(57)【要約】【課題】有機溶媒を用いることなく放射性同位元素の精製を行うことが可能な放射性同位元素の精製装置を提供する。【解決手段】放射性同位元素の精製装置１は、溶解液を用いて２１１Ａｔを含むＢｉを溶解させる溶解部１０と、溶解部１０からの溶解液を通過させて、溶解液中の２１１Ａｔを捕捉すると共にＢｉを通過させるポリマー系逆層樹脂によって形成されている捕捉部２０と、捕捉部２０へアルカリ溶液を供給するアルカリ溶液供給部３０と、アルカリ溶液により捕捉部２０から離脱した前記２１１Ａｔを回収する回収部４０と、を備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶解液を用いて２１１Ａｔを含むＢｉを溶解させる溶解部と、
前記溶解部からの前記溶解液を通過させて、前記溶解液中の前記２１１Ａｔを捕捉すると共に前記Ｂｉを通過させるポリマー系逆層樹脂によって形成されている捕捉部と、
前記捕捉部へアルカリ溶液を供給するアルカリ溶液供給部と、
前記アルカリ溶液により前記捕捉部から離脱した前記２１１Ａｔを回収する回収部と、を備える、放射性同位元素の精製装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放射性同位元素の精製装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＰＥＴ検査（ポジトロン断層撮影検査）等に使用される放射性同位元素（ＲＩ）は、放射性同位元素を含む物質を精製装置で精製することによって得られる。特許文献１に記載の放射性同位元素の分離装置では、ターゲットを水溶液で溶解させた後、その溶解液に有機溶媒を供給し、目的の放射性同位元素を抽出する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１６−０９５１４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載の装置では毒性の高い有機溶媒を使用するので、有機溶媒の処理が問題となり得る。したがって、有機溶媒を用いることなく放射性同位元素の精製を行うことが要請されている。
【０００５】
本発明は上記の課題を解決するためになされたものであり、有機溶媒を用いることなく放射性同位元素の精製が可能な放射性同位元素の精製装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一形態に係る放射性同位元素の精製装置は、溶解液を用いて２１１Ａｔを含むＢｉを溶解させる溶解部と、溶解部からの溶解液を通過させて、溶解液中の２１１Ａｔを捕捉すると共にＢｉを通過させるポリマー系逆層樹脂によって形成されている捕捉部と、捕捉部へアルカリ溶液を供給するアルカリ溶液供給部と、アルカリ溶液により捕捉部から離脱した前記２１１Ａｔを回収する回収部と、を備える。
【０００７】
この放射性同位元素の精製装置は、溶解液中の２１１Ａｔを捕捉すると共にＢｉを通過させるポリマー系逆層樹脂によって形成された捕捉部を備えている。２１１Ａｔは、ポリマー系逆層樹脂によって捕捉されるので、従来のように、有機溶媒を用いて溶解液中から２１１Ａｔを抽出する必要がない。ポリマー系逆層樹脂で補足した２１１Ａｔはアルカリ溶液を用いて回収部にて回収可能である。したがって、有機溶媒を用いることなく放射性同位元素の精製を行うことが可能である。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、有機溶媒を用いることなく放射性同位元素の精製を行うことが可能な放射性同位元素の精製装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の一実施形態に係る放射性同位元素の精製装置を概略的に示す図である。
【図２】図１に示す放射性同位元素の精製装置の配管系統を概略的に示す図である。
【図３】放射性同位元素の精製装置１を用いて２１１Ａｔの精製方法を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を参照して種々の実施形態について詳細に説明する。なお、各図面において同一又は相当の部分に対しては同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
【００１１】
図１及び図２を参照して、本発明の一実施形態に係る放射性同位元素の精製装置１の構成について説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る放射性同位元素の精製装置を概略的に示す図である。図２は、図１に示す放射性同位元素の精製装置の配管系統を概略的に示す図である。図１及び図２に示すように、本実施形態に係る放射性同位元素の精製装置１は、２１１Ａｔを含むＢｉを溶解させる溶解部１０と、溶解液中の２１１Ａｔを捕捉すると共にＢｉを通過させる捕捉部２０と、捕捉部２０へアルカリ溶液を供給するアルカリ溶液供給部３０と、アルカリ溶液により捕捉部２０から離脱した２１１Ａｔを回収する回収部４０と、を備えている。また、放射性同位元素の精製装置１は、溶解部１０へ溶解液を供給する溶解液供給部５０と、捕捉部２０へ洗浄液を供給する洗浄液供給部６０と、捕捉部２０からの廃液を回収する廃液回収部７０と、調整液供給部８０と、混合部９０と、ガス供給部１００とを備えている（ただし、図１では一部の構成を省略している）。
【００１２】
溶解部１０は、溶解液を用いてターゲット材である２１１Ａｔを含むＢｉを溶解させることにより、Ｂｉ及び２１１Ａｔが溶解した溶液を調整する部分である。溶解部１０は、溶解液供給部５０から溶解液を供給され、当該溶解液を捕捉部２０へ供給する。図２に示す配管系統の例においては、溶解部１０は、ラインＬ１を介して溶解液供給部５０及び捕捉部２０と接続可能である。溶解部１０とラインＬ１との間には、弁Ｂ１が設けられている。弁Ｂ１は、例えば三方弁であり、溶解液供給部５０と溶解部１０との接続、又は、溶解部１０と捕捉部２０との接続を切り替え可能に構成されている。
【００１３】
捕捉部２０は、２１１Ａｔを捕捉する機能を有している部分である。捕捉部２０は、溶解部１０、アルカリ溶液供給部３０、溶解液供給部５０、洗浄液供給部６０よりも下流側に設けられている。捕捉部２０は、溶解部１０から溶解液を供給され、洗浄液供給部６０から洗浄液を供給され、アルカリ溶液供給部３０からアルカリ溶液を供給される。また、図２に示す配管系統の例においては、捕捉部２０は、ラインＬ１から分岐して再度ラインＬ１に合流するラインＬ２上に設けられている。ラインＬ１とラインＬ２との間には、弁Ｂ２及び弁Ｂ３が設けられている。弁Ｂ２は捕捉部２０の上流側に設けられており、弁Ｂ３は捕捉部２０の下流側に設けられている。弁Ｂ２及び弁Ｂ３は、例えば三方弁であり、弁Ｂ２及び弁Ｂ３を調整することにより、ラインＬ１とラインＬ２とを接続又は遮断することができる。
【００１４】
溶解部１０において調整されたＢｉ及び２１１Ａｔを含む溶解液を捕捉部２０に通過させることにより、２１１Ａｔは捕捉部２０に捕捉される。Ｂｉは捕捉部２０によって捕捉されず、捕捉部２０を通過する。捕捉部２０は、溶解部１０からの溶解液を通過させて、溶解液中の２１１Ａｔを捕捉すると共にＢｉを通過させるポリマー系逆層樹脂によって形成されている。ポリマー系逆層樹脂として、例えば、スチレンジビニルベンゼン共合体であるフェニルアルキル基、又はオクタデシルシリル基を有するシリカ樹脂等を採用してよい。なお、シリカ樹脂は強アルカリ溶液及び強酸溶液に対する耐性が低いので、スチレンジビニルベンゼン共合体から捕捉部２０を形成することが好ましい。捕捉部２０は、通過したＢｉを含む溶解液を廃液回収部７０へ供給する。
【００１５】
アルカリ溶液供給部３０は、捕捉部２０へアルカリ溶液を供給するための部分である。アルカリ溶液供給部３０は捕捉部２０の上流側に設けられている。アルカリ溶液供給部３０から捕捉部２０へアルカリ溶液を供給することにより、捕捉部２０に捕捉された２１１Ａｔが捕捉部２０から離脱する。捕捉部２０は、２１１Ａｔを含むアルカリ溶液を回収部４０へ供給する。図２に示す配管系統の例においては、アルカリ溶液供給部３０は、ラインＬ１及びラインＬ２を介して捕捉部２０と接続可能である。アルカリ溶液供給部３０とラインＬ１との間には弁Ｂ４が設けられており、弁Ｂ４によってアルカリ溶液供給部３０とラインＬ１とを接続又は遮断可能に構成されている。アルカリ溶液としては、例えば、水酸化ナトリウム又はアンモニア等を含む水溶液を用いることができる。また、アルカリ溶液の濃度は５ｍｏｌ／Ｌ以上であることが好ましい。
【００１６】
回収部４０は、捕捉部２０によって捕捉された２１１Ａｔを回収するための部分である。回収部４０は、捕捉部２０の下流側に設けられており、２１１Ａｔを含むアルカリ溶液は回収部４０において回収される。図２に示す配管系統の例においては、回収部４０は、ラインＬ１とラインＬ２との間に設けられた弁Ｂ３の下流側においてラインＬ１から分岐するラインＬ３を介して捕捉部２０と接続可能である。ラインＬ１とラインＬ３との間には弁Ｂ５が設けられている。弁Ｂ５は、例えば三方弁であり、ラインＬ１とラインＬ３との接続、又は、ラインＬ１と後述のラインＬ４との接続を切り替え可能である。
【００１７】
溶解液供給部５０は、２１１Ａｔを含むＢｉを溶解させるための溶解液を供給する部分である。溶解液供給部５０は、溶解部１０の上流側に設けられている。溶解液としては、例えば硝酸又は硫酸等を含む酸性の水溶液を用いることができる。図２に示す配管系統の例においては、溶解液供給部５０とラインＬ１との間には弁Ｂ６が設けられており、弁Ｂ６によって溶解液供給部５０とラインＬ１とを接続又は遮断可能に構成されている。弁Ｂ６は、例えば三方弁である。
【００１８】
洗浄液供給部６０は、捕捉部２０を洗浄するための洗浄液を供給する部分である。洗浄液供給部６０は、捕捉部２０の上流側に設けられている。洗浄液は、捕捉部２０によって２１１Ａｔを捕捉した後、捕捉部２０に残留しているＢｉ及び溶解液等を洗い流すための水溶液である。洗浄液としては、例えば、希釈した塩酸等の酸性水溶液又は水を用いることができる。洗浄液のｐＨ値は７以下であることが好ましい。図２に示す配管系統の例においては、洗浄液供給部６０とラインＬ１との間には弁Ｂ７が設けられており、弁Ｂ７によって洗浄液供給部６０とラインＬ１とを接続又は遮断可能に構成されている。弁Ｂ７は、例えば三方弁である。
【００１９】
廃液回収部７０は、捕捉部２０を通過した溶解液及び洗浄液等を廃液として回収する部分である。廃液回収部７０は、捕捉部２０の下流側に設けられている。図２に示す配管系統の例においては、廃液回収部７０は、弁Ｂ３の下流側においてラインＬ１から分岐するラインＬ４を介して捕捉部２０と接続可能である。ラインＬ１とラインＬ４との間には、弁Ｂ５が設けられている。
【００２０】
図２に示すように、調整液供給部８０は、溶解液、アルカリ溶液、及び洗浄液等の濃度を調整するための調整液を供給する部分である。調整液供給部８０は、捕捉部２０の上流側に設けられている。調整液供給部８０とラインＬ１との間には弁Ｂ８が設けられており、弁Ｂ８によって調整液供給部８０とラインＬ１とを接続又は遮断可能に構成されている。弁Ｂ８は、例えば三方弁である。調整液としては、例えば水等を用いることができる。
【００２１】
図２に示すように、混合部９０は、溶解液、アルカリ溶液、及び洗浄液等を調整液と混合するための部分である。混合部９０は、捕捉部２０の上流側に設けられている。混合部９０とラインＬ１との間には弁Ｂ９が設けられており、弁Ｂ９によって混合部９０とラインＬ１とを接続又は遮断可能に構成されている。弁Ｂ９は、例えば三方弁である。
【００２２】
図２に示すように、ガス供給部１００は、溶解部１０、アルカリ溶液供給部３０、溶解液供給部５０、洗浄液供給部６０、調整液供給部８０、及び混合部９０等を駆動するためのガスを供給するための部分である。ガス供給部１００は、ラインＬ５を介して溶解部１０、アルカリ溶液供給部３０、溶解液供給部５０、洗浄液供給部６０、調整液供給部８０、及び混合部９０と接続されている。また、ガス供給部１００は、弁Ｂ１０を介してラインＬ１と接続されている。ガス供給部１００と溶解部１０との間、ガス供給部１００とアルカリ溶液供給部３０との間、ガス供給部１００と溶解液供給部５０との間、ガス供給部１００と洗浄液供給部６０との間、ガス供給部１００と調整液供給部８０との間、及びガス供給部１００と混合部９０との間には、それぞれ弁が設けられている。ガスとしては、例えば、窒素（Ｎ２）ガス又はヘリウム（Ｈｅ）ガス等といった不活性ガスを用いることができる。
【００２３】
次に、図３を参照して、放射性同位元素の精製装置１を用いて２１１Ａｔを精製する方法について説明する。図３は、放射性同位元素の精製装置１を用いて２１１Ａｔの精製方法を説明するための図である。図３に示すように、放射性同位元素の精製装置１を用いて２１１Ａｔを精製するために、まず、溶解部１０にて、溶解液を用いて２１１Ａｔを含むＢｉ（ターゲット）を溶解させる。図２に示す配管系統の例においては、放射性同位元素の精製装置１は、ガス供給部１００から溶解液供給部５０にガスを供給し、溶解液を溶解部１０に導入する。このとき、必要に応じて調整液供給部８０から調整液を溶解部１０に導入してもよい。これにより、２１１Ａｔ及びＢｉを含む溶解液が生成される。
【００２４】
次に、捕捉部２０に溶解部１０からの溶解液を通過させる。これにより、２１１Ａｔが捕捉部２０に捕捉される。溶解液に含まれるＢｉは、捕捉部２０に捕捉されず、捕捉部２０を通過して廃液回収部７０にて回収される。このとき、図２に示す配管系統の例においては、ガス供給部１００は溶解部１０にガスを供給する。弁Ｂ２及び弁Ｂ３は、溶解液が捕捉部２０を通過するように、ラインＬ１とラインＬ２とが接続された状態となるように調整される。また、弁Ｂ５は、捕捉部２０を通過した溶解液が廃液回収部７０に導入されるように、ラインＬ１とラインＬ４とが接続された状態となるように調整される。
【００２５】
次に、捕捉部２０に洗浄液を通過させる。これにより、捕捉部２０に残留したＢｉ及び溶解液等が洗い流されて廃液回収部７０で回収される。このとき、図２に示す配管系統の例においては、ガス供給部１００は洗浄液供給部６０にガスを供給する。弁Ｂ２及び弁Ｂ３は、洗浄液が捕捉部２０を通過するように、ラインＬ１とラインＬ２とが接続された状態となるように調整される。また、弁Ｂ５は、捕捉部２０を通過した洗浄液が廃液回収部７０に導入されるように、ラインＬ１とラインＬ４とが接続された状態となるように調整される。
【００２６】
最後に、捕捉部２０にアルカリ溶液を通過させる。これにより、捕捉部２０に捕捉されていた２１１Ａｔが捕捉部２０から離脱する。離脱した２１１Ａｔは、アルカリ溶液と共に回収部４０で回収される。より具体的には、２１１Ａｔがイオン化して２１１Ａｔ−となり、アルカリ溶液中に溶解する。この２１１Ａｔ−が溶解したアルカリ溶液を回収部４０にて回収することにより、２１１Ａｔが精製される。このとき、図２に示す配管系統の例においては、ガス供給部１００は、アルカリ溶液供給部３０にガスを供給する。弁Ｂ２及び弁Ｂ３は、洗浄液が捕捉部２０を通過するように、ラインＬ１とラインＬ２とが接続された状態となるように調整される。また、弁Ｂ５は、２１１Ａｔ−が溶解したアルカリ溶液が回収部４０に導入されるように、ラインＬ１とラインＬ３とが接続された状態となるように調整される。
【００２７】
次に、本実施形態に係る放射性同位元素の精製装置１の作用・効果について説明する。
【００２８】
従来のように、有機溶媒を用いて溶解液中から２１１Ａｔを抽出する方法では、振盪機などの攪拌装置を用いてＢｉ及び２１１Ａｔを含む溶解液と有機溶媒とを混合した後、分離装置等を用いて溶解液及び有機溶媒の混合液を水相と有機相とに分離する。これにより、混合液は２１１Ａｔを含む有機溶媒とＢｉを含む水溶液とに分離される。次に、２１１Ａｔを含む有機溶媒にアルカリ溶液を加え、分離装置等を用いて分離を行うことにより、イオン化した２１１Ａｔ−を含む水溶液を得る。
【００２９】
これに対し、放射性同位元素の精製装置１は、溶解液中の２１１Ａｔを捕捉すると共にＢｉを通過させるポリマー系逆層樹脂によって形成された捕捉部２０を備えている。２１１Ａｔは、ポリマー系逆層樹脂によって捕捉されるので、従来のように、有機溶媒を用いて溶解液中から２１１Ａｔを抽出する必要がない。ポリマー系逆層樹脂で補足した２１１Ａｔはアルカリ溶液を用いて回収部にて回収可能である。したがって、有機溶媒を用いることなく放射性同位元素（２１１Ａｔ）の精製を行うことが可能である。
【００３０】
また、従来の精製方法では振盪機及び分離機等の装置が必要であったのに対し、放射性同位元素の精製装置１ではこれらの装置が不要となるので、精製装置の構成及び作業の簡便化を図ることが可能である。
【００３１】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されることなく種々の変形態様を採用可能である。例えば、放射性同位元素の精製装置１は調整液供給部８０及び混合部９０を備えていたが、放射性同位元素の精製装置１は調整液供給部８０及び混合部９０を備えていなくてもよい。
【００３２】
また、溶解部１０、アルカリ溶液供給部３０、溶解液供給部５０、洗浄液供給部６０、調整液供給部８０、及び混合部９０が配置される順番は特に限定されず、捕捉部２０の上流側において任意に変更可能である。また、放射性同位元素の精製装置１の配管構成は図２に示すものに限定されない。
【符号の説明】
【００３３】
１…放射性同位元素の精製装置、１０…溶解部、２０…捕捉部、３０…アルカリ溶液供給部、４０…回収部、５０…溶解液供給部、６０…洗浄液供給部、７０…廃液回収部、８０…調整液供給部、９０…混合部、１００…ガス供給部、Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４，Ｂ５，Ｂ６，Ｂ７，Ｂ８，Ｂ９，Ｂ１０…弁、Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４，Ｌ５…ライン。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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