(57)【要約】  ターゲットアセンブリ（２００）は、生成チャンバ（２１８）およびビーム通路（２２１）を有するターゲット本体（２０１）を含む。ターゲット本体（２０１）は、ビーム通路（２２１）内に配置された第１および第２のグリッド部分（２２５、２３８）を含む。第１および第２のグリッド部分（２２５、２３８）のそれぞれは、前面および後面を有する。第１のグリッド部分の後面と第２のグリッド部分（２３８）の前面は、それらの間の境界で互いに当接する。第２のグリッド部分（２３８）の後面は、生成チャンバ（２１８）に面する。ターゲットアセンブリ（２００）はまた、第１および第２のグリッド部分（２２５、２３８）の間に配置されたフォイルを含む。第１および第２のグリッド部分（２２５、２３８）のそれぞれは、第１および第２のグリッド部分（２２５、２３８）を通るグリッドチャネル（２８６、２８８）を画定する内部壁を有する。粒子ビームは、生成チャンバ（２１８）に向かってグリッドチャネル（２８６、２８８）を通過するように構成される。第１および第２のグリッド部分（２２５、２３８）の内部壁は、フォイルの両面に接触する。【選択図】図１
2019522191.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
同位体生成システム（１００）用のターゲットアセンブリ（１３０、２００）であって、
生成チャンバ（１２０、１２０Ａ、１２０Ｂ、１２０Ｃ、２１８）およびビーム通路（２２１）を有するターゲット本体（１３２、２０１）であり、前記生成チャンバ（１２０、１２０Ａ、１２０Ｂ、１２０Ｃ、２１８）が、前記ビーム通路（２２１）を通って導かれた粒子ビーム（１１２、Ｐ）を受けるように配置されており、前記生成チャンバ（１２０、１２０Ａ、１２０Ｂ、１２０Ｃ、２１８）が、ターゲット材料（１１６、１１６Ａ、１１６Ｂ、１１６Ｃ）を保持するように構成されている、ターゲット本体（１３２、２０１）と、
前記ビーム通路（２２１）内に配置された、前記ターゲット本体（１３２、２０１）の第１および第２のグリッド部分（２２５、２３８）であり、前記第１および第２のグリッド部分（２２５、２３８）のそれぞれが、前面（２７０、２７４）および後面（２７２、２７６）を有し、前記第１のグリッド部分（２２５）の前記後面（２７２）と前記第２のグリッド部分（２３８）の前記前面（２７４）が、前記第１のグリッド部分（２２５）と前記第２のグリッド部分（２３８）との境界（２８０）で互いに当接しており、前記第２のグリッド部分（２３８）の前記後面（２７６）が、前記生成チャンバ（１２０、１２０Ａ、１２０Ｂ、１２０Ｃ、２１８）に面している、第１および第２のグリッド部分（２２５、２３８）と、
前記第１および第２のグリッド部分（２２５、２３８）の間の前記境界（２８０）に配置されたフォイル（２４０）であり、前記第１および第２のグリッド部分（２２５、２３８）のそれぞれが、前記第１および第２のグリッド部分（２２５、２３８）のそれぞれを通るグリッドチャネル（２８６、２８８）を画定する内部壁（２８２、２８４）を有し、前記粒子ビーム（１１２、Ｐ）が、前記生成チャンバ（１２０、１２０Ａ、１２０Ｂ、１２０Ｃ、２１８）に向かって前記グリッドチャネル（２８６、２８８）を通過するように構成されており、前記第１および第２のグリッド部分（２２５、２３８）の前記内部壁（２８２、２８４）が、前記フォイル（２４０）の両面に接触している、フォイル（２４０）と、
を備えるターゲットアセンブリ（１３０、２００）。
【請求項２】
前記第２のグリッド部分（２３８）が、前記ビーム通路（２２１）を取り囲むとともに前記ビーム通路（２２１）の一部の輪郭を画定するラジアル面（２８３）を有し、前記ラジアル面（２８３）には、前記ターゲット本体（１３２、２０１）の本体チャネルに流体的に結合されるポート（２４９、２５０）がない、請求項１に記載のターゲットアセンブリ（１３０、２００）。
【請求項３】
前記ターゲット本体（１３２、２０１）を通って延びる冷却チャネル（２４３〜２４８）をさらに備え、前記冷却チャネル（２４３〜２４８）が、前記第２のグリッド部分（２３８）から熱エネルギーを吸収して前記第２のグリッド部分（２３８）から前記熱エネルギーを伝達する、前記冷却チャネル（２４３〜２４８）を通る冷却媒体の流れを有するように構成されている、請求項１に記載のターゲットアセンブリ（１３０、２００）。
【請求項４】
前記フォイル（２４０）が第１のフォイル（１３８）であり、前記ターゲットアセンブリ（１３０、２００）が、前記第２のグリッド部分（２３８）の前記後面（２７６）に接触するとともに前記生成チャンバ（１２０、１２０Ａ、１２０Ｂ、１２０Ｃ、２１８）に面する第２のフォイル（１４０）を備える、請求項１に記載のターゲットアセンブリ（１３０、２００）。
【請求項５】
前記第２のフォイル（１４０）が、前記生成チャンバ（１２０、１２０Ａ、１２０Ｂ、１２０Ｃ、２１８）を画定するチャンバ壁を形成している、請求項４に記載のターゲットアセンブリ（１３０、２００）。
【請求項６】
前記第１のグリッド部分（２２５）の前記内部壁（２８２）が、前記第１のフォイル（１３８）および前記第２のフォイル（１４０）に接触している、請求項４に記載のターゲットアセンブリ（１３０、２００）。
【請求項７】
前記第１のフォイル（１３８）が、前記第２のフォイル（１４０）の少なくとも５倍厚い、請求項４に記載のターゲットアセンブリ（１３０、２００）。
【請求項８】
前記第１のフォイル（１３８）が、前記粒子ビーム（１１２、Ｐ）のビームエネルギーを少なくとも１０％だけ低下させるように構成されている、請求項４に記載のターゲットアセンブリ（１３０、２００）。
【請求項９】
同位体生成システム（１００）であって、
粒子ビーム（１１２、Ｐ）を発生させるように構成された粒子加速器（１０２）と、
生成チャンバ（１２０、１２０Ａ、１２０Ｂ、１２０Ｃ、２１８）と、前記生成チャンバ（１２０、１２０Ａ、１２０Ｂ、１２０Ｃ、２１８）と位置合わせされたビーム通路（２２１）とを有するターゲットアセンブリ（１３０、２００）であり、前記生成チャンバ（１２０、１２０Ａ、１２０Ｂ、１２０Ｃ、２１８）が、ターゲット材料（１１６、１１６Ａ、１１６Ｂ、１１６Ｃ）を保持するように構成されており、前記ビーム通路（２２１）が、前記生成チャンバ（１２０、１２０Ａ、１２０Ｂ、１２０Ｃ、２１８）に向かって導かれる粒子ビーム（１１２、Ｐ）を受けるように構成されている、ターゲットアセンブリ（１３０、２００）と、を備え、前記ターゲットアセンブリ（１３０、２００）が、
前記ビーム通路（２２１）内に配置された前記ターゲット本体（１３２、２０１）の第１および第２のグリッド部分（２２５、２３８）であり、それぞれが前面（２７０、２７４）および後面（２７２、２７６）を有し、前記第１のグリッド部分（２２５）の前記後面（２７２）と前記第２のグリッド部分（２３８）の前記前面（２７４）が、前記第１のグリッド部分（２２５）と前記第２のグリッド部分（２３８）との境界（２８０）で互いに当接しており、前記第２のグリッド部分（２３８）の前記後面（２７６）が、前記生成チャンバ（１２０、１２０Ａ、１２０Ｂ、１２０Ｃ、２１８）に面している、第１および第２のグリッド部分（２２５、２３８）と、
前記第１および第２のグリッド部分（２２５、２３８）の間の前記境界（２８０）に沿って配置されたフォイル（２４０）であり、前記第１および第２のグリッド部分（２２５、２３８）のそれぞれが内部壁（２８２、２８４）を有し、前記内部壁（２８２、２８４）が、前記内部壁（２８２、２８４）の間を通るグリッドチャネル（２８６、２８８）を画定しており、前記粒子ビーム（１１２、Ｐ）が、前記生成チャンバ（１２０、１２０Ａ、１２０Ｂ、１２０Ｃ、２１８）に向かって前記グリッドチャネル（２８６、２８８）を通過するように構成されており、前記第１および第２のグリッド部分（２２５、２３８）の前記内部壁（２８２、２８４）が、前記フォイル（２４０）の両面に接触している、フォイル（２４０）と、
をさらに含む、同位体生成システム（１００）。
【請求項１０】
放射線同位体を発生させる方法（３５０）であって、
ターゲットアセンブリ（１３０、２００）の生成チャンバ（１２０、１２０Ａ、１２０Ｂ、１２０Ｃ、２１８）内にターゲット材料（１１６、１１６Ａ、１１６Ｂ、１１６Ｃ）を提供すること（３５２）であり、前記ターゲットアセンブリ（１３０、２００）が、粒子ビーム（１１２、Ｐ）を受けるとともに前記ターゲット材料（１１６、１１６Ａ、１１６Ｂ、１１６Ｃ）への前記粒子ビーム（１１２、Ｐ）の入射を可能にするビーム通路（２２１）を有し、前記ターゲットアセンブリ（１３０、２００）がまた、前記ビーム通路（２２１）内に配置された第１および第２のグリッド部分（２２５、２３８）を含み、前記第１および第２のグリッド部分（２２５、２３８）のそれぞれが、前面（２７０、２７４）および後面（２７２、２７６）を有し、前記第１のグリッド部分（２２５）の前記後面（２７２）と前記第２のグリッド部分（２３８）の前記前面（２７４）が、前記第１のグリッド部分（２２５）と前記第２のグリッド部分（２３８）との境界（２８０）で互いに当接しており、前記第２のグリッド部分（２３８）の前記後面（２７６）が、前記生成チャンバ（１２０、１２０Ａ、１２０Ｂ、１２０Ｃ、２１８）に面している、こと（３５２）と、
前記ターゲット材料（１１６、１１６Ａ、１１６Ｂ、１１６Ｃ）に前記粒子ビーム（１１２、Ｐ）を導くこと（３５４）であり、前記粒子ビーム（１１２、Ｐ）が、前記第１および第２のグリッド部分（２２５、２３８）の間の前記境界（２８０）に配置されたフォイル（２４０）を通過し、前記第１および第２のグリッド部分（２２５、２３８）のそれぞれが、前記第１および第２のグリッド部分（２２５、２３８）のそれぞれを通るグリッドチャネル（２８６、２８８）を画定する内部壁（２８２、２８４）を有し、前記粒子ビーム（１１２、Ｐ）が、前記生成チャンバ（１２０、１２０Ａ、１２０Ｂ、１２０Ｃ、２１８）に向かって前記グリッドチャネル（２８６、２８８）を通過するように構成されており、前記第１および第２のグリッド部分（２２５、２３８）の内部壁（２８２、２８４）が、前記フォイル（２４０）の両面に接触している、こと（３５４）と、
を含む方法（３５０）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書に開示する主題は、概して同位体生成システムに関し、特に、粒子ビームで照射されるターゲット材料を有する同位体生成システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
放射性同位体（放射性核種とも呼ばれる）は、医療的な治療、撮像および研究ならびに非医療関連の他の用途において、いくつかの用途を有する。放射性同位体を生成するシステムは、通常、同位体を発生させるために、荷電粒子（例えば、水素イオン）のビームを加速してターゲット材料に導くサイクロトロンなどの粒子加速器を含む。サイクロトロンは、加速チャンバ内の所定の軌道に沿って荷電粒子を加速して案内するために、電場および磁場を使用する複雑なシステムである。粒子が軌道の外側部分に到達すると、荷電粒子は、同位体生成用のターゲット材料を保持するターゲットアセンブリに向かって導かれる粒子ビームを形成する。
【０００３】
典型的に液体、ガスまたは固体であるターゲット材料は、ターゲットアセンブリのチャンバ内に収容される。ターゲットアセンブリは、粒子ビームを受けるとともにチャンバのターゲット材料への粒子ビームの入射を可能にするビーム通路を形成する。チャンバ内にターゲット材料を収容するために、ビーム通路は、１つ以上のフォイルによってチャンバから隔てられる。例えば、チャンバは、ターゲット本体内の空隙によって画定され得る。ターゲットフォイルが空隙の一側を覆い、ターゲットアセンブリの一部が空隙の他側を覆って、それらの間にチャンバを画定し得る。粒子ビームは、ターゲットフォイルを通過し、比較的高い出力を比較的少量のターゲット材料内に置くことにより、多量の熱エネルギーをチャンバ内で発生させる。この熱エネルギーの一部がターゲットフォイルに伝達される。
【０００４】
少なくともいくつかの既知のシステムが、冷却チャンバによって隔てられた２つのフォイルを使用する。第１のフォイルは、サイクロトロンの加速チャンバ内の真空を冷却チャンバから隔て、第２のフォイル（またはターゲットフォイル）は、冷却チャンバをターゲット材料が配置されたチャンバから隔てる。上述したように、第２のフォイルは、熱エネルギーをチャンバから吸収する。第１のフォイルはまた、粒子ビームが第１のフォイルに入射するときに、熱エネルギーを発生させ得る。
【０００５】
熱エネルギーをフォイルから伝達することが重要である。高温に加えて、フォイルは、様々な圧力を受けることがある。温度および様々な圧力によって生じた応力は、フォイルを破裂、溶融、または他の損傷に対して脆弱にする。フォイルが損傷した場合、生成チャンバに入るエネルギーのレベルが高まる。より高いエネルギーレベルにより、不要な同位体が発生したり、ターゲット材料を使用不能にする他の不純物が発生したりすることがある。したがって、フォイル内の熱エネルギーを低下させることにより、フォイルの寿命を伸ばすことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】米国特許出願第２０１１／２５５６４６号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
この難題に対処するために、従来のシステムは、熱エネルギーを第１および第２のフォイルから伝達する冷却システムを含む。冷却システムは、熱エネルギーをフォイルから吸収する冷却媒体（例えば、ヘリウム）を、冷却チャンバを通って導く。しかし、この冷却システムは、複雑となり、高コストとなり、組立および操作に時間を要することがある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
一実施形態では、同位体生成システム用のターゲットアセンブリが提供される。ターゲットアセンブリは、生成チャンバおよびビーム通路を有する、ターゲット本体を含む。生成チャンバは、ビーム通路を通って導かれる粒子ビームを受けるように配置される。生成チャンバは、ターゲット材料を保持するように構成される。ターゲットアセンブリはまた、ビーム通路内に配置された、ターゲット本体の第１および第２のグリッド部分を含む。第１および第２のグリッド部分のそれぞれは、前面および後面を有する。第１のグリッド部分の後面と第２のグリッド部分の前面は、それらの間の境界で互いに当接する。第２のグリッド部分の後面は、生成チャンバに面する。ターゲットアセンブリはまた、第１および第２のグリッド部分の間の境界に配置されたフォイルを含む。第１および第２のグリッド部分のそれぞれは、第１および第２のグリッド部分をそれぞれ通るグリッドチャネルを画定する内部壁を有する。粒子ビームは、生成チャンバに向かってグリッドチャネルを通過するように構成される。第１および第２のグリッド部分の内部壁は、フォイルの両面に接触する。
【０００９】
いくつかの実施形態では、第２のグリッド部分は、ビーム通路を取り囲むとともにビーム通路の一部の輪郭を画定するラジアル面を有する。ラジアル面には、本体チャネルに流体的に結合されたポートがなくてもよい。
【００１０】
いくつかの実施形態では、冷却チャネルが、ターゲット本体を通って延びる。冷却チャネルは、第１および第２のグリッド部分から熱エネルギーを吸収して第１および第２のグリッド部分から熱エネルギーを伝達する、同チャネルを通る冷却媒体の流れを有するように構成される。
【００１１】
いくつかの実施形態では、フォイルは第１のフォイルであり、ターゲットアセンブリはまた、第２のグリッド部分の後面に接触するとともに生成チャンバに面する第２のフォイルを含む。任意で、第２のフォイルは、生成チャンバを画定する内部表面を形成する。
【００１２】
任意で、第１のグリッド部分の内部壁は、第１および第２のフォイルに接触し得る。特定の実施形態では、第１のフォイルは、第２のフォイルの少なくとも５倍厚い、および／または、粒子ビームのビームエネルギーを少なくとも１０％だけ低下させるように構成される。しかし、第１のフォイルが、他の実施形態では第２のフォイルの厚さの５倍よりも小さい厚さを有してもよく、他の実施形態では粒子ビームのビームエネルギーを１０％未満だけ低下させるように構成されてもよいことを理解されたい。
【００１３】
一実施形態では、粒子ビームを発生させるように構成された粒子加速器を含む同位体生成システムが提供される。同位体生成システムは、生成チャンバおよび生成チャンバと位置合わせされたビーム通路を有するターゲットアセンブリを含む。生成チャンバは、ターゲット材料を保持するように構成される。ビーム通路は、生成チャンバに向かって導かれる粒子ビームを受けるように構成される。ターゲットアセンブリはまた、ビーム通路内に配置された第１および第２のグリッド部分を含む。第１および第２のグリッド部分のそれぞれは、前面および後面を有する。第１のグリッド部分の後面と第２のグリッド部分の前面は、それらの間の境界で互いに当接する。第２のグリッド部分の後面は、生成チャンバに面する。同位体生成システムはまた、第１および第２のグリッド部分の間の境界に沿って配置されたフォイルを含む。第１および第２のグリッド部分のそれぞれは、内部壁を有し、内部壁は、内部壁の間にグリッドチャネルを画定する。粒子ビームは、生成チャンバに向かってグリッドチャネルを通過するように構成される。第１および第２のグリッド部分の内部壁は、フォイルに接触する。
【００１４】
一実施形態では、放射性同位体を発生させる方法が提供される。方法は、ターゲットアセンブリの生成チャンバにターゲット材料を提供することを含む。ターゲットアセンブリは、粒子ビームを受けるとともにターゲット材料への粒子ビームの入射を可能にするビーム通路を有する。ターゲットアセンブリはまた、ビーム通路内に配置された第１および第２のグリッド部分を含む。第１および第２のグリッド部分のそれぞれは、前面および後面を有する。第１のグリッド部分の後面と第２のグリッド部分の前面は、それらの間の境界で互いに当接する。第２のグリッド部分の後面は、生成チャンバに面する。方法はまた、ターゲット媒体に粒子ビームを導くことを含む。粒子ビームは、第１および第２のグリッド部分の間の境界に配置されたフォイルを通過する。第１および第２のグリッド部分のそれぞれは、第１および第２のグリッド部分をそれぞれ通るグリッドチャネルを画定する内部壁を有する。粒子ビームは、生成チャンバに向かってグリッドチャネルを通過するように構成される。第１および第２のグリッド部分の内部壁は、フォイルの両面に接触する。
【００１５】
いくつかの実施形態では、フォイルは第１のフォイルであり、ターゲットアセンブリは、第２のグリッド部分の後面に接触するとともに生成チャンバに面する第２のフォイルを含む。粒子ビームは、第２のフォイルを通過する。任意で、方法は、第１および第２のフォイルの間に冷却媒体を導くことを含まない。任意で、ターゲット材料は、６８Ｇａ同位体を発生させるように構成される。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】一実施形態による同位体生成システムのブロック図である。
【図２】一実施形態によるターゲットアセンブリの背面斜視図である。
【図３】図２のターゲットアセンブリの正面斜視図である。
【図４】図２のターゲットアセンブリの分解図である。
【図５】ターゲットアセンブリの熱エネルギーを吸収する冷却チャネルを示す、Ｚ軸を横切るターゲットアセンブリの断面図である。
【図６】Ｘ軸を横切る、図２のターゲットアセンブリの断面図である。
【図７】Ｙ軸を横切る、図２のターゲットアセンブリの断面図である。
【図８】一実施形態による第１および第２のグリッド部分の斜視図である。
【図９】図８の第２のグリッド部分の前面に配置されたフォイルの拡大図である。
【図１０】放射性同位体を発生させる方法を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
上記の概要およびある特定の実施形態についての以下の詳細な説明は、添付の図面と共に読むと、より良く理解されるであろう。図が各種の実施形態のブロックの図を示す程度まで、ブロックは必ずしもハードウェア間の分割を示しているわけではない。したがって、例えば、ブロックの１つ以上を、単一のハードウェアまたは複数のハードウェアで実現してもよい。各種の実施形態は、図面に示す配置および手段に限定されないことを理解されたい。
【００１８】
本明細書で使用する場合、単数形で列挙され、「１つの（ａ）」または「１つの（ａｎ）」という単語に続けられる要素またはステップは、除外することが明示的に述べられない限り、複数の前記要素またはステップを除外しないと理解されたい。さらにまた、「一実施形態」の参照は、列挙した特徴も組み込む付加的な実施形態の存在を除外するものと解釈されることを意図しない。さらに、そうではないと明示的に述べられない限り、特定の特性を有する１つ以上の要素を「備える」または「有する」実施形態は、その特性を有していない付加的なこのような要素を含んでもよい。
【００１９】
図１は、一実施形態によって形成された同位体生成システム１００のブロック図である。同位体生成システム１００は、イオン供給源システム１０４、電場システム１０６、磁場システム１０８、真空システム１１０、冷却システム１２２、および流体制御システム１２５などの、いくつかのサブシステムを有する粒子加速器１０２（例えば、サイクロトロン）を含む。同位体生成システム１００の使用中、ターゲット材料１１６（例えば、ターゲット液体またはターゲットガス）が、ターゲットシステム１１４の指定の生成チャンバ１２０に供給される。ターゲット材料１１６は、流体制御システム１２５によって生成チャンバ１２０に供給され得る。流体制御システム１２５は、１つ以上のポンプおよびバルブ（図示せず）によって生成チャンバ１２０へのターゲット材料１１６の流れを制御し得る。流体制御システム１２５はまた、生成チャンバ１２０に不活性ガスを供給することによって、生成チャンバ１２０内で受ける圧力を制御し得る。
【００２０】
粒子加速器１０２の作動中、荷電粒子が、イオン供給源システム１０４によって粒子加速器１０２内に配置または注入される。磁場システム１０８および電場システム１０６は、荷電粒子の粒子ビーム１１２を生成する際に互いに協働するそれぞれの場を発生させる。
【００２１】
また、図１に示すように、同位体生成システム１００は、抽出システム１１５を有する。ターゲットシステム１１４は、粒子加速器１０２に隣接して配置され得る。同位体を発生させるために、粒子ビーム１１２は、粒子ビーム１１２が指定の生成チャンバ１２０内に配置されたターゲット材料１１６に入射するように、粒子加速器１０２によって、抽出システム１１５を介してビーム経路１１７に沿ってターゲットシステム１１４内に導かれる。いくつかの実施形態では、粒子加速器１０２とターゲットシステム１１４は、空間または隙間によって隔てられない（例えば、ある距離だけ隔てられる）、および／または個別の部品ではないことに留意されたい。したがって、これらの実施形態では、粒子加速器１０２およびターゲットシステム１１４は、構成要素間または部品間にビーム経路１１７が設けられないような、単一の構成要素または部品を形成し得る。
【００２２】
同位体生成システム１００は、医療的な撮像、研究および治療に使用できるが、科学的な研究または分析などの非医療関連の他の用途にも使用できる、放射性同位体（放射性核種とも呼ばれる）を生成するように構成される。核医療（ＮＭ）撮像または陽電子放出断層撮影（ＰＥＴ）撮像などの医療目的で使用される場合には、放射性同位体は、「トレーサ」と呼ばれることもある。同位体生成システム１００は、医療的な撮像または治療に使用するための個々の用量など、所定の量またはバッチで同位体を生成し得る。例として、同位体生成システム１００は、硝酸中の６８Ｚｎ硝酸塩を含むターゲット液体から６８Ｇａ同位体を発生させ得る。同位体生成システム１００はまた、液体形態の１８Ｆ−同位体を作るために陽子を発生させるように構成され得る。これらの同位体を作るために使用されるターゲット材料は、１８Ｏ富化の水、または１６Ｏ−水であり得る。いくつかの実施形態では、同位体生成システム１００はまた、１５Ｏ標識水を生成するために陽子または重水素を発生させ得る。様々なレベルの活性を有する同位体が提供され得る。
【００２３】
いくつかの実施形態では、同位体生成システム１００は、１Ｈ−技術を使用して荷電粒子を約１０〜３０μＡのビーム電流で低エネルギー状態（例えば、約８ＭｅＶまたは約１４ＭｅＶ）にする。そのような実施形態では、負の水素イオンが、粒子加速器１０２によって加速され、抽出システム１１５に案内される。次いで、負の水素イオンは、抽出システム１１５のストリッピングフォイル（図１には示さず）に当たることにより、一対の電子を除去し、その粒子を正イオン１Ｈ＋にし得る。しかし、代替的な実施形態では、荷電粒子は、１Ｈ＋、２Ｈ＋、および３Ｈｅ＋などの正イオンであってもよい。このような代替的な実施形態では、抽出システム１１５は、粒子ビームをターゲット材料１１６に向かって案内する電場を生成する静電偏向器を含み得る。各種の実施形態は、低エネルギーシステムでの使用に限定されず、例えば、最大２５ＭｅＶ、また一層高いビーム電流の、高エネルギーシステムで使用されてもよいことに留意されたい。
【００２４】
同位体生成システム１００は、様々なシステムの各種の構成要素によって発生した熱を吸収するために、それぞれの構成要素に冷却流体（例えば、水またはヘリウムなどのガス）を輸送する冷却システム１２２を含み得る。例えば、１つ以上の冷却チャネルが、生成チャンバ１２０に近接して延び、そこから熱エネルギーを吸収し得る。同位体生成システム１００はまた、各種のシステムおよび構成要素の作動を制御するために使用し得る制御システム１１８を含み得る。制御システム１１８は、同位体生成システム１００を自動制御するための、および／または特定の機能の手動制御を可能にするための必要な回路を含み得る。例えば、制御システム１１８は、１つ以上のプロセッサまたは他の論理ベースの回路を含み得る。制御システム１１８は、粒子加速器１０２およびターゲットシステム１１４に近接してまたは遠隔に配置された１つ以上のユーザインタフェースを含み得る。図１には示していないが、同位体生成システム１００はまた、粒子加速器１０２およびターゲットシステム１１４のための１つ以上の放射および／または磁気シールドを含み得る。
【００２５】
同位体生成システム１００は、荷電粒子を所定のエネルギーレベルまで加速するように構成され得る。例えば、本明細書に記載したいくつかの実施形態は、荷電粒子を約１８ＭｅＶ以下のエネルギーまで加速する。他の実施形態では、同位体生成システム１００は、荷電粒子を約１６．５ＭｅＶ以下のエネルギーまで加速する。特定の実施形態では、同位体生成システム１００は、荷電粒子を約９．６ＭｅＶ以下のエネルギーまで加速する。より特定の実施形態では、同位体生成システム１００は、荷電粒子を約７．８ＭｅＶ以下のエネルギーまで加速する。しかし、本明細書に記載した実施形態は、１８ＭｅＶを超えるエネルギーを有してもよい。例えば、実施形態は、１００ＭｅＶ、５００ＭｅＶ、またはそれ以上のエネルギーを有してもよい。同様に、実施形態は、各種のビーム電流値を利用し得る。例として、ビーム電流は、約１０〜３０μＡの間であり得る。他の実施形態では、ビーム電流は３０μＡ超、５０μＡ超、または７０μＡ超であってもよい。さらに他の実施形態では、ビーム電流は、１００μＡ超、１５０μＡ超、または２００μＡ超であってもよい。
【００２６】
同位体生成システム１００は、個別のターゲット材料１１６Ａ〜Ｃが配置された複数の生成チャンバ１２０を有し得る。粒子ビーム１１２が様々なターゲット材料１１６に入射するように、シフト装置またはシステム（図示せず）を使用して粒子ビーム１１２に対して生成チャンバ１２０をシフトさせ得る。あるいは、粒子加速器１０２および抽出システム１１５は、粒子ビーム１１２をただ１つの経路に沿って導かなくてもよく、様々な生成チャンバ１２０Ａ〜Ｃそれぞれに固有の経路に沿って導いてもよい。さらに、ビーム経路１１７は、粒子加速器１０２から生成チャンバ１２０まで実質的に直線状であってもよく、あるいは、ビーム経路に沿う１つ以上の点で湾曲したり、折り返されたりしてもよい。例えば、ビーム経路１１７に沿って配置された磁石が、粒子ビーム１１２を様々な経路に方向転換するように構成され得る。
【００２７】
ターゲットシステム１１４は、複数のターゲットアセンブリ１３０を含むが、他の実施形態では１つのターゲットアセンブリ１３０のみを含んでもよい。ターゲットアセンブリ１３０は、複数の本体部分１３４、１３５、１３６を有するターゲット本体１３２を含む。ターゲットアセンブリ１３０はまた、ターゲット材料と衝突する前に粒子ビームが通過する１つ以上のフォイルを有するように構成される。例えば、ターゲットアセンブリ１３０は、第１のフォイル１３８および第２のフォイル１４０を含む。以下でより詳細に述べるように、第１のフォイル１３８および第２のフォイル１４０はそれぞれ、ターゲットアセンブリ１３０のグリッド部分（図１には図示せず）に接触し得る。
【００２８】
特定の実施形態は、第１および第２のフォイルのための直接冷却システムがなくてもよい。従来のターゲットシステムは、第１および第２のフォイルの間に存在する空間によって冷却媒体（例えば、ヘリウム）を導く。冷却媒体は、第１および第２のフォイルに接触し、第１および第２のフォイルから直接熱エネルギーを吸収して第１および第２のフォイルから熱エネルギーを伝達する。本明細書に記載した実施形態は、そのような冷却システムを有していなくてもよい。例えば、この空間を取り囲むラジアル面には、チャネルに流体的に結合されたポートがなくてもよい。しかし、冷却システム１２２は、ターゲットシステム１１４の他の物体を冷却し得ることを理解されたい。例えば、冷却システム１２２は、本体部分１３６を通って冷却水を導いて生成チャンバ１２０から熱エネルギーを吸収し得る。しかし、実施形態は、ラジアル面に沿ったポートを含んでもよいことを理解されたい。そのようなポートは、第１および第２のフォイル１３８、１４０を冷却するための、または第１および第２のフォイル１３８、１４０の間の空間を排気するための冷却媒体を供給するために使用され得る。
【００２９】
本明細書に記載したサブシステムを１つ以上有する同位体生成システムおよび／またはサイクロトロンの例は、米国特許出願公開第２０１１／０２５５６４６号に見出され得、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。さらに、本明細書に記載した実施形態と共に使用され得る同位体生成システムおよび／またはサイクロトロンはまた、米国特許出願第１２／４９２，２００号、第１２／４３５，９０３号、第１２／４３５，９４９号、第１２／４３５，９３１号、および米国特許出願第１４／７５４，８７８号に記載されており、上記のそれぞれは参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。
【００３０】
図２および図３は、一実施形態によって形成されたターゲットアセンブリ２００のそれぞれ背面および正面の斜視図である。図４は、ターゲットアセンブリ２００の分解図である。ターゲットアセンブリ２００は、同位体生成システム１００（図１）のような同位体生成システムでの使用のために構成される。例えば、ターゲットアセンブリ２００は、同位体生成システム１００のターゲットアセンブリ１３０（図１）と同様または同一であってもよい。ターゲットアセンブリ２００は、図２および図３では完全に組み立てられたターゲット本体２０１を含む。
【００３１】
ターゲット本体２０１は、３つの本体部分２０２、２０４、２０６、ターゲットインサート２２０（図４）、およびグリッド部分２２５（図４）から形成される。本体部分２０２、２０４、２０６は、ターゲット本体２０１の外側構造または外部を画定する。具体的には、ターゲット本体２０１の外側構造は、本体部分２０２（前方本体部分またはフランジと呼ばれることもある）、本体部分２０４（中間本体部分と呼ばれることもある）、および本体部分２０６（後方本体部分と呼ばれることもある）から形成される。本体部分２０２、２０４および２０６は、各種の特徴を形成するためのチャネルおよび凹部を有する剛性材料のブロックを含む。チャネルおよび凹部は、ターゲットアセンブリ２００の１つ以上の構成要素を保持し得る。
【００３２】
ターゲットインサート２２０およびグリッド部分２２５（図４）はまた、各種の特徴を形成するためのチャネルおよび凹部を有する剛性材料のブロックを含む。本体部分２０２、２０４、２０６、ターゲットインサート２２０、およびグリッド部分２２５は、対応するワッシャ（図示せず）をそれぞれ有する複数のボルト２０８（図３および図４）として示される、適切な締結具によって互いに固定され得る。互いに固定されると、本体部分２０２、２０４、２０６、ターゲットインサート２２０、およびグリッド部分２２５は、封止されたターゲット本体２０１を形成する。封止されたターゲット本体２０１は、ターゲット本体２０１からの流体またはガスの漏れを防止または厳重に制限するように十分に構成される。
【００３３】
図２に示すように、ターゲットアセンブリ２００は、後方表面２１３に沿って配置された複数の継手２１２を含む。継手２１２は、ターゲット本体２０１内への流体アクセスをもたらすポートとして作動し得る。継手２１２は、流体制御システム１２５（図１）などの流体制御システムに作動可能に結合されるように構成される。継手２１２は、ヘリウムおよび／または冷却水のための流体アクセスをもたらし得る。継手２１２によって形成されたポートに加えて、ターゲットアセンブリ２００は、第１の材料ポート２１４および第２の材料ポート２１５（図６に示す）を含み得る。第１および第２の材料ポート２１４、２１５は、ターゲットアセンブリ２００の生成チャンバ２１８（図４）と流体連通する。第１および第２の材料ポート２１４、２１５は、流体制御システムに作動可能に結合される。例示的な実施形態では、第２の材料ポート２１５は、生成チャンバ２１８にターゲット材料を提供し得、第１の材料ポート２１４は、生成チャンバ２１８内のターゲット液体が受ける圧力を制御するための作動ガス（例えば、不活性ガス）を供給し得る。しかし、他の実施形態では、第１の材料ポート２１４がターゲット材料を提供してもよく、第２の材料ポート２１５が作動ガスを供給してもよい。
【００３４】
ターゲット本体２０１は、生成チャンバ２１８内のターゲット材料への粒子ビーム（例えば、陽子ビーム）の入射を可能にするビーム通路２２１を形成する。粒子ビーム（図３に矢印Ｐで示す）は、通路開口部２１９（図３および図４）を通ってターゲット本体２０１に進入し得る。粒子ビームは、ターゲットアセンブリ２００を通って、通路開口部２１９から生成チャンバ２１８（図４）に移動する。作動中、生成チャンバ２１８は、ターゲット液体またはターゲットガスで満たされる。例えば、ターゲット液体は、指定の同位体（例えば、Ｈ２１８Ｏ）を含む約２．５ミリリットル（ｍｌ）の水であり得る。生成チャンバ２１８は、例えば、ターゲットインサート２２０の一側に開口したキャビティ２２２（図４）を有する、ニオブ材料を含み得るターゲットインサート２２０内に画定される。ターゲットインサート２２０は、第１および第２の材料ポート２１４、２１５を含む。第１および第２の材料ポート２１４、２１５は、例えば、継手またはノズルを受けるように構成される。
【００３５】
図４に関して、ターゲットインサート２２０は、本体部分２０６と本体部分２０４との間に位置合わせされる。ターゲットアセンブリ２００は、本体部分２０６とターゲットインサート２２０との間に配置された封止リング２２６を含み得る。ターゲットアセンブリ２００はまた、ターゲットフォイル２２８と、封止枠２３６（例えば、ＨｅｌｉｃｏｆｌｅＸ（登録商標）枠）とを含む。ターゲットフォイル２２８は、例えば、Ｈａｖａｒ（登録商標）などの熱処理可能なコバルト基合金を含む金属合金ディスクであり得る。ターゲットフォイル２２８は、本体部分２０４とターゲットインサート２２０との間に配置されてキャビティ２２２を覆い、それにより生成チャンバ２１８を密閉する。本体部分２０６はまた、封止リング２２６およびターゲットインサート２２０の一部を内部に受けるような大きさおよび形状のキャビティ２３０（図４）を含む。
【００３６】
ターゲットアセンブリ２００のフロントフォイル２４０は、本体部分２０４と本体部分２０２との間に配置され得る。フロントフォイル２４０は、ターゲットフォイル２２８と同様の合金ディスクであり得る。フロントフォイル２４０は、本体部分２０４のグリッド部分２３８と位置合わせされる。フロントフォイル２４０およびターゲットフォイル２２８は、ターゲットアセンブリ２００において様々な機能を有し得る。いくつかの実施形態では、フロントフォイル２４０は、粒子ビームＰのエネルギーを低下させるデグレーダフォイルと呼ばれることがある。例えば、フロントフォイル２４０は、粒子ビームのエネルギーを少なくとも１０％だけ低下させ得る。ターゲット材料に入射する粒子ビームのエネルギーは、約１２ＭｅＶ〜約１８ＭｅＶであり得る。より特定の実施形態では、ターゲット材料に入射する粒子ビームのエネルギーは、約１３ＭｅＶ〜約１５ＭｅＶであり得る。フロントフォイル２４０およびターゲットフォイル２２８はそれぞれ、請求項などにおいて、第１のフォイルおよび第２のフォイルと呼ばれることがある。
【００３７】
ターゲットフォイル２２８およびフロントフォイル２４０は、ディスク状または円形に限定されず、様々な形状、構成および配置で設けられてもよいことに留意されたい。例えば、ターゲットフォイル２２８およびフロントフォイル２４０の一方または両方、または追加のフォイルは、とりわけ正方形、長方形、または楕円形であってもよい。また、ターゲットフォイル２２８およびフロントフォイル２４０は、特定の材料から形成されることに限定されず、各種の実施形態では、本明細書でより詳細に説明するような放射活性が誘起され得る中程度または高い活性の材料などの活性化材料から形成されることに留意されたい。いくつかの実施形態では、ターゲットフォイル２２８およびフロントフォイル２４０は金属製であり、１つ以上の金属から形成される。
【００３８】
作動中、本体部分２０２から生成チャンバ２１８に入るように粒子ビームがターゲットアセンブリ２００を通過するときに、ターゲットフォイル２２８およびフロントフォイル２４０は、大きく活性化され得る（例えば、そこで放射活性が誘起される）。ターゲットフォイル２２８およびフロントフォイル２４０は、キャビティ２２２内のターゲット材料から加速器チャンバ内の真空を隔離する。グリッド部分２３８は、ターゲットフォイル２２８およびフロントフォイル２４０の間に配置され、それらのそれぞれに接触し得る。任意で、ターゲットアセンブリ２００は、ターゲットフォイル２２８およびフロントフォイル２４０の間の冷却媒体の通過を可能にするように構成されない。ターゲットフォイル２２８およびフロントフォイル２４０は、粒子ビームが通過できる厚さを有するように構成されることに留意されたい。その結果、ターゲットフォイル２２８およびフロントフォイル２４０は、高度に放射されて活性化され得る。
【００３９】
いくつかの実施形態は、ターゲットアセンブリ２００の自己シールドをもたらし、自己シールドは、活性化されたターゲットフォイル２２８およびフロントフォイル２４０からの放射をシールドするように、および／または、同放射がターゲットアセンブリ２００から出るのを防止するように、ターゲットアセンブリ２００を能動的にシールドする。したがって、ターゲットフォイル２２８およびフロントフォイル２４０は、活性放射シールドによってカプセル化される。具体的には、本体部分２０２、２０４および２０６の少なくとも１つ、およびいくつかの実施形態では、それらのすべてが、ターゲットアセンブリ２００内の放射、特に、ターゲットフォイル２２８およびフロントフォイル２４０からの放射を減衰させる材料から形成される。本体部分２０２、２０４および２０６は、同一の材料、異なる材料、あるいは同じまたは異なる材料の異なる量または組合せから形成されてもよいことに留意されたい。例えば、本体部分２０２および２０４は、アルミニウムなどの同じ材料から形成され得、本体部分２０６は、アルミニウムとタングステンの組合せから形成され得る。
【００４０】
本体部分２０２、本体部分２０４および／または本体部分２０６は、それぞれの厚さ、特にターゲットフォイル２２８およびフロントフォイル２４０とターゲットアセンブリ２００の外側との間の厚さが、そこから放出される放射を低下させるシールドをもたらすように形成される。本体部分２０２、本体部分２０４および／または本体部分２０６は、アルミニウムよりも高い密度値を有する任意の材料から形成されてもよいことに留意されたい。また、本体部分２０２、本体部分２０４および／または本体部分２０６のそれぞれは、本明細書でより詳細に説明するように、様々な材料または材料の組合せから形成され得る。
【００４１】
図５は、ターゲットアセンブリ２００の断面図である。基準として、ターゲットアセンブリ２００は、相互に垂直なＸ軸、Ｙ軸、およびＺ軸に対して方向付けられる。断面図は、Ｚ軸を横切って本体部分２０４を通って方向付けられた平面２９０によって作られている。図示の実施形態では、本体部分２０４は、グリッド部分２３８および冷却ネットワーク２４２を含むように成形された材料の本質的に一様なブロックである。例えば、本体部分２０４は、本明細書に記載した物理的特徴を含むように成形またはダイキャストされ得る。他の実施形態では、本体部分２０４は、互いに固定される２つ以上の要素を備え得る。例えば、グリッド部分２３８は、グリッド部分２２５（図４）と同様の形状であり得、本体部分２０４の残り部分に対して個別かつ別個であり得る。この代替の実施形態では、グリッド部分２３８は、残り部分の空隙またはキャビティ内に配置され得る。
【００４２】
図示のように、本体部分２０４を通る平面２９０は、グリッド部分２３８および冷却ネットワーク２４２と交差する。冷却ネットワーク２４２は、互いに相互接続して冷却ネットワーク２４２を形成する冷却チャネル２４３〜２４８を含む。冷却ネットワーク２４２はまた、ターゲット本体２０１の他のチャネル（図示せず）と流体連通するポート２４９、２５０を含む。冷却ネットワーク２４２は、ターゲット本体２０１から熱エネルギーを吸収してターゲット本体２０１から熱エネルギーを伝達する冷却媒体（例えば、冷却水）を受けるように構成される。例えば、冷却ネットワーク２４２は、グリッド部分２３８またはターゲットチャンバ２１８（図４）の少なくとも１つから熱エネルギーを吸収するように構成され得る。図示のように、冷却チャネル２４４、２４６は、それぞれの熱経路２５２、２５４（全体として点線で示されている）がグリッド部分２３８と冷却チャネル２４４、２４６との間に形成されるように、グリッド部分２３８に近接して延びる。例えば、グリッド部分２３８と冷却チャネル２４４、２４６との間の隙間は、１０ｍｍ未満、８ｍｍ未満、６ｍｍ未満、またはある特定の実施形態では、４ｍｍ未満であり得る。熱経路は、例えば、実験セットアップ中のモデリングソフトウェアまたは熱画像形成を使用して特定され得る。
【００４３】
グリッド部分２３８は、グリッドまたはフレーム構造を形成するために互いに結合された内部壁２５６の配列を含む。内部壁２５６は、（ａ）ターゲットフォイル２２８およびフロントフォイル２４０（図４）に対する十分な支持をもたらし、かつ（ｂ）ターゲットフォイル２２８およびフロントフォイル２４０と密着するように構成され得、それにより熱エネルギーは、ターゲットフォイル２２８およびフロントフォイル２４０から内部壁２５６およびグリッド部分２３８または本体部分２０４の周辺領域に伝達され得る。
【００４４】
図６および図７は、それぞれＸ軸およびＹ軸を横切る、ターゲットアセンブリ２００の断面図である。図示のように、ターゲットアセンブリ２００は、本体部分２０２、２０４、２０６、ターゲットインサート２２０、およびグリッド部分２２５がＺ軸に沿って互いに対して積層されて互いに固定された、作動可能な状態にある。図に示すターゲット本体２０１は、ターゲット本体がどのように構成され組み立てられ得るかを示す１つの特定の例であることを理解されたい。作動可能な特徴（例えば、グリッド部分）を含む他のターゲット本体設計も考えられる。
【００４５】
ターゲット本体２０１は、粒子ビームＰが通って延びる一連のキャビティまたは空隙を含む。例えば、ターゲット本体２０１は、生成チャンバ２１８およびビーム通路２２１を含む。生成チャンバ２１８は、作動中にターゲット材料（図示せず）を保持するように構成される。ターゲット材料は、例えば、第１の材料ポート２１４を通って生成チャンバ２１８の内外に流れ得る。生成チャンバ２１８は、ビーム通路２２１を通って導かれる粒子ビームＰを受けるように配置される。粒子ビームＰは、例示的な実施形態ではサイクロトロンである、粒子加速器１０２（図１）などの粒子加速器（図示せず）から受けられる。
【００４６】
ビーム通路２２１は、通路開口部２１９からフロントフォイル２４０に延びる第１の通路セグメント（または前方通路セグメント）２６０を含む。ビーム通路２２１はまた、フロントフォイル２４０とターゲットフォイル２２８との間に延びる第２の通路セグメント（または後方通路セグメント）２６２を含む。説明のために、フロントフォイル２４０およびターゲットフォイル２２８は、識別を容易にするために厚くされている。グリッド部分２２５は、第１の通路セグメント２６０の端部に配置される。グリッド部分２３８は、第２の通路セグメント２６２の全体を画定する。図示の実施形態では、グリッド部分２３８は、本体部分２０４の一体部分であり、グリッド部分２２５は、本体部分２０２と本体部分２０４との間に挟まれた個別かつ別個の要素である。
【００４７】
したがって、ターゲット本体２０１のグリッド部分２２５、２３８は、ビーム通路２２１内に配置される。図６に示すように、グリッド部分２２５は、前面２７０および後面２７２を有する。グリッド部分２３８はまた、前面２７４および後面２７６を有する。グリッド部分２２５の後面２７２とグリッド部分２３８の前面２７４は、それらの間の境界２８０で互いに当接する。グリッド部分２３８の後面２７６は、生成チャンバ２１８に面する。図示の実施形態では、グリッド部分２３８の後面２７６は、ターゲットフォイル２２８に接触する。フロントフォイル２４０は、グリッド部分２２５、２３８の間の境界２８０に配置される。
【００４８】
また、図６に示すように、グリッド部分２２５は、ビーム通路２２１を取り囲み、ビーム通路２２１の一部の輪郭を画定するラジアル面２８１を有する。輪郭は、Ｘ軸およびＹ軸によって画定された平面に平行に広がる。グリッド部分２３８は、ビーム通路２２１を取り囲み、ビーム通路２２１の一部の輪郭を画定するラジアル面２８３を有する。輪郭は、Ｘ軸およびＹ軸によって画定された平面に平行に広がる。図示の実施形態では、ラジアル面２８３には、ターゲット本体のチャネルに流体的に結合されたポートがない。より具体的には、第２の通路セグメント２６２は、いくつかの実施形態では、ターゲットフォイル２２８およびフロントフォイル２４０を冷却するために流体を強制的に圧送しなくてもよい。しかし、代替の実施形態では、冷却媒体が通路セグメントを通って圧送されてもよい。さらに他の実施形態では、第２の通路セグメント２６２を排気するためにポートが使用されてもよい。
【００４９】
グリッド部分２２５、２３８は、それぞれの内部壁２８２、２８４を有し、内部壁は、グリッド部分を通るグリッドチャネル２８６、２８８を画定する。グリッド部分２２５、２３８のそれぞれの内部壁２８２、２８４は、フロントフォイル２４０の両面に接触する。グリッド部分２３８の内部壁２８４は、ターゲットフォイル２２８およびフロントフォイル２４０に接触する。グリッド部分２２５の内部壁２８２は、フロントフォイル２４０のみに接触する。フロントおよびターゲットフォイル２４０、２２８は、粒子ビームＰのビーム経路を横切るように方向付けられる。粒子ビームＰは、生成チャンバ２１８に向かってグリッドチャネル２８６、２８８を通過するように構成される。
【００５０】
いくつかの実施形態では、内部壁２８２によって形成されたグリッド構造および内部壁２８４によって形成されたグリッド構造は、グリッドチャネル２８６、２８８が互いに位置合わせされるように同一である。しかし、実施形態は、同一のグリッド構造を有することを要求しない。例えば、グリッド部分２２５は、内部壁２８２の１つ以上を含まなくてもよく、および／または内部壁２８２の１つ以上は、対応する内部壁２８４と位置合わせされなくてもよく、またはその逆であってもよい。さらに、内部壁２８２および内部壁２８４は、他の実施形態では異なる寸法を有してもよいと考えられる。
【００５１】
いくつかの実施形態では、フロントフォイル２４０は、粒子ビームＰがフロントフォイル２４０に入射するときに、粒子ビームＰのエネルギーレベルを実質的に低下させるように構成される。より具体的には、粒子ビームＰは、第１の通路セグメント２６０の第１のエネルギーレベルと、第２の通路セグメント２６２の第２のエネルギーレベルとを有し得、第２のエネルギーレベルは、第１のエネルギーレベルより実質的に低い。例えば、第２のエネルギーレベルは、第１のエネルギーレベルより５％超少なくてもよい（すなわち第１のエネルギーレベルの９５％以下）。ある特定の実施形態では、第２のエネルギーレベルは、第１のエネルギーレベルより１０％超少なくてもよい（すなわち第１のエネルギーレベルの９０％以下）。さらに特定の実施形態では、第２のエネルギーレベルは、第１のエネルギーレベルより１５％超少なくてもよい（すなわち第１のエネルギーレベルの８５％以下）。さらに特定の実施形態では、第２のエネルギーレベルは、第１のエネルギーレベルより２０％超少なくてもよい（すなわち第１のエネルギーレベルの８０％以下）。一例として、第１のエネルギーレベルは、約１８ＭｅＶであってもよく、第２のエネルギーレベルは、約１４ＭｅＶであってもよい。しかし、第１のエネルギーレベルが、他の実施形態では異なる値を有してもよく、第２のエネルギーレベルが、他の実施形態では異なる値を有してもよいことを理解されたい。
【００５２】
フロントフォイル２４０が粒子ビームＰのエネルギーレベルを実質的に低下させるそのような実施形態では、フロントフォイル２４０は、デグレーダフォイルとして特徴付けられ得る。デグレーダフォイル２４０は、粒子ビームＰがフロントフォイル２４０を通過する際に実質的な損失を生じる厚さおよび／または組成物を有し得る。例えば、フロントフォイル２４０およびターゲットフォイル２２８は、異なる組成物および／または厚さを有し得る。フロントフォイル２４０はアルミニウムを含んでもよく、ターゲットフォイル２２８はＨａｖａｒ（登録商標）またはニオブを含んでもよいが、フォイルに関して他の材料も考えられる。
【００５３】
特定の実施形態では、フロントフォイル２４０とターゲットフォイル２２８は、実質的に異なる厚さを有する。例えば、フロントフォイル２４０の厚さは、少なくとも０．１０ミリメートル（ｍｍ）であり得る。特定の実施形態では、フロントフォイル２４０は、０．１５ｍｍ〜０．５０ｍｍの厚さを有する。ターゲットフォイル２２８に関して、ターゲットフォイル２２８の厚さは、０．０１ｍｍ〜０．０５ｍｍであり得る。特定の実施形態では、ターゲットフォイル２２８の厚さは、０．０２ｍｍ〜０．０３ｍｍであり得る。いくつかの実施形態では、フロントフォイル２４０は、ターゲットフォイル２２８の少なくとも３倍（３Ｘ）厚く、またはターゲットフォイル２２８の少なくとも５倍（５Ｘ）厚い。しかし、フロントフォイル２４０は、ターゲットフォイル２２８の５倍未満または３倍未満の厚さなどの他の厚さを有してもよい。
【００５４】
フロントフォイル２４０は、いくつかの実施形態ではデグレーダフォイルとして特徴付けられ得るが、フロントフォイル２４０は、他の実施形態ではデグレーダフォイルでなくてもよい。例えば、フロントフォイル２４０は、粒子ビームＰのエネルギーレベルを実質的に低下させないか、または公称上低下させるだけでもよい。そのような場合、フロントフォイル２４０は、ターゲットフォイル２２８の特性と同様の特性（例えば、厚さおよび／または組成物）を有し得る。
【００５５】
フロントフォイル２４０における損失は、フロントフォイル２４０内で発生する熱エネルギーに対応する。フロントフォイル２４０内で発生した熱エネルギーは、グリッド部分２３８を含む本体部分２０４によって吸収され、熱エネルギーがターゲット本体２０１から伝達される冷却ネットワーク２４２に輸送され得る。
【００５６】
粒子ビームがターゲットフォイルに入射するときに、いくらかの熱エネルギーがターゲットフォイル２２８内で発生し得るが、ターゲットフォイル２２８による熱エネルギーの大部分は、粒子ビームＰがターゲット材料に入射するときに、生成チャンバ２１８内で発生し得る。生成チャンバ２１８は、ターゲットインサート２２０の内部表面２６６およびターゲットフォイル２２８によって画定される。粒子ビームＰがターゲット材料と衝突すると、熱エネルギーが発生する。この熱エネルギーは、ターゲットフォイル２２８を通って本体部分２０４へと輸送または伝達され得、冷却ネットワーク２４２を通って流れる冷却媒体によって吸収され得る。
【００５７】
ターゲットアセンブリ２００の作動中、様々なキャビティは、様々な圧力を受けることがある。例えば、粒子ビームＰがターゲット材料に入射するときに、第１の通路セグメント２６０は、
第１の作動圧力を有してもよく、第２の通路セグメント２６２は、第２の作動圧力を有してもよく、生成チャンバ２１８は、第３の作動圧力を有してもよい。第１の通路セグメント２６０は、粒子加速器と流体連通し、排気され得る。生成チャンバ２１８内で発生した熱エネルギーおよび気泡のために、第３の作動圧力は、著しく大きくなり得る。図示の実施形態では、第２の作動圧力は、グリッド部分２３８の作動温度に依存し得る。したがって、第１の作動圧力は、第２の作動圧力より低いことがあり、第２の作動圧力は、第３の作動圧力より低いことがある。
【００５８】
グリッド部分２２５、２３８は、フロントフォイル２４０の両面と密着するように構成される。さらに、内部壁２８２は、第２の通路セグメント２６２と第１の通路セグメント２６０との間の圧力差が、フロントフォイル２４０を内部壁２８４から離れるように移動させないようにし得る。内部壁２８４は、生成チャンバ２１８と第２の通路セグメント２６２との間の圧力差が、ターゲットフォイル２２８を第２の通路セグメント２６２内に移動させないようにし得る。生成チャンバ２１８のより高い圧力は、ターゲットフォイル２２８を内部壁２８４に押し付ける。したがって、内部壁２８４は、フロントフォイル２４０およびターゲットフォイル２２８と密着し、それらから熱エネルギーを吸収し得る。また、図６および図７に示すように、周囲の本体部分２０４はまた、フロントフォイル２４０およびターゲットフォイル２２８と密着し、それらから熱エネルギーを吸収し得る。
【００５９】
特定の実施形態では、ターゲットアセンブリ２００は、粒子加速器にとって有害となり得る液体内に配置される同位体を発生させるように構成される。例えば、６８Ｇａ同位体を発生させるための開始材料は、高酸性溶液を含み得る。この溶液の流れを妨げるために、フロントフォイル２４０は、第１の通路セグメント２６０と第２の通路セグメント２６２とが流体連通しないように、ビーム通路２２１を完全に覆い得る。このようにして、望ましくない酸性材料が、生成チャンバ２１８から第２および第１の通路セグメント２６２、２６０を通って粒子加速器に不注意に流れ込むことがない。この可能性を低下させるために、フロントフォイル２４０は、より破裂しにくくし得る。例えば、フロントフォイル２４０は、より高い構造的完全性、および破裂の可能性を低下させる厚さを有する材料（例えば、アルミニウム）を含み得る。
【００６０】
他の実施形態では、ターゲットアセンブリ２００は、ターゲットフォイル２２８がないが、フロントフォイル２４０を含む。そのような実施形態では、グリッド部分２３８は、生成チャンバの一部を形成し得る。例えば、ターゲット材料は、ガスであってもよく、フロントフォイル２４０とキャビティ２２２との間に画定された生成チャンバ内に配置されてもよい。グリッド部分２３８は、生成チャンバ内に配置されてもよい。そのような実施形態では、単一のフォイル（例えば、フロントフォイル２４０）のみが生成中に使用され、単一のフォイルは、２つのグリッド部分２２５、２３８の間に保持される。
【００６１】
図８は、グリッド部分２２５、２３８（図４）とそれぞれ同様であり、かつターゲットアセンブリ１３０、２００など（それぞれ図１および図３）のターゲットアセンブリの一部を形成し得る、グリッド部分３００およびグリッド部分３０２の斜視図を示している。図９は、グリッド部分３００の前面３０６に配置されたフォイル３０４の拡大図である。他の実施形態では、第２の通路セグメント３２２が、第１の通路セグメント３２０と流体連通してもよい。第２の通路セグメント３２２は、グリッド部分３００、フォイル３０４、および、第２の通路セグメント３２２と生成チャンバ（図示せず）を隔て得る別のフォイル（図示せず）によって画定される。第１の通路セグメント３２０は、フォイル３０４の前方に配置され、ターゲットアセンブリの本体部分（図示せず）によって画定され得る。
【００６２】
図９に関して、グリッド部分３００は、ラジアル面３１０と、グリッド構造を形成する内部壁３１２とを含む。ラジアル面３１０および内部壁３１２は、グリッドチャネル３１４を形成するように成形される。グリッドチャネル３１４は、フローギャップ３１６が存在するように、フォイル３０４の輪郭または占有面積に対してサイズ決定および成形され得る。より具体的には、グリッドチャネル３１４は、フォイル３０４の外径を越え得る。フローギャップ３１６は、第２の通路セグメント３２２と第１の通路セグメント３２０を流体的に結合し得る。中央グリッドチャネル３１４を流体的に結合するために、開口３２４が、中央グリッドチャネル３１４を画定する内部壁３１２の少なくとも１つを通って形成され得る。
【００６３】
図１０は、放射性同位体を発生させる方法３５０を示す。方法は、３５２において、ターゲット本体２０１またはターゲットアセンブリ２００などのターゲット本体またはターゲットアセンブリの生成チャンバにターゲット材料を提供することを含む。いくつかの実施形態では、ターゲット材料は、酸性溶液である。特定の実施形態では、ターゲット材料は、６８Ｇａ同位体を発生させるように構成される。ターゲット本体は、粒子ビームを受けるとともにターゲット材料への粒子ビームの入射を可能にするビーム通路を有する。ターゲット本体はまた、それぞれグリッド部分２３８、２２５などの第１および第２のグリッド部分を含む。第１および第２のグリッド部分は、ビーム通路内に配置される。第１および第２のグリッド部分のそれぞれは、前面および後面を有する。第１のグリッド部分の後面と第２のグリッド部分の前面は、それらの間の境界で互いに当接する。第２のグリッド部分の後面は、生成チャンバに面する。
【００６４】
方法はまた、３５４において、ターゲット材料に粒子ビームを導くことを含む。粒子ビームは、第１および第２のグリッド部分の間の境界に配置されたフォイルを通過する。第１および第２のグリッド部分のそれぞれは、第１および第２のグリッド部分をそれぞれ通るグリッドチャネルを画定する内部壁を有する。粒子ビームは、生成チャンバに向かってグリッドチャネルを通過するように構成される。第１および第２のグリッド部分の内部壁は、フォイルの両面に接触する。任意で、フォイルは第１のフォイルであり、ターゲット本体は、第２のグリッド部分の後面に接触するとともに生成チャンバに面する第２のフォイルを含む。粒子ビームは、第２のフォイルを通過する。任意で、方法は、第１および第２のフォイルの間に冷却媒体を導くことを含まない。
【００６５】
本明細書に記載した実施形態は、医療用途用の放射性同位体を発生させることに限定することを意図しておらず、他の同位体を発生させ、他のターゲット材料を使用し得る。また各種の実施形態は、様々な方向（例えば、垂直方向または水平方向）を有する様々な種類のサイクロトロン、ならびにスパイラル加速器の代わりに線形加速器またはレーザ誘起加速器などの様々な加速器に関連して実施されてもよい。さらに、本明細書に記載した実施形態は、上述した同位体生成システム、ターゲットシステム、およびサイクロトロンを製造する方法を含む。
【００６６】
上記の説明は例示するものであって、限定することを意図したものではないことを理解されたい。例えば、上記の実施形態（および／またはその態様）は、互いに組み合わせて用いられてもよい。さらに、本発明の範囲を逸脱せずに特定の状況または材料を本発明の主題の教示に適応させるために、多くの修正を行い得る。本明細書に記載した各種の構成要素の寸法、材料の種類、方向、ならびに数および位置は、ある特定の実施形態のパラメータを規定するためのものであって、決して限定するものではなく、単に例示的な実施形態にすぎない。請求項の範囲の趣旨および範囲に含まれる多くの他の実施形態および修正は、上記の説明を精査すれば、当業者にとって明らかであろう。したがって、本発明の主題の範囲は、添付の請求項を、このような請求項によって権利が与えられる均等物の全範囲と共に参照することによって決定されるものである。添付の請求項において、「含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」および「ここにおいて（ｉｎ  ｗｈｉｃｈ）」という用語は、「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」および「ここにおいて（ｗｈｅｒｅｉｎ）」というそれぞれの用語の平易な英語（ｐｌａｉｎ−Ｅｎｇｌｉｓｈ）と等価として用いられる。さらに、以下の請求項において、「第１の（ｆｉｒｓｔ）」「第２の（ｓｅｃｏｎｄ）」および「第３の（ｔｈｉｒｄ）」等の用語は、単に標識として用いられ、その対象に数値的な必要条件を与えることを意図するものではない。また、以下の請求項の限定事項は、このようなクレームの限定事項が、さらなる構造を欠いた機能の記述の後に、明示的に「〜する手段（ｍｅａｎｓ  ｆｏｒ）」という語句を用いていない限り、そしてそうするまでは、ミーンズプラスファンクションの形式では書かれておらず、米国特許法１１２条（ｆ）に基づいて解釈されることを意図していない。
【００６７】
本明細書は、各種の実施形態を開示するために実施例を用いており、また、当業者が各種の実施形態を実施することができるように実施例を用いており、任意の装置またはシステムを製作し使用し、任意の組み込まれた方法を実行することを含んでいる。各種の実施形態の特許可能な範囲は、請求項によって規定され、当業者が想到する他の実施例を含み得る。このような他の実施例は、請求項の文言との差がない構造要素を有する場合、または請求項の文言との実質的な差がない等価の構造要素を含む場合には、請求項の範囲内にある。
【００６８】
本発明の主題のある特定の実施形態の前述の説明は、添付の図面と併せて読めばより良く理解されるであろう。図が各種の実施形態の機能ブロックの図を示す程度まで、機能ブロックは必ずしもハードウェア回路間の分割を示しているわけではない。したがって、例えば、機能ブロック（例えば、プロセッサまたはメモリ）の１つ以上は、単一のハードウェア（例えば、汎用信号プロセッサ、マイクロコントローラ、ランダムアクセスメモリ、ハードディスクなど）内に実装され得る。同様に、プログラムは、スタンドアロンのプログラムであってもよいし、オペレーティングシステム内のサブルーチンとして組み込まれてもよいし、あるいはインストールされたソフトウェアパッケージの機能などであってもよい。各種の実施形態は、図面に示す配置および手段に限定されない。
［実施態様１］
同位体生成システム（１００）用のターゲットアセンブリ（１３０、２００）であって、
生成チャンバ（１２０、１２０Ａ、１２０Ｂ、１２０Ｃ、２１８）およびビーム通路（２２１）を有するターゲット本体（１３２、２０１）であり、前記生成チャンバ（１２０、１２０Ａ、１２０Ｂ、１２０Ｃ、２１８）が、前記ビーム通路（２２１）を通って導かれた粒子ビーム（１１２、Ｐ）を受けるように配置されており、前記生成チャンバ（１２０、１２０Ａ、１２０Ｂ、１２０Ｃ、２１８）が、ターゲット材料（１１６、１１６Ａ、１１６Ｂ、１１６Ｃ）を保持するように構成されている、ターゲット本体（１３２、２０１）と、
前記ビーム通路（２２１）内に配置された、前記ターゲット本体（１３２、２０１）の第１および第２のグリッド部分（２２５、２３８）であり、前記第１および第２のグリッド部分（２２５、２３８）のそれぞれが、前面（２７０、２７４）および後面（２７２、２７６）を有し、前記第１のグリッド部分（２２５）の前記後面（２７２）と前記第２のグリッド部分（２３８）の前記前面（２７４）が、前記第１のグリッド部分（２２５）と前記第２のグリッド部分（２３８）との境界（２８０）で互いに当接しており、前記第２のグリッド部分（２３８）の前記後面（２７６）が、前記生成チャンバ（１２０、１２０Ａ、１２０Ｂ、１２０Ｃ、２１８）に面している、第１および第２のグリッド部分（２２５、２３８）と、
前記第１および第２のグリッド部分（２２５、２３８）の間の前記境界（２８０）に配置されたフォイル（２４０）であり、前記第１および第２のグリッド部分（２２５、２３８）のそれぞれが、前記第１および第２のグリッド部分（２２５、２３８）のそれぞれを通るグリッドチャネル（２８６、２８８）を画定する内部壁（２８２、２８４）を有し、前記粒子ビーム（１１２、Ｐ）が、前記生成チャンバ（１２０、１２０Ａ、１２０Ｂ、１２０Ｃ、２１８）に向かって前記グリッドチャネル（２８６、２８８）を通過するように構成されており、前記第１および第２のグリッド部分（２２５、２３８）の前記内部壁（２８２、２８４）が、前記フォイル（２４０）の両面に接触している、フォイル（２４０）と、
を備えるターゲットアセンブリ（１３０、２００）。
［実施態様２］
前記第２のグリッド部分（２３８）が、前記ビーム通路（２２１）を取り囲むとともに前記ビーム通路（２２１）の一部の輪郭を画定するラジアル面（２８３）を有し、前記ラジアル面（２８３）には、前記ターゲット本体（１３２、２０１）の本体チャネルに流体的に結合されるポート（２４９、２５０）がない、実施態様１に記載のターゲットアセンブリ（１３０、２００）。
［実施態様３］
前記ターゲット本体（１３２、２０１）を通って延びる冷却チャネル（２４３〜２４８）をさらに備え、前記冷却チャネル（２４３〜２４８）が、前記第２のグリッド部分（２３８）から熱エネルギーを吸収して前記第２のグリッド部分（２３８）から前記熱エネルギーを伝達する、前記冷却チャネル（２４３〜２４８）を通る冷却媒体の流れを有するように構成されている、実施態様１に記載のターゲットアセンブリ（１３０、２００）。
［実施態様４］
前記フォイル（２４０）が第１のフォイル（１３８）であり、前記ターゲットアセンブリ（１３０、２００）が、前記第２のグリッド部分（２３８）の前記後面（２７６）に接触するとともに前記生成チャンバ（１２０、１２０Ａ、１２０Ｂ、１２０Ｃ、２１８）に面する第２のフォイル（１４０）を備える、実施態様１に記載のターゲットアセンブリ（１３０、２００）。
［実施態様５］
前記第２のフォイル（１４０）が、前記生成チャンバ（１２０、１２０Ａ、１２０Ｂ、１２０Ｃ、２１８）を画定するチャンバ壁を形成している、実施態様４に記載のターゲットアセンブリ（１３０、２００）。
［実施態様６］
前記第１のグリッド部分（２２５）の前記内部壁（２８２）が、前記第１のフォイル（１３８）および前記第２のフォイル（１４０）に接触している、実施態様４に記載のターゲットアセンブリ（１３０、２００）。
［実施態様７］
前記第１のフォイル（１３８）が、前記第２のフォイル（１４０）の少なくとも５倍厚い、実施態様４に記載のターゲットアセンブリ（１３０、２００）。
［実施態様８］
前記第１のフォイル（１３８）が、前記粒子ビーム（１１２、Ｐ）のビームエネルギーを少なくとも１０％だけ低下させるように構成されている、実施態様４に記載のターゲットアセンブリ（１３０、２００）。
［実施態様９］
同位体生成システム（１００）であって、
粒子ビーム（１１２、Ｐ）を発生させるように構成された粒子加速器（１０２）と、
生成チャンバ（１２０、１２０Ａ、１２０Ｂ、１２０Ｃ、２１８）と、前記生成チャンバ（１２０、１２０Ａ、１２０Ｂ、１２０Ｃ、２１８）と位置合わせされたビーム通路（２２１）とを有するターゲットアセンブリ（１３０、２００）であり、前記生成チャンバ（１２０、１２０Ａ、１２０Ｂ、１２０Ｃ、２１８）が、ターゲット材料（１１６、１１６Ａ、１１６Ｂ、１１６Ｃ）を保持するように構成されており、前記ビーム通路（２２１）が、前記生成チャンバ（１２０、１２０Ａ、１２０Ｂ、１２０Ｃ、２１８）に向かって導かれる粒子ビーム（１１２、Ｐ）を受けるように構成されている、ターゲットアセンブリ（１３０、２００）と、を備え、前記ターゲットアセンブリ（１３０、２００）が、
前記ビーム通路（２２１）内に配置された第１および第２のグリッド部分（２２５、２３８）であり、それぞれが前面（２７０、２７４）および後面（２７２、２７６）を有し、前記第１のグリッド部分（２２５）の前記後面（２７２）と前記第２のグリッド部分（２３８）の前記前面（２７４）が、前記第１のグリッド部分（２２５）と前記第２のグリッド部分（２３８）との境界（２８０）で互いに当接しており、前記第２のグリッド部分（２３８）の前記後面（２７６）が、前記生成チャンバ（１２０、１２０Ａ、１２０Ｂ、１２０Ｃ、２１８）に面している、第１および第２のグリッド部分（２２５、２３８）と、
前記第１および第２のグリッド部分（２２５、２３８）の間の前記境界（２８０）に沿って配置されたフォイル（２４０）であり、前記第１および第２のグリッド部分（２２５、２３８）のそれぞれが内部壁（２８２、２８４）を有し、前記内部壁（２８２、２８４）が、前記内部壁（２８２、２８４）の間を通るグリッドチャネル（２８６、２８８）を画定しており、前記粒子ビーム（１１２、Ｐ）が、前記生成チャンバ（１２０、１２０Ａ、１２０Ｂ、１２０Ｃ、２１８）に向かって前記グリッドチャネル（２８６、２８８）を通過するように構成されており、前記第１および第２のグリッド部分（２２５、２３８）の前記内部壁（２８２、２８４）が、前記フォイル（２４０）の両面に接触している、フォイル（２４０）と、
をさらに含む、同位体生成システム（１００）。
［実施態様１０］
前記第２のグリッド部分（２３８）が、前記ビーム通路（２２１）を取り囲むとともに前記ビーム通路（２２１）の一部の輪郭を画定するラジアル面（２８３）を有し、前記ラジアル面（２８３）には、チャネルに流体的に結合されるポート（２４９、２５０）がない、実施態様８に記載の同位体生成システム（１００）。
［実施態様１１］
前記ターゲット本体（１３２、２０１）を通って延びる冷却チャネル（２４３〜２４８）をさらに備え、前記冷却チャネル（２４３〜２４８）が、前記第１および第２のグリッド部分（２２５、２３８）から熱エネルギーを吸収して前記第１および第２のグリッド部分（２２５、２３８）から前記熱エネルギーを伝達する、前記冷却チャネル（２４３〜２４８）を通る冷却媒体の流れを有するように構成されている、実施態様８に記載の同位体生成システム（１００）。
［実施態様１２］
前記フォイル（２４０）が第１のフォイル（１３８）であり、前記ターゲットアセンブリ（１３０、２００）が、前記第２のグリッド部分（２３８）の前記後面（２７６）に接触するとともに前記生成チャンバ（１２０、１２０Ａ、１２０Ｂ、１２０Ｃ、２１８）に面する第２のフォイル（１４０）を備える、実施態様８に記載の同位体生成システム（１００）。
［実施態様１３］
前記第２のフォイル（１４０）が、前記生成チャンバ（１２０、１２０Ａ、１２０Ｂ、１２０Ｃ、２１８）を画定する内部表面（２６６）を形成している、実施態様１２に記載の同位体生成システム（１００）。
［実施態様１４］
前記第１のグリッド部分（２２５）の前記内部壁（２８２）が、前記第１のフォイル（１３８）および前記第２のフォイル（１４０）に接触している、実施態様１２に記載の同位体生成システム（１００）。
［実施態様１５］
前記第１のフォイル（１３８）が、前記第２のフォイル（１４０）の少なくとも５倍厚い、実施態様１２に記載の同位体生成システム（１００）。
［実施態様１６］
前記第１のフォイル（１３８）が、前記粒子ビーム（１１２、Ｐ）のビームエネルギーを少なくとも１０％だけ低下させるように構成されている、実施態様１２に記載の同位体生成システム（１００）。
［実施態様１７］
放射線同位体を発生させる方法（３５０）であって、
ターゲットアセンブリ（１３０、２００）の生成チャンバ（１２０、１２０Ａ、１２０Ｂ、１２０Ｃ、２１８）内にターゲット材料（１１６、１１６Ａ、１１６Ｂ、１１６Ｃ）を提供すること（３５２）であり、前記ターゲットアセンブリ（１３０、２００）が、粒子ビーム（１１２、Ｐ）を受けるとともに前記ターゲット材料（１１６、１１６Ａ、１１６Ｂ、１１６Ｃ）への前記粒子ビーム（１１２、Ｐ）の入射を可能にするビーム通路（２２１）を有し、前記ターゲットアセンブリ（１３０、２００）がまた、前記ビーム通路（２２１）内に配置された第１および第２のグリッド部分（２２５、２３８）を含み、前記第１および第２のグリッド部分（２２５、２３８）のそれぞれが、前面（２７０、２７４）および後面（２７２、２７６）を有し、前記第１のグリッド部分（２２５）の前記後面（２７２）と前記第２のグリッド部分（２３８）の前記前面（２７４）が、前記第１のグリッド部分（２２５）と前記第２のグリッド部分（２３８）との境界（２８０）で互いに当接しており、前記第２のグリッド部分（２３８）の前記後面（２７６）が、前記生成チャンバ（１２０、１２０Ａ、１２０Ｂ、１２０Ｃ、２１８）に面している、こと（３５２）と、
前記ターゲット材料（１１６、１１６Ａ、１１６Ｂ、１１６Ｃ）に前記粒子ビーム（１１２、Ｐ）を導くこと（３５４）であり、前記粒子ビーム（１１２、Ｐ）が、前記第１および第２のグリッド部分（２２５、２３８）の間の前記境界（２８０）に配置されたフォイル（２４０）を通過し、前記第１および第２のグリッド部分（２２５、２３８）のそれぞれが、前記第１および第２のグリッド部分（２２５、２３８）のそれぞれを通るグリッドチャネル（２８６、２８８）を画定する内部壁（２８２、２８４）を有し、前記粒子ビーム（１１２、Ｐ）が、前記生成チャンバ（１２０、１２０Ａ、１２０Ｂ、１２０Ｃ、２１８）に向かって前記グリッドチャネル（２８６、２８８）を通過するように構成されており、前記第１および第２のグリッド部分（２２５、２３８）の内部壁（２８２、２８４）が、前記フォイル（２４０）の両面に接触している、こと（３５４）と、
を含む方法（３５０）。
［実施態様１８］
前記フォイル（２４０）が第１のフォイル（１３８）であり、前記ターゲットアセンブリ（１３０、２００）が、前記第２のグリッド部分（２３８）の前記後面（２７６）に接触するとともに前記生成チャンバ（１２０、１２０Ａ、１２０Ｂ、１２０Ｃ、２１８）に面する第２のフォイル（１４０）を備え、前記粒子ビーム（１１２、Ｐ）が前記第２のフォイル（１４０）を通過する、実施態様１７に記載の方法（３５０）。
［実施態様１９］
前記方法（３５０）が、前記第１および第２のフォイル（１３８、１４０）の間に冷却媒体を導くことを含まない、実施態様１８に記載の方法（３５０）。
［実施態様２０］
前記ターゲット材料（１１６、１１６Ａ、１１６Ｂ、１１６Ｃ）が、６８Ｇａ同位体を発生させるように構成されている、実施態様１７に記載の方法（３５０）。
【符号の説明】
【００６９】
１００  同位体生成システム
１０２  粒子加速器
１０４  イオン供給源システム
１０６  電場システム
１０８  磁場システム
１１０  真空システム
１１２  粒子ビーム
１１４  ターゲットシステム
１１５  抽出システム
１１６  ターゲット材料
１１６Ａ  ターゲット材料
１１６Ｂ  ターゲット材料
１１６Ｃ  ターゲット材料
１１７  ビーム経路
１１８  制御システム
１２０  生成チャンバ
１２０Ａ  生成チャンバ
１２０Ｂ  生成チャンバ
１２０Ｃ  生成チャンバ
１２２  冷却システム
１２５  流体制御システム
１３０  ターゲットアセンブリ
１３２  ターゲット本体
１３４  本体部分
１３５  本体部分
１３６  本体部分
１３８  第１のフォイル
１４０  第２のフォイル
２００  ターゲットアセンブリ
２０１  ターゲット本体
２０２  前方本体部分
２０４  中間本体部分
２０６  後方本体部分
２０８  ボルト
２１２  継手
２１３  後方表面
２１４  第１の材料ポート
２１５  第２の材料ポート
２１８  生成チャンバ、ターゲットチャンバ
２１９  通路開口部
２２０  ターゲットインサート
２２１  ビーム通路
２２２  キャビティ
２２５  グリッド部分
２２６  封止リング
２２８  ターゲットフォイル
２３０  キャビティ
２３６  封止枠
２３８  グリッド部分
２４０  フロントフォイル、デグレーダフォイル、ターゲットフォイル
２４２  冷却ネットワーク
２４３  冷却チャネル
２４４  冷却チャネル
２４５  冷却チャネル
２４６  冷却チャネル
２４７  冷却チャネル
２４８  冷却チャネル
２４９  ポート
２５０  ポート
２５２  熱経路
２５４  熱経路
２５６  内部壁
２６０  第１の通路セグメント
２６２  第２の通路セグメント
２６６  内部表面
２７０  前面
２７２  後面
２７４  前面
２７６  後面
２８０  境界
２８１  ラジアル面
２８２  内部壁
２８３  ラジアル面
２８４  内部壁
２８６  グリッドチャネル
２８８  グリッドチャネル
２９０  平面
３００  グリッド部分
３０２  グリッド部分
３０４  フォイル
３０６  前面
３１０  ラジアル面
３１２  内部壁
３１４  中央グリッドチャネル
３１６  フローギャップ
３２０  第１の通路セグメント
３２２  第２の通路セグメント
３２４  開口
３５０  方法
Ｐ  粒子ビーム
【図１】
2019522191.tif 000003
【図２】
2019522191.tif 000004
【図３】
2019522191.tif 000005
【図４】
2019522191.tif 000006
【図５】
2019522191.tif 000007
【図６】
2019522191.tif 000008
【図７】
2019522191.tif 000009
【図８】
2019522191.tif 000010
【図９】
2019522191.tif 000011
【図１０】
2019522191.tif 000012
【国際調査報告】
2019522191.tif 000013
2019522191.tif 000014