(57)【要約】【課題】放射性核種を製造することができる新たな放射性核種製造装置を提供する。【解決手段】加速器１から得られるビーム２３を利用するビーム利用装置３の下流に放射性核種製造装置４を配置する。放射性核種製造装置４は、ビーム利用装置３から排出される放射線２４をターゲット２５に照射して放射性核種を生成する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
加速器から得られるビームを利用するビーム利用装置の下流に配置され、
前記ビーム利用装置から排出される放射線をターゲットに照射して放射性核種を生成する放射性核種製造装置。
【請求項２】
前記ビームは、前記加速器で加速した１次粒子をターゲットに照射して得られる２次粒子のビームであることを特徴とする請求項１に記載の放射性核種製造装置。
【請求項３】
前記２次粒子は、中性子及び/又は光子であることを特徴とする請求項２に記載の放射性核種製造装置。
【請求項４】
前記加速器は、大電流の大型の加速器であることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一項に記載の放射性核種製造装置。
【請求項５】
加速器から得られるビームを利用するビーム利用装置から排出される放射線を、ターゲットに照射して放射性核種を生成する放射性核種製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、医療、工業、農業等の分野で使用される放射性核種（Radio Isotope;ＲＩ）を製造する放射性核種製造装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
医療、工業、農業等の分野では、放射線源として又は追跡子として放射性核種が用いられている。例えば医療分野では、がん等の治療を行うために、放射性核種が放射線源として用いられている。また、がん等の診断のために、放射性核種が追跡子として用いられている。さらに、工業分野では、溶鉱炉の湯面レベルを知るために、放射性核種が放射線源として用いられている。農業分野では、土壌中における肥料成分の動きを知るために、放射性核種が追跡子として用いられている。
【０００３】
現在、放射性核種の多くは、海外から輸入されている。放射性核種の需要の増大に伴い、放射性核種の新たな製造方法が要請されている。放射性核種の製造方法として、特許文献１には、加速器によって加速した１次粒子（陽子）をターゲットに照射して得られる２次粒子（中性子）を利用する放射性核種の製造方法が提案されている。この方法では、加速器から得られる２次粒子（中性子）のビームをターゲットに照射し、ターゲット核種に（ｎ，ｐ）反応を起こさせて、放射性核種を製造する。
【０００４】
特許文献２には、加速器によって加速した１次粒子（陽子）をターゲットに照射して得られる２次粒子（ミューオン）を利用する放射性核種の製造方法が提案されている。この方法では、加速器から得られる２次粒子（ミューオン）のビームをターゲットに照射し、ターゲット核種にミューオン原子核捕獲反応を起こさせ、放射性核種を製造する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−２２３９３５号公報
【特許文献２】特開２０１４−１９６９９７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、特許文献１に記載の放射性核種製造方法にあっては、加速器が１ＭｅＶ以下の小型の加速器であるので、中性子の強度やエネルギーが小さく、製造される放射性核種の収量が少なかったり、製造される放射性核種の種類に制限があったりするという課題がある。このため、放射性核種の需要に充分に応えることができない。
【０００７】
特許文献２に記載の放射性核種製造方法にあっては、ミューオンのビームは、英国ＲＡＬ、日本のＪ−ＰＡＲＣ（高エネルギー加速器研究機構及び日本原子力研究開発機構が所有する、茨城県東海村にある大強度陽子加速器施設）において生成される。
【０００８】
しかし、Ｊ−ＰＡＲＣ等は、物理、化学、生物学等の研究のための施設であり、加速器から得られるビームは、生物の構造解析装置、物質の構造解析装置、計測装置等のビーム利用装置に利用されているのが現状である。このため、放射性核種の製造のために、新たにビームラインを確保するのが困難であるという課題がある。大型の加速器を新たに建設することも考えられるが、その初期投資は数百億円に及ぶので、現実的には不可能である。
【０００９】
そこで、本発明は、放射性核種を製造することができる新たな放射性核種製造装置及び方法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】
【００１０】
上記課題を解決するために、本発明の一態様は、加速器から得られるビームを利用するビーム利用装置の下流に配置され、前記ビーム利用装置から排出される放射線をターゲットに照射して放射性核種を生成する放射性核種製造装置である。
【００１１】
本発明の他の態様は、加速器から得られるビームを利用するビーム利用装置から排出される放射線を、ターゲットに照射して放射性核種を生成する放射性核種製造方法である。
【発明の効果】
【００１２】
Ｊ−ＰＡＲＣ等の施設においては、加速器から得られるビームは、ビーム利用装置で利用された後、余計な放射線となり、ビームダンプと呼ばれる鉄、鉛、コンクリートブロック等の遮蔽体によって遮蔽され、周囲環境への影響を抑制するように取り扱われている。本発明によれば、この廃棄されていた放射線を再利用し、有用な放射性核種を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施形態の放射性核種製造装置を含む加速器施設の模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態の放射性核種製造装置を詳細に説明する。ただし、本発明の放射性核種製造装置は種々の形態で具体化することができ、明細書に記載される実施形態に限定されるものではない。本実施形態は、明細書の開示を十分にすることによって、当業者が発明を十分に理解できるようにする意図をもって提供されるものである。
【００１５】
図１は、本発明の一実施形態の放射性核種製造装置（以下、ＲＩ製造装置という）が設けられる加速器施設の模式図である。１は加速器、２はビームライン、３はビーム利用装置、４はＲＩ製造装置、１０は既存の加速器施設であり、例えばＪ−ＰＡＲＣ（日本）、ＲＣＮＰ（日本）、ＳＮＳ（米国）、ＥＳＳ（欧州）、ＲＡＬ（英国）等の加速器施設、Ｓｐｒｉｎｇ−８（日本）等の放射光施設、大学等の電子線加速器施設、ＲＩビームファクトリー（日本）等のＲＩ加速器施設等である。
【００１６】
加速器１は、大電流の大型の加速器１である。例えば、陽子加速器であれば、その加速エネルギーは１００ＭｅＶ以上、望ましくは１ＧｅＶ以上である。
【００１７】
加速器１は、陽子、重陽子又は電子等の１次粒子を加速し、１次粒子を加速器１内の水銀、タングステン等のターゲットに照射する。１次粒子の衝突によって、ターゲット核種は、核破砕反応を起こし、中性子、ミューオン、中間子、光子等の２次粒子２３が生成される。２次粒子のビーム２３は、ビーム利用装置３に利用される。
【００１８】
なお、加速器１が放射光のビームを生成し、ビーム利用装置３が放射光のビームを利用することもできるし、加速器１が不安定原子核（ＲＩ）のビームを生成し、ビーム利用装置３がＲＩビームを利用することもできるし、加速器１が陽子、重陽子又は電子等のビームを生成し、ビーム利用装置３がこれらのビームを利用することもできる。
【００１９】
加速器１から得られるビーム２３は、ビームライン２を介してビーム利用装置３に導かれる。ビームライン２には、中性子ビームライン、ミューオンビームライン、中間子ビームライン、放射光ビームライン、ＲＩビームライン等があり、それぞれにビーム利用装置３が接続される。
【００２０】
ビーム利用装置３は、物理、化学、生物学等の研究のための実験装置である。例えばビーム利用装置３は、タンパク質等の構造を解析する生物の構造解析装置、リチウムイオン電池、水素燃料電池等の構造を解析する物質の構造解析装置、原子核や素粒子を研究するための計測装置、ＲＩの諸性質を解明するための計測装置、長寿命の核種に中性子を照射して短寿命核種に変換する核変換技術研究装置等である。
【００２１】
ＲＣＮＰ、ＲＡＬ、電子加速器などの１次ビームを直接利用する施設では、１次ビーム２３がビーム利用装置３にて利用され、２次粒子２４として中性子、ミューオンおよび光子などが発生する。また、Ｊ−ＰＡＲＣ、ＳＮＳ、ＥＳＳ等の中性子源施設及び放射光施設では、ビーム利用装置３が利用するビーム２３は、加速器１から得られるビーム２３のうちのわずかである。残りの大部分のビーム２３は加速器１から放射線２４として排出される。施設１０の壁には、放射化しないように放射線２４が通る開口１０ａが空けられる。
【００２２】
ＲＩ製造装置４は、ビーム利用装置３の下流に配置される。ＲＩ製造装置４は、ビーム利用装置３から排出される放射線２４をターゲット２５に照射して放射性核種（以下、ＲＩという）を製造する。
【００２３】
ＲＩ製造装置４が放射線２４としての中性子を利用する場合、ＲＩ製造装置４は、例えばターゲット核種６７Ｚｎに（ｎ，ｐ）反応を起こさせて、６７Ｃｕを生成する。また、例えばターゲット核種１００Ｍｏに（ｎ，２ｎ）反応を起こさせて、９９Ｍｏを生成する。さらに、例えばターゲット核種１７６Ｌｕに（ｎ，γ）反応を起こさせて、１７７Ｌｕを生成する。
【００２４】
ＲＩ製造装置４が放射線２４としてのγ線を利用する場合、ＲＩ製造装置４は、例えばターゲット核種６８Ｚｎに（γ，ｐ）反応を起こさせて、６７Ｃｕを生成する。また、例えばターゲット核種１００Ｍｏに（γ，ｎ）反応を起こさせて、９９Ｍｏを生成する。
【００２５】
ＲＩ製造装置４が放射線２４としてのミューオンを利用する場合、ＲＩ製造装置４は、例えばターゲット核種１００Ｍｏに（μ−，ｎν）反応を起こさせて、９９Ｎｂを生成する。また、例えばターゲット核種２２６Ｒａに（μ−，ｎν）反応を起こさせて、２２５Ｆｒを生成する。
【００２６】
以上に本実施形態のＲＩ製造装置４を説明した。本実施形態のＲＩ製造装置４によれば、以下の効果を奏する。
【００２７】
ビーム利用装置３から排出された放射線２４を再利用し、有用なＲＩを製造することができる。加速器１の運転に必要な膨大な電気代や人件費等を支払う必要がないので、ＲＩを低コストで製造することができる。
【００２８】
加速器１で加速した１次粒子をターゲットに照射して得られる２次粒子を利用するので、多種類のＲＩを製造することができる。
【００２９】
加速器１は、大電流の大型の加速器１であるので、ＲＩの収量を増大させることができる。
【００３０】
なお、本発明は上記実施形態に具現化されるのに限られることはなく、本発明の要旨を変更しない範囲で他の実施形態に変更可能である。
【００３１】
上記実施形態では、ビーム利用装置として、物理、化学、生物学等の研究のための実験装置を用いているが、ビーム利用装置として、ＲＩ製造装置を用いることもできる。すなわち、上流側にＲＩ製造装置を配置し、下流側にもＲＩ製造装置を配置することもできる。
【符号の説明】
【００３２】
１…加速器
２…ビームライン
３…ビーム利用装置
４…ＲＩ製造装置（放射性核種製造装置）
１０…加速器施設
２３…加速器から得られるビーム
２４…ビーム利用装置から排出される放射線
２５…ＲＩ製造装置のターゲット
【図１】
2019124614.tif 000003