(57)【要約】      （修正有）【課題】ターゲット材料を照射するためのシステムを提供する。【解決手段】ターゲット照射と回収の両ステーション間の搬送システムにおいてターゲット材料２を移送するためのカプセルであって、前記２を照射するエネルギービームを通過させるためのビームラインチャネル、２又は２を裏打ちする基板を保持するためのターゲットホルダ１、前記１を囲むためのハウジング３であって、３が開放される場合に２が１に挿入されるか又はそれから取り出され得るように開放可能である３、デグレーダフォイルであって、ビームラインチャネルにわたって位置決めされるデグレーダフォイル、少なくとも１つのターゲット冷却入口及び１つのターゲット冷却出口、少なくとも１つのデグレーダフォイル冷却入口２０及び１つのデグレーダフォイル冷却出口２１を含むカプセル。【選択図】図１
2020024193.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ターゲット照射ステーションとホットセル等の回収ステーションとの間の搬送システムにおいてターゲット材料（２）を移送するためのカプセルにおいて、
−  前記ターゲット材料（２）を照射するエネルギービームを通過させるためのビームラインチャネル軸Ｘ１に沿って延在するビームラインチャネル（４）、
−  前記ターゲット材料（２）又は前記ターゲット材料（２）を裏打ちする基板を前記ビームラインチャネル軸Ｘ１に対する視射角で保持するためのターゲットホルダ（１）、
−  前記ターゲットホルダ（１）を囲むためのハウジング（３）であって、前記ハウジング（３）が開放される場合に前記ターゲット材料（２）が前記ターゲットホルダ（１）に挿入されるか又はそれから取り出され得るように開放可能であるハウジング（３）、
−  デグレーダフォイル（５ａ、５ｂ、５ｃ）であって、前記ターゲット材料（２）の上流の前記エネルギービームのエネルギーを低下させるために前記ビームラインチャネル（４）にわたって位置決めされるデグレーダフォイル（５ａ、５ｂ、５ｃ）、
−  前記照射中に前記ターゲット材料（２）が冷却され得るように、前記ターゲットホルダの近傍のターゲット冷却ダクト（６）内において冷却流体を通過させるための少なくとも１つのターゲット冷却入口（１４）及び１つのターゲット冷却出口（１５）、
−  前記デグレーダフォイル（５ａ、５ｂ、５ｃ）の近傍において冷却ガスを通過させるための少なくとも１つのデグレーダフォイル冷却入口（２０）及び１つのデグレーダフォイル冷却出口（２１）
を含むことを特徴とするカプセル。
【請求項２】
請求項１に記載のカプセルにおいて、前記視射角は、１０°〜９０°に含まれることを特徴とするカプセル。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のカプセルにおいて、前記ビームラインチャネル軸Ｘ１を中心とする回転の寸法形状によって画定される形状を有し、前端部（１２）と後端部（１３）とを含み、前記ビームラインチャネル（４）は、前記前端部（１２）から前記ターゲットホルダ（１）まで前記カプセルの内側で延在することを特徴とするカプセル。
【請求項４】
請求項３に記載のカプセルにおいて、前記ターゲット冷却入口（１４）は、前記カプセルの前記後端部（１３）に配置され、前記ターゲット冷却入口は、前記ビームラインチャネル軸Ｘ１と整列されることを特徴とするカプセル。
【請求項５】
請求項３又は４に記載のカプセルにおいて、前記ターゲット冷却出口（１５）は、前記カプセルの前記後端部（１３）に配置され、前記ターゲット冷却出口（１５）は、前記ビームラインチャネル軸Ｘ１を中心として配置される環状冷却出口であることを特徴とするカプセル。
【請求項６】
請求項１乃至５の何れか１項に記載のカプセルにおいて、前記ハウジングは、閉蓋部（７）を含み、
−  前記閉蓋部（７）は、前記カプセルの前記後端部（１３）を形成するように前記ビームライン軸Ｘ１に対して前記ハウジング（３）に同軸に締結可能であり、
−  前記ターゲットホルダ（１）は、前記閉蓋部（７）が前記ハウジング（３）に締結される場合、前記ターゲットホルダ（１）が前記ハウジング（３）に挿入されるように前記閉蓋部（７）に堅固に結合されることを特徴とするカプセル。
【請求項７】
請求項１乃至６の何れか１項に記載のカプセルにおいて、前記ターゲット冷却ダクト（６）は、前記冷却流体が前記ターゲット材料（２）又は前記ターゲットホルダ（１）に保持される前記ターゲット材料を裏打ちする前記基板と熱的に接触することができるように構成されることを特徴とするカプセル。
【請求項８】
ターゲット照射ステーション（１０）においてターゲット材料を照射し、且つ前記ターゲット照射ステーション（１０）とホットセル（９）等の回収施設との間で前記照射されたターゲット材料を移送するためのシステムにおいて、
−  請求項１乃至７の何れか１項に記載の少なくとも１つのカプセル、
−  前記回収施設（９）に配置されるための受取ステーション（８）、
−  ビームライン軸に沿ったビームラインからエネルギービームを受け取るためのターゲット照射ステーション（１０）、
−  前記受取ステーション（８）と前記ターゲット照射ステーション（１０）との間で前記カプセルを搬送するための移送チューブ（１２）を含む搬送システム（１１）
を含み、
−  前記搬送システム（１１）は、前記ターゲット照射ステーション（１０）に配置される第１のターミナル（１６）を含み、
−  前記ターゲット照射ステーション（１０）は、前記ターゲット材料（２）を照射するための照射ユニット（１７）を含み、
−  前記照射ステーションは、前記第１のターミナル（１６）と前記照射ユニット（１７）との間で前記カプセルを移送するための第１のアクチュエータ（３４）と、前記カプセルを照射位置に固定するための第２のアクチュエータ（１８）とを含み、
−  前記ターゲット照射ステーション（１０）は、前記ビームラインからの前記エネルギービームを狭めるためのコリメータ（１９）を含み、
−  前記少なくとも１つのカプセルは、前記カプセルの前記ビームラインチャネル軸Ｘ１が前記ビームラインと整列及び接続される照射位置で前記第２のアクチュエータ（１８）によって前記照射ユニット（１７）内に固定され得、
−  前記ターゲット照射ステーション（１０）は、前記カプセルがその照射位置に固定される場合、前記カプセルの前記ターゲット冷却入口（１４）及び前記ターゲット冷却出口（１５）と流体連通する少なくとも１つのターゲット冷却入口ダクト及び１つのターゲット冷却出口ダクトを含み、
−  前記ターゲット照射ステーション（１０）は、前記カプセルがその照射位置に固定される場合、前記カプセルの前記デグレーダフォイル冷却入口（２０）及び前記デグレーダフォイル冷却出口（２１）と流体連通する少なくとも１つのデグレーダフォイル冷却入口ダクト及び１つのデグレーダフォイル冷却出口ダクトを含み、
−  前記受取ステーション（８）は、前記搬送システム（１１）の第２のターミナルとして前記移送チューブ（１２）に接続され、前記受取ステーション（８）は、前記カプセルが前記受取ステーション（８）から引き出され得るように開放可能であることを特徴とするシステム。
【請求項９】
請求項８に記載のシステムにおいて、前記搬送システム（１１）は、空気圧システムであることを特徴とするシステム。
【請求項１０】
請求項９に記載のシステムにおいて、前記搬送システム（１１）は、真空空気圧システムであることを特徴とするシステム。
【請求項１１】
請求項８乃至１０の何れか１項に記載のシステムにおいて、前記受取ステーション（８）は、前記第２のターミナルが前記搬送システム（１１）と前記回収施設（９）との間のエアロックとして使用され得るようにゲート弁を通して前記移送チューブ（１２）に接続されることを特徴とするシステム。
【請求項１２】
請求項８乃至１１の何れか１項に記載のシステムにおいて、前記照射ステーション（１０）の前記ターゲット冷却入口ダクト（２２）及び前記ターゲット冷却出口ダクト（２３）並びに前記カプセルの前記ターゲット冷却入口（１４）及び前記ターゲット冷却出口（１５）は、前記照射ステーション（１０）の前記ターゲット冷却入口ダクト（２２）が前記カプセルの前記ターゲット冷却入口（１４）と流体連通するように、且つ前記カプセルが前記照射位置に固定される場合、前記照射ステーション（１０）の前記ターゲット冷却出口ダクト（２３）が、前記ビームラインチャネル軸Ｘ１に対する前記カプセルと前記照射ユニット（１７）との間の相対的な角度向きに関係なく、前記カプセルの前記ターゲット冷却出口（１５）と流体連通するように構成されることを特徴とするシステム。
【請求項１３】
請求項１２に記載のシステムにおいて、
−  前記カプセルの前記ターゲット冷却入口（１４）は、前記カプセルの前記後端部（１３）に配置される円形入口であり、前記ターゲット冷却入口（１４）は、前記ビームラインチャネル軸Ｘ１と整列され、
−  前記カプセルの前記ターゲット冷却出口（１５）は、前記カプセルの前記後端部（１３）に配置され、前記ターゲット冷却出口（１５）は、前記ビームラインチャネル軸Ｘ１を中心として配置される環状冷却出口であり、
−  前記照射ステーション（１０）の前記ターゲット冷却入口ダクト（２２）は、前記カプセルの前記ターゲット冷却入口（１４）の半径と一致する半径を有する円形形状を有する、前記ビームライン軸上に配置される端部を有し、
−  前記照射ステーション（１０）の前記ターゲット冷却出口ダクトは、前記カプセルの前記ターゲット冷却出口（１５）の半径と一致する半径を有する環状出口を有する、前記ビームライン軸上に配置される端部を有することを特徴とするシステム。
【請求項１４】
請求項８乃至１３の何れか１項に記載のシステムにおいて、前記照射ステーション（１０）の前記デグレーダフォイル冷却入口ダクト（２４）及び前記デグレーダフォイル冷却出口ダクト（２５）並びに前記カプセルの前記デグレーダフォイル冷却入口（２０）及び前記デグレーダフォイル冷却出口（２１）は、前記照射ステーション（１０）の前記デグレーダフォイル冷却入口ダクト（２４）が前記カプセルの前記デグレーダフォイル冷却入口（２０）と流体連通するように、且つ前記カプセルが前記照射位置に固定される場合、前記照射ステーション（１０）の前記少なくとも１つのデグレーダフォイル冷却出口ダクト（２５）が、前記ビームラインチャネル軸Ｘ１に対する前記カプセルと前記照射ユニット（１７）との間の相対的な角度向きに関係なく、前記カプセルの前記デグレーダフォイル冷却出口（２１）と流体連通するように構成されることを特徴とするシステム。
【請求項１５】
請求項８乃至１４の何れか１項に記載のシステムにおいて、
−  前記カプセルの前記デグレーダフォイル冷却入口（２０）は、前記カプセルの前記前端部（１２）に配置される、半径Ｒ１を有する弧状入口であり、
−  前記カプセルの前記デグレーダフォイル冷却出口（２１）は、前記カプセルの前記前端部（１２）に配置される弧状出口であり、前記弧状出口は、前記半径Ｒ１と異なる半径Ｒ２を有し、
−  前記照射ステーション（１０）の前記デグレーダフォイル冷却入口ダクト（２４）は、前記カプセルの前記弧状入口（２０）の前記半径Ｒ１に一致する半径を有する、前記ビームライン軸を中心とする環状形状を有する端部を有し、
−  前記照射ステーション（１０）の前記デグレーダフォイル冷却出口ダクト（２５）は、前記カプセルの前記弧状出口（２１）の前記半径Ｒ２に一致する半径を有する、前記ビームライン軸を中心とする環状形状を有する端部を有することを特徴とするシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ターゲット材料が例えば粒子線等のエネルギービームによって照射されるターゲット照射ステーションと、例えば放射性核種を生成するためのシステム内のホットセル等、照射されたターゲット材料が回収される回収施設との間でターゲット材料を移送するためのシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
エネルギービームによるターゲット材料の照射は、現代の多くの用途で使用される。例えば、放射性核種は、長い間、医療用途のための中又は低エネルギー（５〜３０ＭｅＶ）ビームを有するターゲット材料のサイクロトロン照射によって生成されてきた。放射性核種には多くの重要な産業上及び科学上の用途があり、そのうちの最も重要なものは、トレーサーである。適切な非放射性前駆体との反応により、放射性医薬品が合成され、人間の体内に投与されると診断及び治療を可能にし、それにより特に腫瘍の治療において陽電子放射断層撮像法（ＰＥＴ）による監視を可能にする。幾つかの放射性医薬品も同様に治療効果がある。
【０００３】
（特許文献１）は、放射性核種を自動的に生成するためのシステムを開示している。開示されたシステムにおいて、２箇所開口された円筒形キャビティを画定する隔壁を含む円筒形ターゲットキャリア、すなわちカプセルが開示されている。円筒形キャビティの１つは、照射のためのターゲット材料を収容するために使用される。開示されたシステムにおいて、カプセルは、カプセルによって担持されるターゲット材料が照射される照射ユニットと、ターゲット材料の電着及び電溶を電解槽によって行うことができるホットセルとの間のシャトルとして使用される。カプセルをホットセルと照射ユニットとの間で移送するための空気移送システムが配置される。精製システムも存在し、電溶ステップから得られた放射性核種を含む酸性溶液を精製するために使用される。このシステムにおいて、照射は、サイクロトロンから粒子ビームを受け取る照射ユニット内で行われる。異なる放射性核種を生成する必要がある場合又は異なる厚さのターゲット材料をこのシステムで使用する場合、ターゲット材料を照射する粒子ビームのエネルギーを変更する必要がある。これは、可変エネルギーでビームを出力することができるより複雑な加速器を使用することによって行われ得る。加速器が一定のエネルギーで粒子ビームを出力することのみできる場合、ターゲット材料を照射するビームのエネルギーは、照射ユニット内のビームラインにわたって位置決めされるデグレーダフォイルを使用することによって依然として変更され得る。異なるデグレーダフォイル間で切り替えることにより、固定エネルギーサイクロトロンから得られるビームのエネルギーは、結果として適切なエネルギーレベルでターゲット材料を照射するように調整され得る。しかし、異なるデグレーダフォイル間の切替えは、明らかに不利な経済的影響を伴うシステムのシャットダウン及び保守要員の放射線被ばくを引き起こす照射ステーションへのアクセスを含む困難な手順である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】欧州特許第１７１７８１９号明細書
【発明の概要】
【０００５】
本発明の目的は、ターゲット材料を照射するビームのエネルギーを変更するための向上した柔軟性を有する、放射性核種を自動的に生成するためのシステムを提供することである。
【０００６】
本発明は、添付の独立請求項において定義される。好ましい実施形態は、従属請求項において定義される。
【０００７】
特に、本発明は、ターゲット照射ステーションとホットセル等の回収ステーションとの間の搬送システムにおいてターゲット材料を移送するためのカプセルであって、
−  前記ターゲット材料を照射するエネルギービームを通過させるためのビームラインチャネル軸Ｘ１に沿って延在するビームラインチャネル、
−  ターゲット材料又はターゲット材料を裏打ちする基板を前記ビームラインチャネル軸Ｘ１に対する視射角で保持するためのターゲットホルダ、
−  前記ターゲットホルダを囲むためのハウジングであって、ハウジングが開放される場合にターゲット材料がターゲットホルダに挿入されるか又はそれから取り出され得るように開放可能であるハウジング、
−  デグレーダフォイルであって、ターゲット材料の上流の前記エネルギービームのエネルギーを低下させるためにビームラインチャネルにわたって位置決めされるデグレーダフォイル、
−  照射中にターゲット材料が冷却され得るように、ターゲットホルダの近傍の冷却ダクト内において冷却流体を通過させるための少なくとも１つのターゲット冷却入口及び１つのターゲット冷却出口、
−  前記デグレーダフォイルの近傍において冷却ガスを通過させるための少なくとも１つのデグレーダフォイル冷却入口及び１つのデグレーダフォイル冷却出口
を含むカプセルに関する。
【０００８】
有利な実施形態において、視射角は、１０°〜９０°に含まれる。
【０００９】
有利な実施形態において、カプセルは、前記ビームラインチャネル軸Ｘ１を中心とする回転の寸法形状によって画定される形状を有し、前記カプセルは、前端部と後端部とを含み、ビームラインチャネルは、前記前端部から前記ターゲットホルダまでカプセルの内側で延在する。
【００１０】
有利な実施形態において、ターゲット冷却入口は、前記カプセルの後端部に配置され、前記ターゲット冷却入口は、ビームラインチャネル軸Ｘ１と整列される。
【００１１】
有利な実施形態において、ターゲット冷却出口は、前記カプセルの後端部に配置され、前記ターゲット冷却出口は、ビームラインチャネル軸Ｘ１を中心として配置される環状冷却出口である。
【００１２】
有利な実施形態において、ハウジングは、閉蓋部を含み、
−  前記閉蓋部は、前記カプセルの後端部を形成するように前記ビームライン軸Ｘ１に対して前記ハウジングに同軸に締結可能であり、
−  前記ターゲットホルダは、前記閉蓋部が前記ハウジングに締結される場合、前記ターゲットホルダが前記ハウジングに挿入されるように前記閉蓋部に堅固に結合される。
【００１３】
有利な実施形態において、ターゲット冷却ダクトは、冷却流体がターゲット材料又はターゲットホルダに保持されるターゲット材料を裏打ちする基板と接触することができるように構成される。
【００１４】
本発明は、ターゲット照射ステーションにおいてターゲット材料を照射し、且つ前記ターゲット照射ステーションとホットセル等の回収施設との間で照射されたターゲット材料を移送するためのシステムであって、
−  上で検討したような少なくとも１つのカプセル、
−  前記回収施設に配置されるための受取ステーション、
−  ビームライン軸に沿ったビームラインからエネルギービームを受け取るためのターゲット照射ステーション、
−  前記受取ステーションと前記ターゲット照射ステーションとの間で前記カプセルを搬送するための移送チューブを含む搬送システム
を含み、
−  前記搬送システムは、前記ターゲット照射ステーションに配置される第１のターミナルを含み、
−  前記ターゲット照射ステーションは、前記ターゲット材料を照射するための照射ユニットを含み、
−  前記照射ステーションは、第１のターミナルと照射ユニットとの間でカプセルを移送するための第１のアクチュエータと、カプセルを照射位置に固定するための第２のアクチュエータとを含み、
−  前記ターゲット照射ステーションは、ビームラインからのエネルギービームを狭めるためのコリメータを含み、
−  前記少なくとも１つのカプセルは、前記カプセルのビームラインチャネル軸Ｘ１が前記ビームラインと整列及び接続される照射位置で第２のアクチュエータによって照射ユニット内に固定され得、
−  前記ターゲット照射ステーションは、前記カプセルがその照射位置に固定される場合、前記カプセルのターゲット冷却入口及びターゲット冷却出口と流体連通する少なくとも１つのターゲット冷却入口ダクト及び１つのターゲット冷却出口ダクトを含み、
−  前記ターゲット照射ステーションは、前記カプセルがその照射位置に固定される場合、前記カプセルのデグレーダフォイル冷却入口及びデグレーダフォイル冷却出口と流体連通する少なくとも１つのデグレーダフォイル冷却入口ダクト及び１つのデグレーダフォイル冷却出口ダクトを含み、
−  前記受取ステーションは、前記搬送システムの第２のターミナルとして移送チューブに接続され、前記受取ステーションは、前記カプセルが前記受取ステーションから引き出され得るように開放可能である、システムにも関する。
【００１５】
有利な実施形態において、搬送システムは、空気圧システムである。
【００１６】
有利な実施形態において、搬送システムは、真空空気圧システムである。
【００１７】
有利な実施形態において、受取ステーションは、第２のターミナルが前記搬送システムと前記回収施設との間のエアロックとして使用され得るようにゲート弁を通して移送チューブに接続される。
【００１８】
有利な実施形態において、前記照射ステーションのターゲット冷却入口ダクト及びターゲット冷却出口ダクト並びに前記カプセルのターゲット冷却入口及びターゲット冷却出口は、前記照射ステーションのターゲット冷却入口ダクトが前記カプセルのターゲット冷却入口と流体連通するように、且つ前記カプセルが照射位置に固定される場合、前記照射ステーションのターゲット冷却出口ダクトが、ビームラインチャネル軸Ｘ１に対する前記カプセルと前記照射ユニットとの間の相対的な角度向きに関係なく、前記カプセルのターゲット冷却出口と流体連通するように構成される。
【００１９】
有利な実施形態において、
−  前記カプセルのターゲット冷却入口は、前記カプセルの後端部に配置される円形入口であり、前記ターゲット冷却入口は、ビームラインチャネル軸Ｘ１と整列され、
−  前記カプセルのターゲット冷却出口は、前記カプセルの後端部に配置され、前記ターゲット冷却出口は、ビームラインチャネル軸Ｘ１を中心として配置される環状冷却出口であり、
−  前記照射ステーションのターゲット冷却入口ダクトは、前記カプセルのターゲット冷却入口の半径と一致する半径を有する円形形状を有する、ビームライン軸上に配置される端部を有し、
−  前記照射ステーションのターゲット冷却出口ダクトは、前記カプセルのターゲット冷却出口の半径と一致する半径を有する環状出口を有する、ビームライン軸上に配置される端部を有する。
【００２０】
有利な実施形態において、前記照射ステーションのデグレーダフォイル冷却入口ダクト及びデグレーダフォイル冷却出口ダクト並びに前記カプセルのデグレーダフォイル冷却入口及びデグレーダフォイル冷却出口は、前記照射ステーションのデグレーダフォイル冷却入口ダクトが前記カプセルのデグレーダフォイル冷却入口と流体連通するように、且つ前記カプセルが照射位置に固定される場合、前記照射ステーションの少なくとも１つのデグレーダフォイル冷却出口ダクトが、ビームラインチャネル軸Ｘ１に対する前記カプセルと前記照射ユニットとの間の相対的な角度向きに関係なく、前記カプセルのデグレーダフォイル冷却出口と流体連通するように構成される。
【００２１】
有利な実施形態において、
−  前記カプセルのデグレーダフォイル冷却入口は、前記カプセルの前端部に配置される、半径Ｒ１を有する弧状入口であり、
−  前記カプセルのデグレーダフォイル冷却出口は、前記カプセルの前端部に配置される弧状出口であり、前記弧状出口は、半径Ｒ１と異なる半径Ｒ２を有し、
−  前記照射ステーションのデグレーダフォイル冷却入口ダクトは、前記カプセルの弧状入口の半径Ｒ１に一致する半径を有する、ビームライン軸を中心とする環状形状を有する端部を有し、
−  前記照射ステーションのデグレーダフォイル冷却出口ダクトは、前記カプセルの弧状出口の半径Ｒ２に一致する半径を有する、ビームライン軸を中心とする環状形状を有する端部を有する。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
本発明のこれら及び更なる態様を、例として以下の添付図面を参照して更に詳細に説明する。
【００２３】
【図１】図１は、本発明によるシステムのためのカプセルを示す。
【図２】図２は、図１によるカプセルの拡大断面図である。
【図３】図３は、本発明によるシステムの概略図である。
【図４】図４は、本発明によるシステムの照射ステーションを示す。
【図５】図５は、カプセルがその照射位置に固定された図４による照射ステーションの断面図を示す。
【図６】図６は、エネルギービーム発生器のビームラインに接続される本発明によるシステムの一部の詳細図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
図は、正確な縮尺で描かれていない。
【００２５】
図１及び２は、ターゲット照射ステーションとホットセル等の回収ステーションとの間の搬送システムにおいて使用するための、本発明によるターゲット材料２を移送するためのカプセルの一実施例を示す。
【００２６】
カプセルは、
−  前記ターゲット材料２を照射するエネルギービームを通過させるためのビームラインチャネル軸Ｘ１に沿って延在するビームラインチャネル４、
−  ターゲット材料２又はターゲット材料２を裏打ちする基板２ａを前記ビームラインチャネル軸Ｘ１に対する視射角で保持するためのターゲットホルダ１、
−  前記ターゲットホルダ１を囲むためのハウジング３であって、ハウジング３が開放される場合にターゲット材料２がターゲットホルダ１に挿入されるか又はそれから取り出されるように開放可能であるハウジング３、
−  少なくとも１つのデグレーダフォイル５ａ、５ｂ、５ｃであって、ターゲット材料２の上流のエネルギービームのエネルギーを低下させるためにビームラインチャネル４にわたって位置決めされる少なくとも１つのデグレーダフォイル５ａ、５ｂ、５ｃ、
−  照射中にターゲット材料２が冷却され得るように、ターゲットホルダ１の近傍の冷却ダクト６内において冷却流体を通過させるための少なくとも１つのターゲット冷却入口１４及び１つのターゲット冷却出口１５、
−  少なくとも１つのデグレーダフォイル５ａ、５ｂ、５ｃの近傍において冷却ガスを通過させるための少なくとも１つのデグレーダフォイル冷却入口２０及び１つのデグレーダフォイル冷却出口２１
を含む。
【００２７】
ターゲット材料２を照射するためにカプセルにおいて受け取られるエネルギービームは、通常、陽子ビームのような粒子ビームであるが、ガンマ線のような電磁放射線でもあり得る。かかる種類のエネルギービームは、（光）核反応による放射性核種を生成するための用途において実際に一般的に使用され、本発明によるカプセルの使用は、非常に有利である。
【００２８】
図１及び２において、ターゲット材料２は、基板２ａによって裏打ちされる。基板２ａによって裏打ちされたかかるターゲット材料２は、ターゲット材料２が基板２ａ上に電着される化学プロセスによって得ることができる。別の実施形態において、ターゲット材料は、基板内の適切なキャビティ内に溶融又は圧縮され得る。代替として、それが基板によって裏打ちされていない場合、ターゲット材料２は、ターゲットホルダ１によって直接保持され得る。一般的なターゲットの典型的な例は、銀、又は金、又は金めっき銅基板上に電着される濃縮又は天然ニッケル、銅基板上の濃縮又は天然タリウム、銅又は金めっき銅基板上の濃縮又は天然亜鉛、銅又は金めっき銅上の濃縮又は天然ガリウム及びニッケルの合金、銅又は金めっき銅基板上の濃縮又は天然アンチモン、白金又はイリジウム基板におけるキャビティ内に溶融された濃縮又は天然テルル酸化物、白金又はイリジウム基板におけるキャビティ内に押圧された濃縮又は天然ストロンチウム酸化物、白金又はイリジウム基板におけるキャビティ内に固定リングによって固定された天然イットリウムフォイル、基板のない金属のシート又はフォイル等である。
【００２９】
ターゲットホルダ１は、ターゲット材料２を受け取り、それをビームラインチャネル軸Ｘ１に対して視射角で安定させるように構成される。視射角は、有利には、１０°〜９０°の範囲に含まれ、９０°の視射角は、ビームライン軸Ｘ１に垂直なターゲット材料２に対応する。９０°未満の視射角は、照射に曝露されるターゲット材料の有効厚さを増加させ、これは、最終的に、ターゲット材料の実際の厚さを一定に保ちながら、放射性核種生成の歩留まりを増加させることを可能にする。９０°未満の視射角はまた、ビームに曝露されるターゲットの有効表面積を増加させて平均ビーム電流密度を減少させ、それによりターゲットのビーム電流許容度、従って歩留まりを増加させる。
【００３０】
図１及び２において、カプセルは、ビームラインチャネル軸Ｘ１を中心とする回転の寸法形状によって画定される管状側壁を有し、前端部１２及び後端部１３によって閉じられる。ハウジング３は、カプセルの異なる構成部品を囲むシースである。ハウジング３は、ターゲット材料２のための保護機能を有し、例えばアルミニウム又はアルミニウム合金、チタン又はチタン合金、ニオブ又はニオブ合金等のような任意の適切な材料で作製され得る。
【００３１】
ハウジング３は、ターゲット材料２が、通常、遮蔽された核放射線格納チャンバ（いわゆる「ホットセル」）内において、人間又はロボット操作者によってターゲットホルダ１に挿入されるか又はそれから取り出され得るように開放可能である必要がある。これに関して、ハウジング３は、本体３１及び閉蓋部７を含むことができる。閉蓋部７は、前記カプセルの後端部１３を形成するように前記ビームライン軸Ｘ１に対して前記本体３１に同軸に締結可能である。ターゲットホルダ１は、有利には、閉蓋部７が本体３１に締結される場合、ターゲットホルダ１が必要な視射角で前記本体３１に挿入されるように閉蓋部７に堅固に結合される。代替として、ハウジングが本体３１及び閉蓋部７を含まない場合、ハウジング３は、ハウジングが開放可能であり、及びターゲット材料２がアクセスされ得るように摺動システム又はドアを含むことができる。
【００３２】
カプセルのビームラインチャネル４にわたって位置決めされる少なくとも１つのデグレーダフォイル５ａ、５ｂ、５ｃは、ビームがターゲット材料２に当たる場合に必要なエネルギーレベルに達するように、カプセル内で受け取られるエネルギービームのエネルギーを低下させることを可能にする。カプセルに出力されるビームが一定のエネルギーを有する場合、実際に、ビーム発生器の下流でビームのエネルギーを調整することが必要である。カプセル内に含まれるデグレーダフォイルの数、厚さ及び材料は、ビーム発生器によって出力されるビームエネルギーレベル及びターゲット材料２に出力されるために必要なビームエネルギーレベルに依存する。図１及び２において、カプセルは、３つのデグレーダフォイル５ａ、５ｂ、５ｃを含む。他の実施形態において、カプセルは、１つのみ若しくは２つのデグレーダフォイル又は代替として４つ以上のデグレーダフォイルを含むことができる。図１及び２の実施形態において、デグレーダフォイルは、アルミニウム製であり、幅０．２５ｍｍである。しかし、適切なエネルギー低下力を有する任意の幅の任意の材料を使用することができる。
【００３３】
本発明によるカプセル内のデグレーダフォイルの存在は、ターゲットステーションの保守中にオペレータが受ける電離放射線量の低下を可能にする。エネルギーデグレーダフォイルは、ターゲットステーションの動作中に強く活性化することが公知であり、従って、それらは、ターゲット及び基板以外のターゲットステーションにおいて誘発される最も強い電離放射線源である。エネルギーデグレーダフォイルは、カプセルの一部であるため、それらは、各照射後に照射されたターゲットと共にターゲットステーションから取り除かれ、従って、ターゲットステーションの近傍に残っている唯一の活性化部分は、コリメータであり、ビームは、ビームラインに沿って停止する。
【００３４】
デグレーダフォイル５ａ、５ｂ、５ｃは、必要に応じて交換されるようにカプセルに取り外し可能に取り付けることができる。これにより、例えば所定回数の照射後又は代替として異なるエネルギー低下力を必要とする新しいターゲット材料２が照射される必要がある場合、デグレーダフォイル５ａ、５ｂ、５ｃを交換することが可能になる。デグレーダフォイル５ａ、５ｂ、５ｃは、ハウジング３の残りから着脱可能な支持体３ａ上に取り付けることもできる。かかる構成において、デグレーダフォイル５ａ、５ｂ、５ｃは、支持体３ａを取り出し、新しい支持体３ａをカプセルに取り付けることによって変更することができる。
【００３５】
ターゲットホルダ１の近傍の冷却ダクト６内において冷却流体を通過させるための少なくとも１つのターゲット冷却入口１４及び少なくとも１つのターゲット冷却出口１５は、前記カプセルの後端部１３に配置され得る。図１及び２において、ターゲット冷却入口１４は、ビームラインチャネル軸Ｘ１と整列される円形出口である一方、ターゲット冷却出口１５は、ビームラインチャネル軸Ｘ１を中心として配置される環状出口である。冷却ダクト６は、ターゲット冷却入口１４をターゲット冷却出口１５に接続するカプセル内の通路である。冷却ダクト６の機能は、照射中に発生した熱をターゲット材料２から排出することである。冷却ダクト６は、その結果、冷却水等の冷却流体又はターゲット材料２付近の高沸点、高熱容量及び高熱伝導率を有する他の任意の適切な流体を循環させる必要がある。図１及び２において、冷却ダクト６は、冷却流体を、ターゲット材料２を裏打ちする基板２ａと接触させるように構成される。他の実施形態において、冷却ダクト６は、冷却流体が基板２ａに接触することなくその付近に運ばれるように構成することができる。これらの実施形態において、冷却ダクト６は、有利には、熱伝導材料の薄層によって基板２ａから隔離される部分を含む。
【００３６】
カプセルによって受け取られるエネルギービームは、デグレーダフォイル５ａ、５ｂ、５ｃの加熱も生じる。デグレーダフォイルの熱上昇を制限するために、冷却流体を少なくとも１つのデグレーダフォイル５ａ、５ｂ、５ｃの近傍にすることができる。図１及び２に示すように、デグレーダフォイル冷却入口２０及びデグレーダフォイル冷却出口２１は、デグレーダフォイル５ａ、５ｂ、５ｃに対して接線方向に冷却流体の通過を可能にするように構成することができる。照射中にビームラインチャネル４内で拡散するように、冷却流体は、有利には、希ガス等の不活性物質である。図１及び２において、デグレーダフォイル冷却入口２０は、カプセルの前端部１２に配置される、半径Ｒ１を有する弧状入口である。デグレーダフォイル冷却出口２１は、前記カプセルの前端部１２にも配置されるが、Ｒ１と異なる半径Ｒ２を有する弧状出口である。
【００３７】
図１及び２に示すカプセルにおいて、デグレーダフォイル５ｃ及びターゲットホルダ１は、前記ビームラインチャネル４内に閉鎖キャビティを画定する。この構成において、冷却流体は、カプセル内の閉鎖キャビティの外側に漏出しないため、ビームラインチャネル４内を循環する冷却流体による照射ステーション及びビームラインの汚染が防止される。加えて、ビームラインチャネル４内の冷却流体の循環をターゲット材料の前面に対して接線方向に強制することができ、これは、ターゲットからの熱除去を強化し、低い熱伝導率を有するターゲット材料にとって特に重要である。
【００３８】
本発明によるカプセル内に埋め込まれるデグレーダフォイル５ａ、５ｂ、５ｃの存在は、照射ユニット１０内に配置されるデグレーダフォイル間で切り替える必要なしにターゲット材料２の上流でエネルギービームを調整することを可能にする。放射性核種を生成するためのシステムにおける本発明によるカプセルの使用は、結果として非常に有利である。実際、本発明によるカプセルにより、可変エネルギーレベルを有するビーム発生器を使用することなく且つ照射ステーション１０にアクセスすることなく、異なるビームエネルギーレベルを必要とする異なるターゲット材料２を連続的に照射することができる。
【００３９】
図３に示すように、本発明は、ターゲット照射ステーション１０においてターゲット材料を照射し、且つ前記ターゲット照射ステーション１０とホットセル９等の回収施設との間で照射されたターゲット材料を移送するためのシステムであって、
−  上で検討したような少なくとも１つのカプセル、
−  回収施設９に配置されるための受取ステーション８、
−  図４に示すような、ビームライン軸に沿ったビームラインからエネルギービームを受け取るためのターゲット照射ステーション１０、
−  前記受取ステーション８と前記ターゲット照射ステーション１０との間で前記カプセルを搬送するための移送チューブ１２を含む搬送システム１１
を含み、
−  搬送システム１１は、ターゲット照射ステーション１０に配置される第１のターミナル１６を含み、
−  ターゲット照射ステーション１０は、ターゲット材料２を照射するための照射ユニット１７を含み、
−  照射ステーション１０は、第１のターミナル１６と照射ユニット１７との間でカプセルを移送するための第１のアクチュエータ３４と、カプセルを照射位置に固定するための第２のアクチュエータ１８とを含み、
−  ターゲット照射ステーション１０は、ビームラインからのエネルギービームを狭めるためのコリメータ１９を含み、
−  少なくとも１つのカプセルは、前記カプセルのビームラインチャネル軸Ｘ１がビームラインと整列及び接続される照射位置で第２のアクチュエータ１８によって照射ユニット１７内に固定され得、
−  ターゲット照射ステーション１０は、カプセルがその照射位置に固定される場合、カプセルのターゲット冷却入口１４及びターゲット冷却出口１５と流体連通するターゲット冷却入口ダクト２２及びターゲット冷却出口ダクト２３を含み、
−  ターゲット照射ステーション１０は、カプセルがその照射位置に固定される場合、カプセルのデグレーダフォイル冷却入口２０及びデグレーダフォイル冷却出口２１と流体連通するデグレーダフォイル冷却入口ダクト２４及びデグレーダフォイル冷却出口ダクト２５を含み、
−  受取ステーション８は、搬送システム１１の第２のターミナルとして移送チューブ１２に接続され、受取ステーション８は、カプセルが受取ステーション８から引き出され得るように開放可能である、システムにも関する。
【００４０】
図３に示すシステムにおいて、搬送システム１１は、真空空気圧搬送システムである。かかるシステムは、照射ステーション１０内の第１のターミナル１６を通して移送チューブと流体連通する第１の吸引チューブ２６を含む。それは、受取ステーション８を通して移送チューブ１２と流体連通する第２の吸引チューブ２７（「第２のターミナル」）も含む。吸引チューブ２６、２７は、送風機２８に接続され、三方弁２９及び３０を通して雰囲気に接続される。ＨＥＰＡフィルタ３１を送風機２８と三方弁２９及び３０との間に含めることもできる。
【００４１】
搬送システムの動作原理は、以下の通りである。
・カプセルが回収施設９から照射ステーション１０に移送される必要がある場合、第１の三方弁２９の大気ポートが閉じられる一方、第１の吸引チューブ２６が送風機２８と流体連通する。一方、第２の三方弁３０の送風機ポートが閉じられる一方、第２の吸引チューブ２７が雰囲気と流体連通する。その結果、空気は、送風機２８を通して第１の吸引チューブ２６から吸い出される。吸引チューブ２６内のこの減圧は、回収施設９から照射ステーション１０への移送チューブ１２内のカプセルの移動と、同時に雰囲気から第２の吸引チューブ２７内への空気吸引とを生じる。
・カプセルが照射ステーション１０から回収施設９に移送される必要がある場合、第２の三方弁３０の大気ポートが閉じられる一方、第２の吸引チューブ２７が送風機２８と流体連通する。一方、第１の三方弁２９の送風機ポートが閉じられる一方、吸引チューブ２６が雰囲気と流体連通する。その結果、空気は、送風機２８を通して第２の吸引チューブ２７から吸い出される。吸引チューブ２７内のこの減圧は、照射ステーション１０から回収施設への移送チューブ１２内のカプセルの移動と、同時に雰囲気から第１の吸引チューブ２６内への空気吸引とを生じる。
【００４２】
図３に示すように、システムは、回収施設９内にボール弁等の２つの追加弁３２、３３を含むことができる。第１の弁３２は、移送チューブ１２にわたって位置決めされ、第２の弁３３は、第２の吸引チューブ２７にわたって位置決めされる。この編成において、受取ステーション８は、結果的にホットセル９内のエアロックとなる。これらの弁３２、３３は、有利には、カプセルが引き出されるか又は受取ステーション８内に配置される場合に閉じた状態に保持される。この操作は、ホットセル９の雰囲気がカプセルの移送に使用される空気によって乱されないこと、及びホットセル９の潜在的に汚染される雰囲気が搬送システム１１の空気流に侵入しないことを確実にする。カプセルがホットセル９と照射ステーション１０との間で移送される必要がある場合、搬送システム１１を上で説明したように動作させることができるように弁３２、３３が開放される。
【００４３】
本発明によるシステムの照射ステーション１０の一実施例を図４及び５により詳細に開示する。照射ステーション１０は、ビームに対する照射ユニットの正確な位置合わせを可能にする位置決め機構を通して載置台３５に取り付けられる。既に上で説明した構成要素の他に、照射ステーション１０は、コリメータ１９のための冷却システムも含むことができる。かかる冷却システムは、コリメータ冷却入口ダクト３６とコリメータ冷却出口ダクト３７とを含む。
【００４４】
図４及び５に示すように、照射ステーション１０は、カプセルを位置決めし且つ固定するための２つのアクチュエータ３４及び１８を含む。カプセルが照射ステーション１０の第１のターミナル１６に受け入れられると、第１のアクチュエータ３４は、カプセルを照射ユニット１７に移送する。第２のアクチュエータ１８の動作により、カプセルは、その照射位置に固定される。照射ユニット１７におけるカプセルの照射位置は、以下のようなカプセル位置である。
・ビームラインチャネル軸Ｘ１は、ビームラインと整列及び接続され、
・ターゲット冷却入口ダクト２２及びターゲット冷却出口ダクト２３は、カプセルのターゲット冷却入口１４及びターゲット冷却出口１５と流体連通し、
・デグレーダフォイル冷却入口ダクト２４及びデグレーダフォイル冷却出口ダクト２５は、前記カプセルのデグレーダフォイル冷却入口２０及びデグレーダフォイル冷却出口２１と流体連通する。
【００４５】
システムの有利な実施形態において、照射ステーション１０のターゲット冷却入口ダクト２２は、カプセルが照射位置に固定される場合、ビームラインチャネル軸Ｘ１に対するカプセルと照射ユニット１７との間の相対的な角度向きに関係なく、カプセルのターゲット冷却入口１４と流体連通するように構成される。同様に、照射ステーション１０のターゲット冷却出口ダクト２３は、有利には、カプセルが照射位置に固定される場合、ビームラインチャネル軸Ｘ１に対するカプセルと照射ユニット１７との間の相対的な角度向きに関係なく、カプセルのターゲット冷却出口と流体連通するように構成される。この構成において、ターゲット冷却システムは、ビームラインチャネル軸Ｘ１に対して照射ユニット１０内のカプセルの任意の角度向きで動作可能である。これは、アクチュエータ１８及び３４の作業の複雑さを軽減し、第１のターミナル１６内のカプセルの角度向きを測定する必要がなく、且つカプセルを照射位置に固定する場合、ビームラインチャネル軸Ｘ１に対して特定の角度でカプセルを回転させる必要がない。
【００４６】
ターゲット冷却入口１４が、カプセルの後端部１３に配置される円形入口であり、且つビームラインチャネル軸Ｘ１と整列する、図１及び２に示すカプセルにおいて、照射ステーション１０のターゲット冷却入口ダクト２２は、ビームライン軸上に配置され、且つカプセルの円形ターゲット冷却入口１４の半径と一致する半径を有する円形形状を有する端部を有する。同様に、図１及び２に示すように、カプセルのターゲット冷却出口１５がカプセルの後端部１３の環状出口であり、且つビームラインチャネル軸Ｘ１を中心として配置される場合、照射ステーション１０のターゲット冷却出口ダクト２３は、ビームライン軸を中心とする環状出口を有し、且つターゲット冷却出口１５の半径と一致する半径を有する端部を有する。この構成例において、ターゲット冷却システムは、カプセルが照射位置に固定される場合、ビームラインチャネル軸Ｘ１に対するカプセルと照射ユニット１７との間の相対的な角度向きに関係なく動作可能である。
【００４７】
システムの有利な実施形態において、照射ステーション１０のデグレーダフォイル冷却入口ダクト２４は、カプセルが照射位置に固定される場合、ビームラインチャネル軸Ｘ１に対するカプセルと照射ユニット１７との間の相対的な角度向きに関係なく、カプセルのデグレーダフォイル冷却入口２０と流体連通するように構成される。同様に、照射ステーション１０のデグレーダフォイル冷却出口ダクト２５は、有利には、カプセルが照射位置に固定される場合、ビームラインチャネル軸Ｘ１に対するカプセルと照射ユニット１７との間の相対的な角度向きに関係なく、カプセルのデグレーダフォイル冷却出口２１と流体連通するように構成される。この構成において、デグレーダ冷却システムは、ビームラインチャネル軸Ｘ１に対して照射ユニット１０内のカプセルの任意の角度向きで動作可能である。これは、アクチュエータ１８及び３４の作業の複雑さを軽減し、第１のターミナル１６内のカプセルの角度向きを測定する必要がなく、且つカプセルを照射位置に固定する場合、ビームラインチャネル軸Ｘ１に対して特定の角度でカプセルを回転させる必要がない。
【００４８】
デグレーダフォイル冷却入口２０がカプセルの前端部１２に配置され、且つビームラインチャネル軸Ｘ１を中心とする半径Ｒ１を有する弧状入口である、図１及び２に示すカプセルにおいて、照射ステーション１０のデグレーダフォイル冷却入口ダクト２４は、ビームライン軸を中心とする環状形状を有し、且つカプセルの弧状入口２０の半径Ｒ１と一致する半径を有する端部を有する。同様に、図１及び２に示すように、デグレーダフォイル冷却出口２１がカプセルの前端部１２に配置され、且つ半径Ｒ１と異なるビームラインチャネル軸Ｘ１を中心とする半径Ｒ２を有する弧状出口２１である場合、照射ステーション１０のデグレーダフォイル冷却出口ダクト２５は、ビームライン軸を中心とする環状形状を有し、且つデグレーダフォイル冷却出口２１の半径Ｒ２と一致する半径を有する端部を有する。
【００４９】
図６は、エネルギービーム発生器３９のビームライン３８に接続される本発明によるシステムの一部の詳細図を示す。エネルギービーム発生器３９は、サイクロトロン等の粒子加速器であり得る。代替として、エネルギービーム発生器は、ガンマ線のような電磁放射線を発生することができる。
【符号の説明】
【００５０】
１  ターゲットホルダ
２  ターゲット材料
２ａ  基板
３  ハウジング
３ａ  支持体
４  ビームラインチャネル
５ａ、５ｂ、５ｃ  デグレーダフォイル
６  冷却ダクト
７  閉蓋部
８  受取ステーション
９  ホットセル
１０  照射ステーション
１１  搬送システム
１２  前端部
１３  後端部
１４  ターゲット冷却入口
１５  ターゲット冷却出口
１６  第１のターミナル
１７  照射ユニット
１８  第２のアクチュエータ
１９  コリメータ
２０  デグレーダフォイル冷却入口
２１  デグレーダフォイル冷却出口
２２  ターゲット冷却入口ダクト
２３  ターゲット冷却出口ダクト
２４  デグレーダフォイル冷却入口ダクト
２５  デグレーダフォイル冷却出口ダクト
２６  第１の吸引チューブ
２７  第２の吸引チューブ
２８  送風機
２９  第１の三方弁
３０  第２の三方弁
３１  本体
３２  第１の弁
３３  第２の弁
３４  第１のアクチュエータ
３５  載置台
３６  コリメータ冷却入口ダクト
３７  コリメータ冷却出口ダクト
３８  ビームライン
３９  エネルギービーム発生器
【図１】
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【図２】
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【図３】
2020024193.tif 000005
【図４】
2020024193.tif 000006
【図５】
2020024193.tif 000007
【図６】
2020024193.tif 000008
【外国語明細書】
2020024193000001.pdf