(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
リチウムターゲットのリチウムを自動で再生することができるリチウムターゲット自動再生装置であって、
前記リチウムターゲット自動再生装置は、
駆動制御部と蒸発源とを備えるリチウム蒸着ユニットを備え、
前記駆動制御部によって、前記リチウム蒸着ユニットは、前記リチウムターゲット側に移動し、
前記蒸発源によって前記リチウムを溶解して前記リチウムターゲットに蒸着させることを特徴とするリチウムターゲット自動再生装置。
【請求項２】
請求項１記載のリチウムターゲット自動再生装置において、
前記リチウムターゲット自動再生装置は、
前記リチウムの膜厚を測定するためのリチウム膜厚測定ユニットを更に備えることを特徴とするリチウムターゲット自動再生装置。
【請求項３】
請求項２記載のリチウムターゲット自動再生装置において、
前記リチウムターゲット自動再生装置は、切り替え機構を更に備え、前記切り替え機構によって、前記リチウム蒸着ユニットと前記リチウム膜厚測定ユニットとの位置を切り替えることができることを特徴とするリチウムターゲット自動再生装置。
【請求項４】
請求項３記載のリチウムターゲット自動再生装置において、
前記リチウムターゲット自動再生装置は、照射ポートを更に備え、前記切り替え機構によって、前記リチウム蒸着ユニットと前記リチウム膜厚測定ユニットと前記照射ポートの位置を切り替えることができることを特徴とするリチウムターゲット自動再生装置。
【請求項５】
請求項１乃至４のうちのいずれか一つに記載のリチウムターゲット自動再生装置において、
前記リチウムターゲット自動再生装置は、
前記リチウムの除去を行うためのリチウムリムーブユニットを更に備えることを特徴とするリチウムターゲット自動再生装置。
【請求項６】
請求項５記載のリチウムターゲット自動再生装置において、
前記リチウムリムーブユニットは、前記リチウムターゲット自動再生装置に隣接して設けられていることを特徴とするリチウムターゲット自動再生装置。
【請求項７】
請求項２乃至４のうちのいずれか一つに記載のリチウムターゲット自動再生装置において、
前記リチウムターゲット自動再生装置は、前記リチウムの除去を行うためのリチウムリムーブユニットを更に備え、
前記リチウム蒸着ユニットと、前記リチウム膜厚測定ユニットと、前記リチウムリムーブユニットは、それぞれ、遠隔制御可能な制御ユニットを備えていることを特徴とするリチウムターゲット自動再生装置。
【請求項８】
陽子を加速するための加速器を用いた中性子源において、
請求項１乃至７のうちのいずれか一つに記載のリチウムターゲット自動再生装置を備えることを特徴とする中性子源。
【請求項９】
請求項１乃至７のうちのいずれか一つに記載のリチウムターゲット自動再生装置を用いてリチウムターゲットのリチウムを自動で再生するリチウムターゲット自動再生方法。
【請求項１０】
リチウムターゲットのリチウムを自動で再生することができるリチウムターゲット自動再生方法であって、
前記リチウムターゲットに前記リチウムを蒸着させるリチウム蒸着源を前記リチウムターゲット側に移動させて蒸着する蒸着工程を備えることを特徴とするリチウムターゲット自動再生方法。
【請求項１１】
請求項１０記載のリチウムターゲット自動再生方法は、リチウムターゲットを部分的に再生する方法であることを特徴とするリチウムターゲット自動再生方法。
【請求項１２】
請求項１１記載のリチウムターゲット自動再生方法において、
前記リチウムの膜厚を測定する測定工程を更に備えることを特徴とするリチウムターゲット自動再生方法。
【請求項１３】
請求項１２記載のリチウムターゲット自動再生方法において、
前記測定工程は、前記蒸着工程の前に行われることを特徴とするリチウムターゲット自動再生方法。
【請求項１４】
請求項１２又は１３に記載のリチウムターゲット自動再生方法において、
前記測定工程は、前記蒸着工程の後に行われることを特徴とするリチウムターゲット自動再生方法。
【請求項１５】
請求項１０記載のリチウムターゲット自動再生方法は、リチウムターゲットを全体的に再生する方法であることを特徴とするリチウムターゲット自動再生方法。
【請求項１６】
請求項１５記載のリチウムターゲット自動再生方法において、
前記リチウムの除去を行う除去工程を更に備えることを特徴とするリチウムターゲット自動再生方法。
【請求項１７】
請求項１６記載のリチウムターゲット自動再生方法において、
前記リチウムの除去を行う除去工程は、
洗浄液を前記ターゲットのリチウムに噴射する噴射工程と、
前記噴射工程の後に前記ターゲットを乾燥させる乾燥工程と、を含むことを特徴とするリチウムターゲット自動再生方法。
【請求項１８】
請求項１６又は１７に記載のリチウムターゲット自動再生方法において、
前記除去工程は、前記蒸着工程の前に行われることを特徴とするリチウムターゲット自動再生方法。
【請求項１９】
請求項１５乃至１８のうちのいずれか一つに記載のリチウムターゲット自動再生方法において、
前記リチウムの膜厚を測定する測定工程を更に備えることを特徴とするリチウムターゲット自動再生方法。
【請求項２０】
請求項１９記載のリチウムターゲット自動再生方法において、
前記測定工程は、前記蒸着工程の後に行われることを特徴とするリチウムターゲット自動再生方法。
【請求項２１】
請求項１０乃至２０のうちのいずれか一つに記載のリチウムターゲット自動再生方法は、加速器で加速された陽子をリチウムターゲットのリチウムと反応させて中性子を生成する方法に適用されることを特徴とするリチウムターゲット自動再生方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、加速器を用いた中性子源に適用可能なリチウムターゲット自動再生装置及びリチウムターゲット自動再生方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、がん細胞を選択的に死滅させる中性子捕捉療法が研究され、原子炉施設において臨床実施されている。かかる治療法には、中性子（熱中性子や熱外中性子）を必要とするため、これまでは原子炉施設で行わざるを得なかった。中性子捕捉療法は悪性の癌に効果があると臨床医学的に認知されているにもかかわらず、未だに普及していない。もともと原子炉は医療施設ではないため高度先進医療の対象にはならず、関係者の放射線被曝の問題、また原子炉施設への患者の搬送などに非常に不便であった。
【０００３】
このような状況の下、原子炉を用いないで中性子を得ることができる中性子発生装置が世界で研究されている。すなわち電子、陽子、イオンなどの荷電粒子を高速度に加速する加速器を用いた中性子発生装置により上述した諸問題が解決できる。中性子捕捉療法は熱中性子などと核反応を起こしやすい物質、例えば、非放射性同位元素であるホウ素-10（B-10）を含有する化合物を薬剤化し、あらかじめそれを人体に投与し、癌の存在領域、すなわち正常細胞と混在する癌細胞のみに取り込ませておく。そこに人体に影響の少ない中性子（熱中性子や熱外中性子）を癌の部位に照射し、癌細胞のみを選択的に死滅させる癌治療法である。この際、ホウ素-10がいかに癌細胞に選択的に取り込まれるかどうかが重要である。このように、ホウ素化合物（例えば、ホウ素化フェニルアラニン）と中性子との核反応によりがん細胞だけを死滅させる治療法である。これをホウ素中性子捕捉療法(boron neutron capture therapy: BNCT)という。中性子捕捉療法を実現させるためには多分野の最先端の技術が必要である（例えば、非特許文献１参照）。本特許は、それを実現させる、加速器を用いた中性子発生装置の中心的技術、すなわち「コア技術」になる「ターゲットユニット」に関するものである。
【０００４】
より具体的に述べると、上記の中性子捕捉療法は、がん細胞のみに集積されるある種のホウ素化合物が、熱中性子や熱外中性子というエネルギーの低い中性子と効率よく反応する現象を利用している。患者にホウ素化合物、その一例として、ホウ素化フェニルアラニンを点滴投与すると、ホウ素化フェニルアラニンはがん細胞に非常に高い割合で集積する。ホウ素化フェニルアラニンが点滴投与された状態の患者に対して熱中性子や熱外中性子を癌の存在部位に照射すると、細胞レベルでは、ホウ素化フェニルアラニンのホウ素-10と中性子が反応し、強力な殺細胞効果をもつ2.33MeVの高エネルギーを有するアルファ線が放出され、このアルファ線によってがん細胞のみが損傷されて死滅する。このアルファ線の飛程はわずか10ミクロンに及ばないため、ホウ素中性子捕捉療法（BNCT)は、正常な細胞と癌細胞を見分け、癌細胞のみを死滅させることができる最先端治療法と言える。
【０００５】
加速器を用いた中性子源は、例えば陽子を加速するための加速器と、この加速器の下流側に配置されたターゲットユニットとから構成される。加速器は、イオン源、ＬＥＢＴ、ＲＦＱライナック、ＲＦＩライナックなどで構成されている。ターゲットユニットには、リチウムターゲットが収容されて、加速器で加速された陽子をこのリチウムターゲットに衝突させ、核反応により中性子を生成する（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】米国特許第７０９８６１５号
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】New Challenges in NEUTRON CAPTURE THERAPY 2010 Proceedings of 14thInternational Congress on Neutron Capture Therapy October 25-29, 2010, Buenos Aires, Argentina
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上述のように、加速器を用いた中性子源は、加速器によって加速された陽子を、ターゲットユニット内に配置されたリチウムターゲットに衝突させ、（ｐ、ｎ）反応によって中性子を生成している。リチウムターゲットは、銅などの支持体（基板）に蒸着によって金属リチウムの薄膜を形成して構成されている。
【０００９】
安全でかつ確実な治療を行うためには、加速器を用いた中性子源によって高品質の中性子を長時間安定に提供することが必要であり、高品質の中性子を得るためには、低エネルギーの陽子を大電流で純粋な金属リチウムに照射する必要がある。リチウムは、融点が１８０度と金属としては低いために、照射の際の数十キロワットの発熱量によって消耗（溶けて蒸発）してしまう。リチウムが消耗してしまう、すなわち、支持体（基板）に蒸着によって形成されたリチウムの厚さが薄くなってしまうと、リチウムの陽子線との核反応による中性子の生成量が減少してしまい、高品質な中性子を提供することができない。金属リチウムは、リチウムの物理的特性からその取扱いが困難である。従来においては、リチウムターゲットのリチウムの消耗に応じてその都度リチウムターゲットを交換する必要があった。しかし、リチウムに陽子線を照射して中性子を生成する場合、副生成物として放射性ベリリウム７が生成しリチウム中に混在するため、リチウムターゲットを交換するときの作業者の被曝が大きく、リチウムターゲットの交換は容易ではないことが従来の課題であった。すなわち、従来、理論的には最適な方法であるが、実用化するには多くの課題を含有していた。
【００１０】
そこで、消耗されたリチウムターゲットの再生を行う方法をわれわれは発案し、リチウムターゲットを絶えず基準を満たす状態に保つ「自動再生ターゲット」という基本概念を構築した。概略は、リチウムの消耗状況を検知する手段を用い、リチウム源からリチウムターゲットに必要に応じて蒸着する方法を用いる。以下にその具体例を掲げる。
【００１１】
本発明は、上述のような従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、リチウムターゲットのリチウムの膜厚の測定機能（リチウムターゲットのリチウムの消耗状況を判断する手段）を備えると共に、蒸着源をリチウムターゲットに移動させて消耗されたリチウムターゲットの再生を自動で行うことができるリチウムターゲット自動再生装置及びリチウムターゲット自動再生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】
【００１２】
本発明は、リチウムターゲットのリチウムを自動で再生することができるリチウムターゲット自動再生装置であって、前記リチウムターゲット自動再生装置は、前記リチウムターゲットに前記リチウムを蒸着させるリチウム蒸着ユニットを備え（真空下あるいはその他の不活性気体媒体によるものを含む）、前記リチウム蒸着ユニットは、前記リチウムターゲット側に移動して前記リチウムターゲットに前記リチウムを蒸着させることが可能であることを特徴とするリチウムターゲット自動再生装置を提供する。
【００１３】
また、前記リチウムターゲット自動再生装置は、前記リチウムの膜厚を測定するためのリチウム膜厚測定ユニットを更に備えることができる。この場合、前記リチウムターゲット自動再生装置は、前記リチウム蒸着ユニットと前記リチウム膜厚測定ユニットとの位置を切り替えることができるようになっている。
【００１４】
また、前記リチウムターゲット自動再生装置は、照射ポートを更に備え、この場合、前記リチウム蒸着ユニットと前記リチウム膜厚測定ユニットと前記照射ポートの位置を切り替えることができるようになっている。
【００１５】
また、前記リチウムターゲット自動再生装置は、前記リチウムの除去を行うためのリチウムリムーブユニットを更に備えることができる。前記リチウムリムーブユニットは、前記リチウムターゲット自動再生装置に隣接して設けることができる。
【００１６】
また、前記前記リチウム蒸着ユニットと、前記リチウム膜厚測定ユニットと、前記リチウムリムーブユニットは、それぞれ、遠隔制御可能な制御ユニットを備えることができる。
【００１７】
また、前記リチウムターゲット自動再生装置は、例えば、陽子を加速するための加速器を用いた中性子源に使用されることができる。
【００１８】
また、本発明は、請求項１乃至８のうちのいずれか一つに記載のリチウムターゲット自動再生装置を用いてリチウムターゲットのリチウムを自動で再生するリチウムターゲット自動再生方法を提供する。
【００１９】
また、本発明は、リチウムターゲットのリチウムを自動で再生することができるリチウムターゲット自動再生方法であって、前記リチウムターゲットに前記リチウムを蒸着させるリチウム蒸着源を前記リチウムターゲット側に移動させて蒸着する蒸着工程を備えることを特徴とするリチウムターゲット自動再生方法を提供する。
【００２０】
また、リチウムターゲット自動再生方法は、リチウムターゲットを部分的に再生する方法であり（部分的再生機能）、この場合、リチウムの膜厚を測定する測定工程を更に備えることができ、前記測定工程は、前記蒸着工程の前に行われることができるし、前記蒸着工程の後に行われることができる。
【００２１】
一方、リチウムターゲット自動再生方法は、リチウムターゲットを全体的に再生する方法であり（全体的再生機能）、この場合、リチウムの除去を行う除去工程を更に備えることができ、前記リチウムの除去を行う除去工程は、洗浄液を前記ターゲットのリチウムに噴射する噴射工程と、前記噴射工程の後に前記ターゲットを乾燥させる乾燥工程と、を含むことができる。そして、前記除去工程は、前記蒸着工程の前に行われるようになっている。さらに、リチウムの膜厚を測定する測定工程を更に備えることができ、測定工程は、前記蒸着工程の後に行われるようになっている。
【００２２】
なお、本発明は、発展形として、上述のような切り替え機構を有しない方式、すなわち、各プロセスが部分的あるいは全体的に統合された「統合型チェンバー方式: Integrated chamber system」にも対応可能である。この場合も、リチウムターゲットの「部分的再生機能」ならびに「全体的再生機能」を有する。
【００２３】
さらに、リチウムターゲット自動再生方法は、例えば、加速器で加速された陽子をリチウムターゲットのリチウムと反応させて中性子を生成する方法に適用されることができる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、蒸着源をリチウムターゲットに移動させて消耗されたリチウムターゲットのリチウムの再生を自動で行うことができる。従って、リチウムターゲットのリチウムの消耗に応じてその都度リチウムターゲットを交換する必要がない。
【００２５】
また、リチウムターゲットのリチウムの膜厚の測定機能を備えた場合には、リチウムターゲットのリチウムの膜厚の分布測定が可能となり、リチウムターゲットのリチウムの消耗状況を判断することができる。さらには、局所的（部分的再生機能）又は全体的なリチウムターゲットのリチウムの再生（全体的再生機能）を自動で行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】図１は、本発明にかかるリチウムターゲット自動再生装置を適用することが可能な加速器を用いた中性子源の一例の概略図である。
【図２】図２は、本発明にかかるリチウムターゲット自動再生装置を示す概略図である。
【図３】図３は、本発明にかかるリチウムターゲット自動再生装置に適用可能なリチウム蒸着ユニットを示す概略図である。
【図４】図４は、本発明にかかるリチウムターゲット自動再生装置に適用可能なリチウム膜厚測定ユニットを示す概略図である。
【図５】図５は、本発明にかかるリチウムターゲット自動再生装置に適用可能なリチウムリムーブユニットを示す概略図である。
【図６】図６は、本発明にかかるリチウムターゲット自動再生装置の再生方法を示すフロー図である。
【図７】図７は、リチウム膜厚測定時におけるリチウム蒸着ユニットとリチウム膜厚測定ユニットと照射ポートの状態を示す概略図である。
【図８】図８は、リチウム膜厚測定時におけるリチウム膜厚測定ユニットを示す概略図である。
【図９】図９は、リチウム蒸着時におけるリチウム蒸着ユニットとリチウム膜厚測定ユニットと照射ポートの状態を示す概略図である。
【図１０】図１０は、リチウム蒸着時におけるリチウム蒸着ユニットを示す概略図である
【図１１】図１１は、リチウム洗浄除去時におけるリチウム蒸着ユニットとリチウム膜厚測定ユニットと照射ポートの状態を示す概略図である。
【図１２】図１２は、リチウム洗浄除去時におけるリチウム蒸着ユニットとリチウム膜厚測定ユニットと照射ポートの状態を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、本発明にかかる一例として、リチウムターゲットのリチウムの消耗した薄膜を自動で再生することが可能なリチウムターゲット自動再生装置を実施するための最良の形態について図面を参照しながら述べる。図１には、本発明にかかるリチウムターゲット自動再生装置を適用することが可能な、加速器を用いた中性子源の一例の概略図を示している。図１において符号１００は、加速器を示している。加速器１００は、陽子を加速するための装置であり、上流側から下流側に向けて順番にイオン源１０１、入射器（ＬＥＢＴ）１０２、高周波四重極型（ＲＦＱ）ライナック１０３、ＲＦ収束インターデジタル（RF-Focused Inter-digital；ＲＦＩ）ライナック１０４がそれぞれ配置されて構成されている。イオン源１０１は、陽子をプラスイオンにする装置である。ＬＥＢＴ１０２は、イオン源１０１と加速器とのインターフェースである。また、ＲＦＱライナック１０３は、陽子を加速する初段加速器を構成し、ＲＦＩライナック１０４は、陽子を加速する後段加速器である。なお加速器の種類、各要素のラインアップはその都度、最適な方式を選ぶことができる。
【００２８】
また、加速器１００の下流側には、ベンディング磁石１０５が配置されている。このベンディング磁石１０５は、加速器１００によって加速された陽子の方向を９０度曲げるためのものである。ベンディング磁石を設けずに加速器中性子源を構成することも可能である。ベンディング磁石１０５の下流側には、本発明にかかるリチウムターゲット自動再生装置１０６が配置されている。リチウムターゲット自動再生装置１０６は、陽子との反応によって消耗したリチウムターゲットのリチウム（膜）を修復・再生するためのものである。リチウムターゲット自動再生装置１０６の具体的な説明は後述する。このリチウムターゲット自動再生装置１０６の下流側には、リチウムターゲットが収容されたターゲットユニット１０７が配置されている。ターゲットユニット１０７は、陽子とリチウムの反応により中性子を発生させる装置である。リチウムターゲットは、銅などの支持体（基板）に蒸着によって金属リチウムの薄膜を形成して構成されている。この実施の形態で示されるリチウムターゲットは、内壁面（内表面）にリチウムの薄膜が施されたコーン状のターゲットであるが、この形状に限定されない。例えば、表面にリチウムの薄膜が施されたプレート状のターゲットなど、あらゆる形状のターゲットでも良いことは言うまでもない。
【００２９】
このように、リチウムターゲット自動再生装置１０６は、加速器１００とターゲットユニット１０７との間に配置されている。なお、符号１０８は、加速器１００で加速された陽子をターゲットユニット１０７まで導くためのビームダクトとしてのビームトランスポートを示している。
【００３０】
次に、本発明の特徴部分であるリチウムターゲット自動再生装置１０６について具体的に述べる。図２に示すように、リチウムターゲット自動再生装置１０６は、リチウム蒸着ユニット１と、リチウム膜厚測定ユニット２と、リチウムリムーブ（除去）ユニット３（図５参照）と、照射ポート４とから主に構成されている。
【００３１】
リチウムターゲット自動再生装置１０６は、加速器１００側（上流側）のビームダクト１０８（図２において点線で示す上側のビームダクト）と、ターゲットユニット１０７側のビームダクト１０８（図２において実線で示す下側のビームダクト）の間に配置された、外側ケースが円筒状の本体部５を有しており、この本体部５内に、リチウム蒸着ユニット１と、リチウム膜厚測定ユニット２と、照射ポート４とが円周方向に回転駆動可能に設けられている。リチウム蒸着ユニット１と、リチウム膜厚測定ユニット２と、照射ポート４は、それぞれの外側ケースが円筒状に形成されており、また、それぞれを上流側と下流側のビームダクトの間に配置することができるように、本体部５内で円周方向に回転駆動（移動）されて位置を切り替えられるようになっている。リチウムターゲット自動再生装置１０６の本体部５内全体が真空状態に維持されるようになっているため、上記切り替えは、真空環境の下で行われている。図２に示す状態は、照射ポート４が上流側と下流側のビームダクト１０８の間に、その軸線が陽子線の軌道中心上にあるように配置された状態を示しており、この状態がイニシャルポジションとなっている。なお、この照射ポート４は、ターゲットユニット１０７のリチウムターゲットと陽子線との核反応によって生成された中性子の遮蔽の役割を果たしている。
【００３２】
図３には、リチウムターゲットにリチウムを蒸着させるリチウム蒸着ユニット（蒸着源）１の概略図を示している。図３に示すように、リチウム蒸着ユニット１は、本体部５内に設けられた真空状態のユニットであり、該リチウム蒸着ユニット１を遠隔制御可能で適宜の場所に配置されることができる蒸着制御ユニット６を更に備えている。リチウム蒸着ユニット１は、フィラメント７、蒸発源８、温度モニタ９等が備えられている。一方、蒸着制御ユニット６は、蒸着制御部１０、駆動制御部１１等で構成されている。蒸着制御部１０は、蒸発源８を制御するようになっていると共に温度モニタ９により検出される蒸発源８の温度を用いて該蒸発源８をフィードバック制御できるようになっている。また、駆動制御部１１は、蒸着ユニット１を上下駆動及び前後駆動してユニットの格納位置と蒸着位置との間で蒸着ユニット１の位置などを調整するようになっている。すなわち、駆動制御部１１によって、リチウム蒸着ユニット１は、リチウムターゲット側に移動してリチウムターゲットにリチウムを蒸着させることが可能である。周知の通り、リチウム蒸着ユニット１による蒸着は、真空蒸着であり、リチウム蒸着ユニット１は、蒸発源８に電流を流して蒸発源８を加熱することにより高真空中でリチウムを溶解してリチウムターゲットに蒸着させる。
【００３３】
図４には、リチウムの膜厚を測定するためのリチウム膜厚測定ユニット２の概略図を示している。図４に示すように、リチウム膜厚測定ユニット２は、本体部５内に設けられた真空状態のユニットであり、リチウム膜厚測定ユニット２を遠隔制御可能で適宜の場所に配置されることができるリチウム膜厚制御ユニット１２を更に備えている。リチウム膜厚測定ユニット２は、測定センサー１３と、センサー１３を高精度に軸方向（前後方向）駆動及び／又は回転駆動させるためのセンサー精密駆動ユニット１４とを主に備えている。一方、リチウム膜厚制御ユニット１２は、計測制御部１５と、センサー駆動制御部１６と、ユニット駆動制御部１７と、計測制御部１５とセンサー駆動制御部１６とユニット駆動制御部１７とに接続されユニット１２の全体的な制御を行うホストコンピュータ１８等で構成されている。計測制御部１５は、センサー１３を計測制御するためのものであり、センサー駆動制御部１６は、センサー精密駆動ユニット１４を駆動制御するためのものである。また、ユニット制御部１７は、リチウム膜厚測定ユニット２を上下駆動及び前後駆動してユニットの格納位置と測定位置との間における位置などを調整するようになっている。リチウム膜厚測定ユニット２によるリチウム膜厚測定は、レーザー変位測定法及びα線測定法により行うことができる。
【００３４】
図５には、ターゲットユニット１０７のリチウムターゲットのリチウム薄膜の除去を行うためのリチウムリムーブユニット３の概略図を示している。図５に示すように、リチウムリムーブユニット３は、本体部５に隣接して設けられたユニットであり、遠隔制御可能で適宜の場所に配置されることができるリムーブ制御ユニット１９を主として備えている。リムーブ制御ユニット１９は、真空ポンプ２０を制御すると共に、ビームダクト１０８に設けられた真空バルブ２１を有する廃液槽２２の排水を制御するようになっている。また、リムーブ制御ユニット１９は、洗浄液ライン２３の洗浄液（水／アルコール）を制御すると共に、乾燥ライン２４を制御するようになっている。洗浄液ライン２３と乾燥ライン２４は、真空バルブ２５によってノズルライン２６に接続されている。なお、洗浄液は本例で示された、水／アルコール混液のみならず、純水や他の溶液を適宜に選ぶことができる。
【００３５】
次に、上記実施形態によるリチウムターゲット自動再生装置の再生方法について述べる。図６に示すように、この再生方法は、部分再生と全体再生の二つの再生方法がある。
【００３６】
部分再生方法は、まず、ターゲットユニット１０７のリチウムターゲットのリチウム薄膜を測定する。この測定は、リチウム膜厚測定ユニット２により行われる。図７（ａ）には、照射ポート４が上流側と下流側のビームダクト１０８の間に照射ポート４の軸線がビームダクトの陽子線の軌道上に配置された状態、すなわち、イニシャルポジションにあるリチウムターゲット自動再生装置１０６を示している。このイニシャルポジションの状態から、リチウム蒸着ユニット１と、リチウム膜厚測定ユニット２と、照射ポート４とを本体部５内で円周方向に１２０度回転駆動させて、図７（ｂ）に示すように、リチウム膜厚測定ユニット２が上流側及び下流側のビームダクト１０８間にその軸線が陽子線の軌道に整合配置された状態（格納位置での状態）にする。次に、図７（ｃ）に示すように、ユニット制御部１７（図４参照）によってリチウム膜厚測定ユニット２をビームダクト１０８内でリチウムターゲット側に移動させて測定位置で停止させる。
【００３７】
次に、図８に示すように、センサー精密駆動ユニット１４は、リチウム膜厚測定ユニット２内で回転可能に適宜の手段によって配置された筒状部材を備えている。この筒状部材には、リチウム膜厚測定ユニット２内でユニット２側に固定された回転駆動用スッテッピングモーター（図８において上方に配置されたモーター）の駆動力が一対のギヤを介して伝達されるようになっており、この回転駆動用モーターの駆動力によって筒状部材は回転駆動される。回転駆動用モーターは、３６０度回転に必要なパルス信号が与えることによって決められたステップ単位で回転する。また、筒状部材内部には、筒状部材の軸線方向に対して傾斜するようにねじ付きシャフトが回転可能に設けられている。ねじ付きシャフトは、筒状部材内部に固定された軸方向駆動用スッテッピングモーター（図８において下方に配置されたモーター）の駆動力が一対のギヤを介して伝達されるようになっており、この軸方向駆動用モーターの駆動力によってねじ付きシャフトは回転駆動される。ねじ付きシャフトには、シャフト形状の支持部材がねじ付きシャフトに沿って移動可能に取り付けられている。支持部材は上端部にねじ付きシャフトのねじ部に螺合するねじ部を有しており、下端部にセンサー１３が取り付けられている。軸方向駆動用モーターは、イニシャルポジションでは常にゼロ点補正が行われるようになっており、ターゲット中心までの移動に必要なパルス信号が与えることによって決められたステップ単位で回転する。まず、センサー精密駆動ユニット１４の軸方向駆動用モーターによってセンサー１３を、ねじ付きシャフトを回転させることにより軸方向駆動させてターゲットユニット１０７のリチウムターゲットの中心部まで移動させる。そして、センサー精密駆動ユニット１４の回転駆動用スッテッピングモーターによってセンサー１３をターゲットユニット１０７のリチウムターゲットのリチウム薄膜の内壁面に沿わせながら３６０度回転駆動させ、リチウム膜厚制御ユニット１２でリチウムターゲットのリチウム薄膜の測定データを収集する。３６０度の回転駆動によって測定データを収集したら、センサー精密駆動ユニット１４の軸方向駆動用モーターによってセンサー１３を所定量だけ軸方向上方に駆動させ、センサー１３をターゲットユニット１０７のリチウムターゲットのリチウム薄膜の内壁面に沿わせながら３６０度回転駆動させてリチウム膜厚制御ユニット１２でリチウムターゲットのリチウム薄膜の測定データを収集する。この動作を繰り返し行ってリチウムターゲットのリチウム薄膜全体の測定データを収集する。測定作業が終了したら、ユニット駆動制御部１７（図４参照）によってリチウム膜厚測定ユニット２をリチウムターゲット自動再生装置１０６内のビームダクト１０８間に配置された状態（格納位置での状態）に戻し、リチウム蒸着ユニット１と、リチウム膜厚測定ユニット２と、照射ポート４とを本体部５内で円周方向に−１２０度回転駆動させて、図７（ａ）に示すイニシャルポジションの状態に戻す。
【００３８】
リチウムターゲットのリチウム薄膜全体の測定データは、リチウム膜厚制御ユニット１２で収集され、ホストコンピュータ１８がこの測定データを解析して再生部位及び／又は再生厚を検討し、この検討したデータに基づいてリチウム蒸着ユニット１によってリチウムターゲットのリチウム再生蒸着を行う。図９（ａ）には、図７（ａ）と同じ状態である照射ポート４が上流側と下流側のビームダクト１０８間に配置された状態、すなわち、イニシャルポジションにあるリチウムターゲット自動再生装置１０６を示している。このイニシャルポジションの状態から、リチウム蒸着ユニット１と、リチウム膜厚測定ユニット２と、照射ポート４とを本体部５内で円周方向に２４０度回転駆動させて、図９（ｂ）に示すように、リチウム蒸着ユニット１がビームダクト１０８の間に配置された状態（格納位置での状態）にする。次に、図９（ｃ）に示すように、駆動制御部１１（図３参照）によってリチウム蒸着ユニット１をビームダクト１０８内でリチウムターゲット側に移動させて蒸着作業位置（蒸着イニシャルポジション）で固定させる。
【００３９】
次に、図１０に示すように、駆動制御部１１によってフィラメント７等をリチウム薄膜全体の測定データに基づいて再生位置まで移動させ、蒸着条件に従って駆動制御部１１によってリチウム蒸着ユニット１を上方へ駆動しながら蒸着を行う。図示のように、フィラメント７には、フィラメント７の前方周囲を取り囲むように前方に延出した外筒が設けられており、フィラメント７は、この外筒と共にガイドバーによって移動するようになっている。再生蒸着作業が終了したら、駆動制御部１１（図３参照）によってリチウム蒸着ユニット１をビームダクト１０８間に配置された図９（ｂ）の状態（格納位置での状態）に戻し、リチウム蒸着ユニット１と、リチウム膜厚測定ユニット２と、照射ポート４とを本体部５内で円周方向に−２４０度回転駆動させて、図９（ａ）に示すイニシャルポジションの状態に戻す。
【００４０】
次に、リチウム膜厚測定ユニット２によってターゲットユニット１０７のリチウムターゲットのリチウム薄膜の膜厚を上述の測定方法で測定し、再生蒸着の確認作業を行う。この確認作業で所望のリチウム薄膜の再生蒸着が行われていない場合には、この確認したデータに基づいてリチウム蒸着ユニット１によってリチウムターゲットのリチウム再生蒸着を上述の蒸着方法で行い、その後、再生蒸着の確認作業を行う。この作業は、所望のリチウム薄膜の再生蒸着が行われるまで繰り返すことができるようになっている。
【００４１】
次に、全体再生による再生方法について説明する。全体再生方法では、まず、リチウムリムーブユニット３（図５参照）によってターゲットユニット１０７のリチウムターゲットのリチウム薄膜の除去を行い、ターゲット表面の乾燥を行う。図１１に示すように、照射ポート４が上流側と下流側のビームダクト１０８の間に配置された状態、すなわち、イニシャルポジションにある状態で、リチウムリムーブユニット３によってターゲットユニット１０７のリチウムターゲットのリチウム薄膜の除去作業が行われる。まず、リムーブ制御ユニット１９（図５参照）によって洗浄液ライン２３の洗浄液（水／アルコール）をターゲット表面にシャワー状に吹きかけるように一定量噴射する。この場合、真空下、あるいは常圧下条件を適宜選択することができる。この一定量の噴射によってターゲット内に洗浄液が溜まる。この後、図１２に示すように、このターゲット内に溜まった洗浄液を、真空バルブ２１（図５参照）を開いて廃液槽２２に排出する。この排水処理の後、リムーブ制御ユニット１９（図５参照）によって乾燥ライン２４で送出された温風などでターゲットの表面を乾燥させる。ターゲットの表面が完全に乾燥した後に、リムーブ制御ユニット１９によって真空ポンプ２０を制御して真空引き作業を行う。
【００４２】
上述のようにしてターゲットユニット１０７のリチウムターゲットのリチウム薄膜の除去を行った後、リチウム蒸着ユニット１によってリチウムターゲットのリチウム全体再生蒸着を行う。図９（ａ）に示すイニシャルポジションの状態から、リチウム蒸着ユニット１と、リチウム膜厚測定ユニット２と、照射ポート４とを本体部５内で円周方向に２４０度回転駆動させて、図９（ｂ）に示すように、リチウム蒸着ユニット１がビームダクト１０８間に配置された状態（格納位置での状態）にする。次に、図９（ｃ）に示すように、駆動制御部１１（図３参照）によってリチウム蒸着ユニット１をビームダクト１０８内でリチウムターゲット側に移動させて蒸着作業位置（蒸着イニシャルポジション）で固定させる。
【００４３】
次に、図１０に示すように、駆動制御部１１によってフィラメント７等を規定位置まで移動させ、蒸着条件に従って駆動制御部１１によってリチウム蒸着ユニット１を駆動しながら蒸着を行う。全体再生蒸着作業が終了したら、駆動制御部１１（図２参照）によってリチウム蒸着ユニット１をビームダクト１０８間に配置された状態（格納位置での状態）に戻し、リチウム蒸着ユニット１と、リチウム膜厚測定ユニット２と、照射ポート４とを本体部５内で円周方向に−２４０度回転駆動させて、図９（ａ）に示すイニシャルポジションの状態に戻す。
【００４４】
次に、リチウム膜厚測定ユニット２によってターゲットユニット１０７のリチウムターゲットのリチウム薄膜を部分再生方法と同じ測定方法で測定し、再生蒸着の確認作業を行う。この確認作業で所望のリチウム薄膜全体の再生蒸着が行われていない場合には、この確認したデータに基づいてリチウム蒸着ユニット１によってリチウムターゲットのリチウム再生蒸着を行い、その後、再生蒸着の確認作業を行う。この作業は、所望のリチウム薄膜全体の再生蒸着が行われるまで繰り返すことができるようになっている。
【００４５】
上記実施の形態においては、一例として切り替え機構を有する装置について説明しているが、段落[００２２]で述べたように、本発明は、切り替え機構を有しない、各プロセスが部分的あるいは全体的に統合された統合型チェンバー方式にも対応可能である。この場合も、リチウムターゲットの「部分的再生機能」ならびに「全体的再生機能」を有する。
【００４６】
また、中性子に変換するターゲットは陽子線やその他の粒子線の衝突により、リチウム金属以外でも絶えず劣化やメカニカルな損傷が起こる。従って恒常的な金属厚の測定や部分的並びに全体的再生機能は、安定した中性子を供給するために必須な機能体系である。従って、ターゲットは中性子捕捉療法の「コア技術」であり、本発明は、リチウムに限らず、ベリリウムなどの他の金属にも対応することができる。すなわち、本発明は、ターゲットの母体である銅などで形成された支持体（基板）に対して、リチウム金属以外の金属（例えば、ベリリウムなど）が施されたターゲットにも適用可能である。
【符号の説明】
【００４７】
１    リチウム蒸着ユニット
２    リチウム膜厚測定ユニット
３    リチウムリムーブ（除去）ユニット
４    照射ポート
５    本体部
６    蒸着制御ユニット
７    フィラメント
８    蒸発源
９    温度モニタ
１０    蒸着制御部
１１    駆動制御部
１２    リチウム膜厚制御ユニット
１３    測定センサー
１４    センサー精密駆動ユニット
１５    計測制御部
１６    センサー駆動制御部
１７    ユニット駆動制御部
１８    ホストコンピュータ
１９    リムーブ制御ユニット
２０    真空ポンプ
２１    真空バルブ
２２    廃液槽
２３    洗浄液ライン
２４    乾燥ライン
２５    真空バルブ
２６    ノズルライン
１００    加速器
１０１    イオン源
１０２    ＬＥＢＴ
１０３    ＲＦＱライナック
１０４    ＲＦＩライナック
１０５    ベンディング磁石
１０６    リチウムターゲット自動再生装置
１０７    ターゲットユニット
１０８    ビームダクト（ビームトランスポート）
【図３】
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【図４】
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【図６】
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【図１】
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【図２】
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【図５】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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