いて作製するとよい。なお、載置部６３ａには、図示しない赤外線センサなどを用いて容器Ｃの有無の確認を行うようにするのが好適である。
【００６５】
往復動手段６４としては、前記した支持棒６３ｂと連結され、当該支持棒６３ｂを例えば上下に昇降可能なエアシリンダ、油圧シリンダ、電気モータなどのアクチュエータを用いることができる。また、このアクチュエータには載置部６３ａと後記する回収手段５とが接触する際の衝撃を緩和するためのショックアブソーバを設けておくのが好ましい。
【００６６】
回収手段５は、前記したように進退手段４と離間した位置に設けられ、容器Ｃを格納して当該容器Ｃ内の放射性核種を回収する手段である。
回収手段５は、例えば図２に示すように、往復動手段６４（図１参照）によって第４の所定の位置Ｐ4まで容器Ｃを載置して移送してきた載置部６３ａを挿入できるように一端部が開口した大径の本管部５１と、この本管部５１よりも小径であって、開口した一端部５２ａが本管部５１内に収められており、開口した他端部５２ｂが本管部５１外に延出している第１の枝管部５２と、開口した一端部５３ａが本管部５１内に収められており、開口した他端部５３ｂが本管部５１外に延出している第２の枝管部５３とを有している。本管部５１の開口した部分にはフランジ部５４を設けるのが好ましく、このフランジ部５４に載置部６３ａとの密封性を向上させるための金属製のシール部材６３ｃを取り付けておくのがより好ましい。また、このようにフランジ部５４を設けておくと、前記した載置手段６３にフランジ部５４に係止する係止ストッパを設けておくことで本管部５１と載置部６３ａの密封性をさらに向上させることができる。
【００６７】
この第１の枝管部５２は、前記した他端部５２ｂから一端部５２ａを通って本管部５１内に気体を導入できるように装置外のエアポンプやガスボンベなどの送気手段（不図示）と接続されている。第１の枝管部５２は、好ましくは本管部５１内の上方に設ける。このようにすれば、加熱して生ずる上昇気流によって導入する気体を予備的に加熱することができるので、導入された気体による回収手段５内の冷却防止を図ることができる。なお、当該気体としてはヘリウムガスや酸素ガスを用いることができる。気体は、例えば圧力を０．２〜０．３ＭＰａ程度、流速を５〜１００ｃｃ／分などとすることができる。
【００６８】
また、第２の枝管部５３の一端部５３ａは、第４の所定の位置Ｐ4に移送された容器Ｃ、つまり回収手段５内に格納された容器Ｃと接触しない程度の大きさでこれを覆う形状で形成されている。
そして、この一端部５３ａから本管部５１の中心軸に対して垂直となる方向に延出させ、さらにその一部を適宜曲折させてその開口部が下方を向くように第２の枝管部５３の他端部５３ｂが設けられている。そして、この他端部５３ｂには、加熱手段７による加熱によって揮発し、第１の枝管部５２から導入された気体によって搬送された放射性核種を捕集する捕集溶液保持部５５が設けられている。このように、第２の枝管部５３の他端部５３ｂを本管部５１の中心軸に対して垂直となる方向に延出させることにより、加熱手段７外に捕集溶液保持部５５を配置することが可能となる。したがって、加熱手段７によって発せられた熱が捕集溶液に伝達するのを低減させることができる。
【００６９】
この捕集溶液保持部５５は、放射性核種の回収時には捕集溶液保持部５５の下方に設けられた捕集溶液入出部５５ａから捕集溶液の導入と導出を行うことができるようになっているとともに、捕集溶液保持部５５の上方に設けられた排気口部５５ｂによって他端部５３ｂからの気体を排出することができるようになっている。また、第２の枝管部５３の他端部５３ｂは、導入された捕集溶液中に浸るように設けられている。
【００７０】
このようにすると、第１の枝管部５２から導入された気体によって搬送された放射性核種を第２の枝管部５３の他端部５３ｂの開口部から送出させることにより捕集溶液と接触させることができ、当該捕集溶液に溶存させて回収することが可能となる。なお、第２の枝管部５３の他端部５３ｂは、先端にいく程縮径するテーパ状とし、その開口部を小さくするのが好ましい。このようにすると、開口部から送出される気体のサイズを小さくすることができるため、気体と捕集溶液との接触面積を大きくすることが可能となる。したがって、効率よく放射性核種を捕集溶液に溶存させることが可能となる。
【００７１】
かかる回収手段５は、図２に示すように、例えばフランジ部５４と、本管部５１から延出した第２の枝管部５３と、捕集溶液保持部５５とを加熱手段７外とし、本管部５１が加熱手段７内となるようにして設けるとよい。
なお、前記した回収手段５は石英製とすると、耐熱性に優れているので後記する加熱手段７により高温で加熱されても損壊し難いため好ましい。
【００７２】
捕集溶液としては、例えば超純水、６ｍｏｌ／Ｌ以下の水酸化ナトリウム水溶液あるいは水酸化カリウム水溶液、塩酸、硫酸あるいは硝酸、過酸化水素水、メタノール、エタノール、２種の構造異性体を含むプロパノール、４種の構造異性体を含むブタノール、８種の構造異性体を含むペンチルアルコール、グリセロール、フェノール、ベンジルアルコール、アセトン、塩化メチレン（ジクロロメタン）、クロロホルム（トリクロロメタン）、四塩化炭素、ヘキサン、シクロヘキサン、ベンゼンなどの中から生成した放射性各種を捕集するのに適したものを選択して用いることができる。
【００７３】
加熱手段７は、回収手段５を加熱するものである。加熱手段７としては、例えば電気ヒーター、インダクションヒーター、マイクロウェーブなどを用いることができる。かかる加熱手段７の加熱温度は１００〜１２００℃とすれば、製造した放射性核種を揮発させることができる。加熱手段７による加熱は高温となるので、加熱手段７外に熱が伝わらないよう石綿やセラミックなどの断熱材で覆うのが好ましい。
【００７４】
容器Ｃは、加熱手段７の加熱に耐えることができ、冷媒による冷却を効率よく行うことができ、ターゲット物質や放射性核種と化学反応を起こし難い物質で形成するのがよい。このような物質としては、例えば金、白金、イリジウム、ニッケル、銅、チタン、アルミニウム、銀、タングステン、タンタル、ジルコニウム、ニオブ、クロム、モリブデン、ロジウム、パラジウム、コバルト、鉄、ニッケル合金、ステンレス鋼、セラミックスなどを挙げることができる。
【００７５】
容器Ｃには、前記した第２着脱移送手段６Ｂによる保持を容易とするため容器Ｃの一部の肉厚を薄くした凹部や溝部を設けてもよい。
また、容器Ｃの壁部には、加熱手段７の加熱によって揮発させた放射性核種を回収手段５によって回収させるため、収められているターゲット物質が漏出しない十分高い位置に例えば直径１ｍｍφ以下の大きさの貫通孔を設けるとよい。このようにすれば、かかる貫通孔を通じて容器Ｃ内から放射性核種を回収することが可能となる。
【００７６】
さらに、この容器Ｃには周回りにその一部を突出させた係止爪（不図示）を設けておき、前記した容器固定手段２には当該係止爪が嵌入可能な係止穴（不図示）と、この係止穴から連続して設けられた係止溝（不図示）を適宜設けておくことができる。なお、係止溝は、係止爪の嵌入方向に対して垂直な方向に容器Ｃを９０°程度回転できるように任意の長さで形成することができる。このようにすると、容器Ｃの係止爪を容器固定手段２の係止穴に嵌入し、さらに容器Ｃを係止溝に沿って回転させると、容器Ｃと容器固定手段２の固定を確実なものとすることができる。
このような、容器Ｃの係止爪と容器固定手段２の係止穴の係合（嵌入）、および容器Ｃの回転は、前記した第２保持部６２ｂにより行うことができる。
【００７７】
また、容器Ｃは、ターゲット物質を収めた後、開口している開口部を金属箔（いずれも不図示）で封止するのがよい。金属箔での封止は、ＥＢＷ（Electronic Beam Welding）によって行うことができるが、例えば図示しない押さえリングを内挿または外挿させ、当該押さえリングと開口部とによって前記した金属箔を固定してもよい。金属箔は容器Ｃと同様の物質を用いて作製することができ、その厚さは例えば５０μｍなどとすることができる。かかる金属箔で開口部を封止することにより、生成した放射性核種が回収手段５にて回収する前に揮発して損失してしまうのを防ぐことができる。
【００７８】
本発明に係る放射性核種製造装置１Ａは、図３に示すように、前記した各構成要素を密閉構造の筐体１０内に収めるのが好ましい。万一、放射線源である放射性核種が飛散するようなことがあっても汚染範囲を筐体１０内に止めることができるからである。
【００７９】
このような密閉構造の筐体１０は、例えば、任意の箇所にネジ穴（不図示）を形成した支柱１１と、当該支柱１１のネジ穴と対応する位置にネジ穴（不図示）を形成した複数枚のパネル材１２とを用い、これらのネジ穴が一致するように配置して当該ネジ穴にネジ（不図示）を螺入して固定することで形成することができる。かかるパネル材１２により筐体１０の内外を隔絶することができる。なお、支柱１１およびパネル材１２のいずれか一方に密閉性を高めるためのシール部材（不図示）を設けてもよい。
【００８０】
支柱１１は、例えばＬ型鋼、Ｈ型鋼、平鋼などの鉄鋼材を用いて形成することができ、前記したパネル材１２は、鋼板、アルミニウム板、樹脂板、強化ガラス板などを用いて形成することができる。これらの中でも樹脂板は、軽量かつ高強度であるため取り扱いが容易であるため好ましく、さらに、アクリル板などの透過性を有するものを用いるとパネル材１２を取り外さなくても筐体１０内の確認、観察を行うことができるのでより好ましい。なお、透過性を有しないパネル材１２であっても、放射性核種製造装置１Ａの必要な箇所について内部を観察することができる観察窓１２ｄを設けることで筐体１０内の確認、観察を行うことが可能となる。
【００８１】
なお、樹脂板や強化ガラス板などの金属以外の材質でできたパネル材１２を用いるときは、その周囲をステンレス材やアルミニウム材などの金属製の枠部材１２ａで囲ってもよい。また、パネル材１２には、当該パネル材１２を持ち易いように例えばコ字状の把持部材１２ｂを設けてもよい。さらに、パネル材１２の一部に、筐体１０内へのアクセスを容易とするための窓部１２ｃを設けてもよい。
【００８２】
また、筐体１０には、筐体１０内の空気を清浄する空気清浄手段１３を備えるのが好ましい。
空気清浄手段１３は、筐体１０内で開口する吸入口１３ａと、例えば活性炭フィルタやＨＥＰＡフィルタ（High Efficiency Particulate Air Filter）、ＵＬＰＡフィルタ（Ultra Low Penetration Air Filter）などのろ過フィルタ１３ｂと、このろ過フィルタ１３ｂの下流に設けられ、このろ過フィルタ１３ｂを介して筐体１０内の空気を引き込むように送風するブロワやファンなどの送風機１３ｃと、を備えた空気清浄機を用いることができる。なお、ブロワとは、圧縮比１．１〜２程度で送風することのできる送風機をいい、ファンとは、圧縮比１．１以下で送風することのできる送風機をいう。このようにすれば、効率的に空気の清浄を行うことができる。
【００８３】
送風機１３ｃによって引き込まれ、空気清浄手段１３によって清浄化された空気は、筐体１０内に設けられた排出口１３ｄから再び筐体１０内に戻されるようにするのが好ましい。このように、筐体１０内で空気を循環させることにより、万一、放射線源である放射性核種が飛散するようなことがあっても速やかにかつ効果的に内部の空気を清浄化することができる。
【００８４】
さらに、筐体１０には、筐体１０内の圧力を減圧する減圧手段１４を備えるのが好ましい。減圧手段１４は、市販されている排気ポンプを用いることができる。減圧手段１４は、前記した空気清浄手段１３、少なくともろ過フィルタ１３ｂを介して接続されるのが好ましい。かかる減圧手段１４による減圧は、筐体１０内の圧力が大気圧より１０Ｐａ程度低くなるようにすればよい。このようにすれば、万一、放射線源である放射性核種が飛散するようなことがあっても汚染された内部の空気を装置外に散逸するのをより確実に防止することができる。
【００８５】
その他、筐体１０には、ビーム照射手段３へのビームの輸送を可能とさせるための接続部１０ａや、回収手段５によって回収された放射性核種の装置外（筐体１０外）への輸送を可能とさせるための放射性核種輸送手段（不図示）や各手段等の制御、電力供給等を可能とするポート（不図示）などが適宜に設けられている。
【００８６】
なお、放射性核種製造装置１Ａの近傍にはさらに、当該装置から放出される放射線をより確実に遮蔽するための遮蔽体１５を設けてもよい。遮蔽体１５は床面に固設したものであっても構わないが、放射性核種製造装置１Ａにアクセスしたいとき、作業場所近傍を遮蔽したいときなど、状況に応じて適宜移動させることができるように、床面に設けたレール１５ａ上を設け、このレール１５ａ上をスライドさせるようにするのが好ましい。このようにすれば遮蔽体１５を容易に移動させることができる。
【００８７】
引き続き、図１を参照して本発明の第１実施形態に係る放射性核種製造装置１Ａの動作について説明する。
まず、ビームの照射準備からビームの照射、容器Ｃの移送、容器Ｃからの放射性核種の回収を経て次回のビームの照射準備を行う動作の概略を説明すると、以下のようになる。
【００８８】
図１に示すように、進退手段４が、内部にターゲット物質が収められた容器Ｃを固定部２１ａに固定した容器固定手段２を保持し、これをビーム照射手段３に向けて退縮させ、密着固定する。この状態でビームの照射準備は完了するので、続いてビームの照射を行う。
ビームの照射後は、進退手段４を進出させてビーム照射手段３に密着させた容器固定手段２を脱離させ、着脱移送手段６に保持させる。そして、着脱移送手段６は容器固定手段２から容器Ｃを把持して取り出して移送し、加熱手段７内の回収手段５に格納する。
次に、回収手段５に格納した容器Ｃを加熱手段７によって加熱し、容器Ｃ内にある放射性核種を回収して装置外へ輸送する。
放射性核種を回収した容器Ｃは再び着脱移送手段６によって移送され、容器固定手段２の固定部２１ａに固定される。そして、進退手段４は、容器Ｃを固定した容器固定手段２を保持し、これをビーム照射手段３に向けて退縮させ、密着固定する。容器Ｃ内には、前回のビームの照射によって生成された放射性核種は既に回収されており、ターゲット物質が残存しているので、これにより次回のビームの照射準備を完了させることができる。
【００８９】
前記した放射性核種製造装置１Ａの動作について、ヨウ素１２４の製造を例にして、より具体的に説明する。
【００９０】
まだビームを照射していない新規のターゲット物質を収めた容器Ｃを用いて行うビームの照射準備は次のようにして行う。
容器固定手段２の本体部２１の中にターゲット物質（二酸化テルル（124ＴｅＯ2））を収めた容器Ｃを置く。このとき、容器Ｃの係止爪を容器固定手段２の係止穴に係止させ、容器Ｃを９０°回転させて固定する。その後、容器固定手段２の本体部２１の上に蓋部２２を重ねて自身の重量で固定し、ターンテーブル６１の係合保持手段６１ａに係合保持させる。ここまでは被ばくのおそれはないので作業者の手作業により行っても構わない。
【００９１】
次に、ターンテーブル６１の係合保持手段６１ａに係合保持させた容器固定手段２を用いてビームの照射準備を行う。
ターンテーブル６１の係合保持手段６１ａに係合されて保持された容器固定手段２を、ターンテーブル６１を回転させて第１の所定の位置Ｐ1に移送する。容器固定手段２が第１の所定の位置Ｐ1まで移送されたら、アクチュエータ（進退手段４）でチャック４１を進出させ、容器固定手段２の係合部２１ｅに係合させる。チャック４１が容器固定手段２の係合部２１ｅを係合したらアクチュエータで当該チャック４１を退縮させ、容器固定手段２をビーム照射手段３に密着固定させる。容器固定手段２とビーム照射手段３の密着固定が完了したら、図示しない冷媒循環装置と接続された配管と連結した連通穴２１ｄから容器固定手段２内にターゲット物質を冷却するための冷媒を通流させる。
【００９２】
容器固定手段２内に冷媒を通流させ、準備が整ったら加速器からビームを輸送させてビーム照射手段３により、容器固定手段２に固定された容器Ｃに向けてビームの照射を行う。これにより、ターゲット物質に核反応を起こさせ、放射性核種を生成させる。
【００９３】
ビームの照射が終了した後は、ターゲット物質冷却用の冷媒を排出した後、アクチュエータを進出させてビーム照射手段３と容器固定手段２の密着固定を解き、当該容器固定手段２を下方に移送させて第１の所定の位置Ｐ1にあるターンテーブル６１の係合保持手段６１ａに係合保持させる。次いでターンテーブル６１を回転させて容器固定手段２を第２の所定の位置Ｐ2に移送する。
【００９４】
容器固定手段２を第２の所定の位置Ｐ2に移送させたら、Ｌ字型アーム部材６２ｃの第１保持部６２ａとして機能するチャックが容器固定手段２上に位置するようにＬ字型アーム部材６２ｃを回転させる。しかる後、Ｌ字型アーム部材６２ｃを降下させて当該チャック（第１保持部６２ａ）により容器固定手段２の蓋部２２を把持させる。そして、Ｌ字型アーム部材６２ｃを上昇させて蓋部２２を保持した第１保持部６２ａが載置台６２ｅ上に位置するように回転させ、載置台６２ｅ上に第１保持部６２ａが到着したらこれを降下し、第１保持部６２ａを開いて当該載置台６２ｅ上に蓋部２２を載置する。
【００９５】
第１保持部６２ａが蓋部２２を載置台６２ｅに載置すると、他方の第２保持部６２ｂとして機能するチャックは蓋部２２が取り外されて露出した容器Ｃを保持することのできる状態となっているので、第２保持部６２ｂを閉じて容器Ｃを保持する。第２保持部６２ｂが容器Ｃを保持したらＬ字型アーム部材６２ｃを上昇させて回転させる。そして、第２保持部６２ｂが第３の所定の位置Ｐ3の上方に到着したらＬ字型アーム部材６２ｃを降下させ、第２保持部６２ｂに保持された容器Ｃを第３の所定の位置Ｐ3に移送させる。
【００９６】
第３の所定の位置Ｐ3には容器Ｃを回収手段５内に格納するための載置部６３ａがあるので、当該載置部６３ａに容器Ｃを載置して第２保持部６２ｂを開いて容器Ｃを第２保持部６２ｂから脱離させる。その後、Ｌ字型アーム部材６２ｃを上昇させて回転させ、第２保持部６２ｂが載置部６３ａと回収手段５の間において障害とならないよう退避させる。
【００９７】
そして、アクチュエータ（往復動手段６４）により載置部６３ａを上昇させ、図２に示すように、当該載置部６３ａに載置した容器Ｃを第４の所定の位置Ｐ4に移送する。この第４の所定の位置Ｐ4は回収手段５内にあるため、この位置に容器Ｃを移送することで容器Ｃを回収手段５内に格納することができる。容器Ｃが第４の所定の位置Ｐ4に移送されると、載置手段６３のシール部材６３ｃが回収手段５のフランジ部５４と当接するため、本管部５１内を密封することができる。
【００９８】
次いで、密封した本管部５１内に第１の枝管部５２の他端部５２ｂから、送気手段によって気体を導入する。本管部５１は密封されているので、導入された気体は、第２の枝管部５３の一端部５３ａから他端部５３ｂを通り、捕集溶液保持部５５を経由して排気口部５５ｂから排出される。
【００９９】
気体の流速が安定したら加熱手段７により回収手段５を加熱する。これにより、当該回収手段５内に格納されている容器Ｃの加熱を行うことができ、結果的に容器Ｃ内のターゲット物質表面から放射性核種を遊離することができる。遊離（揮発）した放射性核種は、第１の枝管部５２から導入される気体によって第２の枝管部５３の一端部５３ａから他端部５３ｂを通り、捕集溶液保持部５５に移送される。
【０１００】
捕集溶液保持部５５は、加熱に先立って生成した放射性核種を回収するのに適した（相溶性の良い）捕集溶液を捕集溶液入出部５５ａから導入しておくことにより、導入された気体によって移送された放射性核種を捕集溶液と接触させることができ、これを捕集することが可能となる。
【０１０１】
放射性核種を捕集した捕集溶液は捕集溶液入出部５５ａから導出される。このとき、前記した排気口部５５ｂを図示しない開閉弁によって閉止すれば、第１の枝管部５２から導入された気体は捕集溶液入出部５５ａから排出されようとするので、当該気体の圧力によって捕集溶液の排出を好適に行うことができる。捕集溶液入出部５５ａから導出された捕集溶液は気体により装置外に圧送される。
【０１０２】
放射性核種の回収を行った後の容器Ｃは、以上に説明した順序と逆の動作が行われることで次回のビームの照射準備を完了することができる。
【０１０３】
すなわち、加熱手段７による加熱を停止し、加熱手段７の温度が室温程度に下がったら載置手段６３を降下させてフランジ部５４と載置手段６３を離し、容器Ｃを第４の所定の位置Ｐ4から第３の所定の位置Ｐ3に移送する。
【０１０４】
容器Ｃが第３の所定の位置Ｐ3に移送されたらチャック（第２保持部６２ｂ）を回転させて第３の所定の位置Ｐ3の上、すなわち容器Ｃの上に移動させ、降下させる。そして、第２保持部６２ｂを閉じて容器Ｃを保持したらＬ字型アーム部材６２ｃを上昇させてこれを回転させることにより第２保持部６２ｂを第２の所定の位置Ｐ2の上方に移動させる。
【０１０５】
第２保持部６２ｂを第２の所定の位置Ｐ2の上方に移動させたら、Ｌ字型アーム部材６２ｃを降下させる。これにより容器Ｃを第２の所定の位置Ｐ2に移送することができる。この第２の所定の位置Ｐ2には、ターンテーブル６１の係合保持手段６１ａに係合保持された容器固定手段２があるので、容器固定手段２の固定部２１ａに容器Ｃを嵌入して第２保持部６２ｂを水平方向に９０°回転させ、容器Ｃを固定した後、第２保持部６２ｂを開いて容器Ｃを脱離させる。
また、このとき、一方の第１保持部６２ａは載置台６２ｅの蓋部２２を保持できる状態にあるので第１保持部６２ａを閉じてこれを保持する。
【０１０６】
しかる後、Ｌ字型アーム部材６２ｃを上昇させて蓋部２２を保持する第１保持部６２ａが容器固定手段２の上方に位置するように回転させ、蓋部２２が当該位置に到着したらＬ字型アーム部材６２ｃを降下させる。第１保持部６２ａの保持する蓋部２２を本体部２１に重ねたら第１保持部６２ａを開いて蓋部２２を脱離させる。このとき、蓋部２２の位置決め用穴部２２ｂと、本体部２１の位置決め用凸部２１ｂとを一致させる。
【０１０７】
第１保持部６２ａが蓋部２２を脱離させたら、Ｌ字型アーム部材６２ｃを再び上昇させ、次いで行うターンテーブル６１の回転の妨げとならないようにする。Ｌ字型アーム部材６２ｃを上昇させたらターンテーブル６１を回転させて第１の所定の位置Ｐ1に容器固定手段２を移送する。
【０１０８】
第１の所定の位置Ｐ1に容器固定手段２が移送されたら、進退手段４によりチャック４１を進出させて容器固定手段２を保持して固定した後、進退手段４を退縮させて容器固定手段２をビーム照射手段３に密着固定する。これにより、次回のビームの照射準備を完了することができる。
【０１０９】
以上に説明したように、本発明に係る放射性核種製造装置１Ａの構成および動作によれば、ビームの照射準備と照射、および製造した放射性核種の移送と回収を自動的に行うことができる。そのため、作業者の被ばくを最小限に抑えることができる。
また、本発明に係る放射性核種製造装置１Ａによれば、ターゲット物質の厚さの調整を行わなくてよいため、厳密なエネルギー範囲が求められる製造現場においても再現性を得ることが容易であり、また、添加物等を添加しなくてもすむので目的とする放射性核種以外の不純物の混入もなく、保持しているターゲット物質や生成した放射性核種が冷却系配管などへ逸脱するおそれもないという利点がある。
また、本発明に係る放射性核種製造装置１Ａが密封構造の筐体１０を有する場合、さらに、万一、放射線源である放射性核種が飛散するようなことがあっても汚染範囲を大幅に小さく限定できるという利点がある。
【０１１０】
以上に説明した本発明に係る放射性核種製造装置１Ａは、テルル124（124Ｔｅ）を含む二酸化テルル（124ＴｅＯ2）をターゲット物質として用い、これに約１２ＭｅＶに加速したプロトンを照射して124Ｔｅ(p,n)124Ｉ反応を行い、ヨウ素124（124Ｉ）を生成させ、これを放射性核種として回収させると、得られた124Ｉはビーム照射終了時換算で２３０μＣｉ／μＡｈの収率を与えた。また、124Ｉの回収効率は９３％以上であった。
【０１１１】
以上、図１および図２を参照して本発明の第１実施形態に係る放射性核種製造装置１Ａについて説明したが、本発明の内容はこれに限定されるものではない。
以下に、図４を参照して本発明の第２実施形態に係る放射性核種製造装置１Ｂについて説明する。なお、既に詳述した第１実施形態に係る放射性核種製造装置１Ａと同一の構成には同一の符号を付し、重複する説明を省略することとする。
【０１１２】
図４に示すように、第２実施形態に係る放射性核種製造装置１Ｂは、図１に示した第１実施形態に係る放射性核種製造装置１Ａで説明した加熱手段７および回収手段５を、放射性核種製造装置１Ａの第２の所定の位置Ｐ2の上方に位置するように配置するとともに、第２の所定の位置Ｐ2の下方に載置手段６３を配置している。
【０１１３】
つまり、第２実施形態に係る放射性核種製造装置１Ｂの構成は、第１実施形態に係る放射性核種製造装置１Ａの構成と比較して第２着脱移送手段６Ｂを省略し、第１着脱移送手段６Ａに引き続いて第３着脱移送手段６Ｃが配置される構成となっており、放射性核種製造装置１Ａの第２の所定の位置Ｐ2と、放射性核種製造装置１Ｂの第３の所定の位置Ｐ3とは同じ位置になる。そのため、第２実施形態に係る放射性核種製造装置１Ｂにおいては、第１の所定の位置Ｐ1の後に第３の所定の位置Ｐ3が続き、さらにその後に第４の所定の位置Ｐ4が続く構成となる。
第２実施形態に係る放射性核種製造装置１Ｂをこのように構成すると、よりいっそう装置の簡略化および小型化を図ることができるので好ましい。
なお、図４中の第１着脱移送手段６Ａが前記した水平移送手段に相当し、第３着脱移送手段６Ｃが前記した鉛直移送手段に相当する。
【０１１４】
ここで、第２実施形態に係る放射性核種製造装置１Ｂの場合、第３の所定の位置Ｐ3（第１実施形態に係る放射性核種製造装置１Ａの第２の所定の位置Ｐ2）において往復動手段６４による載置手段６３の往復動を可能とするために、ターンテーブル６１に設けられる係合保持手段６１ａを２つ以上有するようにし、かつその中の少なくとも１つの係合保持手段６１ａには容器固定手段２を係合保持させないでブランクの状態とするか、または、ターンテーブル６１の上面から下面にかけて貫通するようにその一部を切り欠くかする必要がある（図４は前者の構成を採用した様子を示している。）。このようにすれば、前記したブランクまたは切り欠いた部分を利用して往復動手段６４による載置手段６３の往復動を行うことができる。
【０１１５】
この第２実施形態に係る放射性核種製造装置１Ｂの場合、次のように動作することで、第１実施形態に係る放射性核種製造装置１Ａと同様に照射準備と照射、および製造した放射性核種の移送と回収を経て次回のビームの照射準備を行うことができる。
【０１１６】
なお、ビームを照射していない新規のターゲット物質を収めた容器Ｃを用いて行うビームの照射準備、ターンテーブル６１の係合保持手段６１ａに係合保持させた容器固定手段２を用いたビームの照射準備、容器固定手段２に固定された容器Ｃに向けたビームの照射、および、ビームの照射が終了した後、容器固定手段２を第３の所定の位置Ｐ3に移送し、第２保持部６２ｂが容器Ｃを保持するまでの動作は、第１実施形態に係る放射性核種製造装置１Ａと同様にして行うことができるので、詳細な説明を省略する。
【０１１７】
ビームの照射を終了した後、第１実施形態に係る放射性核種製造装置１Ａと同様にして第２保持部６２ｂが容器Ｃを保持したらＬ字型アーム部材６２ｃを上昇させ、ターンテーブル６１を回転させて前記したブランクまたは切り欠いた部分がターンテーブル６１の下方であって第３の所定の位置Ｐ3の下方に配置された載置手段６３をターンテーブル６１と略同じ高さまで上昇させる。次いで、容器Ｃを保持した第２保持部６２ｂを降下させ、容器Ｃが載置手段６３の載置部６３ａに当接したら第２保持部６２ｂを開いて当該載置部６３ａ上に容器Ｃを載置する。その後、Ｌ字型アーム部材６２ｃを上昇させて回転させ、第２保持部６２ｂが載置部６３ａと回収手段５の間において障害とならないよう退避させる。
【０１１８】
そして、アクチュエータ（往復動手段６４）により載置部６３ａを上昇させ、当該載置部６３ａに載置した容器Ｃを第４の所定の位置Ｐ4に移送し、第１実施形態に係る放射性核種製造装置１Ａと同様にして放射性核種を回収する。放射性核種の回収後、加熱手段７による加熱を停止し、加熱手段７の温度が室温程度に下がったら、載置手段６３を降下させてフランジ部５４と載置手段６３を離し、容器Ｃを第４の所定の位置Ｐ4から下方の第３の所定の位置Ｐ3に移送する。
【０１１９】
容器Ｃが第３の所定の位置Ｐ3に移送されたら第２保持部６２ｂを回転させて第３の所定の位置Ｐ3の上、すなわち容器Ｃの上に移動させ、降下させる。そして、第２保持部６２ｂを閉じて容器Ｃを保持したらＬ字型アーム部材６２ｃを上昇させ、ターンテーブル６１を回転させる。ターンテーブル６１を回転させることによって容器Ｃを保持した第２保持部６２ｂの下方に容器固定手段２が到着したらＬ字型アーム部材６２ｃを下降させ、容器固定手段２の固定部２１ａに容器Ｃを嵌入して第２保持部６２ｂを水平方向に９０°回転させて容器Ｃを固定した後、第２保持部６２ｂを開いて容器Ｃを脱離させる。
また、このとき、一方の第１保持部６２ａは載置台６２ｅの蓋部２２を保持できる状態にあるので第１保持部６２ａを閉じてこれを保持する。
【０１２０】
しかる後、Ｌ字型アーム部材６２ｃを上昇させて蓋部２２を保持する第１保持部６２ａが容器固定手段２の上方に位置するように回転させ、蓋部２２が当該位置に到着したらＬ字型アーム部材６２ｃを降下させる。第１保持部６２ａの保持する蓋部２２を本体部２１に重ねたら第１保持部６２ａを開いて蓋部２２を脱離させる。このとき、蓋部２２の位置決め用穴部２２ｂと、本体部２１の位置決め用凸部２１ｂとを一致させる。
【０１２１】
第１保持部６２ａが蓋部２２を脱離させたら、Ｌ字型アーム部材６２ｃを再び上昇させ、次いで行うターンテーブル６１の回転の妨げとならないようにする。Ｌ字型アーム部材６２ｃを上昇させたらターンテーブル６１を回転させて第１の所定の位置Ｐ1に容器固定手段２を移送する。
【０１２２】
第１の所定の位置Ｐ1に容器固定手段２が移送されたら、進退手段４によりチャック４１を進出させて容器固定手段２を保持して固定した後、進退手段４を退縮させて容器固定手段２をビーム照射手段３に密着固定する。これにより、次回のビームの照射準備を完了することができる。
【０１２３】
また、第１実施形態に係る放射性核種製造装置１Ａおよび第２実施形態に係る放射性核種製造装置１Ｂの変形例として次のものを挙げることができる。
例えば、図５に示すように、進退手段４をビーム照射手段３の下方に設けてもよい。このようにすると、第１の所定の位置Ｐ1で容器固定手段２を押し上げるように進退手段４を進出させれば、その押圧力により容器固定手段２をビーム照射手段３に密着固定させることができる。またこれとは反対に、進退手段４を退縮させれば密着固定を解くことができ、ビーム照射手段３と容器固定手段２を離間させることができる。この変形例における進退手段４は、放射性核種製造装置１Ａ，１Ｂと同様にエアシリンダや油圧シリンダなどのアクチュエータを用いることができる。
【０１２４】
また、放射性核種製造装置１Ａ，１Ｂでは、本体部２１と蓋部２２の着脱を第１保持部６２ａにて行ったが、チャック４１を適宜動作させて蓋部２２を保持させるようにしてもよい。
【符号の説明】
【０１２５】
１Ａ，１Ｂ 放射性核種製造装置
２ 容器固定手段
２１ 本体部
２１ａ 固定部
２１ｂ 位置決め用凸部
２１ｃ 冷媒通流手段
２１ｄ 連通穴
２１ｅ 係合部
２２ 蓋部
２２ｂ 位置決め用穴部
３ ビーム照射手段
４ 進退手段
４１ チャック
５ 回収手段
５１ 本管部
５２ 第１の枝管部
５２ａ 一端部
５２ｂ 他端部
５３ 第２の枝管部
５３ａ 一端部
５３ｂ 他端部
５４ フランジ部
５５ 捕集溶液保持部
５５ａ 捕集溶液入出部
５５ｂ 排気口部
６ 着脱移送手段
６Ａ 第１着脱移送手段
６Ｂ 第２着脱移送手段
６Ｃ 第３着脱移送手段
６１ ターンテーブル
６１ａ 係合保持手段
６２ａ 第１保持部
６２ｂ 第２保持部
６２ｃ Ｌ字型アーム部材
６２ｄ 軸部材
６２ｅ 載置台
６２ｆ 屈曲部
６３ 載置手段
６３ａ 載置部
６３ｂ 支持棒
６３ｃ シール部材
６４ 往復動手段
７ 加熱手段
１０ 筐体
１０ａ 接続部
１１ 支柱
１２ パネル材
１２ａ 枠部材
１２ｂ 把持部材
１２ｃ 窓部
１２ｄ 観察窓
１３ 空気清浄手段
１３ａ 吸入口
１３ｂ ろ過フィルタ
１３ｃ 送風機
１３ｄ 排出口
１４ 減圧手段
１５ 遮蔽体
１５ａ レール
Ｃ 容器
【技術分野】
【０００１】
本発明は、加速器から輸送されてきた荷電粒子ビームを照射して放射性医薬品の標識に用いる短〜中寿命の放射性核種を製造する放射性核種製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、放射性核種の製造は、非特許文献１に説明されているようにして製造されていた。この非特許文献１には要するに、図６に示すように、照射室１００内に設置された小型のサイクロトロン（小型サイクロトロン）などの加速器１０１から輸送されてきた荷電粒子ビームをビームダクト１０２から固定手段１０３に固定されているターゲット物質Ｔ１に向けて照射して放射性核種ＲＮを生成した後、当該放射性核種ＲＮを直下に用意された移送手段１０４に移した後、当該移送手段１０４によりホットセル１０５まで移送し、移送された放射性核種ＲＮを外部の作業者Ｈが操作するマニピュレータ１０６によって回収し、回収用の容器（不図示）に移すといった作業が行われている旨が説明されている。
【０００３】
放射性核種の製造で汎用されている加速器は、設置スペースの関係からその殆どが荷電粒子ビームの回転が横方向（水平方向）となるように設置されている。そのため、放射性核種を製造する場合、当該加速器から輸送されてきた荷電粒子ビームはその回転方向と同じ水平方向に照射されるようになっている。したがって、荷電粒子ビームが照射されるターゲット物質は、その照射面がこの荷電粒子ビームに対して垂直（すなわち、加速器の設置面に対して垂直）となるように設置されている。
【０００４】
この場合、重力による放射性核種とターゲット物質の落下防止機構を必要とするほか、低融点かつ熱伝導性の良くない固体のターゲット物質を用いる場合には次の（１）および（２）のような問題がある。
（１）照射をする際、荷電粒子ビームの運動エネルギーはターゲット物質に衝突しながら運動エネルギーを失うことで最終的に熱に変換され、極小面積（１ｃｍ2程度）に数百Ｗを超える熱量が発生する。特に、低融点かつ熱伝導性の良くない固体のターゲット物質では、照射野の局所においてターゲット物質の融解が起こり、十分な核反応を起こすための厚みが維持できなくなる。その結果、安定した収量を得ることが難しいという問題がある。
（２）目的とする核反応に最適なエネルギー範囲は限定的かつ系によって一定であるため、高収量を得るためには電流値（ビーム強度）を上げる必要がある。ビーム強度の上昇に比例して発熱量も上昇する（発熱量は荷電粒子ビームのエネルギーと電流値の積で表される。）。通常、照射装置には除熱のための冷却系が設けられているが、例えば数Ｗ／（ｍ・Ｋ）程度の熱伝導性の良くないターゲット物質に荷電粒子ビームを照射して放射性核種を製造するような場合、冷却効率は著しく低下する。その結果、照射野の局所が著しく高温になることがあり、ターゲット物質の安定性だけでなく、照射装置の耐熱性も深刻な問題になってくる。したがって、放射性核種製造の現場では、実用上、ビーム強度の上限値が限定される。その上限値で得られる量（放射能）が、必要とする製造量を満足すればよいが、そうでない場合は照射時間の延長といった非効率的な製造を強いられる場合も少なくない。
【０００５】
従来、前記（１）および（２）に示した問題に対してターゲット物質の調製法や設置方法などを工夫することにより対処してきた。
例えば図７（ａ）のように、従来厚い厚みＬで設けられていたターゲット物質Ｔ２と容器２０３を図７（ｂ）のようにターゲット物質Ｔ３と容器２０３’が薄い厚みＬ’となるように調製し、正味のエネルギー損失量を下げつつ、正味の発熱量Ｑ（Ｑ’）はＬ＞Ｌ’からＱ＞Ｑ’となるので見かけの熱伝導度を上昇させ、冷媒による効果的な冷却を期待する方法があった（非特許文献２，３参照）。
【０００６】
また、従来、図８（ａ）のように薄層のターゲット物質Ｔ４に対して荷電粒子ビームが直角に照射されていた（正面衝突）のを、図８（ｂ）のように、薄層のターゲット物質Ｔ４を若干斜めに保持し、荷電粒子ビームの照射角度が若干斜めとなるようにすることで（斜め衝突）、荷電粒子ビームの投影面積ｄ（図８（ａ）参照）を投影面積ｄ’（図８（ｂ）参照）のように増大させ（ｄ’＞ｄ）、単位面積あたりの発熱量を減少させることにより局所の融解を防ぐ方法（非特許文献２〜６参照）があった。
さらには、ターゲット物質の成分組成を、耐熱性を有するように調製したり、熱伝導性の向上を期待して添加物を加えたりする方法（非特許文献７〜９参照）、冷却効率を上げるため、ターゲット物質に冷却媒体を直接接触させる方法（非特許文献８〜１３参照）などがあった。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】Gelbart, W. Z., Proceedings of the 7th international workshop on targetry and target chemistry. (1997) p.190-194.
【非特許文献２】Lambrecht, R. M., J. Radioanal. Nucl. Chem. Lett., (1988) 127(2), p.143-150.
【非特許文献３】Lambrecht, R. M., Nucl. Inst. Met. Phys. Res. (1989) A282, p.296-300.
【非特許文献４】Finn, R. D., Nucl. Inst. Meth. Phys. Res. (1995) B99, p.814-816.
【非特許文献５】Weinreich, R., J. Radioanal. Nucl. Chem. Lett., (1996) 213(4), p.253-261.
【非特許文献６】Nye, J. A., Radiochim. Acta (2006) 94, p.213-216.
【非特許文献７】Van den Bosch, R., Int. J. Appl. Radiat. Isot. (1977) 28, p.255-261.
【非特許文献８】Sheh, Y., Radiochim. Acta (2000) 88, p.169-173.
【非特許文献９】Nye, J. A., Appl. Radiat. Isot. (2007) 65, p.407-412.
【非特許文献１０】Michael, H., Int. J. Appl. Radiat. Isot. (1981) 32, p.581-587.
【非特許文献１１】Scholten, B., Appl. Radiat. Isot. (1989) 40(2), p.127-132.
【非特許文献１２】Zaidi, J. H., Int. J. Appl. Radiat. Isot. (1983) 34(10), p.1425-1430.
【非特許文献１３】Qaim, S. M., Appl. Radiat. Isot. (2003) 58, p.69-78.
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、非特許文献１に記載の技術では照射室およびホットセルという遮蔽空間で荷電粒子ビームの照射と生成核種の回収を行っているが、高線量の線源を作業者の近辺へ移送させた場合の被ばくはゼロではなく無視できる量ではない上、マニピュレータによる作業が煩雑であるという問題がある。
また、流動性のある気体や液体のターゲット物質を用いて放射性核種を製造する場合、製造した放射性核種をターゲット物質とともに圧力をかけて配管中を移送させることが可能であるが、流動性のない固体のターゲット物質を用いて放射性核種を製造する場合は非特許文献１（図６）のように移送手段により放射性核種ＲＮおよび固体のターゲット物質Ｔ１を移送させたり、前記したマニピュレータで回収したりする必要がある。したがって、流動性のない固体のターゲット物質を用いた放射性核種を製造する際には、移送手段による移送中の誤動作や容器の転倒、マニピュレータによる作業の誤操作や故障等によって放射性核種の紛失や取り出し不能等が生じるおそれもある。
【０００９】
また、非特許文献２〜６の方法には、めっきや溶融・再結晶などの手法によって厚さ数十から数百μｍ程度の薄いターゲット層を調製しなければならず、その調製が困難であり、厳密なエネルギー範囲が求められる製造現場において再現性を得ることが難しいという問題がある。
【００１０】
また、非特許文献７〜９の方法には、得られる効果は大きいものの、目的とする放射性核種以外の不純物の混入があるという問題や収率が低下するという問題がある。
【００１１】
非特許文献８〜１３の方法には、保持しているターゲット物質や生成した放射性核種が冷却系配管などへ逸脱するおそれがある。逸脱したターゲット物質や放射性核種は基本的に回収不能であり、広範囲に渡って放射能汚染を引き起こすおそれがある。事実、ビーム強度の上昇によって失われる放射能が上昇していくことが確かめられている。
【００１２】
本発明は前記問題を解決するためになされたものであり、荷電粒子ビームの照射準備と照射、および製造した放射性核種の移送と回収を容易かつ安全に行うことのできる放射性核種製造装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
〔１〕前記課題を解決した本発明に係る放射性核種製造装置は、加速器から輸送されてきた荷電粒子ビームをターゲット物質に照射して放射性核種を製造する放射性核種製造装置であって、前記ターゲット物質を収めるための容器を着脱自在に固定できる固定部を有する容器固定手段と、前記容器固定手段に向けて前記加速器から輸送されてきた荷電粒子ビームを照射するビーム照射手段と、前記容器固定手段を保持して前記ビーム照射手段と着脱自在に進退させる進退手段と、前記進退手段と離間した位置に設けられ、前記容器を格納して当該容器内の放射性核種を回収する回収手段と、前記進退手段と前記回収手段との間に設けられ、前記進退手段が進出または退縮して前記ビーム照射手段から脱離した容器固定手段の固定部に対して前記容器の着脱を行い、前記固定部から脱離した容器を前記固定部と前記回収手段との間で移送させる着脱移送手段と、前記回収手段を加熱する加熱手段と、を備えたことを特徴としている。
〔２〕なお、本発明に係る放射性核種製造装置は、さらに、前記ターゲット物質を収めた容器を有するのが好ましい。
【００１４】
このように、本発明に係る放射性核種製造装置においては、容器固定手段の固定部に固定される容器内にターゲット物質を収めておくことができるので、当該容器内にターゲット物質を収めてビーム照射手段から容器固定手段に向けて荷電粒子ビームを照射することにより、ターゲット物質から放射性核種を生成することができる。また、保持した容器固定手段を進退手段で進退させるだけで当該容器固定手段とビーム照射手段の取り付けと取り外し（着脱）を行うことができる。そして、本発明においては前記した着脱移送手段を備えているので、ビーム照射手段から取り外された容器固定手段からの容器の回収と、ターゲット物質を収めた容器の容器固定手段への固定（つまり、荷電粒子ビームの照射開始前に行う照射準備）と、を容易に行うことができる。またさらに、この着脱移送手段によって、容器固定手段から取り外した（脱離した）容器を前記した容器固定手段と、容器を格納することのできる回収手段と、の間で移送させることができる。そして、加熱手段を備えているので、容器を格納した回収手段を当該加熱手段によって加熱することで容器を加熱することができる。このように、回収手段ごと容器を加熱して容器内の放射性核種を加熱し、これを揮発させることによって放射性核種の回収を行うことができる。
【００１５】
〔３〕本発明における前記ビーム照射手段は、前記荷電粒子ビームを鉛直方向から導入し、鉛直方向に照射するものであるのが好ましい。
このようにすれば、ターゲット物質が気体、液体、固体のいずれであっても、これを容器内に収めて荷電粒子ビームを鉛直方向に照射することにより放射性核種を製造することができる。これは例えば、低融点かつ熱伝導性が良くない固体のターゲット物質に荷電粒子ビームを照射し、照射した荷電粒子ビームによって当該ターゲット物質が溶融した場合であっても、溶融したターゲット物質を容器の底部に（略均一の厚さで）貯留することが可能となるため、重力によって放射性核種やターゲット物質が落下してしまうのを防止するための落下防止機構が不要となり、溶融後のターゲット物質を用いて放射線核種を製造する場合であっても十分な核反応を起こすための厚みを維持することができる結果、安定した収量を得ることが可能となる。
【００１６】
〔４〕本発明における前記進退手段は、前記ビーム照射手段近傍に設けられ、その退縮力または押圧力により前記容器固定手段を前記ビーム照射手段に密着させるのが好ましい。
このようにすれば、ビーム照射手段に対して退縮力または押圧力を付与するだけで容易かつ速やかに容器固定手段をビーム照射手段と密着させることができる。
【００１７】
〔５〕本発明における前記容器固定手段は、前記容器を冷却する冷媒を通流させる冷媒通流手段を有しているのが好ましい。
このように冷媒通流手段を有していれば、荷電粒子ビームを照射してターゲット物質や容器、容器固定手段の温度上昇を防ぐことができる。そのため、装置の負担が軽くなり、安全性も向上するので装置全体の防熱対策等の簡略化とこれによる装置の小型化を図ることが可能となる。
【００１８】
〔６〕本発明における前記着脱移送手段は、前記進退手段が進出または退縮して前記ビーム照射手段から脱離した容器固定手段および前記容器固定手段から脱離した容器のうちの少なくとも一方を水平方向に移送させる水平移送手段と、前記水平移送手段によって移送された容器固定手段から前記容器を保持して鉛直方向に移送させ、または前記水平移送手段によって移送された容器を鉛直方向に移送させて前記回収手段に格納する鉛直移送手段と、を有するのが好ましい。
【００１９】
着脱移送手段をこのような水平移送手段および鉛直移送手段とすれば、ビーム照射手段と、着脱移送手段と、回収手段とを立体的に配置することが可能となるので、装置の専有面積を小さくすることができ、装置の小型化を図ることができる。
【００２０】
〔７〕本発明における前記着脱移送手段は、前記容器固定手段を着脱自在に保持し、かつ保持した前記容器固定手段を、前記容器固定手段と前記ビーム照射手段とを着脱する第１の所定の位置と、前記第１の所定の位置とは異なる第２の所定の位置と、の間で水平方向に移送させる第１着脱移送手段と、前記容器を着脱自在に保持し、かつ保持した前記容器を、前記第２の所定の位置と、前記第１の所定の位置および前記第２の所定の位置とは異なる第３の所定の位置と、の間で水平方向に移送させる第２着脱移送手段と、前記容器を着脱自在に保持し、かつ保持した前記容器を、前記第３の所定の位置と、前記第１の所定の位置、前記第２の所定の位置および前記第３の所定の位置とは異なる位置であって前記回収手段内となる第４の所定の位置と、の間で鉛直方向に移送させる第３着脱移送手段と、を有するのが好ましい。
【００２１】
着脱移送手段をこのような第１着脱移送手段、第２着脱移送手段および第３着脱移送手段とすれば、容器固定手段の第１の所定の位置と第２の所定の位置の間の移送と、容器固定手段と容器の着脱および容器固定手段から取り外して（脱離させて）保持した容器の第２の所定の位置と第４の所定の位置との間の移送とを確実に行うことができる。つまり、荷電粒子ビームが照射されて生成された放射性核種を収める容器を第１の所定の位置から第４の所定の位置の回収手段まで確実に移送させることができ、また、回収手段で放射性核種を回収した後の容器を第４の所定の位置から再び第１の所定の位置まで確実に移送させることができる。また、ビーム照射手段と、前記した第１着脱移送手段、第２着脱移送手段および第３着脱移送手段を有する着脱移送手段と、回収手段とを立体的に配置することが可能となるので、装置の専有面積を小さくすることができ、装置の小型化を図ることができる。
【００２２】
〔８〕本発明における前記第１着脱移送手段は、前記容器を係合して保持する係合保持手段を１つ以上有しているのが好ましい。
第１着脱移送手段がこのような係合保持手段を有していれば容器を確実に保持することができるので容器の転倒等を防ぐことができる。したがって、安全かつ確実に容器を第１の所定の位置と第２の所定の位置との間を移送させることができる。また、かかる係合保持手段を２つ以上有している場合は、異なる種類のターゲット物質を保持させることができるので、生成したい放射性核種に応じてターゲット物質を使い分けることができる。
【００２３】
〔９〕本発明における前記第１着脱移送手段は、水平方向に回転するターンテーブルであるのが好ましい。
このようにすれば、ターンテーブルが定位置にて自転したり、停止したりするだけで、保持した容器固定手段を第１の所定の位置と第２の所定の位置との間で移送させることができる。また、ターンテーブルを小さくすれば装置の簡易化と小型化を図ることができ、ターンテーブルを大きくすれば、前記した係合保持手段を数多く設けることができるのでより多くの種類のターゲット物質を保持させることができる。
【００２４】
〔１０〕本発明における前記容器固定手段は前記容器を固定する本体部と、前記本体部の上に重ねる蓋部とからなり、前記第２着脱移送手段は、前記蓋部を保持する第１保持部と、前記容器を保持する第２保持部と、を有し、これらを水平方向に回転させるのが好ましい。
このように、容器固定手段の蓋部を第１保持部で保持し、容器固定手段の本体部に固定されている容器を第２保持部で保持すれば、容器固定手段から容器を確実に取り出すことができる。
【００２５】
〔１１〕また、前記第１保持部と前記第２保持部とを１つの支持部材に離間して設けるのがより好ましい。
このようにすれば、第２の所定の位置と第３の所定の位置を適切に設定することにより、第２の所定の位置で第１保持部による蓋部の保持と第２保持部による容器の保持とを行った後、少ない動作で容器を第２の所定の位置から第３の所定の位置まで移送させることができる。また、同じく少ない動作で容器を第３の所定の位置から第２の所定の位置まで移送させることができる。さらに、支持部材に離間して設けた第１保持部と第２保持部の距離を小さくすることにより、装置の小型化を図ることができる。
【００２６】
〔１２〕前記第１保持部と前記第２保持部とを同一円周上において４５〜１８０°の開き角度で設けるのがさらに好ましい。
このようにすれば、第２の所定の位置と第３の所定の位置を適切に設定することにより、第２の所定の位置で第１保持部による蓋部の保持と第２保持部による容器の保持とを行った後、より少ない動作で容器を第２の所定の位置から第３の所定の位置まで移送させることができる。また、同じくより少ない動作で第３の所定の位置から第２の所定の位置まで移送させることができる。
【００２７】
〔１３〕本発明における前記第３着脱移送手段は、前記第３の所定の位置において前記第２着脱移送手段で脱離させた前記容器を載置する載置手段と、当該載置手段を、前記第３の所定の位置と前記第４の所定の位置との間を鉛直方向に往復動させる往復動手段と、を有しているのが好ましい。
このように第３着脱移送手段は、往復動手段によって載置手段を鉛直方向に往復動させるだけで載置手段上に載置した容器を回収手段の内部に収めて加熱手段で加熱することが可能となり、また、加熱して放射性核種の回収をした後の容器を回収手段の内部から取り出すことが可能となる。
【００２８】
〔１４〕本発明における前記回収手段は、一端部が開口した大径の本管部と、前記本管部よりも小径であって、開口した一端部が前記本管部内に収められており、開口した他端部が前記本管部外に延出している第１の枝管部と、前記本管部よりも小径であって、開口した一端部が前記本管部内に収められており、開口した他端部が前記本管部外に延出している第２の枝管部と、を有し、前記第１の枝管部は、前記他端部から前記本管部内に気体を導入し、前記第２の枝管部の前記一端部は、格納される前記容器を覆うように形成され、前記第２の枝管部の前記他端部には、加熱されて揮発した前記放射性核種を捕集する捕集溶液を保持する捕集溶液保持部と、当該捕集溶液保持部を経由して送出されてきた前記気体を排出する排出部と、が設けられているのが好ましい。
【００２９】
このような回収手段とすれば、本管部の内外を連通する第１の枝管部から本管部内に気体を導入すると、導入された気体によって第２の枝管部の一端部から他端部に向けて本管部内の気体を送出することができる。本管部内の気体には加熱手段の加熱によって揮発した放射性核種が含まれているから、第２の枝管部の他端部に設けられた捕集溶液保持部の捕集溶液を経由させることにより、送出された気体に含まれる揮発した放射性核種を確実に捕集することができる。
【００３０】
〔１５〕本発明における前記回収手段は、石英製であるのが好ましい。
回収手段を石英製とすれば耐熱性に優れているため高い温度で加熱することができる。
【００３１】
〔１６〕本発明における前記加熱手段の加熱温度は１００〜１２００℃であるのが好ましい。
このようにすれば、固体のターゲット物質を用いて製造した放射性核種であっても揮発させることが可能となるので、気体や液体のターゲット物質を用いて製造した放射性核種のみならず、固体のターゲット物質を用いて製造した放射性核種も回収手段で確実に回収することができる。
【００３２】
〔１７〕本発明に係る放射性核種製造装置は、前記〔１〕から〔１６〕のうちのいずれか１項に記載の放射性核種製造装置を密閉構造の筐体内に収めるのが好ましい。
このようにすれば、万一、放射線源である放射性核種が飛散するようなことがあっても汚染範囲を筐体内に止めることができるので、汚染範囲を大幅に小さく限定できる。
【００３３】
〔１８〕本発明における前記筐体は、内部の空気を清浄する空気清浄手段を備えているのが好ましい。
このようにすれば、万一、放射線源である放射性核種が飛散するようなことがあっても速やかにかつ効果的に内部の空気を清浄化することができる。
【００３４】
〔１９〕本発明における前記筐体は、前記筐体が内部の圧力を減圧する減圧手段を備えているのが好ましい。
このようにすれば、万一、放射線源である放射性核種が飛散するようなことがあっても汚染された内部の空気を装置外に散逸するのをより確実に防止することができる。
【００３５】
〔２０〕本発明における前記筐体に複数用いられるパネル材のうちの少なくとも１つが光透過性を有する材料で形成されているか、または、前記パネル材のうちの少なくとも１つに前記筐体の内部を観察するための観察窓を設けるのが好ましい。
このようにすれば、放射性核種を製造するにあたり、例えば監視カメラ等を設置することによって、光透過性を有するパネル材またはパネル材に設けられた観察窓から製造時の様子を観察することが可能となる。
【発明の効果】
【００３６】
本発明に係る放射性核種製造装置によれば、ターゲット物質の交換、荷電粒子ビームの照射および製造した放射性核種の回収を自動的に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の第１実施形態に係る放射性核種製造装置の構成を説明する斜視図である。
【図２】回収手段の構成を説明する断面図である。
【図３】第１実施形態に係る放射性核種製造装置を密閉構造の筐体内に収めた様子を説明する斜視図である。
【図４】本発明の第２実施形態に係る放射性核種製造装置の構成を説明する斜視図である。
【図５】本発明の放射性核種製造装置の変形例を説明する斜視図である。
【図６】従来の放射性核種を製造する様子を説明する概略図である。
【図７】（ａ）および（ｂ）は、従来のターゲット物質の溶融を防止するための対処法の一例を説明する説明図である。
【図８】（ａ）および（ｂ）は、従来のターゲット物質の溶融を防止するための対処法の他の一例を説明する説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００３８】
以下、図面を参照して本発明に係る放射性核種製造装置について詳細に説明する。
はじめに、図１および図２を参照して本発明の第１実施形態に係る放射性核種製造装置１Ａの構成について説明する。
【００３９】
図１に示すように、第１実施形態に係る放射性核種製造装置１Ａは、装置外に設けられた加速器から輸送されてきた荷電粒子ビーム（以下、単にビームという。）をターゲット物質に照射して放射性核種を製造する放射性核種製造装置であって、容器固定手段２と、ビーム照射手段３と、進退手段４と、この進退手段４と離間した位置に設けられた回収手段５（図２参照）と、進退手段４と回収手段５との間に設けられた着脱移送手段６と、加熱手段７とを備えている。
【００４０】
ここで、ターゲット物質としては、常温で気体、液体および固体（粉体を含む）のものを用いることができる。気体のターゲット物質としては、例えば窒素、アルゴンなどを挙げることができ、これらを用いるとビームの照射によって例えば炭素11、カリウム38などの放射性核種を製造することができる。
また、液体のターゲット物質としては、例えば水（Ｈ216Ｏ）あるいは（Ｈ218Ｏ）などを挙げることができ、これらを用いるとビームの照射によって例えば窒素13、フッ素18などの放射性核種を製造することができる。
そして、固体のターゲット物質としては、例えばテルル124、ニッケル64などを挙げることができ、これらを用いるとビームの照射によって、例えばヨウ素124、銅64などの放射性核種を製造することができる。なお、低融点かつ熱伝導性が良くない固体のターゲット物質としては、例えばテルル、セレンおよびこれらの酸化物などを挙げることができ、これらを用いるとビームの照射によって例えばヨウ素124、臭素76などの放射性核種を製造することができる。なお、低融点かつ熱伝導性が良くない固体のターゲット物質を用いた場合であって、発熱が除熱を上回った場合、ターゲット物質の変形や融解といった熱損傷が起きる。
【００４１】
これらのターゲット物質は、ビームを照射して放射性核種を製造してもその含有量は殆ど減少しないため長期間にわたって繰り返し使用することができる。したがって、かかるターゲット物質を容器Ｃ内に収めて、一旦、容器固定手段２に固定しておけば、ターゲット物質の残量がある限り、ターゲット物質を容器Ｃ内に入れ直すことなくビームの照射準備、すなわちターゲット物質の収められた容器Ｃの容器固定手段２への固定と、容器Ｃを固定した容器固定手段２のビーム照射手段３への固定とを継続して何回でも繰り返し行うことができる。そして、これを電子制御により自動的に繰り返して行うようにすれば作業者の被ばくを最小限に抑えることができる。
【００４２】
加速器は、荷電粒子を加速してビームを取り出すことのできるものであればどのようなものでもよい。例えば１０〜３０ＭｅＶに加速したプロトンあるいはデューテロンのビームを生成できる加速器を用いることができる。このような加速器としては、例えば病院の照射室内に設置されている小型の医療用サイクロトロン（小型サイクロトロン）を挙げることができる。小型サイクロトロンは、サイクロトロンの設置面に対して水平方向に荷電粒子を加速させてビームを取り出すものでもよく、サイクロトロンの設置面に対して鉛直方向に荷電粒子を加速させてビームを取り出すものでもよいが、本発明においてはビームの照射態様から、鉛直方向にビームを取り出す後者を用いるのが好ましい。ビームの取り出しは、ビームの取り出し位置を変更することで行うことができる。具体的には荷電変換装置の取り付け場所を例えば４５〜１３５°の間で目的の角度分ずらすことで実現することが可能である。なお、水平方向に取り出されたビームに対してカーボン製の膜を近接させることで鉛直方向に曲折させることが可能であるので、前者のサイクロトロンであっても後記するビーム照射手段３にビームを導入することができることはいうまでもない。なお、ビームの入射方向は、鉛直方向および水平方向に限定されないことはいうまでもなく、斜め方向からの入射も可能である。
【００４３】
容器固定手段２は、例えば、前記したターゲット物質を収めるための容器Ｃを着脱自在に固定できる固定部２１ａを有する本体部２１と、本体部２１の上に重ねる蓋部２２とで構成することができる。なお、容器固定手段２は容器Ｃを固定することができればよく、その構造は限定されるものではない。また、本体部２１と蓋部２２にはそれぞれ、互いに対向する面において予め設定された対応する位置に、これらを位置決めする位置決め用凸部２１ｂと位置決め用穴部２２ｂを設けておくとよい。このようにすれば、本体部２１に蓋部２２を重ねたときに蓋部２２がずれてしまうなどの不具合を防止することができるだけでなく、蓋部２２の重量を用いて蓋部２２を本体部２１に組み付けられるので、蓋部２２の固定に螺子やクランプなどの手作業の要因となるものを省くことができる。また、容器固定手段２をこのような構成とすれば、本体部２１と蓋部２２とによって容器Ｃを確実に固定することができるだけでなく、蓋部２２を持ち上げて取り外すだけで、容器固定手段２の固定部２１ａから容器Ｃを他の所定の位置に移送することが可能となる。
【００４４】
また、かかる容器固定手段２は、容器Ｃを冷却する冷媒を通流させる冷媒通流手段２１ｃを有しているのが好ましい。冷媒は、水やヘリウムなどを用いることができる。冷媒の温度は例えば水であれば５〜４０℃程度、気体であれば−４０〜３０℃程度とするとよい。冷媒通流手段２１ｃは例えば、前記した位置決め用凸部２１ｂに連通穴２１ｄを設けることにより具現することができる。この連通穴２１ｄは、ビーム照射手段３に付設された配管によって冷媒循環装置（いずれも不図示）と接続可能であり、配管と連通穴２１ｄを接続することによって容器固定手段２内に冷媒を循環させることができる。また、容器固定手段２は、後記する進退手段４のチャック４１によって係合される係合部２１ｅを設けるのが好ましい。このようにすれば、進退手段４による固定をより確実に行うことができる。
【００４５】
ビーム照射手段３は、ターゲット物質を収めるための容器Ｃを固定する容器固定手段２に向けて加速器から輸送されてきたビームを照射する手段である。ビーム照射手段３としては、ビームの射出端となる所謂ビームダクトが挙げられる。
【００４６】
このビーム照射手段３は、放射性核種製造装置１Ａの設置面に対してビームを鉛直方向から導入し、鉛直方向に照射するのが好ましい。このようにすれば、ターゲット物質が気体、液体、固体のいずれであっても使用することができるだけでなく、例えば低融点かつ熱伝導性が良くない固体のターゲット物質を用いる場合であっても、ビームの照射によって溶融したターゲット物質を重力により容器Ｃの底部に集め、略均一の厚さで貯留することが可能となる。そのため、重力によって放射性核種やターゲット物質が落下してしまうのを防止するための落下防止機構が不要となり、溶融後のターゲット物質を用いて放射性核種を製造する場合であっても十分な核反応を起こすための厚みを維持することができる結果、安定した収量を得ることが可能となる。
【００４７】
したがって、溶融したターゲット物質を貯留することができるようにビームの照射方向を放射性核種製造装置１Ａの設置面に対して鉛直方向となるようにするのが好ましい。そのため前記したようにサイクロトロンの設置面に対して鉛直方向に荷電粒子を加速させてビームを取り出すものを用いるのが好ましい。
【００４８】
なお、図１においてはビームを照射するビーム照射手段３を容器固定手段２の上方に設け、ビームが下向きとなるようにしているがこれに限定されるものではない。前記したようにビームの照射は鉛直方向であればよいので容器固定手段２の下方にビーム照射手段３を設け、ビームが上向きとなるようにしてもよい。このようにビームの向きが変わっても、ビームの照射によって溶融したターゲット物質を重力により容器Ｃの底部に集め、略均一の厚さで貯留することが可能だからである。
【００４９】
なお、ビーム照射手段３によるターゲット物質へのビームの照射角度は、ターゲット物質に対して垂直（９０°）となるようにしてもよいが、若干斜めに照射するようにしてもよい。このようにすると、ビーム衝突面積を増大させ、単位面積あたりの発熱量を減少させることができる。ターゲット物質へのビームの照射角度は、例えば９０°（垂直）〜３０°とすることができる。
【００５０】
進退手段４は、容器固定手段２を保持してビーム照射手段３に対し着脱自在に進退させる手段である。進退手段４による容器固定手段２の保持は、図１に示すように複数（例えば２つから５つ程度）の係止部（係止爪）や把持部を有するチャック４１により行うことができる。また、容器固定手段２を進退させる手段としては、例えばエアシリンダや油圧シリンダなどのアクチュエータを用いることができる。かかる構成の進退手段４はビーム照射手段３近傍に設けることができる。例えば、進退手段４をビーム照射手段３に付設し、アクチュエータを退縮させたときの退縮力により容器固定手段２を引き寄せてビーム照射手段３に密着固定させるようにし、アクチュエータを進出（伸長）させることにより容器固定手段２をビーム照射手段３から脱離させるようにするのが好ましい。したがって、前記したビーム照射手段３はアクチュエータの退縮力によって破壊されない程度の強度を有するようにする必要がある。このような構成とすれば、アクチュエータをビーム照射手段３と対向する位置に設ける場合と比較してアクチュエータの設置スペースを確保したりアクチュエータ自体を高強度化させたりする措置を図らなくてもよいので装置の簡素化、小型化、軽量化を図ることができる。
【００５１】
説明の便宜上、回収手段５の説明の前に着脱移送手段６について説明する。
着脱移送手段６は、前記したように、進退手段４と後記する回収手段５との間に設けられ、進退手段４が進出してビーム照射手段３から脱離し、第１の所定の位置Ｐ1に位置した容器固定手段２の固定部２１ａに対して容器Ｃの着脱を行い、固定部２１ａから脱離した容器Ｃを、当該固定部２１ａと、後記するように放射性核種の回収を行う第４の所定の位置Ｐ4を含む回収手段５との間で移送させる手段である。
【００５２】
着脱移送手段６は、進退手段４が進出または退縮してビーム照射手段３から脱離した容器固定手段２および容器固定手段２から脱離した容器Ｃのうちの少なくとも一方を水平方向に移送させる水平移送手段と、この水平移送手段によって移送された容器固定手段２から容器Ｃを保持して鉛直方向に移送させ、または水平移送手段によって移送された容器Ｃを鉛直方向に移送させて回収手段５に格納する鉛直移送手段とを有するようにするのが好ましい。このようにすれば、ビーム照射手段３と、着脱移送手段６と、回収手段５とを立体的に配置することが可能となるので、装置の専有面積を小さくすることができ、装置の小型化を図ることができる。
【００５３】
着脱移送手段６について具体例を挙げて説明すると、図１に示すように、第１着脱移送手段６Ａと、第２着脱移送手段６Ｂと、第３着脱移送手段６Ｃとを有して構成されている。
なお、図１中の第１着脱移送手段６Ａと第２着脱移送手段６Ｂが前記した水平移送手段に相当し、第３着脱移送手段６Ｃが前記した鉛直移送手段に相当する。
【００５４】
図１に示す第１着脱移送手段６Ａは、容器固定手段２を着脱自在に保持し、かつ保持した容器固定手段２を、容器固定手段２とビーム照射手段３とを着脱する第１の所定の位置Ｐ1と、第１の所定の位置Ｐ1とは異なる第２の所定の位置Ｐ2との間で水平方向に移送させるものである。
【００５５】
このような第１着脱移送手段６Ａとしては、容器Ｃを係合して保持することのできる係合保持手段６１ａを１つ以上有した（図１ではかかる係合保持手段６１ａを４つ有している様子を示している）、水平方向において左右回転自在なターンテーブル６１などを用いることができる。なお、図１に示すターンテーブル６１の４つの係合保持手段６１ａのそれぞれに係合保持された容器固定手段２に異種のターゲット物質を収めた容器Ｃを固定すれば必要に応じて異なる種類の放射性核種を製造することが可能となる。なお、複数ある係合保持手段６１ａに同種のターゲット物質を収めた容器Ｃを固定してもよい。
【００５６】
係合保持手段６１ａは、容器固定手段２の外形、例えば容器固定手段２の平面視の形状の少なくとも一部と合致する形状に形成された凹部などとすれば容器固定手段２を好適に係合して保持することができる。
【００５７】
第２着脱移送手段６Ｂは、容器Ｃを着脱自在に保持し、かつ保持した容器Ｃを、第２の所定の位置Ｐ2と、第１の所定の位置Ｐ1および第２の所定の位置Ｐ2とは異なる第３の所定の位置Ｐ3との間で水平方向に移送させるものである。
【００５８】
ここで、前記したように容器固定手段２が容器Ｃを固定する本体部２１と、本体部２１の上に重ねる蓋部２２とからなる場合、当該第２着脱移送手段６Ｂは、蓋部２２を保持する第１保持部６２ａと、容器Ｃを保持する第２保持部６２ｂとを有するとよい。第１保持部６２ａは保持する対象である蓋部２２を保持することができ、第２保持部６２ｂは保持する対象である容器Ｃの保持と水平方向の回転を自在に行うことができればよい。したがって、このような第１保持部６２ａおよび第２保持部６２ｂとしては、例えば２〜５つ程度の係止部や把持部を有するチャックを例示することができる。また、第２保持部６２ｂが水平方向に自転することにより、容器Ｃの水平方向における角度を自在に制御することができる。
【００５９】
かかる第１保持部６２ａと第２保持部６２ｂは離間して設けておくのが好ましい。このようにすれば、第１保持部６２ａで保持した蓋部２２と第２保持部６２ｂで保持した容器Ｃとの干渉を防ぐことが可能となる。また、第１保持部６２ａと第２保持部６２ｂを同一円周上において４５〜１８０°の開き角度、具体的には９０°の開き角度で設けておくのがより好ましい。このようにすれば、保持した蓋部２２と容器Ｃとの干渉をより確実に防ぐことができる。
【００６０】
このような開き角度で第１保持部６２ａと第２保持部６２ｂを設けるには、例えば前記開き角度で形成された、同じ長さのアーム部を２つ有する略Ｌ字状のアーム部材（Ｌ字型アーム部材６２ｃ）を用い、２つの先端のそれぞれに第１保持部６２ａと第２保持部６２ｂを設ければよい。
Ｌ字型アーム部材６２ｃは、軸回りに左右回転自在であり昇降自在な軸部材６２ｄの先端部に、Ｌ字型アーム部材６２ｃの屈曲部６２ｆを着設すれば前記したように第１保持部６２ａと第２保持部６２ｂを同一円周上で移動させることができる。
【００６１】
なお、蓋部２２は平面視で容器固定手段２と略同じ大きさとなるため、第１保持部６２ａが蓋部２２を保持したまま第２保持部６２ｂが容器Ｃを移送させると安定性が悪くなるなどの理由がある場合は、第１保持部６２ａによって本体部２１から取り外した蓋部２２を一時的に載置しておく（退避させておく）載置台６２ｅを第２の所定の位置Ｐ2の近傍に設けてもよい。このようにすれば、蓋部２２を載置台６２ｅに一時的に載置しておくことができるので、容器Ｃを安定して移送することができる。
【００６２】
第３着脱移送手段６Ｃは、容器Ｃを着脱自在に保持し、かつ保持した容器Ｃを、第３の所定の位置Ｐ3と、第１の所定の位置Ｐ1、第２の所定の位置Ｐ2および第３の所定の位置Ｐ3とは異なる位置であって回収手段５内となる第４の所定の位置Ｐ4との間で鉛直方向に移送させるものである。
【００６３】
第３着脱移送手段６Ｃは、容器Ｃを回収手段５内に格納するために、例えば第３の所定の位置Ｐ3において第２着脱移送手段６Ｂで脱離させた容器Ｃを載置する載置手段６３と、当該載置手段６３を第３の所定の位置Ｐ3と第４の所定の位置Ｐ4との間を往復動できる往復動手段６４とを有するようにすることを例示することができる。
【００６４】
載置手段６３としては、例えば容器Ｃを載せることができる程度の面積を有する載置部６３ａと、当該載置部６３ａを支持する支持棒６３ｂとで構成することができる。載置部６３ａおよび支持棒６３ｂは加熱手段７の加熱によって変形や損壊等しないアルミナやセラミック、金属などを用いて作製するとよい。なお、載置部６３ａには、図示しない赤外線センサなどを用いて容器Ｃの有無の確認を行うようにするのが好適である。
【００６５】
往復動手段６４としては、前記した支持棒６３ｂと連結され、当該支持棒６３ｂを例えば上下に昇降可能なエアシリンダ、油圧シリンダ、電気モータなどのアクチュエータを用いることができる。また、このアクチュエータには載置部６３ａと後記する回収手段５とが接触する際の衝撃を緩和するためのショックアブソーバを設けておくのが好ましい。
【００６６】
回収手段５は、前記したように進退手段４と離間した位置に設けられ、容器Ｃを格納して当該容器Ｃ内の放射性核種を回収する手段である。
回収手段５は、例えば図２に示すように、往復動手段６４（図１参照）によって第４の所定の位置Ｐ4まで容器Ｃを載置して移送してきた載置部６３ａを挿入できるように一端部が開口した大径の本管部５１と、この本管部５１よりも小径であって、開口した一端部５２ａが本管部５１内に収められており、開口した他端部５２ｂが本管部５１外に延出している第１の枝管部５２と、開口した一端部５３ａが本管部５１内に収められており、開口した他端部５３ｂが本管部５１外に延出している第２の枝管部５３とを有している。本管部５１の開口した部分にはフランジ部５４を設けるのが好ましく、このフランジ部５４に載置部６３ａとの密封性を向上させるための金属製のシール部材６３ｃを取り付けておくのがより好ましい。また、このようにフランジ部５４を設けておくと、前記した載置手段６３にフランジ部５４に係止する係止ストッパを設けておくことで本管部５１と載置部６３ａの密封性をさらに向上させることができる。
【００６７】
この第１の枝管部５２は、前記した他端部５２ｂから一端部５２ａを通って本管部５１内に気体を導入できるように装置外のエアポンプやガスボンベなどの送気手段（不図示）と接続されている。第１の枝管部５２は、好ましくは本管部５１内の上方に設ける。このようにすれば、加熱して生ずる上昇気流によって導入する気体を予備的に加熱することができるので、導入された気体による回収手段５内の冷却防止を図ることができる。なお、当該気体としてはヘリウムガスや酸素ガスを用いることができる。気体は、例えば圧力を０．２〜０．３ＭＰａ程度、流速を５〜１００ｃｃ／分などとすることができる。
【００６８】
また、第２の枝管部５３の一端部５３ａは、第４の所定の位置Ｐ4に移送された容器Ｃ、つまり回収手段５内に格納された容器Ｃと接触しない程度の大きさでこれを覆う形状で形成されている。
そして、この一端部５３ａから本管部５１の中心軸に対して垂直となる方向に延出させ、さらにその一部を適宜曲折させてその開口部が下方を向くように第２の枝管部５３の他端部５３ｂが設けられている。そして、この他端部５３ｂには、加熱手段７による加熱によって揮発し、第１の枝管部５２から導入された気体によって搬送された放射性核種を捕集する捕集溶液保持部５５が設けられている。このように、第２の枝管部５３の他端部５３ｂを本管部５１の中心軸に対して垂直となる方向に延出させることにより、加熱手段７外に捕集溶液保持部５５を配置することが可能となる。したがって、加熱手段７によって発せられた熱が捕集溶液に伝達するのを低減させることができる。
【００６９】
この捕集溶液保持部５５は、放射性核種の回収時には捕集溶液保持部５５の下方に設けられた捕集溶液入出部５５ａから捕集溶液の導入と導出を行うことができるようになっているとともに、捕集溶液保持部５５の上方に設けられた排気口部５５ｂによって他端部５３ｂからの気体を排出することができるようになっている。また、第２の枝管部５３の他端部５３ｂは、導入された捕集溶液中に浸るように設けられている。
【００７０】
このようにすると、第１の枝管部５２から導入された気体によって搬送された放射性核種を第２の枝管部５３の他端部５３ｂの開口部から送出させることにより捕集溶液と接触させることができ、当該捕集溶液に溶存させて回収することが可能となる。なお、第２の枝管部５３の他端部５３ｂは、先端にいく程縮径するテーパ状とし、その開口部を小さくするのが好ましい。このようにすると、開口部から送出される気体のサイズを小さくすることができるため、気体と捕集溶液との接触面積を大きくすることが可能となる。したがって、効率よく放射性核種を捕集溶液に溶存させることが可能となる。
【００７１】
かかる回収手段５は、図２に示すように、例えばフランジ部５４と、本管部５１から延出した第２の枝管部５３と、捕集溶液保持部５５とを加熱手段７外とし、本管部５１が加熱手段７内となるようにして設けるとよい。
なお、前記した回収手段５は石英製とすると、耐熱性に優れているので後記する加熱手段７により高温で加熱されても損壊し難いため好ましい。
【００７２】
捕集溶液としては、例えば超純水、６ｍｏｌ／Ｌ以下の水酸化ナトリウム水溶液あるいは水酸化カリウム水溶液、塩酸、硫酸あるいは硝酸、過酸化水素水、メタノール、エタノール、２種の構造異性体を含むプロパノール、４種の構造異性体を含むブタノール、８種の構造異性体を含むペンチルアルコール、グリセロール、フェノール、ベンジルアルコール、アセトン、塩化メチレン（ジクロロメタン）、クロロホルム（トリクロロメタン）、四塩化炭素、ヘキサン、シクロヘキサン、ベンゼンなどの中から生成した放射性各種を捕集するのに適したものを選択して用いることができる。
【００７３】
加熱手段７は、回収手段５を加熱するものである。加熱手段７としては、例えば電気ヒーター、インダクションヒーター、マイクロウェーブなどを用いることができる。かかる加熱手段７の加熱温度は１００〜１２００℃とすれば、製造した放射性核種を揮発させることができる。加熱手段７による加熱は高温となるので、加熱手段７外に熱が伝わらないよう石綿やセラミックなどの断熱材で覆うのが好ましい。
【００７４】
容器Ｃは、加熱手段７の加熱に耐えることができ、冷媒による冷却を効率よく行うことができ、ターゲット物質や放射性核種と化学反応を起こし難い物質で形成するのがよい。このような物質としては、例えば金、白金、イリジウム、ニッケル、銅、チタン、アルミニウム、銀、タングステン、タンタル、ジルコニウム、ニオブ、クロム、モリブデン、ロジウム、パラジウム、コバルト、鉄、ニッケル合金、ステンレス鋼、セラミックスなどを挙げることができる。
【００７５】
容器Ｃには、前記した第２着脱移送手段６Ｂによる保持を容易とするため容器Ｃの一部の肉厚を薄くした凹部や溝部を設けてもよい。
また、容器Ｃの壁部には、加熱手段７の加熱によって揮発させた放射性核種を回収手段５によって回収させるため、収められているターゲット物質が漏出しない十分高い位置に例えば直径１ｍｍφ以下の大きさの貫通孔を設けるとよい。このようにすれば、かかる貫通孔を通じて容器Ｃ内から放射性核種を回収することが可能となる。
【００７６】
さらに、この容器Ｃには周回りにその一部を突出させた係止爪（不図示）を設けておき、前記した容器固定手段２には当該係止爪が嵌入可能な係止穴（不図示）と、この係止穴から連続して設けられた係止溝（不図示）を適宜設けておくことができる。なお、係止溝は、係止爪の嵌入方向に対して垂直な方向に容器Ｃを９０°程度回転できるように任意の長さで形成することができる。このようにすると、容器Ｃの係止爪を容器固定手段２の係止穴に嵌入し、さらに容器Ｃを係止溝に沿って回転させると、容器Ｃと容器固定手段２の固定を確実なものとすることができる。
このような、容器Ｃの係止爪と容器固定手段２の係止穴の係合（嵌入）、および容器Ｃの回転は、前記した第２保持部６２ｂにより行うことができる。
【００７７】
また、容器Ｃは、ターゲット物質を収めた後、開口している開口部を金属箔（いずれも不図示）で封止するのがよい。金属箔での封止は、ＥＢＷ（Electronic Beam Welding）によって行うことができるが、例えば図示しない押さえリングを内挿または外挿させ、当該押さえリングと開口部とによって前記した金属箔を固定してもよい。金属箔は容器Ｃと同様の物質を用いて作製することができ、その厚さは例えば５０μｍなどとすることができる。かかる金属箔で開口部を封止することにより、生成した放射性核種が回収手段５にて回収する前に揮発して損失してしまうのを防ぐことができる。
【００７８】
本発明に係る放射性核種製造装置１Ａは、図３に示すように、前記した各構成要素を密閉構造の筐体１０内に収めるのが好ましい。万一、放射線源である放射性核種が飛散するようなことがあっても汚染範囲を筐体１０内に止めることができるからである。
【００７９】
このような密閉構造の筐体１０は、例えば、任意の箇所にネジ穴（不図示）を形成した支柱１１と、当該支柱１１のネジ穴と対応する位置にネジ穴（不図示）を形成した複数枚のパネル材１２とを用い、これらのネジ穴が一致するように配置して当該ネジ穴にネジ（不図示）を螺入して固定することで形成することができる。かかるパネル材１２により筐体１０の内外を隔絶することができる。なお、支柱１１およびパネル材１２のいずれか一方に密閉性を高めるためのシール部材（不図示）を設けてもよい。
【００８０】
支柱１１は、例えばＬ型鋼、Ｈ型鋼、平鋼などの鉄鋼材を用いて形成することができ、前記したパネル材１２は、鋼板、アルミニウム板、樹脂板、強化ガラス板などを用いて形成することができる。これらの中でも樹脂板は、軽量かつ高強度であるため取り扱いが容易であるため好ましく、さらに、アクリル板などの透過性を有するものを用いるとパネル材１２を取り外さなくても筐体１０内の確認、観察を行うことができるのでより好ましい。なお、透過性を有しないパネル材１２であっても、放射性核種製造装置１Ａの必要な箇所について内部を観察することができる観察窓１２ｄを設けることで筐体１０内の確認、観察を行うことが可能となる。
【００８１】
なお、樹脂板や強化ガラス板などの金属以外の材質でできたパネル材１２を用いるときは、その周囲をステンレス材やアルミニウム材などの金属製の枠部材１２ａで囲ってもよい。また、パネル材１２には、当該パネル材１２を持ち易いように例えばコ字状の把持部材１２ｂを設けてもよい。さらに、パネル材１２の一部に、筐体１０内へのアクセスを容易とするための窓部１２ｃを設けてもよい。
【００８２】
また、筐体１０には、筐体１０内の空気を清浄する空気清浄手段１３を備えるのが好ましい。
空気清浄手段１３は、筐体１０内で開口する吸入口１３ａと、例えば活性炭フィルタやＨＥＰＡフィルタ（High Efficiency Particulate Air Filter）、ＵＬＰＡフィルタ（Ultra Low Penetration Air Filter）などのろ過フィルタ１３ｂと、このろ過フィルタ１３ｂの下流に設けられ、このろ過フィルタ１３ｂを介して筐体１０内の空気を引き込むように送風するブロワやファンなどの送風機１３ｃと、を備えた空気清浄機を用いることができる。なお、ブロワとは、圧縮比１．１〜２程度で送風することのできる送風機をいい、ファンとは、圧縮比１．１以下で送風することのできる送風機をいう。このようにすれば、効率的に空気の清浄を行うことができる。
【００８３】
送風機１３ｃによって引き込まれ、空気清浄手段１３によって清浄化された空気は、筐体１０内に設けられた排出口１３ｄから再び筐体１０内に戻されるようにするのが好ましい。このように、筐体１０内で空気を循環させることにより、万一、放射線源である放射性核種が飛散するようなことがあっても速やかにかつ効果的に内部の空気を清浄化することができる。
【００８４】
さらに、筐体１０には、筐体１０内の圧力を減圧する減圧手段１４を備えるのが好ましい。減圧手段１４は、市販されている排気ポンプを用いることができる。減圧手段１４は、前記した空気清浄手段１３、少なくともろ過フィルタ１３ｂを介して接続されるのが好ましい。かかる減圧手段１４による減圧は、筐体１０内の圧力が大気圧より１０Ｐａ程度低くなるようにすればよい。このようにすれば、万一、放射線源である放射性核種が飛散するようなことがあっても汚染された内部の空気を装置外に散逸するのをより確実に防止することができる。
【００８５】
その他、筐体１０には、ビーム照射手段３へのビームの輸送を可能とさせるための接続部１０ａや、回収手段５によって回収された放射性核種の装置外（筐体１０外）への輸送を可能とさせるための放射性核種輸送手段（不図示）や各手段等の制御、電力供給等を可能とするポート（不図示）などが適宜に設けられている。
【００８６】
なお、放射性核種製造装置１Ａの近傍にはさらに、当該装置から放出される放射線をより確実に遮蔽するための遮蔽体１５を設けてもよい。遮蔽体１５は床面に固設したものであっても構わないが、放射性核種製造装置１Ａにアクセスしたいとき、作業場所近傍を遮蔽したいときなど、状況に応じて適宜移動させることができるように、床面に設けたレール１５ａ上を設け、このレール１５ａ上をスライドさせるようにするのが好ましい。このようにすれば遮蔽体１５を容易に移動させることができる。
【００８７】
引き続き、図１を参照して本発明の第１実施形態に係る放射性核種製造装置１Ａの動作について説明する。
まず、ビームの照射準備からビームの照射、容器Ｃの移送、容器Ｃからの放射性核種の回収を経て次回のビームの照射準備を行う動作の概略を説明すると、以下のようになる。
【００８８】
図１に示すように、進退手段４が、内部にターゲット物質が収められた容器Ｃを固定部２１ａに固定した容器固定手段２を保持し、これをビーム照射手段３に向けて退縮させ、密着固定する。この状態でビームの照射準備は完了するので、続いてビームの照射を行う。
ビームの照射後は、進退手段４を進出させてビーム照射手段３に密着させた容器固定手段２を脱離させ、着脱移送手段６に保持させる。そして、着脱移送手段６は容器固定手段２から容器Ｃを把持して取り出して移送し、加熱手段７内の回収手段５に格納する。
次に、回収手段５に格納した容器Ｃを加熱手段７によって加熱し、容器Ｃ内にある放射性核種を回収して装置外へ輸送する。
放射性核種を回収した容器Ｃは再び着脱移送手段６によって移送され、容器固定手段２の固定部２１ａに固定される。そして、進退手段４は、容器Ｃを固定した容器固定手段２を保持し、これをビーム照射手段３に向けて退縮させ、密着固定する。容器Ｃ内には、前回のビームの照射によって生成された放射性核種は既に回収されており、ターゲット物質が残存しているので、これにより次回のビームの照射準備を完了させることができる。
【００８９】
前記した放射性核種製造装置１Ａの動作について、ヨウ素１２４の製造を例にして、より具体的に説明する。
【００９０】
まだビームを照射していない新規のターゲット物質を収めた容器Ｃを用いて行うビームの照射準備は次のようにして行う。
容器固定手段２の本体部２１の中にターゲット物質（二酸化テルル（124ＴｅＯ2））を収めた容器Ｃを置く。このとき、容器Ｃの係止爪を容器固定手段２の係止穴に係止させ、容器Ｃを９０°回転させて固定する。その後、容器固定手段２の本体部２１の上に蓋部２２を重ねて自身の重量で固定し、ターンテーブル６１の係合保持手段６１ａに係合保持させる。ここまでは被ばくのおそれはないので作業者の手作業により行っても構わない。
【００９１】
次に、ターンテーブル６１の係合保持手段６１ａに係合保持させた容器固定手段２を用いてビームの照射準備を行う。
ターンテーブル６１の係合保持手段６１ａに係合されて保持された容器固定手段２を、ターンテーブル６１を回転させて第１の所定の位置Ｐ1に移送する。容器固定手段２が第１の所定の位置Ｐ1まで移送されたら、アクチュエータ（進退手段４）でチャック４１を進出させ、容器固定手段２の係合部２１ｅに係合させる。チャック４１が容器固定手段２の係合部２１ｅを係合したらアクチュエータで当該チャック４１を退縮させ、容器固定手段２をビーム照射手段３に密着固定させる。容器固定手段２とビーム照射手段３の密着固定が完了したら、図示しない冷媒循環装置と接続された配管と連結した連通穴２１ｄから容器固定手段２内にターゲット物質を冷却するための冷媒を通流させる。
【００９２】
容器固定手段２内に冷媒を通流させ、準備が整ったら加速器からビームを輸送させてビーム照射手段３により、容器固定手段２に固定された容器Ｃに向けてビームの照射を行う。これにより、ターゲット物質に核反応を起こさせ、放射性核種を生成させる。
【００９３】
ビームの照射が終了した後は、ターゲット物質冷却用の冷媒を排出した後、アクチュエータを進出させてビーム照射手段３と容器固定手段２の密着固定を解き、当該容器固定手段２を下方に移送させて第１の所定の位置Ｐ1にあるターンテーブル６１の係合保持手段６１ａに係合保持させる。次いでターンテーブル６１を回転させて容器固定手段２を第２の所定の位置Ｐ2に移送する。
【００９４】
容器固定手段２を第２の所定の位置Ｐ2に移送させたら、Ｌ字型アーム部材６２ｃの第１保持部６２ａとして機能するチャックが容器固定手段２上に位置するようにＬ字型アーム部材６２ｃを回転させる。しかる後、Ｌ字型アーム部材６２ｃを降下させて当該チャック（第１保持部６２ａ）により容器固定手段２の蓋部２２を把持させる。そして、Ｌ字型アーム部材６２ｃを上昇させて蓋部２２を保持した第１保持部６２ａが載置台６２ｅ上に位置するように回転させ、載置台６２ｅ上に第１保持部６２ａが到着したらこれを降下し、第１保持部６２ａを開いて当該載置台６２ｅ上に蓋部２２を載置する。
【００９５】
第１保持部６２ａが蓋部２２を載置台６２ｅに載置すると、他方の第２保持部６２ｂとして機能するチャックは蓋部２２が取り外されて露出した容器Ｃを保持することのできる状態となっているので、第２保持部６２ｂを閉じて容器Ｃを保持する。第２保持部６２ｂが容器Ｃを保持したらＬ字型アーム部材６２ｃを上昇させて回転させる。そして、第２保持部６２ｂが第３の所定の位置Ｐ3の上方に到着したらＬ字型アーム部材６２ｃを降下させ、第２保持部６２ｂに保持された容器Ｃを第３の所定の位置Ｐ3に移送させる。
【００９６】
第３の所定の位置Ｐ3には容器Ｃを回収手段５内に格納するための載置部６３ａがあるので、当該載置部６３ａに容器Ｃを載置して第２保持部６２ｂを開いて容器Ｃを第２保持部６２ｂから脱離させる。その後、Ｌ字型アーム部材６２ｃを上昇させて回転させ、第２保持部６２ｂが載置部６３ａと回収手段５の間において障害とならないよう退避させる。
【００９７】
そして、アクチュエータ（往復動手段６４）により載置部６３ａを上昇させ、図２に示すように、当該載置部６３ａに載置した容器Ｃを第４の所定の位置Ｐ4に移送する。この第４の所定の位置Ｐ4は回収手段５内にあるため、この位置に容器Ｃを移送することで容器Ｃを回収手段５内に格納することができる。容器Ｃが第４の所定の位置Ｐ4に移送されると、載置手段６３のシール部材６３ｃが回収手段５のフランジ部５４と当接するため、本管部５１内を密封することができる。
【００９８】
次いで、密封した本管部５１内に第１の枝管部５２の他端部５２ｂから、送気手段によって気体を導入する。本管部５１は密封されているので、導入された気体は、第２の枝管部５３の一端部５３ａから他端部５３ｂを通り、捕集溶液保持部５５を経由して排気口部５５ｂから排出される。
【００９９】
気体の流速が安定したら加熱手段７により回収手段５を加熱する。これにより、当該回収手段５内に格納されている容器Ｃの加熱を行うことができ、結果的に容器Ｃ内のターゲット物質表面から放射性核種を遊離することができる。遊離（揮発）した放射性核種は、第１の枝管部５２から導入される気体によって第２の枝管部５３の一端部５３ａから他端部５３ｂを通り、捕集溶液保持部５５に移送される。
【０１００】
捕集溶液保持部５５は、加熱に先立って生成した放射性核種を回収するのに適した（相溶性の良い）捕集溶液を捕集溶液入出部５５ａから導入しておくことにより、導入された気体によって移送された放射性核種を捕集溶液と接触させることができ、これを捕集することが可能となる。
【０１０１】
放射性核種を捕集した捕集溶液は捕集溶液入出部５５ａから導出される。このとき、前記した排気口部５５ｂを図示しない開閉弁によって閉止すれば、第１の枝管部５２から導入された気体は捕集溶液入出部５５ａから排出されようとするので、当該気体の圧力によって捕集溶液の排出を好適に行うことができる。捕集溶液入出部５５ａから導出された捕集溶液は気体により装置外に圧送される。
【０１０２】
放射性核種の回収を行った後の容器Ｃは、以上に説明した順序と逆の動作が行われることで次回のビームの照射準備を完了することができる。
【０１０３】
すなわち、加熱手段７による加熱を停止し、加熱手段７の温度が室温程度に下がったら載置手段６３を降下させてフランジ部５４と載置手段６３を離し、容器Ｃを第４の所定の位置Ｐ4から第３の所定の位置Ｐ3に移送する。
【０１０４】
容器Ｃが第３の所定の位置Ｐ3に移送されたらチャック（第２保持部６２ｂ）を回転させて第３の所定の位置Ｐ3の上、すなわち容器Ｃの上に移動させ、降下させる。そして、第２保持部６２ｂを閉じて容器Ｃを保持したらＬ字型アーム部材６２ｃを上昇させてこれを回転させることにより第２保持部６２ｂを第２の所定の位置Ｐ2の上方に移動させる。
【０１０５】
第２保持部６２ｂを第２の所定の位置Ｐ2の上方に移動させたら、Ｌ字型アーム部材６２ｃを降下させる。これにより容器Ｃを第２の所定の位置Ｐ2に移送することができる。この第２の所定の位置Ｐ2には、ターンテーブル６１の係合保持手段６１ａに係合保持された容器固定手段２があるので、容器固定手段２の固定部２１ａに容器Ｃを嵌入して第２保持部６２ｂを水平方向に９０°回転させ、容器Ｃを固定した後、第２保持部６２ｂを開いて容器Ｃを脱離させる。
また、このとき、一方の第１保持部６２ａは載置台６２ｅの蓋部２２を保持できる状態にあるので第１保持部６２ａを閉じてこれを保持する。
【０１０６】
しかる後、Ｌ字型アーム部材６２ｃを上昇させて蓋部２２を保持する第１保持部６２ａが容器固定手段２の上方に位置するように回転させ、蓋部２２が当該位置に到着したらＬ字型アーム部材６２ｃを降下させる。第１保持部６２ａの保持する蓋部２２を本体部２１に重ねたら第１保持部６２ａを開いて蓋部２２を脱離させる。このとき、蓋部２２の位置決め用穴部２２ｂと、本体部２１の位置決め用凸部２１ｂとを一致させる。
【０１０７】
第１保持部６２ａが蓋部２２を脱離させたら、Ｌ字型アーム部材６２ｃを再び上昇させ、次いで行うターンテーブル６１の回転の妨げとならないようにする。Ｌ字型アーム部材６２ｃを上昇させたらターンテーブル６１を回転させて第１の所定の位置Ｐ1に容器固定手段２を移送する。
【０１０８】
第１の所定の位置Ｐ1に容器固定手段２が移送されたら、進退手段４によりチャック４１を進出させて容器固定手段２を保持して固定した後、進退手段４を退縮させて容器固定手段２をビーム照射手段３に密着固定する。これにより、次回のビームの照射準備を完了することができる。
【０１０９】
以上に説明したように、本発明に係る放射性核種製造装置１Ａの構成および動作によれば、ビームの照射準備と照射、および製造した放射性核種の移送と回収を自動的に行うことができる。そのため、作業者の被ばくを最小限に抑えることができる。
また、本発明に係る放射性核種製造装置１Ａによれば、ターゲット物質の厚さの調整を行わなくてよいため、厳密なエネルギー範囲が求められる製造現場においても再現性を得ることが容易であり、また、添加物等を添加しなくてもすむので目的とする放射性核種以外の不純物の混入もなく、保持しているターゲット物質や生成した放射性核種が冷却系配管などへ逸脱するおそれもないという利点がある。
また、本発明に係る放射性核種製造装置１Ａが密封構造の筐体１０を有する場合、さらに、万一、放射線源である放射性核種が飛散するようなことがあっても汚染範囲を大幅に小さく限定できるという利点がある。
【０１１０】
以上に説明した本発明に係る放射性核種製造装置１Ａは、テルル124（124Ｔｅ）を含む二酸化テルル（124ＴｅＯ2）をターゲット物質として用い、これに約１２ＭｅＶに加速したプロトンを照射して124Ｔｅ(p,n)124Ｉ反応を行い、ヨウ素124（124Ｉ）を生成させ、これを放射性核種として回収させると、得られた124Ｉはビーム照射終了時換算で２３０μＣｉ／μＡｈの収率を与えた。また、124Ｉの回収効率は９３％以上であった。
【０１１１】
以上、図１および図２を参照して本発明の第１実施形態に係る放射性核種製造装置１Ａについて説明したが、本発明の内容はこれに限定されるものではない。
以下に、図４を参照して本発明の第２実施形態に係る放射性核種製造装置１Ｂについて説明する。なお、既に詳述した第１実施形態に係る放射性核種製造装置１Ａと同一の構成には同一の符号を付し、重複する説明を省略することとする。
【０１１２】
図４に示すように、第２実施形態に係る放射性核種製造装置１Ｂは、図１に示した第１実施形態に係る放射性核種製造装置１Ａで説明した加熱手段７および回収手段５を、放射性核種製造装置１Ａの第２の所定の位置Ｐ2の上方に位置するように配置するとともに、第２の所定の位置Ｐ2の下方に載置手段６３を配置している。
【０１１３】
つまり、第２実施形態に係る放射性核種製造装置１Ｂの構成は、第１実施形態に係る放射性核種製造装置１Ａの構成と比較して第２着脱移送手段６Ｂを省略し、第１着脱移送手段６Ａに引き続いて第３着脱移送手段６Ｃが配置される構成となっており、放射性核種製造装置１Ａの第２の所定の位置Ｐ2と、放射性核種製造装置１Ｂの第３の所定の位置Ｐ3とは同じ位置になる。そのため、第２実施形態に係る放射性核種製造装置１Ｂにおいては、第１の所定の位置Ｐ1の後に第３の所定の位置Ｐ3が続き、さらにその後に第４の所定の位置Ｐ4が続く構成となる。
第２実施形態に係る放射性核種製造装置１Ｂをこのように構成すると、よりいっそう装置の簡略化および小型化を図ることができるので好ましい。
なお、図４中の第１着脱移送手段６Ａが前記した水平移送手段に相当し、第３着脱移送手段６Ｃが前記した鉛直移送手段に相当する。
【０１１４】
ここで、第２実施形態に係る放射性核種製造装置１Ｂの場合、第３の所定の位置Ｐ3（第１実施形態に係る放射性核種製造装置１Ａの第２の所定の位置Ｐ2）において往復動手段６４による載置手段６３の往復動を可能とするために、ターンテーブル６１に設けられる係合保持手段６１ａを２つ以上有するようにし、かつその中の少なくとも１つの係合保持手段６１ａには容器固定手段２を係合保持させないでブランクの状態とするか、または、ターンテーブル６１の上面から下面にかけて貫通するようにその一部を切り欠くかする必要がある（図４は前者の構成を採用した様子を示している。）。このようにすれば、前記したブランクまたは切り欠いた部分を利用して往復動手段６４による載置手段６３の往復動を行うことができる。
【０１１５】
この第２実施形態に係る放射性核種製造装置１Ｂの場合、次のように動作することで、第１実施形態に係る放射性核種製造装置１Ａと同様に照射準備と照射、および製造した放射性核種の移送と回収を経て次回のビームの照射準備を行うことができる。
【０１１６】
なお、ビームを照射していない新規のターゲット物質を収めた容器Ｃを用いて行うビームの照射準備、ターンテーブル６１の係合保持手段６１ａに係合保持させた容器固定手段２を用いたビームの照射準備、容器固定手段２に固定された容器Ｃに向けたビームの照射、および、ビームの照射が終了した後、容器固定手段２を第３の所定の位置Ｐ3に移送し、第２保持部６２ｂが容器Ｃを保持するまでの動作は、第１実施形態に係る放射性核種製造装置１Ａと同様にして行うことができるので、詳細な説明を省略する。
【０１１７】
ビームの照射を終了した後、第１実施形態に係る放射性核種製造装置１Ａと同様にして第２保持部６２ｂが容器Ｃを保持したらＬ字型アーム部材６２ｃを上昇させ、ターンテーブル６１を回転させて前記したブランクまたは切り欠いた部分がターンテーブル６１の下方であって第３の所定の位置Ｐ3の下方に配置された載置手段６３をターンテーブル６１と略同じ高さまで上昇させる。次いで、容器Ｃを保持した第２保持部６２ｂを降下させ、容器Ｃが載置手段６３の載置部６３ａに当接したら第２保持部６２ｂを開いて当該載置部６３ａ上に容器Ｃを載置する。その後、Ｌ字型アーム部材６２ｃを上昇させて回転させ、第２保持部６２ｂが載置部６３ａと回収手段５の間において障害とならないよう退避させる。
【０１１８】
そして、アクチュエータ（往復動手段６４）により載置部６３ａを上昇させ、当該載置部６３ａに載置した容器Ｃを第４の所定の位置Ｐ4に移送し、第１実施形態に係る放射性核種製造装置１Ａと同様にして放射性核種を回収する。放射性核種の回収後、加熱手段７による加熱を停止し、加熱手段７の温度が室温程度に下がったら、載置手段６３を降下させてフランジ部５４と載置手段６３を離し、容器Ｃを第４の所定の位置Ｐ4から下方の第３の所定の位置Ｐ3に移送する。
【０１１９】
容器Ｃが第３の所定の位置Ｐ3に移送されたら第２保持部６２ｂを回転させて第３の所定の位置Ｐ3の上、すなわち容器Ｃの上に移動させ、降下させる。そして、第２保持部６２ｂを閉じて容器Ｃを保持したらＬ字型アーム部材６２ｃを上昇させ、ターンテーブル６１を回転させる。ターンテーブル６１を回転させることによって容器Ｃを保持した第２保持部６２ｂの下方に容器固定手段２が到着したらＬ字型アーム部材６２ｃを下降させ、容器固定手段２の固定部２１ａに容器Ｃを嵌入して第２保持部６２ｂを水平方向に９０°回転させて容器Ｃを固定した後、第２保持部６２ｂを開いて容器Ｃを脱離させる。
また、このとき、一方の第１保持部６２ａは載置台６２ｅの蓋部２２を保持できる状態にあるので第１保持部６２ａを閉じてこれを保持する。
【０１２０】
しかる後、Ｌ字型アーム部材６２ｃを上昇させて蓋部２２を保持する第１保持部６２ａが容器固定手段２の上方に位置するように回転させ、蓋部２２が当該位置に到着したらＬ字型アーム部材６２ｃを降下させる。第１保持部６２ａの保持する蓋部２２を本体部２１に重ねたら第１保持部６２ａを開いて蓋部２２を脱離させる。このとき、蓋部２２の位置決め用穴部２２ｂと、本体部２１の位置決め用凸部２１ｂとを一致させる。
【０１２１】
第１保持部６２ａが蓋部２２を脱離させたら、Ｌ字型アーム部材６２ｃを再び上昇させ、次いで行うターンテーブル６１の回転の妨げとならないようにする。Ｌ字型アーム部材６２ｃを上昇させたらターンテーブル６１を回転させて第１の所定の位置Ｐ1に容器固定手段２を移送する。
【０１２２】
第１の所定の位置Ｐ1に容器固定手段２が移送されたら、進退手段４によりチャック４１を進出させて容器固定手段２を保持して固定した後、進退手段４を退縮させて容器固定手段２をビーム照射手段３に密着固定する。これにより、次回のビームの照射準備を完了することができる。
【０１２３】
また、第１実施形態に係る放射性核種製造装置１Ａおよび第２実施形態に係る放射性核種製造装置１Ｂの変形例として次のものを挙げることができる。
例えば、図５に示すように、進退手段４をビーム照射手段３の下方に設けてもよい。このようにすると、第１の所定の位置Ｐ1で容器固定手段２を押し上げるように進退手段４を進出させれば、その押圧力により容器固定手段２をビーム照射手段３に密着固定させることができる。またこれとは反対に、進退手段４を退縮させれば密着固定を解くことができ、ビーム照射手段３と容器固定手段２を離間させることができる。この変形例における進退手段４は、放射性核種製造装置１Ａ，１Ｂと同様にエアシリンダや油圧シリンダなどのアクチュエータを用いることができる。
【０１２４】
また、放射性核種製造装置１Ａ，１Ｂでは、本体部２１と蓋部２２の着脱を第１保持部６２ａにて行ったが、チャック４１を適宜動作させて蓋部２２を保持させるようにしてもよい。
【符号の説明】
【０１２５】
１Ａ，１Ｂ 放射性核種製造装置
２ 容器固定手段
２１ 本体部
２１ａ 固定部
２１ｂ 位置決め用凸部
２１ｃ 冷媒通流手段
２１ｄ 連通穴
２１ｅ 係合部
２２ 蓋部
２２ｂ 位置決め用穴部
３ ビーム照射手段
４ 進退手段
４１ チャック
５ 回収手段
５１ 本管部
５２ 第１の枝管部
５２ａ 一端部
５２ｂ 他端部
５３ 第２の枝管部
５３ａ 一端部
５３ｂ 他端部
５４ フランジ部
５５ 捕集溶液保持部
５５ａ 捕集溶液入出部
５５ｂ 排気口部
６ 着脱移送手段
６Ａ 第１着脱移送手段
６Ｂ 第２着脱移送手段
６Ｃ 第３着脱移送手段
６１ ターンテーブル
６１ａ 係合保持手段
６２ａ 第１保持部
６２ｂ 第２保持部
６２ｃ Ｌ字型アーム部材
６２ｄ 軸部材
６２ｅ 載置台
６２ｆ 屈曲部
６３ 載置手段
６３ａ 載置部
６３ｂ 支持棒
６３ｃ シール部材
６４ 往復動手段
７ 加熱手段
１０ 筐体
１０ａ 接続部
１１ 支柱
１２ パネル材
１２ａ 枠部材
１２ｂ 把持部材
１２ｃ 窓部
１２ｄ 観察窓
１３ 空気清浄手段
１３ａ 吸入口
１３ｂ ろ過フィルタ
１３ｃ 送風機
１３ｄ 排出口
１４ 減圧手段
１５ 遮蔽体
１５ａ レール
Ｃ 容器
【特許請求の範囲】
【請求項１】
加速器から輸送されてきた荷電粒子ビームをターゲット物質に照射して放射性核種を製造する放射性核種製造装置であって、
前記ターゲット物質を収めるための容器を着脱自在に固定できる固定部を有する容器固定手段と、
前記容器固定手段に向けて前記加速器から輸送されてきた荷電粒子ビームを照射するビーム照射手段と、
前記容器固定手段を保持して前記ビーム照射手段と着脱自在に進退させる進退手段と、
前記進退手段と離間した位置に設けられ、前記容器を格納して当該容器内の放射性核種を回収する回収手段と、
前記進退手段と前記回収手段との間に設けられ、前記進退手段が進出または退縮して前記ビーム照射手段から脱離した容器固定手段の固定部に対して前記容器の着脱を行い、前記固定部から脱離した容器を前記固定部と前記回収手段との間で移送させる着脱移送手段と、
前記回収手段を加熱する加熱手段と、
を備えたことを特徴とする放射性核種製造装置。
【請求項２】
さらに、前記ターゲット物質を収めた容器を有することを特徴とする請求項１に記載の放射性核種製造装置。
【請求項３】
前記ビーム照射手段が、前記荷電粒子ビームを鉛直方向から導入し、鉛直方向に照射することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の放射性核種製造装置。
【請求項４】
前記進退手段は、前記ビーム照射手段近傍に設けられ、その退縮力または押圧力により前記容器固定手段を前記ビーム照射手段に密着させることを特徴とする請求項１から請求項３のうちのいずれか１項に記載の放射性核種製造装置。
【請求項５】
前記容器固定手段は、前記容器を冷却する冷媒を通流させる冷媒通流手段を有していることを特徴とする請求項１から請求項４のうちのいずれか１項に記載の放射性核種製造装置。
【請求項６】
前記着脱移送手段が、
前記進退手段が進出または退縮して前記ビーム照射手段から脱離した容器固定手段および前記容器固定手段から脱離した容器のうちの少なくとも一方を水平方向に移送させる水平移送手段と、
前記水平移送手段によって移送された容器固定手段から前記容器を保持して鉛直方向に移送させ、または前記水平移送手段によって移送された容器を鉛直方向に移送させて前記回収手段に格納する鉛直移送手段と、
を有することを特徴とする請求項１から請求項５のうちのいずれか１項に記載の放射性核種製造装置。
【請求項７】
前記着脱移送手段が、
前記容器固定手段を着脱自在に保持し、かつ保持した前記容器固定手段を、前記容器固定手段と前記ビーム照射手段とを着脱する第１の所定の位置と、前記第１の所定の位置とは異なる第２の所定の位置と、の間で水平方向に移送させる第１着脱移送手段と、
前記容器を着脱自在に保持し、かつ保持した前記容器を、前記第２の所定の位置と、前記第１の所定の位置および前記第２の所定の位置とは異なる第３の所定の位置と、の間で水平方向に移送させる第２着脱移送手段と、
前記容器を着脱自在に保持し、かつ保持した前記容器を、前記第３の所定の位置と、前記第１の所定の位置、前記第２の所定の位置および前記第３の所定の位置とは異なる位置であって前記回収手段内となる第４の所定の位置と、の間で鉛直方向に移送させる第３着脱移送手段と、
を有することを特徴とする請求項１から請求項５のうちのいずれか１項に記載の放射性核種製造装置。
【請求項８】
前記第１着脱移送手段は、前記容器を係合して保持する係合保持手段を１つ以上有していることを特徴とする請求項７に記載の放射性核種製造装置。
【請求項９】
前記第１着脱移送手段が水平方向に回転するターンテーブルであることを特徴とする請求項７または請求項８に記載の放射性核種製造装置。
【請求項１０】
前記容器固定手段は前記容器を固定する本体部と、前記本体部の上に重ねる蓋部とからなり、
前記第２着脱移送手段は、前記蓋部を保持する第１保持部と、前記容器を保持する第２保持部と、を有し、これらを水平方向に回転させることを特徴とする請求項７から請求項９のうちのいずれか１項に記載の放射性核種製造装置。
【請求項１１】
前記第１保持部と前記第２保持部とを１つの支持部材に離間して設けたことを特徴とする請求項１０に記載の放射性核種製造装置。
【請求項１２】
前記第１保持部と前記第２保持部とを同一円周上において４５〜１８０°の開き角度で設けたことを特徴とする請求項１０または請求項１１に記載の放射性核種製造装置。
【請求項１３】
前記第３着脱移送手段は、
前記第３の所定の位置において前記第２着脱移送手段で脱離させた前記容器を載置する載置手段と、
当該載置手段を、前記第３の所定の位置と前記第４の所定の位置との間を鉛直方向に往復動させる往復動手段と、
を有していることを特徴とする請求項７から請求項１２のうちのいずれか１項に記載の放射性核種製造装置。
【請求項１４】
前記回収手段は、
一端部が開口した大径の本管部と、
前記本管部よりも小径であって、開口した一端部が前記本管部内に収められており、開口した他端部が前記本管部外に延出している第１の枝管部と、前記本管部よりも小径であって、開口した一端部が前記本管部内に収められており、開口した他端部が前記本管部外に延出している第２の枝管部と、を有し、
前記第１の枝管部は、前記他端部から前記本管部内に気体を導入し、
前記第２の枝管部の前記一端部は、格納される前記容器を覆うように形成され、
前記第２の枝管部の前記他端部には、加熱されて揮発した前記放射性核種を捕集する捕集溶液を保持する捕集溶液保持部と、当該捕集溶液保持部を経由して送出されてきた前記気体を排出する排出部と、が設けられている
ことを特徴とする請求項１から請求項１３のうちのいずれか１項に記載の放射性核種製造装置。
【請求項１５】
前記回収手段が石英製であることを特徴とする請求項１から請求項１４のうちのいずれか１項に記載の放射性核種製造装置。
【請求項１６】
前記加熱手段の加熱温度が１００〜１２００℃であることを特徴とする請求項１から請求項１５のうちのいずれか１項に記載の放射性核種製造装置。
【請求項１７】
請求項１から請求項１６のうちのいずれか１項に記載の放射性核種製造装置を密閉構造の筐体内に収めたことを特徴とする放射性核種製造装置。
【請求項１８】
前記筐体が内部の空気を清浄する空気清浄手段を備えていることを特徴とする請求項１７に記載の放射性核種製造装置。
【請求項１９】
前記筐体が内部の圧力を減圧する減圧手段を備えていることを特徴とする請求項１７または請求項１８に記載の放射性核種製造装置。
【請求項２０】
前記筐体に複数用いられるパネル材のうちの少なくとも１つが光透過性を有する材料で形成されているか、または、前記パネル材のうちの少なくとも１つに前記筐体の内部を観察するための観察窓を設けたことを特徴とする請求項１７から請求項１９のうちのいずれか１項に記載の放射性核種製造装置。
【請求項１】
加速器から輸送されてきた荷電粒子ビームをターゲット物質に照射して放射性核種を製造する放射性核種製造装置であって、
前記ターゲット物質を収めるための容器を着脱自在に固定できる固定部を有する容器固定手段と、
前記容器固定手段に向けて前記加速器から輸送されてきた荷電粒子ビームを照射するビーム照射手段と、
前記容器固定手段を保持して前記ビーム照射手段と着脱自在に進退させる進退手段と、
前記進退手段と離間した位置に設けられ、前記容器を格納して当該容器内の放射性核種を回収する回収手段と、
前記進退手段と前記回収手段との間に設けられ、前記進退手段が進出または退縮して前記ビーム照射手段から脱離した容器固定手段の固定部に対して前記容器の着脱を行い、前記固定部から脱離した容器を前記固定部と前記回収手段との間で移送させる着脱移送手段と、
前記回収手段を加熱する加熱手段と、
を備えたことを特徴とする放射性核種製造装置。
【請求項２】
さらに、前記ターゲット物質を収めた容器を有することを特徴とする請求項１に記載の放射性核種製造装置。
【請求項３】
前記ビーム照射手段が、前記荷電粒子ビームを鉛直方向から導入し、鉛直方向に照射することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の放射性核種製造装置。
【請求項４】
前記進退手段は、前記ビーム照射手段近傍に設けられ、その退縮力または押圧力により前記容器固定手段を前記ビーム照射手段に密着させることを特徴とする請求項１から請求項３のうちのいずれか１項に記載の放射性核種製造装置。
【請求項５】
前記容器固定手段は、前記容器を冷却する冷媒を通流させる冷媒通流手段を有していることを特徴とする請求項１から請求項４のうちのいずれか１項に記載の放射性核種製造装置。
【請求項６】
前記着脱移送手段が、
前記進退手段が進出または退縮して前記ビーム照射手段から脱離した容器固定手段および前記容器固定手段から脱離した容器のうちの少なくとも一方を水平方向に移送させる水平移送手段と、
前記水平移送手段によって移送された容器固定手段から前記容器を保持して鉛直方向に移送させ、または前記水平移送手段によって移送された容器を鉛直方向に移送させて前記回収手段に格納する鉛直移送手段と、
を有することを特徴とする請求項１から請求項５のうちのいずれか１項に記載の放射性核種製造装置。
【請求項７】
前記着脱移送手段が、
前記容器固定手段を着脱自在に保持し、かつ保持した前記容器固定手段を、前記容器固定手段と前記ビーム照射手段とを着脱する第１の所定の位置と、前記第１の所定の位置とは異なる第２の所定の位置と、の間で水平方向に移送させる第１着脱移送手段と、
前記容器を着脱自在に保持し、かつ保持した前記容器を、前記第２の所定の位置と、前記第１の所定の位置および前記第２の所定の位置とは異なる第３の所定の位置と、の間で水平方向に移送させる第２着脱移送手段と、
前記容器を着脱自在に保持し、かつ保持した前記容器を、前記第３の所定の位置と、前記第１の所定の位置、前記第２の所定の位置および前記第３の所定の位置とは異なる位置であって前記回収手段内となる第４の所定の位置と、の間で鉛直方向に移送させる第３着脱移送手段と、
を有することを特徴とする請求項１から請求項５のうちのいずれか１項に記載の放射性核種製造装置。
【請求項８】
前記第１着脱移送手段は、前記容器を係合して保持する係合保持手段を１つ以上有していることを特徴とする請求項７に記載の放射性核種製造装置。
【請求項９】
前記第１着脱移送手段が水平方向に回転するターンテーブルであることを特徴とする請求項７または請求項８に記載の放射性核種製造装置。
【請求項１０】
前記容器固定手段は前記容器を固定する本体部と、前記本体部の上に重ねる蓋部とからなり、
前記第２着脱移送手段は、前記蓋部を保持する第１保持部と、前記容器を保持する第２保持部と、を有し、これらを水平方向に回転させることを特徴とする請求項７から請求項９のうちのいずれか１項に記載の放射性核種製造装置。
【請求項１１】
前記第１保持部と前記第２保持部とを１つの支持部材に離間して設けたことを特徴とする請求項１０に記載の放射性核種製造装置。
【請求項１２】
前記第１保持部と前記第２保持部とを同一円周上において４５〜１８０°の開き角度で設けたことを特徴とする請求項１０または請求項１１に記載の放射性核種製造装置。
【請求項１３】
前記第３着脱移送手段は、
前記第３の所定の位置において前記第２着脱移送手段で脱離させた前記容器を載置する載置手段と、
当該載置手段を、前記第３の所定の位置と前記第４の所定の位置との間を鉛直方向に往復動させる往復動手段と、
を有していることを特徴とする請求項７から請求項１２のうちのいずれか１項に記載の放射性核種製造装置。
【請求項１４】
前記回収手段は、
一端部が開口した大径の本管部と、
前記本管部よりも小径であって、開口した一端部が前記本管部内に収められており、開口した他端部が前記本管部外に延出している第１の枝管部と、前記本管部よりも小径であって、開口した一端部が前記本管部内に収められており、開口した他端部が前記本管部外に延出している第２の枝管部と、を有し、
前記第１の枝管部は、前記他端部から前記本管部内に気体を導入し、
前記第２の枝管部の前記一端部は、格納される前記容器を覆うように形成され、
前記第２の枝管部の前記他端部には、加熱されて揮発した前記放射性核種を捕集する捕集溶液を保持する捕集溶液保持部と、当該捕集溶液保持部を経由して送出されてきた前記気体を排出する排出部と、が設けられている
ことを特徴とする請求項１から請求項１３のうちのいずれか１項に記載の放射性核種製造装置。
【請求項１５】
前記回収手段が石英製であることを特徴とする請求項１から請求項１４のうちのいずれか１項に記載の放射性核種製造装置。
【請求項１６】
前記加熱手段の加熱温度が１００〜１２００℃であることを特徴とする請求項１から請求項１５のうちのいずれか１項に記載の放射性核種製造装置。
【請求項１７】
請求項１から請求項１６のうちのいずれか１項に記載の放射性核種製造装置を密閉構造の筐体内に収めたことを特徴とする放射性核種製造装置。
【請求項１８】
前記筐体が内部の空気を清浄する空気清浄手段を備えていることを特徴とする請求項１７に記載の放射性核種製造装置。
【請求項１９】
前記筐体が内部の圧力を減圧する減圧手段を備えていることを特徴とする請求項１７または請求項１８に記載の放射性核種製造装置。
【請求項２０】
前記筐体に複数用いられるパネル材のうちの少なくとも１つが光透過性を有する材料で形成されているか、または、前記パネル材のうちの少なくとも１つに前記筐体の内部を観察するための観察窓を設けたことを特徴とする請求項１７から請求項１９のうちのいずれか１項に記載の放射性核種製造装置。
【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２０１１−１５３８２７（Ｐ２０１１−１５３８２７Ａ）
【公開日】平成２３年８月１１日（２０１１．８．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１３６２７（Ｐ２０１０−１３６２７）
【出願日】平成２２年１月２５日（２０１０．１．２５）
【出願人】（３０１０３２９４２）独立行政法人放射線医学総合研究所 (149)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年８月１１日（２０１１．８．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１月２５日（２０１０．１．２５）
【出願人】（３０１０３２９４２）独立行政法人放射線医学総合研究所 (149)
【Ｆターム（参考）】
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