(57)【要約】本発明は、特にＰＥＴに用いられる、放射性同位元素の内部生産装置である。本発明の装置は、イオン注入に対して耐性を持たせるために少なくとも部分的に処理され、核反応生成物に対して不活性化された内部表面を持つ真空チャンバ（１）と、真空チャンバ（１）の中に配された一対の電極（４，５）と、コンデンサバンク（２）と、コンデンサバンク（２）を前記電極（４，５）に接続するための手段（３，１６）を備える。その手段（３，１６）とは、電極（４，５）間で放電を生じさせ、これによりプラズマを発生させ、核反応が次々に起こる状況を作ることによって放射性同位元素を発生させるものである。さらに、本発明の装置は、本装置に相当する電気回路が、５０ｎHより大きくならない総インダクタンスと、真空チャンバ（１）に接続し、１０−６トルより大きくない真空を作るための手段（１０）と、真空チャンバ（１）に接続し、挿入するための手段（１１）を備える。その手段（１１）とは、真空が作り出された後に、圧力下で少なくとも一つの反応ガスを導入し、これにより放電の間のプラズマの生成が確保され、その後、１０１５ｋｅV−ｓ／ｃｍ３による該プラズマの閉じ込め状態を得ることを可能にするものである。さらに、本発明の装置は、真空チャンバ（１）に取り付けられ、ガスクロマトグラフィーシリンダーの中にガスを抽出するとともに、そのガスを蓄積するための手段を備える。
2008517287.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
特にＰＥＴに用いられる、放射性同位元素の内部生産装置であって、
該装置は、イオン注入に対して耐性を持たせるために少なくとも部分的に処理され、核反応生成物に対して不活性化された内部表面を持つ真空チャンバ（１）と、
該真空チャンバ（１）の中に配された一対の電極（４，５）と、
コンデンサバンク（２）と、
該コンデンサバンク（２）を前記電極（４，５）に接続するための手段（３，１６）を備え、
該手段（３，１６）は、前記電極（４，５）間で放電を生じさせ、これによりプラズマを発生させ、核反応が次々に起こる状況を作ることによって放射性同位元素を発生させるものであり、
前記装置はさらに、
前記装置に相当する電気回路が、５０ｎHより大きくならない総インダクタンスと、
前記真空チャンバ（１）に取り付けられ、１０−６トルより大きくない真空を作るための手段（１０）と、
前記真空チャンバ（１）に取り付けられ、挿入するための手段（１１）を備え、
該手段（１１）は、真空が作り出された後に、圧力下で少なくとも一つの反応ガスを導入し、これにより放電の間のプラズマの生成が確保され、その後、１０１５ｋｅＶ−ｓ／ｃｍ３による該プラズマの閉じ込め状態を得ることを可能にするものであり、
前記装置はさらに、
前記真空チャンバ（１）に取り付けられ、ガスクロマトグラフィーシリンダーの中にガスを抽出するとともに、該ガスを蓄積するための手段を備えることを特徴とする装置。
【請求項２】
前記真空チャンバ（１）が円筒状であり、一端が球状のシェルによって閉じていることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記真空チャンバ（１）が、一対の同軸電極（４，５）を持つことを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記真空チャンバ（１）の内側が、セラミック層で内張りされていることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項５】
前記真空チャンバ（１）の内側が、バナジウム族の重金属で内張りされていることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項６】
前記真空チャンバ（１）の内側が、バナジウムで内張りされていることを特徴とする請求項５に記載の装置。
【請求項７】
前記真空チャンバ（１）の内側が、タンタルで内張りされていることを特徴とする請求項５に記載の装置。
【請求項８】
前記真空チャンバ（１）の内側が、タングステンで内張りされていることを特徴とする請求項５に記載の装置。
【請求項９】
前記真空チャンバが、少なくとも部分的にニッケルで覆われていることを特徴とする請求項５に記載の装置。
【請求項１０】
前記コンデンサバンク（２）を備える請求項１に記載の装置であって、
前記コンデンサバンク（２）が、複数のコンデンサを備え、
該コンデンサを前記電極（４，５）に接続する同軸ケーブル（１６）中に、高速スイッチ（３）が挿入され、該高速スイッチ（３）は、
公称電流は、５０ｋＡより小さくならず、
インダクタンスは、５０ｎＨより大きくならず、
投入時間は、５０ｎｓより大きくならず、
ジッターは、２ｎｓより大きくならず、
反復機能は、１Hｚ.より小さくならないとの仕様を備えることを特徴とする装置。
【請求項１１】
前記各コンデンサ（２）とその高速スイッチ（３）をつなぐ接続が、少なくとも一つの同軸ケーブル（１６）により得られることを特徴とする請求項１０に記載の装置。
【請求項１２】
前記高速スイッチ（３）と一対の電極（４，５）をつなぐ接続が、少なくとも一つの同軸ケーブル（１６）により得られることを特徴とする請求項１０に記載の装置。
【請求項１３】
コレクタ（１３）を備える請求項１２に記載の装置であって、
前記コレクタ（１３）が、２つの同軸電極（４，５）に電気的に接続した一対の同軸部材（１４，１５）と、外部同軸部材（１５）に接続された各種同軸ケーブル（１６）のシールドと、前記同軸部材（１５）を交差した後に内部の同軸部材（１４）に接続する前記各種同軸ケーブルの内部リード線を備える装置。
【請求項１４】
前記コレクタが５０ｎHを超えない総インダクタンスであることを特徴とする請求項１３に記載の装置。
【請求項１５】
真空ポンプ（１０）が、前記真空チャンバ（１）に取り付けられていることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項１６】
少なくとも反応ガスの一つのソース（２１，２２）が、前記真空チャンバ（１）に取り付けられていることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項１７】
ミキサー（２０）が、前記真空チャンバ（１）に取り付けられ、該ミキサー（２０）に異なる反応ガスのいくつかのソース（２１，２２）が接続していることを特徴とする請求項１６に記載の装置。
【請求項１８】
外部回路が前記真空チャンバ（１）に取り付けられ、該外部回路が、ガス抽出をし、放射性同位元素の獲得のためのフィルタリングをし、前記獲得の後に真空チャンバ内にてガスを再導入することを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項１９】
冷却回路が、前記真空チャンバ（１）に取り付けられ、該冷却回路が、ガスの低温抽出をすることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放射性同位体（ラジオアイソトープ）の内部生産を行なう装置に関し、特にポジトロン断層法に好適に用いられる放射性同位体の内部生産を行なう装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ポジトロン断層法は（PET: Positron Emission Tomography）は、現状において最も先端の技術であり、この技術を用いて、生体内の生理学的及び生理病理学的プロセスを調査可能であることが知られている。ポジトロン断層法の一般的な例として、患者に対する３次元スキャニングを挙げることができる。この場合、監視下で、放射性医薬品により搬送される特定の放射性同位体が組織に注入され、この放射性同位体から放射される放射線を検知し、３次元スキャニングが実行される。
【０００３】
近年、ポジトロン断層法に対して、著しい技術的革新が生じている。この技術的革新の例として、統合型マルチモダルＰＥＴ／ＣＡＴシステム、画像処理用の強力なソフトウェア及び３次元捕捉技術（３Ｄ）の発展を挙げることができる。
【０００４】
３次元捕捉モード（ＰＥＴ３Ｄ）は、９０年代前半に開発されたものであり、このモードは、全てのコインシデンスライン（検知用軸平面に対して傾斜したラインも含む）を検知することに基礎をおくものである。このことは、従来の２次元モードと比して、少なくとも５倍もの検知効率の有意な増加を生じせしめ、ＰＥＴ画像中のＳ／Ｎ比の有意な改善をもたらすものとなっている。このことは18F-FDG（１８フロオラインで標識されたフルオロデオキシグルコース（Fluorine-Deossi-Glucose））を用いた全身検査にとって、非常に重要なものである。
【０００５】
画像再構成は、多くの反復技法を用いて、多くの有利な効果（例えば、腫瘍の解剖学的局在及び空間的定義に対する改善、幾何学的歪みの補正（ＣＡＴイメージとの統合には絶対的必要条件である）及び移動する粒子の捕捉プロセスの定量化）をもたらす。
【０００６】
既知のＰＥＴ／ＣＡＴシステムには、単一の段階でＰＥＴ及びＣＡＴトモグラフィの両方を行なうもの、単一の制御装置から制御されるもの及び単一の患者のベッドに取付けられるものがある。これらシステムは、単一の検査でＰＥＴ及びＣＡＴ像を得ることを可能とするものであり、検査回数の低減並びに両画像を共同して用いることに起因する改善された統合された診断をもたらすものである。これらの改善により、ＰＥＴ／ＣＡＴは、腫瘍の初期診断、心臓や脳の病理分析及び生体内での生理学的及び生理病理学的プロセスの全体的な調査に対して優れた技術となっている。
【０００７】
現状において、ＰＥＴ／ＣＡＴ検査に必要とされるポジトロンを照射する放射性同位体は、小型のサイクロトロン内で生産されている。このサイクロトロンは、陽子及び重陽子を加速させる能力を有する。この結果、適切なターゲットに作用し、核反応を生じせしめ、11C、13N、15O或いは18Fを発生させる。
既知の小型サイクロトロンの例として、General Electric社製のMINitrace及びPETtrace、EBCO社製のTRシリーズ及びIBA社製のCycloneシリーズを挙げることができる。
【０００８】
特に、MINItraceシステムは、以下の特徴を備える。
・陽子の加速度：９．６ＭｅＶ以下
・統合型放射線防護スクリーン
・垂直マグネット
・50kVAの電力供給
・ワークステーションから実行される制御並びに診断システム
【０００９】
PETtraceシステム（１６．５ＭｅＶのマイナスイオン等時性サイクロトロン、陽子及び重陽子加速器）は、その代わりに、130kVAの電力供給、付属物を含めて８０ｍ２を超える面積及び２５−２７メートルトンの重量を要する。
PETtraceシステムの生産比率は、約3 Ci/hourである。
【００１０】
ＩＢＡ社製のCyclone 18/9（１８ＭｅＶの陽子、９ｅＶの重陽子の小型サイクロトロン）は、タンタニウムのターゲットを含み、以下の特徴を有する。
・エネルギ：１８ＭｅＶ
・ビーム強度：３７μＡ
・放射時間：１２０分
・Thick Taget Yield (ＴＴＹ)（厚いターゲットによる中性子スペクトル）：２３４±１０ mCi/μA・sat
・放射能：４．６±０．２ＥＯＢ (Ｃｉ)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
ＰＥＴ診断システムの主要な限界は、非常に短寿命の核種を有する発光体を必要とすることである。発光体は、生産の後、すぐに崩壊し、短時間で使用不可能となる。
【００１２】
この問題を解消するための現状における方法は、ＰＥＴ中心部にサイクロトロンを配し、その場で放射性同位体を生産することである。この解決法は、経済性、管理及び放射線からの防護といった本質的ないくつかの問題を有する。
【００１３】
経済的な観点から、小型のサイクロトロン（必要とされる全ての構造物並びに付属システムを含む）は、４００万ユーロから５００万ユーロの費用がかかる。放射線からの防護を考慮すると、装置周囲の強力な放射線場は、厳格な構造（装置の種類にもよるが、厚さ２００ｃｍ程度のコンクリート壁など）が必要とされ、このようなシステムの大きな放射線に係る危険性はプラント（空気交換、電気、火災予防など）に接続する全ての技術的システムの設計の適切性を必要とする。
管理の観点から、サイクロトロンは常に、放射線防護に係る法律を遵守する必要があり、この法律は中央政府の認可を必要とする（省庁は、環境保護に対する責任を負うため）。このことは、長く厳しい手続を必要とするものとなる。更に、装置（マグネット、高周波、イオン発生源、抽出システム、真空、制御及び冷却システム、ターゲットなど）の複雑な構造に起因して、例え、生産をする必要がないとしても、連続的な２４時間操業が必要とされる。シャットダウン（メンテナンスのために頻繁に必要とされるものも含む）は、最適な操業状態を復旧させるための長く煩雑な準備期間を必要とする。このことは、診断活動の中断を引き起こすこととなる。
【００１４】
現状における既知の方策として、外部の供給業者から放射性同位体を入手することが挙げられる。しかし、この方策も問題を有する。何よりもまず、放射性同位体の短寿命性に起因して、使用日に必要とされる量を大きく超えた量の放射性同位体が必要とされることである。なぜなら、放射性同位体の早期の崩壊を補う必要を生ずるためである。また、非常に短時間の寿命を有する放射性同位体の使用は不可能である。例えば、15Oは122秒の半減期であり、生産からわずか２０分で、１０００分の１にまで低減することとなる。もし、生産から２０分後にこの放射性同位体を使用したい場合には、必要とされる量の１０００倍が要求される結果となる。
【００１５】
第２に、生産場所から使用場所への放射性同位体の搬送には、厳格な安全対策が要求される。なぜなら、放射線の危険性や環境的危険性を排除する必要があり、事故やテロ行為を生じさせない必要があるためである。
【００１６】
最後に、供給の中断（例えば、メンテナンスなど）の可能性の存在は、作業を停止させ、このことは、医学的な事項に対する明らかな悪影響（検査の中断）及び環境的事項への明らかな悪影響をもたらすものとなる。
【００１７】
このような従来技術の実情を鑑みると、本発明は、短寿命の放射性同位体の生産に有効且つ有益であって、サイクロトロンに存する問題点を除去するサイクロトロンに変わる装置を提案することを課題とする。
【００１８】
全般的に述べると、放射性同位体の生産は、２つの異なるモード、即ち、内部（もし、生産がデバイス内のプラズマ内部で行なわれる場合）と外部（生産がプラズマ外のターゲット内で行なわれる場合）を通じて行なわれる。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
本発明は、特にＰＥＴに使用される放射性同位体の内部生産用の装置に関し、請求項１に記載される装置である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下に、本発明は、１つの好適な実用的な実施形態の中で、図を参照しつつ、明瞭に示されるが、図面は、単に明瞭化のためのものであり、限定的に解釈すべき例ではない。
図１を参照する。本発明に係る装置は、パルスモードで操作される機械として定義される。この機械は、プラズマを発生、加速並びに閉じ込める能力を備える。適切な条件下で、熱核反応がプラズマ内で発生し、短寿命の陽電子を放射する放射性同位体が生産される。
【００２１】
機械は、並列接続された高電圧、高電流のコンデンサ（２）のバンク、多数の高電圧・高電流高速スイッチ（３）、及び２つの円柱形の同軸電極（４，５）を備える。前記同軸電極（４，５）は、高真空チャンバ（１）の内側に配される。機械はさらに、コンデンサ（２）を蓄電する電力供給（６）、及び高電圧・高電流送電線を備える。前記高電圧・高電流送電線は、コンデンサ（２）と電極（４，５）を、前記高速スイッチ（３）を介して電気的に接続する。
【００２２】
前記真空チャンバ（１）は好ましくは円筒状に形成され、底面部を備える。前記底面部は、コレクタの上側及び外部（負の）電極（５）と接続し、前記上方部は平面フランジ又は球状のシェルで閉鎖されている。前記真空チャンバ（１）は、さらに上方部を有している。コレクタの上方部に接続されている前記底面部には、適切な絶縁手段を介して、内部電極（４）が取り付けられている。前記内部電極（４）は、同様に、適切な絶縁手段を介して外部電極（５）から電気的に絶縁されている。前記絶縁手段とは、例えば、少なくともＡｌ２Ｏ３９５％を含む閉鎖気孔のセラミック材料である。
【００２３】
真空チャンバには、水冷式システムが備わる。真空チャンバ（１）の内部表面は、全体的に或いは部分的（即ち、上方フランジのみ）に処理されており、生成した放射性同位元素の付着が防がれている。さらに詳細には、前記内部表面は、化学的付着とイオン注入（着床）を防ぐ材料で覆われている。前記材料としては、例えば、セラミック材料、重金属（ニッケル）或いはバナジウム族金属、特に、バナジウムそれ自体、タンタム、タングステンが挙げられる。
【００２４】
真空チャンバ（１）は開口部（７，８，９）を備え、各開口部は、それぞれ真空システム（１０）、反応ガス導入用システム（１１）及び、反応生成物を抽出するためのシステムと接続する。
【００２５】
他の開口部（１９）は、真空チャンバ（１）にガスが再導入されるために設けられる。前記ガスとは、ポンプ（１７）により、前記チャンバから抽出されたガスであって、これはフィルタ（１８）を通って、ろ過されて、放射性同位元素の化学的捕捉が行われる。
【００２６】
電極（２３）は各高速スイッチに接続して、トリガ（２４）とシステム（２５）を制御する。該システム（２５）により、乾燥した空気、６フッ化硫黄（sulphur exafluoride）、及び脱イオン化水であるような、冷却及び使用流体が導入される。
【００２７】
高速スイッチ（３）と電極（４，５）の間の接続は、非常に低いインダクタンスを有する同軸ケーブル（１６）を介して行われ、特別設計された金属のコレクタ（１３）（好ましくは、スチール又はベリリウム銅）を介して行われる。前記金属のコレクタは、２つの部分からなる。即ち、電気的に接地した外側部分と、蓄電した内側部分である。前記各部分は円柱状リングからなり、この円柱状リングは回状スラブと接続されている。前記２つのスラブは同じ対称軸を有し、厚さ１ｃｍの誘電体材料層により分離されている（例えば、登録商標；デルリン（Delrin））。前記２つのリングは、１０ｃｍの空隙により分離されている。前記２つのスラブの機械的剛性は、適切な垂直に配される金属製部材により強化されており、これにより、放電プロセスから生じる電流力から全体構造を保護することができるとともに、相対移動を制限する。２つのスラブは冷水式システムのための支持体としても機能する。
【００２８】
コンデンサ・バンクとの接続は、同軸ケーブル（１６）を用いて行われる。前記同軸ケーブル（１６）のシールドは、前記コレクタの外部部材（１５）と接続される。また、前記同軸（１６）の内部リードは、前記外部部材と交差して、内部部材（１４）に接続する。電気的接続は、コネクタを介して起こり、最小の抵抗とオーム加熱を生み出すことが可能となる。
【００２９】
本発明のデバイスの操作は、単一パルスを用いて説明される。尚、それぞれの操作は、１Ｈｚ周波数で行われ、この操作は放射性同位元素の大量の生成により適している。
【００３０】
デバイスの操作の単一パルスは、バンク・コンデンサ（２）に、選択された電圧で蓄電する段階、それから、電極（４，５）で、直ちに（２，３マイクロ秒以内に）バンクに蓄積されたエネルギを放出する段階を備える。
【００３１】
しかしながら、放出する前に、チャンバ（１）内に真空を作り出す必要がある。これにより、開口部（７）を介したチャンバと真空ポンプ（１０）との接続がなされる。
【００３２】
必要な真空が得られた後、適切なシステムでこの真空状態はモニタされて、１０−６トルを超えないようにされる。真空ポンプ（１０）は閉じられて、反応ガスは開口部（８）を通ってチャンバ（１）に導入される。
【００３３】
システム（１１）は、反応ガスを導入するためのものであり、好ましくは混合機（２０）を備え、この混合機（２０）には、ボトル（２１、２２）から伸びるパイプが取り付けられ、このボトル（２１，２２）には、反応ガスが純粋な状態で含まれている。
【００３４】
チャンバ（１）内の反応ガス或いは反応ガスの混合物の圧力は、使用される反応ガスにより決定されるが、１０トル程度である必要がある。
【００３５】
コンデンサ（２）の放電は、電極４と電極５の間のガスの電離、プラズマ状態へのガスの変換と、電極の端へ向かうガスの移動を引き起こす。
【００３６】
放電プロセスで流れる全電流は、３ＭＡであってもよい。
【００３７】
プラズマは電極の端に到達すると、発生した強力磁場により圧縮される。これにより熱核のプラズマに典型的な閉じ込め条件に到達し、そして、およそ１０１５ｋｅＶ・ｓ／ｃｍプラズマ粒子の密度、エネルギ及び閉じ込め時間の組合せと一致する。
【００３８】
数十ナノ秒の後、プロセスは、真空チャンバ（１）の端及び内側まで達し、この真空チャンバ（１）には反応ガスが存在し、該反応ガスには、対象の放射性同位元素を含む。
【００３９】
開口部（９）を介した真空チャンバ（１）からの抽出は、空気圧で或いは低温処理により得られる。前者の場合、ガスはポンプシステムにより抽出される、或いはガスは、新しいガスによりチャンバから出され、前記新しいガスは開口部（８）を通って導入される。後者の場合は、ガスが冷却される。これは、好ましくは冷却回路を用いて液体窒素を通すことにより冷却される。これにより、濃縮物及び液体状の抽出物を得ることができる。後者の場合は、真空チャンバに冷却回路を備える必要があるから、より複雑なデバイスを必要とする。しかしながら、この場合も、ガスの全抽出物中には、放射性同位元素を含むことを保証する。
【００４０】
前述の通り、ガスが真空チャンバ（１）から抽出されると、ろ過されて、放射性同位元素が抽出されて、真空チャンバ内にきれいなガスが再導入される。
【００４１】
一定数の放電の後、真空チャンバ（１）は完全に洗浄される。
【００４２】
本発明に係るデバイスにおいて使用される得る核反応は、例えば以下の通りである。
１２Ｃ（３Ｈｅ，ｎ）１４Ｏ
１２Ｃ（３Ｈｅ，ｄ）１３Ｎ
１２Ｃ(３Ｈｅ，４Ｈｅ)１１Ｃ
１４Ｎ（３Ｈｅ，ｄ）１５Ｏ
１４Ｎ（３Ｈｅ，４Ｈｅ）１３Ｎ
１２Ｃ（３Ｈｅ，ｎ）１４Ｏ
１６Ｏ（３Ｈｅ，ｐ）１８Ｆ
１６Ｏ（３Ｈｅ，４Ｈｅ）１５Ｏ
１２Ｃ（ｄ，ｎ）１３Ｎ
１４Ｎ（ｄ，ｎ）１５Ｏ
１６Ｏ（ｄ，ｎ）１７Ｆ
１７Ｏ（ｄ，ｎ）１８Ｆ
３Ｈｅ（ｄ，ｐ）４Ｈｅ
【００４３】
本発明のデバイスは、放射性同位元素を生成する従来のデバイスよりも、以下の点で顕著に優れる。
コストは小型サイクロトロンの４分の１である。
前述の反応において、中性子は生成されない。従って、遮蔽材や一般的な従来の防御手段に関連する問題や費用を排除できる。
高純度の放射性同位元素を生成できる。
ガス状の放射性同位元素が得られる。これは放射性医薬品の製造に適している。
様々な異なる放射性同位元素を製造することができる。
ＰＥＴ装置と関連する放射化学工場の近接近に設置することができる。
【００４４】
１８Ｆ及び１５Ｏの生成のためのデバイスを参照して、以下の例により本発明を更に明確にする。
【００４５】
デバイスは以下の設計データにより構成される。
放電電圧                      Ｖ０＝３０ｋＶ
最大全インダクタンス          ＬＴ＝４０ｎＨ
ピークの全電流                ＩＴ＝１÷３ＭＡ
全抵抗値                      ＲＴ＝１÷１０ｍΩ
全バンクエネルギ              ＥＴ＝１５０ｋＪ
繰り返し周波数                ν＝１Ｈｚ
【００４６】
前記バンク内の各コンデンサは以下の仕様を有する。
モデル                        ＧＡ３２８９９
コンデンサ                    Ｃ＝１１μＦ
最大使用電圧                  Ｖｍａｘ＝３６ｋＶ
最大障害電圧                  Ｖｄａｍａｇｅ＝４０ｋＶ
ピーク使用電流                Ｉｃ＝１５０ｋＡ
使用電圧反転                  ６０％
最大電圧反転                  ８０％
使用条件のライフサイクル      １Ｅ６
インダクタンス                Ｌｃ＝３０ｎＨ
寸法                          ３１×４１×６８ｃｍ
重量                          １４０ｋｇ
【００４７】
所定の電力供給のための設計要件は次の通りである。
電圧                          Ｖｏ＝３０ｋＶ
提供可能なエネルギ            １５７．５ｋＪ（各サイクル）
バンクの蓄電時間              τｃ＝１／ν＝０．５÷０．８ｓ
提供可能な平均電流            ＩＰＳ＝Ｑｔ／τｃ＝１２÷２２Ａ
ピークの提供可能な電力        ＰＰＳ＝ｌＰＳＶ０=３６０÷６６0ｋＶＡ
【００４８】
電力供給は以下の仕様を有する。
提供可能なエネルギ            １５７．５ｋＪ（各サイクル）
バンクの蓄電時間              τｃ＝１／ν＝０．８ｓ
提供可能な平均電流            ＩＰＳ＝Ｑｔ／τｃ＝２÷１４Ａ
ピークの提供可能な電力        ＰＰＳ＝ＩＰＳＶ０=３６０÷４２０ｋＶＡ
【００４９】
電力供給は、単一パルスと各モードの両方で送られる。後者は、高速スイッチ３のためのトリガユニットの時間的調節に利用可能である。
【００５０】
高速スイッチ３は、以下の仕様を有する。
モデル                        REB3 SG-183 Montecuccolino型（即ち、Ｒ．Ｅ．ＢｅｖｅｒｌｙＩＩＩ＆Ａｓｓによる設計の型）
トリガ                        電磁界ひずみ
最小使用電力                  １５ｋＶ
最大使用電力                  ６５ｋＶ
使用ピーク電流                ＩＳＧ＝１６０ｋＡ
最大ピーク電流                ２５０ｋＡ
最大受信蓄電                  ０．３６Ｃ（１ショット）
インダクタンス                ＬＳＧ＝２７ｎＨ
投入時間                      ２２ｎｓ
破壊時間                      ６００ｎｓ
使用ガス                        Ａｒ、Ｎｅ、Ｈ２、Ｎ２、合成空気、圧縮空気（異なる性能を有する）
デバイスへのアウトプット        各スイッチにつき４つの同軸ケーブル
同軸ケーブル                    誘電技術（ＤＳ２２４８）
【００５１】
本発明のデバイスは、電極を冷却するためのシステム、真空チャンバ内のガスの再循環のためのシステム、及び高速スイッチにおけるガスの再循環のためのシステムを備える。前記システムは、スイッチも冷却するように設計されて、装置を１Ｈｚの繰り返しモードで機能することを可能とする。
【００５２】
単一ユニットのインダクタンスは、コンデンサと高速スイッチを含み、このインダクタンスは、ＬＣ＋ＬＳＧ＝５７ｎＨである。Ｌｃａｂｌｅが１つの同軸ケーブルの平均のインダクタンス（ケーブルの直径や長さに依存する。それ故、装置の幾何学的形状に依存する）である場合、電極の上流側のインダクタンスＬは以下の式で表される。
【００５３】
【数１】
2008517287.tif 000003
【００５４】
コンデンサは、蓄電されている間、並列に接続されている。コンデンサは、配電ボックスルを介して、適切なノイズ抑制スナバ回路に高電圧ダイオードが組み込まれている。３２のコンデンサをコレクタに接続するとともに、電極（４，５）に接続される同軸ケーブル（１６）は１２８本である。各ケーブルは、最大電流２５ｋＡを送ることができ、即ち、１／４ＩＣｍａｘである。
【００５５】
各同軸ケーブルは、約１．５ｍの長さである。
コレクタは、１６ｃｍの半径を有する外部リング２８．５の高さを有する。
真空チャンバはステンレス鋼に組み込まれて、上方フランジの内部表面は不活性化を目的として、ニッケル層で覆われている。
【００５６】
形状は、円筒状であり、３０リットルの容積を有している。これは必要最小限の容積である。これにより、不必要な３Ｈｅの浪費を防ぐことができる。
【００５７】
電極は、シミュレーションコードとともに備わる。このシミュレーションのための入力パラメータは、回路の全抵抗、電極の上流側の全インダクタンス、及びガスの種類及びガスの圧力である。シニュレーションの目的は、電流のピークを最大にする条件、及び電流不足となる時間条件を検索するために設けられる。以下のパラメータが採用される。
【００５８】
回路抵抗                          １０ｍΩ
電極の上流側のインダクタンス      ２５ｎＨ
ガス                              Ｄ２
圧力                              １０トル
【００５９】
図４は、放電される電流の典型的なプロットを示す。約１４５０ｋＡの電流最大値は、およそ時間ｔ＝３．６μｓの時点で確認できる。この結果とともに得られた電極仕様は以下の通りである。
【００６０】
外部電極の半径              ８．５ｃｍ
内部電極                    ４．８ｃｍ
電極の長さ                    １６ｃｍ
電極間の間隙                ３．７ｃｍ
【００６１】
上記仕様を有する電極の最大インダクタンスは９．１ｎＨと測定された。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本発明の全体的概略図である。
【図２】電極に接続するコンデンサ・バンクのコネクタの詳細な切取斜視図である。
【図３】コレクタに接続する共軸ケーブルの詳細を示す図である。
【図４】本発明に係る装置の実験的具現化の例として、電極間における放電電流をプロットした図である。
【図５】コレクタとチャンバの組立体の斜視図である。
【図１】
2008517287.tif 000004
【図２】
2008517287.tif 000005
【図３】
2008517287.tif 000006
【図４】
2008517287.tif 000007
【図５】
2008517287.tif 000008
【手続補正書】
【提出日】平成19年1月23日(2007.1.23)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
特にＰＥＴに用いられる、放射性同位元素の内部生産装置であって、
該装置は、イオン注入に対して耐性を持たせるために少なくとも部分的に処理され、核反応生成物に対して不活性化された内部表面を持つ真空チャンバ（１）と、
該真空チャンバ（１）の中に配された一対の円筒形状の同軸電極（４，５）と、
コンデンサバンク（２）と、
該コンデンサバンク（２）を前記電極（４，５）に接続するための手段（３，１６）を備え、
該手段（３，１６）は、前記電極（４，５）間で放電を生じさせ、これによりアーク放電性質のプラズマを発生させ、核反応が次々に起こる状況を作ることによって放射性同位元素を発生させるものであり、
前記接続するための手段（３，１６）は、同軸ケーブル（１６）からなり、
該同軸ケーブル（１６）中に、高速スイッチ（３）が挿入され、該高速スイッチ（３）は、
公称電流は、５０ｋＡより小さくならず、
インダクタンスは、５０ｎＨより大きくならず、
投入時間は、５０ｎｓより大きくならず、
ジッターは、２ｎｓより大きくならず、
反復機能は、１Ｈｚ.より小さくならないとの仕様を備え、
前記装置はさらに、
前記真空チャンバ（１）に取り付けられ、１０−６トルより大きくない真空を作るための手段（１０）と、
前記真空チャンバ（１）に取り付けられ、挿入するための手段（１１）を備え、
該手段（１１）は、真空が作り出された後に、約１０トルの圧力下で少なくとも一つの反応ガスを導入し、これにより放電の間のプラズマの生成が確保され、その後１０１５        ｋｅＶ−ｓ／ｃｍ３による前記プラズマの閉じ込め状態を得ることを可能にするものであり、
前記装置はさらに、
前記真空チャンバ（１）に取り付けられ、ガスクロマトグラフィーシリンダーの中にガスを抽出するとともに、該ガスを蓄積するための手段を備えることを特徴とする装置。
【請求項２】
前記真空チャンバ（１）が円筒状であり、一端が球状のシェルによって閉じていることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記真空チャンバ（１）の内側が、セラミック層で内張りされていることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記真空チャンバ（１）の内側が、バナジウム族の重金属で内張りされていることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項５】
前記真空チャンバ（１）の内側が、バナジウムで内張りされていることを特徴とする請求項４に記載の装置。
【請求項６】
前記真空チャンバ（１）の内側が、タンタルで内張りされていることを特徴とする請求項４に記載の装置。
【請求項７】
前記真空チャンバ（１）の内側が、タングステンで内張りされていることを特徴とする請求項４に記載の装置。
【請求項８】
前記真空チャンバが、少なくとも部分的にニッケルで覆われていることを特徴とする請求項４に記載の装置。
【請求項９】
コレクタ（１３）を備える請求項１に記載の装置であって、
前記コレクタ（１３）が、２つの同軸電極（４，５）に電気的に接続した一対の同軸部材（１４，１５）と、外部同軸部材（１５）に接続された各種同軸ケーブル（１６）のシールドと、前記同軸部材（１５）を交差した後に内部の同軸部材（１４）に接続する前記各種同軸ケーブルの内部リード線を備える装置。
【請求項１０】
前記コレクタが５０ｎＨを超えない総インダクタンスであることを特徴とする請求項９に記載の装置。
【請求項１１】
真空ポンプ（１０）が、前記真空チャンバ（１）に取り付けられていることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項１２】
少なくとも反応ガスの一つのソース（２１，２２）が、前記真空チャンバ（１）に取り付けられていることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項１３】
ミキサー（２０）が前記真空チャンバ（１）に取り付けられ、該ミキサー（２０）に異なる反応ガスのいくつかのソース（２１，２２）が接続していることを特徴とする請求項１２に記載の装置。
【請求項１４】
外部回路が前記真空チャンバ（１）に取り付けられ、該外部回路が、ガス抽出をし、放射性同位元素の獲得のためのフィルタリングをし、前記獲得の後に真空チャンバ内にてガスを再導入することを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項１５】
冷却回路が、前記真空チャンバ（１）に取り付けられ、該冷却回路が、ガスの低温抽出をすることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【国際調査報告】
2008517287.tif 000009
2008517287.tif 000010
2008517287.tif 000011