(57)【要約】【課題】ターゲットアセンブリの生成チャンバ内の固体ターゲットを作製するためのシステムおよび方法を提供する。【解決手段】システムは、生成チャンバを有するターゲットアセンブリを含む。ターゲットアセンブリは、電極と、生成チャンバに露出された導電性ベースと、を含む。ターゲットアセンブリは、生成チャンバへのアクセスを提供する流体ポートを有する。システムはまた、貯蔵容器と、流体ポートに接続する流体ラインと、を有する流体制御システムを含む。貯蔵容器および生成チャンバは、流体ラインの少なくとも１つを介して流体連通している。システムはまた、電極および導電性ベースに電気的に接続されるように構成された電源を含む。生成チャンバ内に電解液が配置されると、生成チャンバ、電極、および導電性ベースが電解槽を形成する。電源は、導電性ベースに沿って固体ターゲットを堆積させるために、電極および導電性ベースに電圧を印加するように構成される。【選択図】図１
2018190711.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
システム（１００）であって、
生成チャンバ（３０４）を有するターゲットアセンブリ（３００）であって、電極（３２０）と、前記生成チャンバ（３０４）内に配置された導電性ベース（３２２）と、を含み、前記生成チャンバ（３０４）へのアクセスを提供する流体ポート（３０６〜３０９）を有するターゲットアセンブリ（３００）と、
電解液を保持するように構成された貯蔵容器（１４６）と、前記ターゲットアセンブリ（３００）の前記流体ポート（３０６〜３０９）に接続する流体ラインと、を有する流体制御システム（１２５）であって、前記ターゲットアセンブリ（３００）の前記貯蔵容器（１４６）および前記生成チャンバ（３０４）は、前記流体ラインのうちの少なくとも１つを通って流体連通する、流体制御システム（１２５）と、
前記電極（３２０）および前記導電性ベース（３２２）に電気的に接続されるように構成された電源（３３２）であって、前記生成チャンバ（３０４）内に前記電解液が配置されている場合には、前記生成チャンバ（３０４）と前記電極（３２０）と前記導電性ベース（３２２）とが電解槽を形成する電源と、を含み、
導電性ベース（３２２）に沿って固体ターゲット（３２６）を堆積させるために、前記電極（３２０）および前記導電性ベース（３２２）に電圧を印加するように構成された電源（３３２）と、を含むシステム（１００）。
【請求項２】
前記ターゲットアセンブリ（３００）は、前記電極（３２０）と前記導電性ベース（３２２）との間に配置された中間本体部分（３１７）を含み、前記中間本体部分（３１７）は絶縁性である、請求項１に記載のシステム（１００）。
【請求項３】
１つもしくは複数の回路またはプロセッサをさらに含み、前記１つもしくは複数の回路またはプロセッサは、
前記流体制御システム（１２５）を用いて、前記生成チャンバ（３０４）内への前記電解液（３３０）の流れを誘起し、
前記電源（３３２）を用いて前記ターゲットアセンブリ（３００）に前記電圧を印加し、それによって前記導電性ベース（３２２）上に金属イオンを堆積させ、
前記電圧が印加された後に、前記流体制御システム（１２５）を用いて生成チャンバ（３０４）から出る前記電解液（３３０）の流れを誘起するように構成される、請求項１に記載のシステム（１００）。
【請求項４】
前記ターゲットアセンブリ（３００）は、前記電極（３２０）と前記導電性ベース（３２２）との間に配置された中間本体部分（３１７）を含み、前記中間本体部分（３１７）は絶縁性である、請求項３に記載のシステム（１００）。
【請求項５】
前記１つもしくは複数の回路またはプロセッサは、前記電圧が印加されている間に、（ａ）前記生成チャンバ（３０４）内の前記電解液（３３０）の流れを誘起すること、または（ｂ）前記生成チャンバ（３０４）内の振動を引き起こす振動装置（３４０）を作動させること、の少なくとも一方を行うように構成される、請求項３に記載のシステム（１００）。
【請求項６】
前記ターゲットアセンブリ（３００）は、前記生成チャンバ（３０４）への開口部を覆うフォイル（３１０）を含み、前記フォイル（３１０）は前記生成チャンバ（３０４）の一部を画定する、請求項１に記載のシステム（１００）。
【請求項７】
前記ターゲットアセンブリ（３００）は、粒子ビーム（３２５）を受け取るように構成された前記生成チャンバ（３０４）への開口部を含み、前記導電性ベース（３２２）は、前記粒子ビーム（３２５）が前記導電性ベース（３２２）に沿って前記固体ターゲット（３２６）に入射するように、前記開口部と位置合わせされる、請求項１に記載のシステム（１００）。
【請求項８】
粒子ビームを生成し、前記生成チャンバ（３０４）内の前記固体ターゲット（３２６）上に導くように構成された粒子加速器（１０２）をさらに含む、請求項１に記載のシステム（１００）。
【請求項９】
固体ターゲット（３２６）を生成する方法であって、
電解液をターゲットアセンブリ（３００）の生成チャンバ（３０４）内に流すステップであって、ターゲットアセンブリ（３００）は、前記生成チャンバ（３０４）内に配置された電極（３２０）および導電性ベース（３２２）を含み、前記生成チャンバ（３０４）と前記電極（３２０）と前記導電性ベース（３２２）と前記電解液とは電解槽を形成する、ステップと、
前記ターゲットアセンブリ（３００）に電圧を印加し、それによって前記導電性ベース（３２２）に沿って固体ターゲット（３２６）を堆積させるステップと、
前記電圧が印加された後に、生成チャンバ（３０４）から前記電解液を流出させるステップと、を含む方法。
【請求項１０】
前記ターゲットアセンブリ（３００）は、前記電極（３２０）と前記導電性ベース（３２２）との間に配置された中間本体部分（３１７）を含み、前記中間本体部分（３１７）は絶縁性である、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記生成チャンバ（３０４）内の前記固体ターゲット（３２６）上に粒子ビーム（３２５）を導くように粒子加速器（１０２）を制御するステップをさらに含み、前記粒子ビーム（３２５）が前記固体ターゲット（３２６）上に導かれた後に、前記方法（４００）は、溶解液（３４４）を前記生成チャンバ（３０４）内に流すステップをさらに含み、前記溶解液（３４４）は、前記固体ターゲット（３２６）が前記粒子ビーム（３２５）によって活性化された後に、前記固体ターゲット（３２６）を前記溶液中に溶解させるように構成される、請求項９に記載の方法（４００）。
【請求項１２】
前記電圧が前記ターゲットアセンブリ（３００）に印加される際に前記生成チャンバ（３０４）内で生成されるガスを排気するステップ（４０７）をさらに含む、請求項９に記載の方法（４００）。
【請求項１３】
前記電圧が印加されている間に、前記生成チャンバ（３０４）内で前記電解液（３３０）を移動させるステップ（４０６）をさらに含む、請求項９に記載の方法（４００）。
【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、一般的には、同位体生成システムに関し、より詳細には、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】
放射性同位元素（放射性核種とも呼ばれる）は、医学的な治療、撮像、および研究、ならびに医学に関連しない他の用途において、いくつかの用途を有する。放射性同位元素を生成するシステムは、通常、荷電粒子（例えば、Ｈ−イオン）のビームを加速し、同位体を生成するためにビームを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誘導するために、電界および磁界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、同位体生成のため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】
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ている。ターゲットアセンブリは、粒子ビームを受け取り、粒子ビームがチャンバ内のターゲット材料に入射すること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つまたは複数のフォイルによってチャンバから分離されている。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てもよい。ターゲットフォイルが一方の側のボイドを覆い、ターゲットアセンブリの一部がボイドの反対側を覆い、その間にチャンバを画定することができる。粒子ビームはターゲットフォイルを通過し、ターゲット材料に入射する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許第８２３９１５９号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
異なるタイプのターゲット材料は、異なるターゲットアセンブリを必要とする場合がある。固体金属および／または圧縮金属粉末を照射するように設計されたターゲットアセンブリは、通常、照射されるターゲット材料をチャンバとの間で移送するための支持システムを必要とする。これは、照射される材料を保持する「シャトル」が圧縮空気またはターゲット自体と同様のものによって押される大径ホースをしばしば含む。これらの周囲のシステムは、通常、かさばり、適合するために大きなアクセス領域を必要とする。少なくともいくつかのサイクロトロンの設計では、そのようなターゲットアセンブリに利用可能なスペースがない。一般的に、よりかさばらない設計を有することも望ましい。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
一実施形態では、生成チャンバを有するターゲットアセンブリを含むシステムが提供される。ターゲットアセンブリは、電極と、生成チャンバに露出された導電性ベースと、を含む。ターゲットアセンブリは、生成チャンバへのアクセスを提供する流体ポートを有する。このシステムはまた、電解液を保持するように構成された貯蔵容器と、ターゲットアセンブリの流体ポートに接続する流体ラインと、を有する流体制御システムを含む。ターゲットアセンブリの貯蔵容器および生成チャンバは、流体ラインのうちの少なくとも１つを通って流体連通する。このシステムはまた、電極および導電性ベースに電気的に接続されるように構成された電源を含む。生成チャンバ内に電解液が配置されている場合には、生成チャンバと電極と導電性ベースとが電解槽を形成する。電源は、導電性ベースに沿って固体ターゲットを堆積させるために、電極および導電性ベースに電圧を印加するように構成される。
【０００７】
いくつかの態様では、ターゲットアセンブリは、電極と導電性ベースとの間に配置された中間本体部分を含む。中間本体部分は絶縁性である。中間本体部分は、電極および導電性ベースに固定され、集合的に、生成チャンバを画定することができる。
【０００８】
いくつかの態様では、システムはまた、流体制御システムを使用して、生成チャンバ内への電解液の流れを誘起するように構成された１つもしくは複数の回路またはプロセッサを含む。１つもしくは複数の回路またはプロセッサはまた、電源を用いてターゲットアセンブリに電圧を印加し、それによって導電性ベース上に金属イオンを堆積させるように構成される。１つもしくは複数の回路またはプロセッサはまた、電圧が印加された後に、流体制御システムを用いて生成チャンバから出る電解液の流れを誘起するように構成される。ターゲットアセンブリは、電極と導電性ベースとの間に配置された中間本体部分を含むことができる。任意選択的に、１つもしくは複数の回路またはプロセッサは、電圧が印加されている間に、（ａ）生成チャンバ内の電解液の流れを誘起すること、または（ｂ）生成チャンバ内の振動を引き起こす振動装置を作動させること、の少なくとも一方を行うように構成される。
【０００９】
いくつかの態様では、ターゲットアセンブリは、生成チャンバへの開口部を覆うフォイルを含む。フォイルは、生成チャンバの一部を画定する。
【００１０】
いくつかの態様では、ターゲットアセンブリは、粒子ビームを受け取るように構成された生成チャンバへの開口部を含む。導電性ベースは、粒子ビームが導電性ベースに沿って固体ターゲットに入射するように、開口部と位置合わせされる。
【００１１】
一実施形態では、粒子ビームを生成するように構成された粒子加速器と、生成チャンバを有するターゲットアセンブリと、を含むシステム（例えば、同位体生成システム）が提供される。ターゲットアセンブリは、電極と、生成チャンバに露出された導電性ベースと、を含む。ターゲットアセンブリは、生成チャンバへのアクセスを提供する流体ポートを有する。このシステムはまた、電解液を保持するように構成された貯蔵容器と、ターゲットアセンブリの流体ポートに接続する流体ラインと、を有する流体制御システムを含む。ターゲットアセンブリの貯蔵容器および生成チャンバは、流体ラインのうちの少なくとも１つを通って流体連通する。このシステムはまた、電極および導電性ベースに電気的に接続されるように構成された電源を含む。生成チャンバ内に電解液が配置されている場合には、生成チャンバと電極と導電性ベースとが電解槽を形成する。流体制御システムは、生成チャンバと流体連通する少なくとも１つのポンプを含む。少なくとも１つのポンプは、生成チャンバ内への電解液の流れを誘起し、電源によって電圧が印加された後に、生成チャンバから出る電解液の流れを誘起するように構成される。
【００１２】
いくつかの態様では、システムはまた、１つまたは複数のプロセッサと、１つまたは複数のプロセッサによってアクセス可能なプログラムされた命令を格納するように構成された記憶媒体と、を含む制御システムを含む。１つまたは複数のプロセッサは、少なくとも１つのポンプおよび電源を制御して、生成チャンバ内への電解液の流れを誘起し、ターゲットアセンブリに電圧を印加し、それによって導電性ベースに沿って固体ターゲットを堆積させるように構成される。１つまたは複数のプロセッサはまた、電圧が印加された後に、生成チャンバから出る電解液の流れを誘起するように構成される。
【００１３】
任意選択的に、制御システムは、粒子加速器を制御して、粒子ビームを生成チャンバ内の固体ターゲット上に導くように構成される。任意選択的に、電解液は第２の電解液であり、固体ターゲットが堆積される前に、１つまたは複数のプロセッサは、少なくとも１つのポンプおよび電源を制御して、生成チャンバ内への第１の電解液の流れを誘起し、ターゲットアセンブリに電圧を印加し、それによって導電性ベースに沿ってベース層を堆積させるように構成される。１つまたは複数のプロセッサはまた、電圧が印加された後に、生成チャンバから出る第１の電解液の流れを誘起するように構成され、固体ターゲットはベース層に沿って堆積される。
【００１４】
いくつかの態様では、ターゲットアセンブリは、電極と導電性ベースとの間に配置された中間本体部分を含む。中間本体部分は絶縁性である。
【００１５】
いくつかの態様では、粒子ビームが固体ターゲット上に導かれた後に、少なくとも１つのポンプは、溶解液の生成チャンバ内への流れを誘起するように構成される。溶解液は、固体ターゲットが粒子ビームによって活性化された後に、固体ターゲットを溶液中に溶解させるように構成される。
【００１６】
いくつかの態様では、ターゲットアセンブリは、粒子ビームを受け取るように構成された生成チャンバへの開口部を含む。導電性ベースは、粒子ビームが導電性ベースに沿って固体ターゲットに入射するように、開口部と位置合わせされる。
【００１７】
いくつかの態様では、少なくとも１つのポンプは、電圧が印加されている間に、（ａ）生成チャンバ内の電解液の流れを誘起すること、または（ｂ）生成チャンバ内で電解液を実質的に静的に保持することの少なくとも一方を行うように構成される。
【００１８】
一実施形態では、固体ターゲットを生成する方法が提供される。本方法は、電解液をターゲットアセンブリの生成チャンバ内に流すステップを含む。ターゲットアセンブリは、生成チャンバ内に配置された電極および導電性ベースを含む。生成チャンバと電極と導電性ベースと電解液とは、電解槽を形成する。本方法はまた、ターゲットアセンブリに電圧を印加し、それによって導電性ベースに沿って固体ターゲットを堆積させるステップを含む。本方法はまた、電圧が印加された後に、生成チャンバから電解液を流出させるステップを含む。
【００１９】
いくつかの態様では、ターゲットアセンブリは、電極と導電性ベースとの間に配置された中間本体部分を含む。中間本体部分は絶縁性である。
【００２０】
いくつかの態様では、本方法は、生成チャンバ内の固体ターゲット上に粒子ビームを導くように粒子加速器を制御するステップを含む。粒子ビームが固体ターゲット上に導かれた後に、本方法はまた、固体ターゲットの活性化された材料を除去するステップを含む。例えば、本方法は、溶解液を生成チャンバ内に流すステップを含むことができる。溶解液は、固体ターゲットが粒子ビームによって活性化された後に、固体ターゲットを溶液中に溶解させるように構成される。
【００２１】
いくつかの態様では、本方法はまた、電圧がターゲットアセンブリに印加される際に生成チャンバ内で生成されるガスを排気するステップを含む。
【００２２】
いくつかの態様では、本方法はまた、電圧が印加されている間に、生成チャンバ内で電解液を移動させるステップを含む。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【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】一実施形態による抽出システムおよびターゲットシステムの側面図である。
【図３】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４】図３のターゲットアセンブリの正面斜視図である。
【図５】図３のターゲットアセンブリの分解図である。
【図６】別の観点からの図３のターゲットアセンブリの分解図である。
【図７】一実施形態により形成されたターゲットアセンブリの断面図である。
【図８】生成チャンバが電解液で満たされた場合のターゲットアセンブリの断面図である。
【図９】粒子ビームで照射中のターゲットアセンブリの断面図である。
【図１０】粒子ビームで照射し、溶解液で満たした後のターゲットアセンブリの断面図である。
【図１１】一実施形態による固体ターゲットを生成する方法を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
上記の概要および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、より良く理解されよう。図面が様々な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、１つまたは複数のブロックを、単一のハードウェアまたは複数のハードウェアで実現することができる。様々な実施形態は、図面に示す配置および手段に限定されないことを理解すべきである。
【００２５】
本明細書において、単数で述べられた要素またはステップは、これらの複数を除外すると明示的に述べない限り、前記要素またはステップの複数を除外しないものとして理解すべきである。さらに、「一実施形態」という言及は、記載した特徴を含む追加の実施形態の存在を除外すると解釈されるべきではない。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つまたは複数の要素を「含む」または「有する」実施形態は、その特性をもたない付加的なこのような要素を含んでもよい。
【００２６】
本明細書に記載の実施形態は、医療画像、科学研究、療法、または他の可能な用途のための放射性同位体（放射性核種または放射性医薬品とも呼ばれる）を調製するために使用することができる固体ターゲットを生成するように構成される。固体ターゲットが別個のプレートまたはバッキング上に準備され、次にそれがターゲットアセンブリに装填される従来のターゲット調製とは異なり、本明細書に記載の実施形態は、固体ターゲットをその場で生成することができ、言い換えると、固体ターゲットを照射するために使用される同じターゲット本体内に固体ターゲットを生成することができる。例えば、固体ターゲットは、その後に粒子ビームによって照射されるターゲット本体内の同じ位置に電気めっきすることができる。
【００２７】
特定の実施形態では、固体ターゲットを照射するために使用される同位体生成システム内で固体ターゲットを生成することができる。複数のターゲットアセンブリを有するシステムの場合には、別のターゲットアセンブリが照射のために準備されているか、照射されているか、または活性化された材料が除去されている間に、固体ターゲットをターゲットアセンブリ内で生成することができる。他の実施形態では、固体ターゲットは、同位体生成システムとは別個のターゲットアセンブリのターゲット本体内で生成される。次いで、ターゲットアセンブリは、同位体生成システムに動作可能に結合されてもよい。
【００２８】
図１は、一実施形態により形成されたシステム１００のブロック図である。特定の実施形態では、システム１００は、イオン源システム１０４、電界システム１０６、磁界システム１０８、真空システム１１０、冷却システム１２２、ターゲットシステム１１４、および流体制御システム１２５を含む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である。しかしながら、実施形態はより少ないサブシステムを有してもよい。例えば、いくつかの実施形態では、システム１００は、ターゲットアセンブリ、流体制御システム、および電源を含むことができる。ターゲットシステム１１４は、１つまたは複数のターゲットアセンブリ１４０を含むことができる。図示する実施形態では、ターゲットシステム１１４は、複数のターゲットアセンブリ１４０を含む。ターゲットアセンブリ１４０の各々は、互いに固定された複数の部分を含むことができるターゲット本体１４２を有する。ターゲット本体１４２は、ターゲット材料１１６が配置される生成チャンバ１２０を有する。粒子加速器１０２によって粒子ビーム１１２が生成され、ターゲット材料１１６上に導かれ、それにより、指定された同位体が生成される。本明細書で説明するように、ターゲット材料１１６は、対応する生成チャンバ１２０内で生じる電気めっきプロセスによって生成される固体ターゲットであってもよい。しかしながら、いくつかの実施形態では、１つまたは複数のターゲットアセンブリ１４０を、液体または気体ターゲットを支持するように構成してもよい。
【００２９】
同位体生成システム１００の使用中に、ターゲット材料１１６（例えば、固体ターゲットまたはターゲット液体）が、ターゲットアセンブリ１４０の指定された生成チャンバ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を介して生成チャンバ１２０に供給されてもよい。流体制御システム１２５は、１つまたは複数のバルブ（例えば、電磁バルブ、チェックバルブ、ハンドバルブ、噴射バルブ、圧力調整器など）、１つまたは複数のポンプ（例えば、シリンジポンプ、圧縮空気ポンプ、真空ポンプなど）、１つまたは複数のコントローラ（例えば、質量流量コントローラ）、複数の流体ライン（例えば、可撓性チューブ、ターゲットハウジングの各部分を通る通路など）、１つまたは複数のフィルタ、ならびに複数の容器（例えば、貯蔵容器、廃棄容器、バイアル、溶液トラップ）を含むことができる。さらに、流体制御システムは、流体制御システムの動作を監視し、制御システム１１８と通信することができる複数のセンサ、検出器、またはトランスデューサ（例えば、圧力センサ、電流検出器、電圧検出器、流量センサ、温度センサ）を含むことができる。図１では、ポンプおよびバルブは集合的に符号１４４で参照され、ターゲットアセンブリ１４０を通る流体の流れを制御するように構成される。ポンプおよびバルブは、流体制御システム１２５内の様々な位置に配置されてもよいことを理解されたい。例えば、シリンジポンプを生成チャンバ１２０の上流または下流に配置することができる。ポンプは、負圧および／または正圧を流体ライン、生成チャンバなどに加えることによって、流体制御システム１２５内の流体の流れを制御してもよいことも理解されたい。
【００３０】
流体は、例えば、１つまたは複数の電解液、１つまたは複数のガス、ならびに１つまたは複数の生成物溶液を含むことができる。電解液は、固体ターゲットを導電性ベースまたはバッキング上に堆積させるか、またはめっきするために使用される指定された金属イオンを含む。生成物溶液は、ターゲット材料が粒子ビーム１１２によって照射された後に、溶解したターゲット材料を含む。図示するように、流体制御システム１２５はまた、貯蔵容器１４６および貯蔵容器１４８を含む。貯蔵容器１４６は、電解液を保持するように構成されている。貯蔵容器１４８は、生成物溶液を受け取るように構成されている。
【００３１】
流体制御システム１２５は、１つまたは複数のポンプおよびバルブ１４４を通って生成チャンバ１２０への電解液の流れを制御することができる。流体制御システム１２５はまた、生成チャンバ１２０内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することができる。粒子加速器１０２の動作中に、荷電粒子は、イオン源システム１０４を介して粒子加速器１０２内に配置されるか、または粒子加速器１０２に注入される。磁界システム１０８および電界システム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生成する。
【００３２】
同位体生成システム１００はまた、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てもよい。同位体を生成するために、粒子ビーム１１２は、粒子加速器１０２によって、抽出システム１１５を通ってビーム輸送経路またはビーム通路１１７に沿ってターゲットシステム１１４内に導かれ、粒子ビーム１１２が指定された生成チャンバ１２０に配置されたターゲット材料１１６に入射する。いくつかの実施形態では、粒子加速器１０２およびターゲットシステム１１４は、空間または隙間によって分離されない（例えば、距離によって分離されない）、および／または別個の部分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、構成要素または部品間のビーム通路１１７が提供されないように、単一の構成要素または部品を形成してもよい。
【００３３】
同位体生成システム１００は、医学的な撮像、研究、および治療に使用できる放射性同位元素（放射性核種または放射性医薬品とも呼ばれる）を生成するように構成されているが、科学的な研究または分析などの医学に関連しない他の用途にも使用できる。核医学（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、放射性同位元素は「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、同位体を、医用撮像または治療に使用するための個々の用量などの、所定の量またはバッチで生成することができる。一例として、同位体生成システム１００は、固体ターゲットを照射した後に同位体を生成することができる。あるいは、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同位体を生成することができる。同位体生成システム１００はまた、液体形態の１８Ｆ−同位体を生成するために陽子を生成するように構成されてもよい。これらの同位体を作製す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−水であってもよい。いくつかの実施形態では、同位体生成システム１００は、１５Ｏ標識水を生成するために陽子または重水素を生成することもできる。様々なレベルの活性を有する同位体を提供することができる。
【００３４】
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、荷電粒子を約１０〜３０μＡのビーム電流で低エネルギー（例えば、約８ＭｅＶ）にする。このような実施形態では、負の水素イオンが加速され、粒子加速器１０２を通って抽出システム１１５に導かれる。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）に当たって、それによって一対の電子を除去し、その粒子を正イオン１Ｈ＋にすることができる。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に向けて導く電場を生成する静電偏向器を含むことができる。様々な実施形態は、低エネルギーシステムでの使用に限定されず、例えば２５ＭｅＶおよびより高いビーム電流まで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。
【００３５】
同位体生成システム１００は、それぞれの構成要素によって生成された熱を吸収するために、冷却流体（例えば、水またはヘリウムなどのガス）を異なるシステムの様々なコンポーネントに輸送する冷却システム１２２を含むことができる。例えば、１つまたは複数の冷却チャネルは、生成チャンバ１２０に近接して延在し、そこから熱エネルギーを吸収することができる。同位体生成システム１００はまた、様々なシステムおよび構成要素の動作を制御するために使用することができる制御システム１１８を含むことができる。制御システム１１８は、同位体生成システム１００を自動的に制御し、および／または特定の機能の手動制御を可能にするために必要な回路を含むことができる。例えば、制御システム１１８は、１つまたは複数のプロセッサまたは他の論理ベースの回路と、１つまたは複数のプロセッサによってアクセス可能なプログラムされた命令を格納するように構成された記憶媒体と、を含むことができる。制御システム１１８は、本明細書に記載されるステップまたは動作の少なくともいくつか、例えば生成チャンバ内の固体ターゲットを生成するための、および／または固体ターゲット上に粒子ビームを導くためのステップまたは動作などを自動化するように構成することができる。しかしながら、いくつかの実施形態では、これらのステップまたは動作のうちの１つまたは複数は自動化されていないが、手動で（例えば、技術者によって）実行されてもよい。例えば、同位体生成システム１００は、固体ターゲットを生成するために、または照射されたターゲットを溶解するために、個人がバルブを開閉して、１つまたは複数のポンプを作動させることを可能にすることができる。
【００３６】
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位置する１つまたは複数のユーザインターフェースを含むことができる。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つまたは複数の放射および／または磁気シールドを含むことができる。
【００３７】
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てもよい。例えば、本明細書に記載の実施形態は、荷電粒子を約１８ＭｅＶ以下のエネルギーに加速する。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以下のエネルギーに加速する。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以下のエネルギーに加速する。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以下のエネルギーに加速する。しかし、本明細書に記載された実施形態は、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、様々なビーム電流値を利用することができる。一例として、ビーム電流は、約１０〜３０μＡの間であってもよい。他の実施形態では、ビーム電流は３０μＡ以上、５０μＡ以上、または７０μＡ以上であってもよい。さらに他の実施形態では、ビーム電流は、１００μＡ以上、１５０μＡ以上、または２００μＡ以上であってもよい。
【００３８】
同位体生成システム１００は、別個のターゲット材料１１６Ａ〜Ｃが配置された複数の生成チャンバ１２０Ａ〜Ｃを有することができる。粒子ビーム１１２が異なるターゲット材料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１２０Ａ〜Ｃをシフトさせることができる。シフトプロセス中にも真空を維持することができる。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、粒子ビーム１１２をそれぞれの異なる生成チャンバ１２０Ａ〜１２０Ｃの固有の経路に沿って導いてもよい。さらに、ビーム通路１１７は、粒子加速器１０２から生成チャンバ１２０まで実質的に直線であってもよく、あるいは、ビーム通路１１７は、それに沿って１つまたは複数の点で湾曲または折り返してもよい。例えば、ビーム通路１１７に沿って配置された磁石は、異なる経路に沿って粒子ビーム１１２を方向転換するように構成することができる。
【００３９】
電気めっきプロセスを実行するために、電解液が生成チャンバ１２０内に導かれる。本明細書で説明するように、ターゲットアセンブリ１４０は、電極と、電解液に曝された導電性ベースまたはバッキングと、を含む。集合的に、生成チャンバ、電解液、電極、および導電性ベースは、電解槽を形成する。電源１２７は、電極および導電性ベースに電気的に接続されている。電源１２７は、電極と導電性ベースとの間に電圧を印加し、それによって電解液中の金属イオンが導電性ベースに沿って層を形成するように構成される。
【００４０】
電解液は、例えば、可溶性無機塩（例えば、塩化物、硫酸塩、過塩素酸塩）、酸（例えば、硝酸、硫酸、塩酸または過塩素酸）または塩基（例えば、水酸化ナトリウム、アンモニア）を含むことができる。任意選択的に、金属の堆積を改善するために添加剤を使用することができる。そのような添加剤は、試薬、界面活性剤、カソードまたはアノードデポラライザ、および応力緩和剤を含むことができる。
【００４１】
所望の固体ターゲットを得るために、様々なパラメータを制御することができる。このようなパラメータには、印加電圧（例えば、固定または可変）、電流密度、溶液の温度、および電解液の組成（例えば、金属濃度、ｐＨ、および任意の錯化剤、界面活性剤、デポラライザおよび応力緩和剤）を含む。他のパラメータは、電極および導電性ベース（またはアノードおよびカソード）の表面積を含むことができる。
【００４２】
電源（例えば、バッテリ、整流器など）は、所望の固体ターゲットを得るために、電圧および／または電流を制御することができる。例えば、電源は、定電圧または定電流または電圧および／もしくは電流を変化させる波形を提供するように制御されてもよい。定電圧は、時間の関数としてのめっき電流または電流密度を変化させることができる。定電流電解では、指定された電流が電解槽を通して設定され、指定された電流が電解槽内に維持されるように、電圧を調整（例えば、時間の経過とともに増加）することができる。いくつかの実施形態では、電流はパルス化されてもよいし、振幅が変化してもよい。
【００４３】
いくつかの実施形態では、電解液は、電気めっきプロセス中に移動する。電解液の移動は、固体ターゲットがより均一に堆積することができるように、電気めっきプロセスの間に金属イオンが特定の領域でより濃縮される可能性を低減することができる。移動は、１つまたは複数の機構を使用して達成することができる。一例として、実施形態は、ターゲット本体１４２に振動を生じさせ、それによって電解液を生成チャンバ内で移動させるように構成された攪拌または振動装置１２６（１２６Ａ、１２６Ｂ、１２６Ｃとして参照される）を含むことができる。各装置１２６は、バイブレータまたはシェーカーと呼ぶこともできる。図示するように、装置１２６は、ターゲット本体１４２の外部に結合される。しかしながら、装置１２６は、ターゲット本体１４２の内部に配置されてもよい。いくつかの実施形態では、装置１２６は、制御システム１１８によって制御されてもよい。例えば、制御システム１１８は、電気めっきプロセス中に装置１２６を作動させることができる。
【００４４】
上記に代えて、または上記に加えて、流体制御システム１２５は、電解めっきプロセス中に、生成チャンバ１２０を通って電解液を移動させるように構成されてもよい。例えば、生成チャンバ１２０は、２つ以上の流体ポートを通してアクセス可能であってもよい。流体制御システム１２５は、電気めっきプロセス中に、生成チャンバ１２０内で電解液を繰り返し前後に移動させてもよい。例えば、正圧が加えられると、溶液は、第１のポートを通って生成チャンバ１２０に流入し、第２のポートを通って生成チャンバ１２０から流出することができ、負圧が加えられると、溶液は、第２のポートを通って生成チャンバ１２０に流入し、第１のポートを通って生成チャンバ１２０から流出することができる。
【００４５】
上記に代えて、または上記に加えて、ターゲットアセンブリ１４０は、電気めっきプロセス中に攪拌されてもよい。このような実施形態では、ターゲットアセンブリ１４０は、電気めっきプロセス中にシステム１００の残りの部分に対して分離され、電気めっきプロセス後に接続されてもよい。
【００４６】
別の例として、装置１２６は、電気めっきプロセス中に生成チャンバ内に堆積されてもよい。そのような実施形態では、装置１２６は攪拌機と呼ばれてもよい。１つまたは複数の装置１２６は、電解液と共に生成チャンバ１２０に流入することができる。装置１２６は、電解液内で一定の動きをしてもよく、または設計された時間で（例えば、溶液中を流れる電流によって）活性化されてもよい。電気めっきプロセス中に、装置１２６は電解液を移動させる（例えば、攪拌する）。電気めっきプロセスの後に、装置１２６は電解液と共に生成チャンバから流出することができる。
【００４７】
本明細書に記載の１つまたは複数のサブシステムを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号に見出すことができ、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。さらに、本明細書に記載の実施形態と共に使用することができ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（代理人整理番号第２８１９６９号（５５３−１９４８）を有する）に記載されており、上記の各々は参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。本明細書に記載される振動装置（またはバイブレータまたはシェーカー）は、米国特許第８，６５３，７６２号に記載されている電気機械モータと同様であってもよく、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。
【００４８】
図２は、システム１００（図１）または粒子加速器１０２（図１）などの同位体生成システムおよび粒子加速器と共に使用することができる抽出システム１５０およびターゲットシステム１５２の側面図である。ターゲットシステム１５２は、ターゲットシステム１１４（図１）を置き換えることができる。図示する実施形態では、抽出システム１５０は、それぞれフォイルホルダ１５８および１つもしくは複数の抽出フォイル１６０（ストリッパフォイルとも呼ばれる）を含む第１および第２の抽出ユニット１５４、１５６を含む。抽出プロセスは、ストリッピングフォイルの原理に基づくことができる。より具体的には、荷電粒子（例えば、加速された負イオン）が抽出フォイル１６０を通過する際に、荷電粒子の電子が除去される。粒子の電荷は負電荷から正電荷に変化し、それにより磁界中の粒子の軌道が変化する。抽出フォイル１６０は、正に帯電した粒子を含む外部粒子ビーム１６２の軌道を制御するように配置され、外部粒子ビーム１６２を指定されたターゲット位置１６４に向けて導くために使用することができる。
【００４９】
図示した実施形態では、フォイルホルダ１５８は、１つまたは複数の抽出フォイル１６０を保持することができる回転可能なカルーセルである。しかしながら、フォイルホルダ１５８は回転可能である必要はない。フォイルホルダ１５８は、トラックまたはレール１６６に沿って選択的に配置されてもよい。抽出システム１５０は、１つまたは複数の抽出モードを有することができる。例えば、抽出システム１５０は、１つの外部粒子ビーム１６２のみが出口ポート１６８に導かれる単一ビーム抽出用に構成されてもよい。図２では、６つの出口ポート１６８があり、それらは１〜６として列挙されている。
【００５０】
抽出システム１５０はまた、２つの外部ビーム１６２が２つの出口ポート１６８に同時に誘導されるデュアルビーム抽出用に構成されてもよい。デュアルビームモードでは、抽出システム１５０は、各抽出ユニットが粒子ビームの一部（例えば、上半分および下半分）を遮断するように抽出ユニット１５６、１５８を選択的に配置することができる。抽出ユニット１５６、１５８は、異なる位置の間でトラック１６６に沿って移動するように構成される。例えば、駆動モータを使用して抽出ユニット１５６、１５８をトラック１６６に沿って選択的に配置することができる。各抽出ユニット１５６、１５８は、出口ポート１６８の１つまたは複数をカバーする動作範囲を有する。例えば、抽出ユニット１５６を出口ポート４、５、６に割り当て、抽出ユニット１５８を出口ポート１、２、３に割り当てることができる。各抽出ユニットを使用して、粒子ビームを割り当てられた出口ポート内に導くことができる。
【００５１】
フォイルホルダ１５８は、除去された電子の電流測定を可能にするように絶縁されてもよい。抽出フォイル１６０は、ビームが最終エネルギーに到達したビーム通路の半径に位置する。図示する実施形態では、フォイルホルダ１５８の各々は、複数の抽出フォイル１６０（例えば、６つのフォイル）を保持し、ビーム通路内に異なる抽出フォイル１６０を配置することを可能にするように、軸１７０の周りに回転可能である。
【００５２】
ターゲットシステム１５２は、複数のターゲットアセンブリ１７２を含む。全部で６つのターゲットアセンブリ１７２が示され、各々はそれぞれの出口ポート１６８に対応する。粒子ビーム１６２が選択された抽出フォイル１６０を通過すると、粒子ビーム１６２は、それぞれの出口ポート１６８を通って対応するターゲットアセンブリ１７２に入る。粒子ビームは、対応するターゲット本体１７４のターゲットチャンバ（図示せず）に入る。ターゲットチャンバはターゲット材料（例えば、液体、気体または固体材料）を保持し、粒子ビームはターゲットチャンバ内のターゲット材料に入射する。粒子ビームは、以下でより詳細に説明するように、最初にターゲット本体１７４内の１つまたは複数のターゲットシートに入射することができる。ターゲットアセンブリ１７２は電気的に絶縁されており、ターゲット材料、ターゲット本体１７４、および／またはターゲット本体１７４内のターゲットシートもしくは他のフォイルに入射するときに、粒子ビームの電流を検出することができる。
【００５３】
本明細書に記載の１つまたは複数のサブシステムを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号に見出すことができ、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。さらに、本明細書に記載の実施形態と共に使用することができ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、上記の各々は参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。
【００５４】
図３および図４は、一実施形態により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５および図６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、溶液（例えば、電解液または溶解液）を受け入れて保持するように構成される。ターゲットアセンブリ２００はまた、照射中に他の実施形態において液体ターゲット材料を保持するように構成されてもよい。しかしながら、他の実施形態では、ターゲットアセンブリ２００は、電気めっきプロセス中に電解液を受け入れ、同位体生成中に固体ターゲットを保持するように構成されてもよい。
【００５５】
ターゲットアセンブリ２００は、ターゲット本体２０１と、ターゲット本体２０１に取り付けられるように構成された攪拌または振動装置２２５（図３、図５および図６に示す）と、を含む。ターゲット本体２０１は、図３および図４では完全に組み立てられている。ターゲット本体２０１は、３つの本体部分２０２、２０４、２０６およびターゲットインサート２２０（図５および図６）から形成されている。本体部分２０２、２０４、２０６は、ターゲット本体２０１の外側構造を画定する。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もいう）と、本体部分２０４（中間本体部分ともいう）と、本体部分２０６（後方本体部分ともいう）と、から形成される。本体部分２０２、２０４、２０６は、様々な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つまたは複数の構成要素を保持することができる。本体部分２０２、２０４、２０６は、対応するワッシャ２１０をそれぞれ有する複数のボルト２０８（図３、図５、および図６）として示される適切な締結具によって互いに固定されてもよい。互いに固定されると、本体部分２０２、２０４、２０６は封止されたターゲット本体２０１を形成する。
【００５６】
いくつかの実施形態では、ターゲット本体２０１は、互いに分離されたアノードおよびカソードを含む電解槽の一部を形成することができる。このような実施形態は、以下のターゲット本体３０２と同様であってもよい。この目的のために、本体部分２０４の一部分（または下位部分）および／またはターゲットインサート２２０の一部分（または下位部分）は、絶縁材料を含むことができる。したがって、絶縁部分または下位部分は、電解槽のアノードおよびカソードを分離してもよい。あるいは、個別の絶縁本体部分（図示せず）をターゲット本体２０１に追加してもよい。例えば、絶縁本体部分は、ターゲットインサート２２０と本体部分２０４との間に配置されてもよい。
【００５７】
また図示するように、ターゲットアセンブリ２００は、後面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内に流体アクセスを提供するポートとして動作することができる。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動作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提供することができる。継手２１２によって形成されるポートに加えて、ターゲットアセンブリ２００は、流体ポート２１４および第２の流体ポート２１５を含むことができる。第１および第２の流体ポート２１４、２１５は、ターゲットアセンブリ２００の生成チャンバ２１８（図５）と流体連通している。第１および第２の流体ポート２１４、２１５は、流体制御システムに動作可能に結合される。
【００５８】
例示的な実施形態では、第２の流体ポート２１５は、電解液および別個に溶解液を生成チャンバ２１８に提供することができ、第１の流体ポート２１４は、生成チャンバ２１８内の溶液が受ける圧力を制御するための、および／または生成チャンバ２１８内および同位体生成システム全体にわたって溶液を移動させるための、作動ガス（例えば、不活性ガス）を提供することができる。しかし、他の実施形態では、第１の流体ポート２１４がターゲット材料を提供し、第２の流体ポート２１５が作動ガスを提供してもよい。異なる実施形態では、第１および第２の流体ポート２１４、２１５が他の位置を有してもよいことを理解されたい。さらに、実施形態は追加の流体ポートを含んでもよい。
【００５９】
ターゲット本体２０１は、粒子ビーム（例えば、陽子ビーム）が生成チャンバ２１８内のターゲット材料に入射することを可能にするビーム通路またはキャビティ２２１を形成する。粒子ビーム（図５の矢印Ｐで示す）は、通路開口部２１９（図４および図５）を通ってターゲット本体２０１に入ることができる。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５）に移動する。動作中に、生成チャンバ２１８は、液体、例えば約２．５ミリリットル（ｍｌ）の溶液で満たされる。生成チャンバ２１８は、例えば、ターゲットインサート２２０の片側に開口するキャビティ２２２（図５）を有するニオブ材料を含むことができ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入れるように構成されている。
【００６０】
図５および図６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を含むことができる。ターゲットアセンブリ２００はまた、フォイル部材２２８および封止境界２３６（例えば、Ｈｅｌｉｃｏｆｌｅｘ（登録商標）境界）を含む。フォイル部材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を含むことができる。フォイル部材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、キャビティ２２２を覆い、それによって生成チャンバ２１８を取り囲む。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の一部をその中に受け入れるような形状および大きさのキャビティ２３０（図５）を含む。さらに、本体部分２０６は、フォイル部材２２８の一部をその中に受け入れるような大きさおよび形状のキャビティ２３２（図５）を含む。フォイル部材２２８はまた、本体部分２０４を通る通路への開口部２３８（図６）と位置合わせされる。
【００６１】
任意選択的に、フォイル部材２４０は、本体部分２０４と本体部分２０２との間に設けられてもよい。フォイル部材２４０は、フォイル部材２２８と同様の合金ディスクであってもよい。フォイル部材２４０は、周囲に環状リム２４２（図５）を有する本体部分２０４の開口部２３８と位置合わせされる。図５に示すように、封止２４４、封止リング２４６、および封止リング２５０は、本体部分２０２の開口部２４８と同心状に位置合わせされ、本体部分２０２のリム２５２上に結合する。封止２４４、封止リング２４６、および封止リング２５０は、フォイル部材２４０と本体部分２０２との間に設けられる。より多くのまたはより少ない数のフォイル部材を設けてもよいことに留意されたい。例えば、いくつかの実施形態では、フォイル部材２２８のみが含まれる。したがって、単一のフォイル部材または複数のフォイル部材構成が、様々な実施形態によって企図される。
【００６２】
フォイル部材２２８、２４０は、ディスクまたは円形に限定されず、異なる形状、構成および配置で提供されてもよいことに留意されたい。例えば、１つもしくは複数のフォイル部材２２８、２４０、または追加のフォイル部材は、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、フォイル部材２２８、２４０は、特定の材料から形成されることに限定されず、様々な実施形態では、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のまたは高い活性化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、フォイル部材２２８、２４０は金属であり、１つまたは複数の金属から形成される。
【００６３】
図５および図６に示すように、複数のピン２５４が、本体アセンブリ２０２、２０４、２０６の各々の開口部２５６内に受け入れられて、ターゲットアセンブリ２００が組み立てられる際にこれらの構成要素を位置合わせする。さらに、複数の封止リング２５８が本体部分２０４の開口部２６０と位置合わせされ、それを通して本体部分２０２のボア２６２（例えば、ねじボア）内に固定されるボルト２０８を受け入れる。
【００６４】
動作中に、粒子ビームがターゲットアセンブリ２００を通過して本体部分２０２から生成チャンバ２１８に入ると、フォイル部材２２８、２４０が高く活性化され得る（例えば、放射活性が誘起される）。フォイル部材２２８、２４０は、例えば薄い（例えば、５〜５０マイクロメートルまたはミクロン（μｍ））フォイル合金ディスクであってもよく、加速器、特に加速器室の内部の真空をキャビティ２２２内の液体から隔離する。フォイル部材２２８、２４０はまた、冷却ヘリウムがフォイル部材２２８、２４０を通って、ならびに／あるいはフォイル部材２２８、２４０の間を通過することを可能にする。フォイル部材２２８、２４０は、粒子ビームがそこを通過することができる厚さを有するように構成されていることに留意されたい。その結果、フォイル部材２２８、２４０は、高度に放射され、活性化され得る。
【００６５】
いくつかの実施形態は、ターゲットアセンブリ２００を能動的にシールドして、活性化されたフォイル部材２２８、２４０からの放射がターゲットアセンブリ２００から出るのをシールドおよび／または防止する、ターゲットアセンブリ２００の自己シールドを提供する。したがって、フォイル部材２２８、２４０は、能動的な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、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、特にフォイル部材２２８、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、２０６は、同一の材料、異なる材料、あるいは同一または異なる材料の異なる量または組み合わ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、２０４は、アルミニウムなどの同じ材料から形成されてもよく、本体部分２０６は、アルミニウムとタングステンの組み合わせから形成されてもよい。
【００６６】
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、特にフォイル部材２２８、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減するシールドを提供するように形成される。本体部分２０２、本体部分２０４および／または本体部分２０６は、アルミニウムの密度値よりも大き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の各々は、本明細書でより詳細に説明するように、異なる材料または材料の組み合わせから形成されてもよい。
【００６７】
攪拌または振動装置２２５は、本体部分の少なくとも１つに固定されるように構成される。本明細書で使用される場合、攪拌または振動装置が構成要素に「固定される」ときには、攪拌または振動装置は、構成要素に振動を伝達するのに十分な方法で構成要素に取り付けられる。攪拌または振動装置は、１つまたは複数の要素によって固定されてもよい。例えば、攪拌または振動装置は、ハードウェア（例えば、ねじまたはボルト）を介してターゲット本体に固定されるハウジングを含むことができる。その代わりに、またはハードウェアに加えて、攪拌または振動装置は、他のタイプの締結具（例えば、ラッチ、留め具、ベルトなど）および／または接着剤によりターゲット本体に固定されてもよい。一例として、ターゲット本体２０１などのターゲット本体は、互いに固定され、互いに対して固定された位置を有する第１および第２の本体部分を含むことができる。生成チャンバは、第１の本体部分または第２の本体部分の少なくとも一方によって画定されてもよい。攪拌または振動装置は、第１の本体部分または第２の本体部分の少なくとも一方に固定されてもよい。
【００６８】
図３、図５および図６に示すように、攪拌または振動装置２２５は本体部分２０６に固定される。しかし、他の実施形態では、攪拌または振動装置２２５は、本体部分２０４、本体部分２０２、またはターゲットインサート２２０に固定されてもよい。他の実施形態では、攪拌または振動装置２２５は、２つ以上の本体部分に同時に固定されてもよい。例えば、２つの本体部分の外面が同一平面上または均一である場合には、攪拌または振動装置２２５は、２つの本体部分の間の界面を横切って延在してもよい。
【００６９】
図示する実施形態では、攪拌または振動装置２２５は、本体部分２０６の外側表面または外面２０７に固定される。他の実施形態では、攪拌または振動装置２２５は、ターゲットアセンブリ２００の凹部、キャビティまたはチャンバ内に配置されてもよい。図示した実施形態では、攪拌または振動装置２２５は、１つまたは複数のワイヤ２２７を通して、制御システム１１８（図１）などの制御システム（図示せず）に電気的に接続され、制御システムは、攪拌または振動装置２２５の動作を制御し、および／または電力を供給することができる。しかし、振動装置２２５は、無線で制御され、および／または無線伝送電力によって電力を受け取ってもよいと考えられる。
【００７０】
図７は、一実施形態により形成されたターゲットアセンブリ３００の少なくとも一部の断面図である。ターゲットアセンブリ３００は、ターゲットアセンブリ２００（図３）に関して説明したような、図示していない追加の構成要素を含むことができる。ターゲットアセンブリ３００は、生成チャンバ３０４を画定するターゲット本体３０２を含む。ターゲット本体３０２はまた、流体ポート３０６、３０７を含む。任意選択的に、ターゲット本体３０２は、流体ポート３０８、３０９などの追加のポートを含むことができる。流体ポート３０６〜３０９は、流体（例えば、気体または液体）が生成チャンバ３０４の内外に導かれるように、生成チャンバ３０４への流体アクセスを提供する。この流れは、流体制御システム１２５（図１）などの流体制御システムによって制御することができる。図示した実施形態では、流体ポート３０６〜３０９は、単一の断面平面が流体ポート３０６〜３０９の各々と交差するように配置される。他の実施形態では、流体ポート３０６〜３０９は、互いに対しておよびターゲット本体３０２に対して異なる位置を有してもよい。
【００７１】
いくつかの実施形態では、流体ポート３０６〜３０９は指定された機能を有することができる。例えば、流体ポート３０６、３０８は常に流体を受け取る入口ポートであってもよく、流体ポート３０７、３０９は常に流体がそこから出る出口ポートであってもよい。他の実施形態では、流体ポート３０６〜３０９のうちの１つまたは複数によって、流体がどちらの方向にも流れるようにすることができる。
【００７２】
いくつかの実施形態では、１つまたは複数の流体ポート３０６〜３０９は、電気めっきプロセス（または電解）の間に生成されるＨ２およびＯ２などのガスの除去を可能にするように構成することができる。生成チャンバ３０４からガスを除去することを、排気と呼ぶことができる。例えば、排気用に構成された流体ポートは、ガスが蓄積する可能性がある生成チャンバのガス蓄積領域に隣接して配置することができる。図７を参照すると、ガスは、流体ポート３０６、３０８に隣接するガス蓄積領域３０５内に上方に移動することができる。流体ポート３０６、３０８のうちの少なくとも一方は、ガス蓄積領域３０５からガスを生成チャンバ３０４から引き出すように構成されたポンプと流体連通することができる。任意選択的に、ターゲット本体３０２の内面３５０、３５２は、排気のために構成された流体ポートに向けてガスを導き、かつ／または電気めっきプロセスに望ましくない影響を及ぼすことなく、ガスを生成チャンバ３０４内に蓄積させるための空間を提供するような形状にすることができる。
【００７３】
ターゲットアセンブリ３００はまた、ターゲットフォイルまたはシート３１０を含む。ターゲットフォイル３１０は、ビーム通路３１２と位置合わせされてもよく、および／またはビーム通路３１２内に配置されてもよい。粒子ビーム３２５（参照用に示す矢印）は、ターゲットフォイル３１０に入射するように構成されている。ターゲットフォイル３１０はまた、生成チャンバ３０４への開口部３１４を覆うことができる。このように、生成チャンバ３０４は、ターゲット本体３０２の内面３５０、３５２およびターゲットフォイル３１０の内面３１１によって本質的に画定される空隙であってもよい。
【００７４】
ターゲット本体３０２は、互いに固定された複数の本体部分を含むことができる。例えば、ターゲット本体３０２は、後方本体部分３１６、中間本体部分３１７、および前方本体部分３１８を含むことができる。前方本体部分３１８は、前方フランジと呼ぶこともできる。いくつかの実施形態では、後方本体部分３１６および前方本体部分３１８は、アルミニウム、銅、タングステン、ニオブ、タンタル、または上記または他の材料の１つもしくは複数の組み合わせを含む合金などの金属材料を含む。いくつかの実施形態では、中間本体部分３１７は絶縁材料を含む。より具体的には、絶縁材料は、電気めっきプロセスを実施することができるように、生成チャンバ３０４内の電極と導電性ベースとを電気的に分離するように設計される。さらに、絶縁材料は、同位体生成中に発生する熱に耐えるように設計されている。例として、絶縁材料は、高性能熱可塑性プラスチック（例えば、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリエーテルケトン（ＰＥＫ））またはセラミック材料を含むことができる。使用される絶縁材料に基づいて、中間本体部分３１７は、流体ポート３０６、３０７を含んでも含まなくてもよい。
【００７５】
ターゲットアセンブリ３００はまた、生成チャンバ３０４に露出された電極３２０および導電性ベース３２２を含む。例えば、導電性ベース３２２の内面３５２は、生成チャンバ３０４を部分的に画定し、ターゲットフォイル３１０の内面３１１は、生成チャンバ３０４を部分的に画定する。図示した実施形態では、電極３２０は、ターゲットフォイル３１０とターゲット本体３０２の前方本体部分３１８とによって形成される。導電性ベース３２２は、後方本体部分３１６によって形成される。生成チャンバ３０４内に電解液が配置されると、生成チャンバ３０４、電極３２０、および導電性ベース３２２が電解槽３３５を形成する。電気めっきプロセス中に、電極３２０はアノードとして機能し、導電性ベース３２２はカソードとして機能することができる。導電性ベース３２２（または後方本体部分３１６）は、生成チャンバ３０４の一部を画定する内面３５２を有する。電極３２０および導電性ベース３２２はまた、それぞれ第１および第２の電極、またはそれぞれアノードおよびカソードと呼ぶことができる。中間本体部分３１７は、内面３５０を含む。
【００７６】
図８は、電解液３３０が生成チャンバ３０４を満たした後のターゲットアセンブリ３００の断面図である。電解液３３０は、流体制御システムによって生成チャンバ３０４内に導くことができる。図示するように、電源（例えば、バッテリまたは整流器などの電源）３３２は、電極３２０および導電性ベース３２２に電気的に接続される。電源３３２が電極３２０と導電性ベース３２２との間に電圧を印加している間に、電解液３３０内の金属イオンが内面３５２に沿って堆積され、固体ターゲット（またはターゲット層）３２６を形成または生成する。一定期間後に、固体ターゲット３２６は、同位体生成のために十分な厚さを有することができる。電気めっきプロセスは、設定された時間が経過した後に、または指定された１つまたは複数の条件（例えば、検出された電圧）が満たされたと判断した後に終了することができる。上記は単一層を有する固体ターゲットの生成を説明しているが、複数層を生成するために複数の電気めっきプロセスを実施することができることを理解されたい。例えば、図９に関して、固体ターゲット３２６は、内面３５２に直接結合された第１の下位層３２６Ａ（例えば、銅）と、第１の下位層３２６Ａに結合され、照射されるターゲット材料を構成する第２の下位層３２６Ｂと、を含むことができる。
【００７７】
上記に代えて、または上記に加えて、固体ターゲット３２６は、ターゲットフォイル３１０の内面３１１に沿って堆積されてもよい。したがって、実施形態は、内面３５２、内面３１１、または内面３５２および内面３１１の両方に沿って配置された固体ターゲット３２６を有してもよい。固体ターゲットが内面３５２および内面３１１の両方に沿って配置される実施形態では、任意に第３の電極を使用してもよい。例えば、ターゲット本体は、これらの追加の本体部分の１つが別の電極として機能する１つまたは複数の追加の本体部分を含むことができる。
【００７８】
任意選択的に、電解液３３０を移動（例えば、攪拌、かき回し、ポンプ輸送など）させて、固体ターゲット３２６が生成されるときに望ましくない場合がある金属イオンの勾配（例えば、より大きな濃度の領域）が発生する可能性を低減することができる。上述のように、１つまたは複数の機構を使用して、電気めっきプロセス中に電解液を移動させることができる。例えば、振動装置３４０は、ターゲット本体３０２に固定され、ターゲット本体３０２に振動を生じさせることによって、電解液を生成チャンバ３０４内で移動させるように構成することができる。図示するように、装置３４０は、ターゲット本体３０２の外部に固定される。しかし、装置３４０は、ターゲット本体３０２の凹部内に配置されてもよい。
【００７９】
上記に代えて、または上記に加えて、流体制御システム１２５は、電解めっきプロセス中に、生成チャンバ３０４を通って電解液を移動させるように構成されてもよい。例えば、流体制御システムは、電解液がポート３０６〜３０９を通って移動するように、電解液３３０に様々な量の圧力を提供することができる。変化する圧力の組み合わせを使用して、生成チャンバ３０４内で所望の動きを生じさせることができる。上記に代えて、または上記に加えて、ターゲット本体３０２は、電気めっきプロセス中に攪拌されてもよい。
【００８０】
別の例として、１つまたは複数の攪拌装置３４２を、電気めっきプロセス中に生成チャンバ３０４内に堆積させることができる。そのような実施形態では、１つまたは複数の攪拌装置３４２が、電解液３３０と共に生成チャンバ３０４に流入することができる。攪拌装置３４２は、電解液３３０内で一定の動きをしてもよく、または設計された時間で（例えば、溶液中を流れる電流によって）活性化されてもよい。電気めっきプロセス中、攪拌装置３４２は、電解液３３０を移動させる（例えば攪拌する）。電気めっきプロセスの後に、攪拌装置３４２は、電解液３３０と共に生成チャンバから流出することができる。
【００８１】
図８では、後方本体部分３１６は、生成チャンバ３０４の容積の一部を取り囲んで画定し、中間本体部分３１７は、生成チャンバ３０４の容積の一部を取り囲んで画定する。任意選択的に、本体部分３１６、３１７、３１８のサイズおよび形状は、所望の性能を達成するように選択されてもよい。例えば、本体部分３１６、３１７、３１８のサイズおよび形状は、電極３２０の所望の表面積および導電性ベース３２２の所望の表面積を提供するように選択することができる。より具体的には、導電性ベース３２２は、ターゲット本体３０１の後方壁全体（および後方壁のみ）を画定するカバー３５６を提供するような形状にすることができる。別の例として、導電性ベース３２２は、ターゲット本体３０１の後方壁の一部のみを画定するキャップ３５８を提供するような形状にすることができる。いずれの例においても、中間本体部分３１７および後方本体部分３１６は、ターゲット本体３０２を完成させるような形状にすることができる。このような場合には、電極３２０（またはアノード）と導電性ベース３２２（またはカソード）の表面積の指定された比を得ることができる。さらに、固体ターゲット３２６が堆積される表面領域は、より明確に画定されてもよく、または局在化されてもよい。図示するように、カバー３５６およびキャップ３５８は、粒子ビーム３２５に対して垂直に配向される。任意選択的に、カバー３５６およびキャップ３５８は、粒子ビーム３２５に対して垂直でない角度に配向されてもよい。
【００８２】
図９および図１０は、粒子ビーム３２５の照射中および固体ターゲット３２６の溶解中のターゲットアセンブリの断面を示す。照射の前に、ガス（例えば、ヘリウムまたはアルゴン）を２つ以上のポート３０６〜３０９を通して導き、電解液を吸引するかまたは乾燥させることができる。生成チャンバ３０４はまた、照射前に大量のガスを除去するために（例えば、ポンプによって）排気されてもよい。照射の後に（図１０に示すように）、溶解液３４４を流体制御システムによって生成チャンバ３０４内に導くことができる。溶解液３４４は、生成チャンバ３０４内に保持され、固体ターゲット３２６の材料を溶解させることができる。指定された時間の後に、溶液（ここでは生成物溶液と呼ぶ）は、生成チャンバ３０４から出て、溶液を処理して放射性同位体を得るように構成されたシステムに導かれてもよい。
【００８３】
図１１は、一実施形態による方法４００を示す。方法４００は、例えば、本明細書に記載の様々な実施形態の構造または態様（例えば、同位体生成システム、ターゲットシステム、および／または方法）を使用することができる。方法４００は、例えば、固体ターゲットを生成する方法または放射性同位体を生成する方法であってもよい。いくつかの実施形態では、方法４００は自動化されてもよい。例えば、１つもしくは複数のプロセッサおよび記憶媒体を含む１つもしくは複数の回路および／または制御システムが、方法４００の１つまたは複数のステップを実行することができる。記憶媒体は、１つまたは複数のプロセッサによってアクセス可能なプログラムされた命令を格納することができる。他の実施形態では、１つまたは複数の動作を手動で行ってもよい。複数のターゲットアセンブリを含む実施形態では、方法４００は、１つまたは複数の他のターゲットアセンブリが粒子ビームを受け取っている間に、１つまたは複数のターゲットアセンブリ内に固体ターゲットを生成するように実行することができる。固体ターゲットがターゲットアセンブリ内に生成された後に、他のターゲットアセンブリが照射されたターゲットを除去するために溶解液を受け取る間に、これらのターゲットアセンブリを照射することができる。その後に、他のターゲットアセンブリを使用して固体ターゲットを生成することができる。
【００８４】
本方法は、電解液をターゲットアセンブリの生成チャンバに流すステップ４０２を含む。ターゲットアセンブリは、電極と、生成チャンバに露出された表面を有する導電性ベースと、を含むことができる。電解液、電極、および導電性ベースは、効果的に電解槽を形成することができる。
【００８５】
ステップ４０４では、電解液が生成チャンバ内にある間に、電極と導電性ベースとの間に電圧が印加され、それによって電気めっきプロセスが生じる。電圧は、電源（例えば、バッテリまたは整流器などの電源）によって印加することができる。任意選択的に、ステップ４０４で電圧が印加される際に、ステップ４０６において電解液を移動させることができる。生成チャンバ内の移動は、電気めっきプロセス中に、溶液中の金属イオンが特定の領域でより濃縮される可能性を低減させる任意の動作であってもよい。本明細書で使用される場合、「生成チャンバ内」という語句は、溶液を固定された容積内に収容する必要はない。例えば、電解液は、電気めっきプロセス中に、生成チャンバの内外にポンプ輸送されてもよい。この移動は一定であってもよいし、断続的であってもよい。例えば、電圧が印加されると、電解液の流れが生成チャンバを通って連続的に循環してもよい。別の例として、電解液が周期的に移動してもよい（例えば、１秒間循環させ、１秒間保持し、１秒間循環させるなど）。電解液はまた、電解液の動きを引き起こすために様々な圧力を受けてもよい。
【００８６】
電気めっきプロセス中に、ガスが生成チャンバ内で生成され、生成チャンバのガス蓄積ポケットまたは領域に集まる。任意選択的に、ステップ４０７において、ガスを排出または除去することができる。例えば、このガス蓄積領域に隣接して流体ポートを配置することができる。ガスは、流体ポートを通って流れることができる。いくつかの実施形態では、ポンプは、ガスを除去するのに十分な速度で、または電気めっきプロセスにおいてガスが有し得る望ましくない影響を防止するのに十分な速度で、ガスを流体ポートを通して引き込むように構成することができる。動作４０６、４０７は、図１１の異なる時間に実施されるように見えるが、ステップ４０４で電圧が印加されると同時に、ステップ４０６でガスを排出することができ、ステップ４０６で電解液を移動させることができることを理解されたい。
【００８７】
あるいは、電解液は、電圧が印加されると、生成チャンバ内で実質的に静的に保持されてもよい。「実質的に静的に」という語句は、例えば、生成チャンバ内で生成されたガスによる圧力変化によって引き起こされる何らかの運動を可能にすることができる。そのような場合には、電圧が印加されたとき、または電圧が印加された後に、ガスを除去または排気することができる。
【００８８】
ステップ４０８では、電解液が生成チャンバの外に導かれる。任意選択的に、ステップ４０８で電解液を除去した後に、リンスまたは吸引ステップを行ってもよい。任意選択的に、後方本体部分３１６は、電気めっきプロセス中、または電解液が除去された後に、（例えば、ヒーターにより）熱エネルギーを受けることができる。ステップ４０２、４０４、４０６、４０８を繰り返して、複数層を有する固体ターゲットを成長させることができることを理解されたい。このような実施形態は、例えば、ターゲット本体の金属材料がターゲット材料との十分な結合を形成できないときに、望ましい場合がある。したがって、固体ターゲットの１つまたは複数のベース層を、ターゲット本体の表面と照射されるターゲット材料との間に設けることができる。任意選択的に、固体ターゲットが完成した後に、望ましくない残留物を除去するために、および／または生成チャンバの表面を乾燥させるために、１つまたは複数の流体（例えば、液体または気体）を生成チャンバ通って導くことができる。また固体ターゲットに熱を加えてもよい。
【００８９】
固体ターゲットが生成された後に、固体ターゲットを用いて放射性同位体を生成することができる。より具体的には、固体ターゲットは、ステップ４１０で、粒子ビームで照射されてもよい。ステップ４１２で、活性化された材料を除去することができる。例えば、溶解液を生成チャンバ内に導き、照射された固体ターゲットを溶解させることができる。次いで、生成チャンバ内の溶液（生成物溶液と呼ばれる）を除去することができる。放射性同位元素は、生成物溶液から回収／捕獲することができる。活性化された材料を除去する他の方法を実施してもよいと考えられる。
【００９０】
図示していないが、システムはターゲット処理システムを含むことができる。ターゲット処理システムは、ターゲットアセンブリに隣接して配置されてもよく、シールドされたエンクロージャを含んでもよい。ターゲット処理システムは、照射された固体ターゲットを放射性医薬品に加工するために使用される機器および材料を有することができる。
【００９１】
実施形態は、１つまたは複数の放射性医薬品を生成するように構成することができる。放射性医薬品の非限定的な例は、銅６４（Ｃｕ６４）、ガリウム６８（Ｇａ６８）、ガリウム６７（Ｇａ６７）、ヨウ素１２３（Ｉ１２３）、ヨウ素１２４（Ｉ１２４）、タリウム２０１（Ｔｌ２０１）、インジウム１１１（Ｉｎ１１１）、スカンジウム４４（Ｓｃ４４）、亜鉛６３（Ｚｎ６３）、パラジウム１０３（Ｐｄ１０３）、およびコバルト５７（Ｃｏ５７）を含むことができる。特定の実施形態では、生成された放射性医薬品は、銅６４（Ｃｕ６４）、ガリウム６８（Ｇａ６８）、ガリウム６７（Ｇａ６７）、ヨウ素１２３（Ｉ１２３）、またはタリウム２０１（Ｔｌ２０１）のうちの少なくとも１つを含む。しかし、本明細書に記載の実施形態では、他の放射性医薬品を生成することができることを理解されたい。
【００９２】
電解液（またはめっき溶液）は、所望の固体ターゲットに基づく。ターゲット材料の非限定的な例は、ニッケル（Ｎｉ）、亜鉛（Ｚｎ）、テルル（Ｔｅ）、タリウム（Ｔｌ）、ロジウム（Ｒｈ）、カドミウム（Ｃｄ）、または銀（Ａｇ）を含む。ターゲット材料は、Ｎｉ５８、Ｎｉ６４、Ｚｎ６８、またはＣｄ１１２などの指定された同位体で選択または富化されてもよい。
【００９３】
本明細書で説明するように、電気めっきプロセスは、ターゲット本体の内面上に、またはターゲット本体の内面に予め電気めっきされたベース層（例えば、銅、金、または銀）上に、固体ターゲットまたはターゲット層を生成することができる。
【００９４】
溶解液は、照射された固体ターゲット用に構成することができる。溶解液の非限定的な例は、塩酸（ＨＣｌ）、酸化アルカリ溶液、硝酸（ＨＮＯ３）、硫酸（Ｈ２ＳＯ４）、過酸化水素（Ｈ２Ｏ２）、重硫酸ナトリウム（ＮａＨＳＯ４）、または臭化水素酸（ＨＢｒ）を含む。照射された固体ターゲットを溶解した後に、放射性医薬品を生成するために、固体ターゲットまたはターゲット層の組成に基づいて、様々な処理ステップを実行することができる。これらのステップは、例えば、生成物溶液を分離、溶出、精製、または蒸発させるステップを含むことができる。
【００９５】
本明細書に記載の実施形態は、医療用途のための放射性同位体の生成に限定することを意図しておらず、他の同位体を生成し、他のターゲット材料を使用することもできる。また様々な実施形態は、異なる方向（例えば、垂直方向または水平方向）を有する異なる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異なる加速器に関連して実施することができる。さらに、本明細書に記載の実施形態は、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。
【００９６】
本明細書で使用される場合、「プロセッサ」は、本明細書で説明されるような１つまたは複数のタスク、機能、またはステップを実行するように構成された処理回路を含む。例えば、プロセッサは、メモリなどの有形かつ非一時的なコンピュータ可読媒体に格納された命令に基づいて動作を実行する論理ベースの装置であってもよい。プロセッサは、１つまたは複数のＡＳＩＣおよび／またはＦＰＧＡを含んでもよい。本明細書で使用する「プロセッサ」は、必ずしも単一のプロセッサまたは単一のハードワイヤードデバイスに限定されるものではないことに留意されたい。例えば、プロセッサは、単一のプロセッサ（例えば、１つまたは複数のコアを有する）のみ、複数の個別プロセッサ、１つもしくは複数の特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、および／または１つもしくは複数のフィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）を含んでもよい。いくつかの実施形態では、プロセッサは、本明細書に記載のアルゴリズムなどの動作を実行するように適切にプログラムまたは命令された既製の装置である。
【００９７】
実施形態はまた、本明細書に記載したような１つまたは複数の動作、タスク、機能、またはステップを実行するハードワイヤードデバイス（例えば、１つまたは複数の電子回路）を含んでもよい。性能は、ハードワイヤードロジックによって決定されてもよい。例えば、１つまたは複数の回路は、バルブを自動的に開閉し、所望するようにポンプを作動させるように設計されてもよい。
【００９８】
１つもしくは複数の回路またはプロセッサは、様々なサブシステムから信号（例えば、データまたは情報）を受信するように構成されてもよい。１つもしくは複数の回路またはプロセッサは、本明細書に記載の方法の１つまたは複数のステップを実行するように構成されてもよい。プロセッサはまた、メモリまたは記憶媒体を含むか、あるいはメモリまたは記憶媒体に通信可能に結合されてもよい。いくつかの実施形態では、メモリは不揮発性メモリを含んでもよい。例えば、メモリは、リードオンリメモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、電気的に消去可能なプログラマブルリードオンリメモリ（ＥＥＰＲＯＭ）、フラッシュメモリなどであってもよく、これらを含んでもよい。メモリは、システムの様々なパラメータに関するデータを格納するように構成されてもよい。
【００９９】
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ることができる。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、多くの修正を行うことができる。本明細書に記載した様々な構成要素の寸法、材料の種類、方向、ならびに数および位置は、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。特許請求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、添付の特許請求の範囲を、このような特許請求の範囲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べきである。添付の特許請求の範囲において、「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）の均等物として用いられる。さらに、以下の特許請求の範囲において、「第１の」、「第２の」、および「第３の」などの用語は、単にラベルとして用いており、それらの対象物に対して数の要件を課すことを意図するものではない。また、以下の特許請求の範囲の制限は、このようなクレームの制限が、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、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。
【０１００】
本明細書は、様々な実施形態を開示するために実施例を用いており、また、当業者が様々な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。様々な実施形態の特許可能な範囲は、特許請求の範囲によって定義され、当業者が想到するその他の実施例を含むことができる。このような他の例は、特許請求の範囲の文言との差がない構造要素を有する場合、または特許請求の範囲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、特許請求の範囲内にある。
【０１０１】
本発明の主題の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。図面が様々な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）のうちの１つまたは複数は、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）内に実装することができる。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。様々な実施形態は、図面に示す配置および手段に限定されない。
［実施態様１］
システム（１００）であって、
生成チャンバ（３０４）を有するターゲットアセンブリ（３００）であって、電極（３２０）と、前記生成チャンバ（３０４）に露出された導電性ベース（３２２）と、を含み、前記生成チャンバ（３０４）へのアクセスを提供する流体ポート（３０６〜３０９）を有するターゲットアセンブリ（３００）と、
電解液（３３０）を保持するように構成された貯蔵容器（１４６）と、前記ターゲットアセンブリ（３００）の前記流体ポート（３０６〜３０９）に接続する流体ラインと、を有する流体制御システム（１２５）であって、前記ターゲットアセンブリ（３００）の前記貯蔵容器（１４６）および前記生成チャンバ（３０４）は、前記流体ラインのうちの少なくとも１つを通って流体連通する、流体制御システム（１２５）と、
前記電極（３２０）および前記導電性ベース（３２２）に電気的に接続されるように構成された電源（３３２）であって、前記生成チャンバ（３０４）内に前記電解液（３３０）が配置されている場合には、前記生成チャンバ（３０４）と前記電極（３２０）と前記導電性ベース（３２２）とが電解槽（３３５）を形成し、導電性ベース（３２２）に沿って固体ターゲット（３２６）を堆積させるために、前記電極（３２０）および前記導電性ベース（３２２）に電圧を印加するように構成された電源（３３２）と、を含むシステム（１００）。
［実施態様２］
前記ターゲットアセンブリ（３００）は、前記電極（３２０）と前記導電性ベース（３２２）との間に配置された中間本体部分（３１７）を含み、前記中間本体部分（３１７）は絶縁性である、実施態様１に記載のシステム（１００）。
［実施態様３］
１つもしくは複数の回路またはプロセッサをさらに含み、前記１つもしくは複数の回路またはプロセッサは、
前記流体制御システム（１２５）を用いて、前記生成チャンバ（３０４）内への前記電解液（３３０）の流れを誘起し、
前記電源（３３２）を用いて前記ターゲットアセンブリ（３００）に前記電圧を印加し、それによって前記導電性ベース（３２２）上に金属イオンを堆積させ、
前記電圧が印加された後に、前記流体制御システム（１２５）を用いて生成チャンバ（３０４）から出る前記電解液（３３０）の流れを誘起するように構成される、実施態様１に記載のシステム（１００）。
［実施態様４］
前記ターゲットアセンブリ（３００）は、前記電極（３２０）と前記導電性ベース（３２２）との間に配置された中間本体部分（３１７）を含み、前記中間本体部分（３１７）は絶縁性である、実施態様３に記載のシステム（１００）。
［実施態様５］
前記１つもしくは複数の回路またはプロセッサは、前記電圧が印加されている間に、（ａ）前記生成チャンバ（３０４）内の前記電解液（３３０）の流れを誘起すること、または（ｂ）前記生成チャンバ（３０４）内の振動を引き起こす振動装置（３４０）を作動させること、の少なくとも一方を行うように構成される、実施態様３に記載のシステム（１００）。
［実施態様６］
前記ターゲットアセンブリ（３００）は、前記生成チャンバ（３０４）への開口部を覆うフォイル（３１０）を含み、前記フォイル（３１０）は前記生成チャンバ（３０４）の一部を画定する、実施態様１に記載のシステム（１００）。
［実施態様７］
前記ターゲットアセンブリ（３００）は、粒子ビーム（３２５）を受け取るように構成された前記生成チャンバ（３０４）への開口部を含み、前記導電性ベース（３２２）は、前記粒子ビーム（３２５）が前記導電性ベース（３２２）に沿って前記固体ターゲット（３２６）に入射するように、前記開口部と位置合わせされる、実施態様１に記載のシステム（１００）。
［実施態様８］
システム（１００）であって、
粒子ビーム（３２５）を生成するように構成された粒子加速器（１０２）と、
生成チャンバ（３０４）を有するターゲットアセンブリ（３００）であって、電極（３２０）と、前記生成チャンバ（３０４）に露出された導電性ベース（３２２）と、を含み、前記生成チャンバ（３０４）へのアクセスを提供する流体ポート（３０６〜３０９）を有するターゲットアセンブリ（３００）と、
電解液（３３０）を保持するように構成された貯蔵容器（１４６）と、前記ターゲットアセンブリ（３００）の前記流体ポート（３０６〜３０９）に接続する流体ラインと、を有する流体制御システム（１２５）であって、前記ターゲットアセンブリ（３００）の前記貯蔵容器（１４６）および前記生成チャンバ（３０４）は、前記流体ラインのうちの少なくとも１つを通って流体連通する、流体制御システム（１２５）と、
前記電極（３２０）および前記導電性ベース（３２２）に電気的に接続されるように構成された電源（３３２）であって、前記生成チャンバ（３０４）内に前記電解液（３３０）が配置されている場合には、前記生成チャンバ（３０４）と前記電極（３２０）と前記導電性ベース（３２２）とが電解槽（３３５）を形成する電源（３３２）と、を含み、
前記流体制御システム（１２５）は、前記生成チャンバ（３０４）と流体連通する少なくとも１つのポンプ（１４４）を含み、前記少なくとも１つのポンプ（１４４）は、前記生成チャンバ（３０４）内への前記電解液（３３０）の流れを誘起し、前記電源（３３２）によって電圧が印加された後に、前記生成チャンバ（３０４）から出る前記電解液（３３０）の流れを誘起するように構成される、システム（１００）。
［実施態様９］
１つまたは複数のプロセッサと、前記１つまたは複数のプロセッサによってアクセス可能なプログラムされた命令を格納するように構成された記憶媒体と、を含む制御システム（１１８）をさらに含み、前記１つまたは複数のプロセッサは、前記少なくとも１つのポンプ（１４４）および前記電源（３３２）を制御して、
前記生成チャンバ（３０４）内への前記電解液（３３０）の前記流れを誘起し、
前記ターゲットアセンブリ（３００）に前記電圧を印加し、それによって前記導電性ベース（３２２）に沿って固体ターゲット（３２６）を堆積させ、
前記電圧が印加された後に、生成チャンバ（３０４）から出る前記電解液（３３０）の前記流れを誘起するように構成される、実施態様８に記載のシステム（１００）。
［実施態様１０］
前記制御システム（１１８）は、前記粒子加速器（１０２）を制御して、前記粒子ビーム（３２５）を前記生成チャンバ（３０４）内の前記固体ターゲット（３２６）上に導くように構成される、実施態様９に記載のシステム（１００）。
［実施態様１１］
前記電解液（３３０）は第２の電解液（３３０）であり、前記固体ターゲット（３２６）が堆積される前に、前記１つまたは複数のプロセッサは、前記少なくとも１つのポンプ（１４４）および前記電源（３３２）を制御して、
前記生成チャンバ（３０４）内への第１の電解液（３３０）の流れを誘起し、
前記ターゲットアセンブリ（３００）に電圧を印加し、それによって前記導電性ベース（３２２）に沿ってベース層を堆積させ、
前記電圧が印加された後に、生成チャンバ（３０４）から出る前記第１の電解液（３３０）の前記流れを誘起するように構成され、前記固体ターゲット（３２６）は前記ベース層に沿って堆積される、実施態様９に記載のシステム（１００）。
［実施態様１２］
前記ターゲットアセンブリ（３００）は、前記電極（３２０）と前記導電性ベース（３２２）との間に配置された中間本体部分（３１７）を含み、前記中間本体部分（３１７）は絶縁性である、実施態様８に記載のシステム（１００）。
［実施態様１３］
前記粒子ビーム（３２５）が前記固体ターゲット（３２６）上に導かれた後に、前記少なくとも１つのポンプ（１４４）は、溶解液（３４４）を前記生成チャンバ（３０４）内に流すように構成され、前記溶解液（３４４）は、前記固体ターゲット（３２６）が前記粒子ビーム（３２５）によって活性化された後に、前記固体ターゲット（３２６）を前記溶液中に溶解させるように構成される、実施態様８に記載のシステム（１００）。
［実施態様１４］
前記ターゲットアセンブリ（３００）は、粒子ビーム（３２５）を受け取るように構成された前記生成チャンバ（３０４）への開口部を含み、前記導電性ベース（３２２）は、前記粒子ビーム（３２５）が前記導電性ベース（３２２）に沿って前記固体ターゲット（３２６）に入射するように、前記開口部と位置合わせされる、実施態様８に記載のシステム（１００）。
［実施態様１５］
前記少なくとも１つのポンプ（１４４）は、前記電圧が印加されている間に、（ａ）前記生成チャンバ（３０４）内の前記電解液（３３０）の流れを誘起すること、または（ｂ）前記生成チャンバ（３０４）内で前記電解液（３３０）を実質的に静的に保持することの少なくとも一方を行うように構成される、実施態様８に記載のシステム（１００）。
［実施態様１６］
固体ターゲット（３２６）を生成する方法（４００）であって、
電解液（３３０）をターゲットアセンブリ（３００）の生成チャンバ（３０４）内に流すステップ（４０２）であって、前記ターゲットアセンブリ（３００）は、前記生成チャンバ（３０４）内に配置された電極（３２０）および導電性ベース（３２２）を含み、前記生成チャンバ（３０４）と前記電極（３２０）と前記導電性ベース（３２２）と前記電解液（３３０）とは電解槽（３３５）を形成する、ステップと、
前記ターゲットアセンブリ（３００）に電圧を印加し、それによって前記導電性ベース（３２２）に沿って固体ターゲット（３２６）を堆積させるステップ（４０４）と、
前記電圧が印加された後に、生成チャンバ（３０４）から前記電解液（３３０）を流出させるステップ（４０８）と、を含む方法（４００）。
［実施態様１７］
前記ターゲットアセンブリ（３００）は、前記電極（３２０）と前記導電性ベース（３２２）との間に配置された中間本体部分（３１７）を含み、前記中間本体部分（３１７）は絶縁性である、実施態様１６に記載の方法（４００）。
［実施態様１８］
前記生成チャンバ（３０４）内の前記固体ターゲット（３２６）上に粒子ビーム（３２５）を導くように粒子加速器（１０２）を制御するステップをさらに含み、前記粒子ビーム（３２５）が前記固体ターゲット（３２６）上に導かれた後に、前記方法（４００）は、溶解液（３４４）を前記生成チャンバ（３０４）内に流すステップをさらに含み、前記溶解液（３４４）は、前記固体ターゲット（３２６）が前記粒子ビーム（３２５）によって活性化された後に、前記固体ターゲット（３２６）を前記溶液中に溶解させるように構成される、実施態様１６に記載の方法（４００）。
［実施態様１９］
前記電圧が前記ターゲットアセンブリ（３００）に印加される際に前記生成チャンバ（３０４）内で生成されるガスを排気するステップ（４０７）をさらに含む、実施態様１６に記載の方法（４００）。
［実施態様２０］
前記電圧が印加されている間に、前記生成チャンバ（３０４）内で前記電解液（３３０）を移動させるステップ（４０６）をさらに含む、実施態様１６に記載の方法（４００）。
【符号の説明】
【０１０２】
１  出口ポート
２  出口ポート
３  出口ポート
４  出口ポート
５  出口ポート
６  出口ポート
１００  同位体生成システム
１０２  粒子加速器
１０３  パラジウム
１０４  イオン源システム
１０６  電界システム
１０８  磁界システム
１１０  真空システム
１１１  インジウム
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
１１７  ビーム通路
１１８  制御システム
１２０  生成チャンバ
１２２  冷却システム
１２５  流体制御システム
１２６  振動装置
１２７  電源
１４０  ターゲットアセンブリ
１４２  ターゲット本体
１４４  バルブ
１４６  貯蔵容器
１４８  貯蔵容器
１５０  抽出システム
１５２  ターゲットシステム
１５４  抽出ユニット
１５６  抽出ユニット
１５８  フォイルホルダ、抽出ユニット
１６０  抽出フォイル
１６２  外部粒子ビーム
１６４  ターゲット位置
１６６  トラック、レール
１６８  出口ポート
１７０  軸
１７２  ターゲットアセンブリ
１７４  ターゲット本体
２００  ターゲットアセンブリ
２０１  ターゲット本体
２０２  本体アセンブリ、本体部分
２０４  本体アセンブリ、本体部分
２０６  本体アセンブリ、本体部分
２０７  外面
２０８  ボルト
２１０  ワッシャ
２１２  継手
２１３  後面
２１４  材料ポート、流体ポート
２１５  材料ポート、流体ポート
２１８  生成チャンバ
２１９  通路開口部
２２０  ターゲットインサート
２２１  キャビティ
２２２  キャビティ
２２５  振動装置
２２６  封止リング
２２７  ワイヤ
２２８  フォイル部材
２３０  キャビティ
２３２  キャビティ
２３６  封止境界
２３８  開口部
２４０  フォイル部材
２４２  環状リム
２４４  封止
２４６  封止リング
２４８  開口部
２５０  封止リング
２５２  リム
２５４  ピン
２５６  開口部
２５８  封止リング
２６０  開口部
２６２  ボア
３００  ターゲットアセンブリ
３０１  ターゲット本体
３０２  ターゲット本体
３０４  生成チャンバ
３０５  ガス蓄積領域
３０６  ポート、流体ポート
３０７  ポート、流体ポート
３０８  ポート、流体ポート
３０９  ポート、流体ポート
３１０  ターゲットフォイル、シート
３１１  内面
３１２  ビーム通路
３１４  開口部
３１６  後方本体部分
３１７  中間本体部分
３１８  前方本体部分
３２０  電極
３２２  導電性ベース
３２５  粒子ビーム
３２６  固体ターゲット
３２６Ａ  下位層
３２６Ｂ  下位層
３３０  電解液
３３２  電源
３３５  電解槽
３４０  振動装置
３４２  撹拌装置
３４４  溶解液
３５０  内面
３５２  内面
３５６  カバー
３５８  キャップ
Ｐ  矢印
【図１】
2018190711.tif 000003
【図２】
2018190711.tif 000004
【図３】
2018190711.tif 000005
【図４】
2018190711.tif 000006
【図５】
2018190711.tif 000007
【図６】
2018190711.tif 000008
【図７】
2018190711.tif 000009
【図８】
2018190711.tif 000010
【図９】
2018190711.tif 000011
【図１０】
2018190711.tif 000012
【図１１】
2018190711.tif 000013
【外国語明細書】
2018190711000001.pdf