(57)【要約】本開示は、複数のターゲットカートリッジを収容し、選択されたターゲットカートリッジを照射のための位置に自動的に挿入し、箔を前進させてターゲットチャンバへの照射を促進し、（所望に応じて）追加の照射のために箔を交換し、被照射材料を取り出すための溶解セルとしての役割を果たし、使用済みターゲットカートリッジを取り除き、後続の動作サイクルための新しいカートリッジを挿入する、内蔵システムを提供する。その結果、溶解したターゲット材料および溶解媒体だけが、ターゲットシステムと任意の後処理セル／研究室との間で移される。したがって、被照射材料を妨害することのない（それによって、不純物のリスクを排除する）、および人手によるアクセス／介入を必要としない（それによって、曝露のリスクを排除する）、ターゲット材料を処理するためのシステムが開示される。【選択図】図１１
2021535363.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
サイクロトロンから被照射ターゲット材料を収容するためのシステムであって、
少なくとも１つのターゲットカートリッジであって、照射のための材料を含む、少なくとも１つのターゲットカートリッジと、
カートリッジマガジンであって、前記カートリッジマガジンが複数の棚部を含み、各棚部がターゲットカートリッジを受容するように構成された、カートリッジマガジンと、
前記少なくとも１つのターゲットカートリッジを、前記カートリッジマガジン内の第１の位置から、前記サイクロトロンビームからの照射のための第２の位置へと移動させるための少なくとも１つのアクチュエータと、
少なくとも１つの箔ディスペンサであって、箔を前記ターゲットカートリッジの上に分配するように構成された、少なくとも１つの箔ディスペンサと、を備える、システム。
【請求項２】
前記少なくとも１つのアクチュエータが、前記少なくとも１つのカートリッジを前記第２の位置から前記ターゲットマガジン内の前記第１の位置へと戻す、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記少なくとも１つの棚部が、ターゲットマガジン側壁に対して縦方向に変位され得る、請求項１に記載のシステム。
【請求項４】
前記少なくとも１つの棚部が、前記ターゲットマガジン側壁に対して横方向に変位され得る、請求項１に記載のシステム。
【請求項５】
前記少なくとも１つのターゲットマガジンが、５つの棚部を含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項６】
前記少なくとも１つのターゲットマガジンが、複数の棚部を積層構成で含み、各棚部が、隣接する棚部に対して平行に配向される、請求項１に記載のシステム。
【請求項７】
前記箔ディスペンサが、前記ターゲットカートリッジの上に箔を自動的に分配する、請求項１に記載のシステム。
【請求項８】
前記箔ディスペンサが、複数のスプールを含み、少なくとも１つのスプールが、サイクロトロンの動作後に、使用済み箔を回収する、請求項１に記載のシステム。
【請求項９】
前記少なくとも１つのターゲットカートリッジが、照射ビームに対して約１８度の角度に配向される、請求項１に記載のシステム。
【請求項１０】
照射のためのターゲット材料を調製する方法であって、
カートリッジマガジン内の第１の位置に配置された少なくとも１つのターゲットカートリッジを提供することであって、前記ターゲットカートリッジが、ターゲット材料を含む、提供することと、
第１のターゲットカートリッジを、照射ビームを受信するための第２の位置に位置付けることと、
箔の第１のセグメントを前記ターゲット材料の上に位置付けることと、
前記ターゲット材料に照射することと、
前記ターゲット材料を溶解させるための溶液を前記第１のターゲットカートリッジに送達することと、
前記第２の位置から前記第１のターゲットカートリッジを取り除くことと、を含む、方法。
【請求項１１】
箔の第１のセグメントを位置付けることが、自動的に行われる、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
箔の第１のセグメントを位置付けることが、第１のスプールから前記箔を巻き出すことを含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１３】
箔の第１のセグメントを位置付けることが、第１のスプールから第２のスプールへと前記箔を移すことを含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１４】
箔の前記第１のセグメントを前記ターゲット材料の上に位置付けることが、前記カートリッジを前記箔と封止接触させることを含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１５】
照射サイクルの後に、箔の第２のセグメントが、前記ターゲット材料の上に位置付けられる、請求項１０に記載の方法。
【請求項１６】
前記第１のターゲットカートリッジを位置付けることが、前記ターゲットマガジン内の棚部から前記第１のターゲットカートリッジを前進させることを含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１７】
前記第１のターゲットカートリッジを位置付けることが、前記ターゲットマガジン内の前記第１のターゲットカートリッジを移動させることを含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１８】
前記第１のターゲットカートリッジを位置付けることが、前記ターゲットマガジン内の少なくとも１つの棚部の位置を変えることを含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１９】
前記第１のターゲットカートリッジを位置付けることが、前記第１のターゲットカートリッジを前記照射ビームに対して約１８度の角度に配向することを含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項２０】
前記第１のターゲットカートリッジを前記第２の位置から取り除くことが、前記第１のカートリッジをカートリッジハウジング内の前記第１の位置に戻すことを含む、請求項１０に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本出願は、２０１８年８月２７日に出願された米国仮出願第６２／７２３，２５２号の利益を主張するものであり、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。
【０００２】
本開示の実施形態は、サイクロトロンによるターゲット材料の照射および被照射材料の局所的な溶解のための収容カートリッジの自動的な装填／取り出しに関する。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００３】
開示される主題の目的および利点は、以下の説明に記載されており、そこから明らかになり、ならびに開示される主題の実践によって学習されるであろう。開示される内容の追加の利点は、本明細書の記載された説明および特許請求の範囲において具体的に指摘される方法およびシステムによって、ならびに添付図面から、実現および達成されるであろう。
【０００４】
これらおよび他の利点を達成するために、ならびに開示される主題の目的に従って、具体化し、大まかに説明するように、開示される主題は、サイクロトロンから被照射ターゲット材料を収容するためのシステムを含み、システムは、少なくとも１つのターゲットカートリッジであって、照射のための材料を含む、少なくとも１つのターゲットカートリッジと、カートリッジマガジンであって、カートリッジマガジンが複数の棚部を含み、各棚部がターゲットカートリッジを受容するように構成された、カートリッジマガジンと、少なくとも１つのカートリッジを、カートリッジマガジン内の第１の位置から、サイクロトロンビームからの照射のための第２の位置へと移動させるための少なくとも１つのアクチュエータと、少なくとも１つの箔ディスペンサであって、箔をターゲットカートリッジの上に分配するように構成された、少なくとも１つの箔ディスペンサと、を備える。
【０００５】
いくつかの実施形態では、少なくとも１つのアクチュエータは、少なくとも１つのカートリッジを第２の位置からターゲットマガジン内の第１の位置へと戻す。いくつかの実施形態では、少なくとも１つの棚部を、ターゲットマガジン側壁に対して縦方向に変位させることができる。いくつかの実施形態では、少なくとも１つの棚部を、ターゲットマガジン側壁に対して横方向に変位させることができる。いくつかの実施形態では、少なくとも１つのターゲットマガジンは、５つの棚部を含む。いくつかの実施形態では、少なくとも１つのターゲットマガジンは、複数の棚部を積層構成で含み、各棚部は、隣接する棚部に対して平行に配向される。いくつかの実施形態では、箔ディスペンサは、箔をターゲットカートリッジの上に自動的に分配する。いくつかの実施形態では、箔ディスペンサは、複数のスプールを含み、少なくとも１つのスプールが、サイクロトロンの動作後に、使用済み箔を回収する。いくつかの実施形態では、少なくとも１つのターゲットカートリッジは、照射ビームに対して約１８度の角度に配向される。
【０００６】
本開示の別の態様によれば、照射のためのターゲット材料を調製する方法であって、方法は、カートリッジマガジン内の第１の位置に配置された少なくとも１つのターゲットカートリッジを提供することであって、ターゲットカートリッジが、ターゲット材料を含む、提供することと、第１のターゲットカートリッジを、照射ビームを受信するための第２の位置に位置付けることと、箔の第１のセグメントをターゲット材料の上に位置付けることと、ターゲット材料に照射することと、ターゲット材料を溶解させるための溶液を第１のターゲットカートリッジに送達することと、第２の位置から第１のターゲットカートリッジを取り除くことと、を含む。
【０００７】
いくつかの実施形態では、箔の第１のセグメントを位置付けることは、自動的に行われる。
【０００８】
いくつかの実施形態では、箔の第１のセグメントを位置付けることは、第１のスプールから箔を巻き出すことを含む。
【０００９】
いくつかの実施形態では、箔の第１のセグメントを位置付けることは、第１のスプールから第２のスプールへと箔を移すことを含む。
【００１０】
いくつかの実施形態では、箔の第１のセグメントをターゲット材料の上に位置付けることは、カートリッジを箔と封止接触させることを含む。
【００１１】
いくつかの実施形態では、照射サイクルの後に、箔の第２のセグメントがターゲット材料の上に位置付けられる。
【００１２】
いくつかの実施形態では、第１のターゲットカートリッジを位置付けることは、ターゲットマガジン内の棚部から第１のターゲットカートリッジを前進させることを含む。
【００１３】
いくつかの実施形態では、第１のターゲットカートリッジを位置付けることは、ターゲットマガジン内の第１のターゲットカートリッジを移動させることを含む。
【００１４】
いくつかの実施形態では、第１のターゲットカートリッジを位置付けることは、ターゲットマガジン内の少なくとも１つの棚部の位置を変えることを含む。
【００１５】
いくつかの実施形態では、第１のターゲットカートリッジを位置付けることは、第１のターゲットカートリッジを照射ビームに対して約１８度の角度に配向することを含む。
【００１６】
いくつかの実施形態では、第１のターゲットカートリッジを第２の位置から取り除くことは、第１のカートリッジをカートリッジハウジング内の第１の位置に戻すことを含む。
【００１７】
上記の一般的な説明および以下の詳細な説明の両方は、例示的なものであり、特許請求される開示される主題のさらなる説明を提供することを意図していることを理解されたい。
【００１８】
本明細書に組み込まれ、その一部を構成する添付図面は、開示される主題の方法およびシステムを例解し、さらなる理解を提供するために含まれる。説明と共に、図面は、開示される主題の原理を説明する役割を果たす。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本明細書で開示される放射性同位体生成システムに関連して用いることができる、例示的なサイクロトロンシステムの概略図である。
【図２】本明細書で開示される放射性同位体生成システムに関連して用いることができる、例示的なサイクロトロンシステムの概略図である。
【図３】本開示の実施形態による、例示的なカートリッジを例解する。
【図４】本開示の実施形態による、例示的なカートリッジの破断図を例解する。
【図５】本開示の実施形態による、その中に画定された流体チャネルを描写する、例示的なカートリッジの透視図を例解する。
【図６】本開示の実施形態による、酸チャネルの断面を描写する、例示的なカートリッジの破断図を例解する。
【図７Ａ】本開示の実施形態による、カートリッジの例示的な流体流路および代表的な温度勾配を例解する。
【図７Ｂ】本開示の実施形態による、カートリッジの例示的な流体流路および代表的な温度勾配を例解する。
【図８】本開示の実施形態による、カートリッジの例示的な流体流路および代表的な温度勾配を例解する。
【図９】本開示の実施形態による、カートリッジの例示的な流体流路および代表的な温度勾配を例解する。
【図１０】本開示の実施形態による、カートリッジと併せて使用するための例示的な冷却剤流れ分流器を例解する。
【図１１】本開示の実施形態による、照射ターゲット材料を収容するためのシステムを例解する、それぞれ、等角上面図、等角右側面図、等角部分透視図（図１４）、等角後面図、等角前面図、等角左側面図、および等角底面図を描写する。
【図１２】本開示の実施形態による、照射ターゲット材料を収容するためのシステムを例解する、それぞれ、等角上面図、等角右側面図、等角部分透視図（図１４）、等角後面図、等角前面図、等角左側面図、および等角底面図を描写する。
【図１３】本開示の実施形態による、照射ターゲット材料を収容するためのシステムを例解する、それぞれ、等角上面図、等角右側面図、等角部分透視図（図１４）、等角後面図、等角前面図、等角左側面図、および等角底面図を描写する。
【図１４】本開示の実施形態による、照射ターゲット材料を収容するためのシステムを例解する、それぞれ、等角上面図、等角右側面図、等角部分透視図（図１４）、等角後面図、等角前面図、等角左側面図、および等角底面図を描写する。
【図１５】本開示の実施形態による、照射ターゲット材料を収容するためのシステムを例解する、それぞれ、等角上面図、等角右側面図、等角部分透視図（図１４）、等角後面図、等角前面図、等角左側面図、および等角底面図を描写する。
【図１６Ａ】本開示の実施形態による、例示的な箔前進システムの分離図を例解する。
【図１６Ｂ】本開示の実施形態による、例示的な箔前進システムの分離図を例解する。
【図１７】本開示の実施形態による、例示的な箔前進システムの分離図を例解する。
【図１８】本開示の実施形態による、照射ターゲット材料を収容するためのシステムを例解する、それぞれ、等角上面図、等角右側面図、等角部分透視図（図１４）、等角後面図、等角前面図、等角左側面図、および等角底面図を描写する。
【図１９】本開示の実施形態による、照射ターゲット材料を収容するためのシステムを例解する、それぞれ、等角上面図、等角右側面図、等角部分透視図（図１４）、等角後面図、等角前面図、等角左側面図、および等角底面図を描写する。
【図２０】本開示の実施形態による、照射ターゲット材料を収容するためのシステムを例解する、それぞれ、等角上面図、等角右側面図、等角部分透視図（図１４）、等角後面図、等角前面図、等角左側面図、および等角底面図を描写する。
【図２１】本開示の実施形態による、照射ターゲット材料を収容するためのシステムを例解する、それぞれ、等角上面図、等角右側面図、等角部分透視図（図１４）、等角後面図、等角前面図、等角左側面図、および等角底面図を描写する。
【図２２】本開示の実施形態による、例示的なシステムの分解図を例解する。
【図２３】本開示の実施形態による、例示的なシステムの破断図を例解する。
【図２４】本開示の実施形態による、開放構成にある例示的なカートリッジマガジンの図を例解する。
【図２５】本開示の実施形態による、開放構成にある例示的なカートリッジマガジンの図を例解する。
【図２６】本開示の実施形態による、閉鎖構成にある分離した例示的なカートリッジマガジンの図を例解する。
【図２７】本明細書で開示されるシステムを用いるサイクロトロンの図を例解する。
【図２８】本開示の実施形態による、照射のためのターゲット材料を調製する方法を例解する。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
ここで、開示される主題の例示的な実施形態を詳細に参照し、その実施例を添付図面に例解する。開示される主題の方法および対応するステップは、システムの詳細な説明と併せて説明する。
【００２１】
本開示は、サイクロトロンからの出力を受容する放射性同位体生成システムに関するものであり、サイクロトロンは、荷電粒子（例えば、Ｈ−荷電粒子またはＤ−荷電粒子）のビームが螺旋軌道に沿って外向きに加速されるタイプの粒子加速器である。サイクロトロンは、ビームをターゲット材料に方向付けて、放射性同位体（または放射性核種）を生成する。サイクロトロンは、当技術分野で知られており、例示的なサイクロトロンは、米国特許第１０，１２３，４０６号に開示されており、構造部品および動作制御を含む全体が、参照により本明細書に組み込まれる。
【００２２】
例えば、図１は、例示的なサイクロトロン構造を描写し、粒子ビームが指定されたターゲット材料（固体、液体、または気体）に入射するように、粒子ビームが、ビーム輸送経路に沿って、抽出システム１８を通して、放射性同位体生成システム１０によってターゲットシステム１１に方向付けられる。この例示的な構成では、ターゲットシステム１１は、６つの潜在的ターゲット位置１５を含むが、所望に応じて、より多い／より少ない数のターゲット位置１５を用いることができる。同様に、サイクロトロン本体に対する各ターゲット位置１５の相対角度を変化させることができる（例えば、各ターゲット位置１５は、図２の水平軸に対して０°〜９０°の範囲にわたって角度付けすることができる）。追加的に、放射性同位体生成システム１０および抽出システム１８は、粒子ビームを異なる経路に沿ってターゲット位置１５に向かって方向付けるように構成することができる。
【００２３】
図２は、抽出システム１８およびターゲットシステム１１の拡大側面図である。例解される実施形態では、抽出システム１８は、第１および第２の抽出ユニット２２を含む。抽出プロセスは、荷電粒子が抽出箔を通過するときに、荷電粒子（例えば、加速された負の荷電粒子）の電子をストリッピングすることを含むことができ、粒子の電荷が負電荷から正電荷に変えられ、それによって、磁場内の粒子の軌跡を変える。抽出箔は、正荷電粒子を含む外部粒子ビーム２５の軌跡を制御するために位置付けられ得、および外部粒子ビーム２５を指定されたターゲット位置１５に向かって導くために使用され得る。これらのターゲット位置は、固体、液体、または気体ターゲットを含むことができる。本開示は、固体ターゲットの生成および取り出しの改善に焦点を当てる。
【００２４】
新規の放射性医薬品を開発するための取り組みは、研究者および臨床医の、医学関連の同位体を調査する種類および数を増加させてきた。ＵＳベースの加速器のネットワークは、研究者に幅広いメニューの同位体を提供するが、任意の単一の医用サイクロトロンは、１８Ｆ、１１Ｃ、１３Ｎ、および１５Ｏを生成することしかできない場合があり、他の同位体（６８Ｇａ、９９ｍＴｃ、６４Ｃｕ、８９Ｚｒ、１２３／１２４Ｉ、１１１Ｉｎなど）のサイトの供給を、生成器の有用性または別の施設からの出荷に依存させ、それによって、有用性を制限し、かつ調査コストを増加させている。医用サイクロトロン用の固体ターゲットは、この供給ギャップに対処しようとしているが、ユーザが、被照射ターゲットを手動で、または自動化システムを介して取り出すことを必要とする。
【００２５】
次いで、ターゲットを酸溶解およびカートリッジベースの精製によって処理し、精製された放射性同位体の溶液を得る。複雑な処理、高コストのサイクロトロンの「ダウンタイム」、および空間要件は、全てが、固体ターゲットの広範囲にわたる採用を妨げている。代替的に、固体ターゲットの照射によってアクセスされる同じ放射性同位体のいくつかを生成する「溶液ターゲット」を開発しようとする試みは、遠隔で、濃縮金属塩溶液（すなわち、６８Ｇａを生成するための［６８Ｚｎ］ＺｎＣｌ２または［６８Ｚｎ］Ｚｎ（ＮＯ３）２）を充填することと、照射することと、取り出すことと、を伴い、１８Ｆまたは１３Ｎ液体ターゲットを模倣し、より容易に、医用サイクロトロンが放射性金属を生成することを可能にする。そのような「溶液ターゲット」は、固体ターゲットに勝るいくつかの利点を有するが、歩留まりは数倍低く、製造拡張性を複雑にする。その結果、サイトは、しばしば、同じ同位体が他の場所で安価に購入され得る場合、ビームタイムを低歩留まりの生成に割り当てることが費用効果的でないことを見出す。その結果、放射性金属の生成は、少数の供給業者によって支配され、流通の課題、同位体の不足、および価格の急騰に悩まされる市場を作り出す。
【００２６】
これらの問題に対処するために、本開示は、固体ターゲットの高い歩留まりを「溶液ターゲット」の動作の簡単さと結びつける、固体ターゲットの生成および取り出しシステムを含む。本明細書で開示される装置およびシステムは、作業者が、複数（例えば、最大で５つ）の挿入された固体ターゲットのうちの１つを遠隔で選択し、浅い入射角で照射することを可能にし、したがって、ターゲット金属の放射性化深さを制限する。次いで、依然としてターゲット本体内に収容されている間に、被照射ターゲットを、制御された酸エッチングプロセスで溶解し、例えば、金属の頂部の数ミクロンだけを取り除く。次いで、この溶液を、さらなる試験および／または処理のために、遮蔽高温セルへと遠隔で移す。この独特のターゲット設計は、以下を含む様々な利点を提供する：
１．高い歩留まり（標準的な９０°金属ターゲットを使用して達成可能なものと同等以上）。
２．遠隔での同位体の取り出し。
３．再使用可能なターゲット（例えば、交換まで４０回の照射）。
４．再ビーミングを伴うことなく、一日に複数回、被照射ターゲットから「搾取する」オプション。
５．より高い純度／比放射能−浅い入射角が金属溶解質量を低減させる。
６．複数の異なる予め装填されたターゲット金属の遠隔での挿入。
７．溶液ターゲットで見られる１３Ｎ、１１Ｃ、および１８Ｆの共生成を回避する。
８．遠隔での分離箔の交換。
９．定期保守（Ｏリングおよびガスケットの交換）のための工具を必要としない。
【００２７】
本開示は、照射ターゲット材料のための複数の収容カートリッジ、サイクロトロンからの荷電粒子ビームによって照射するためのターゲット材料を調製および収容するためのシステム、および方法を提供する。具体的には、本システムは、サイクロトロンによる照射後にカートリッジのチャンバを封止し、かつターゲット材料の簡単な調製および高速浄化を提供する、消耗可能で、かつ自動的に交換可能な箔のスプールを含む。
【００２８】
以前のターゲット収容ユニットの浄化は、困難であり、かつ適切に行うためにかなりの時間を必要とする。放射線の残留トレースは、一般に、ターゲット材料が照射された後にサイクロトロンシステム内に存在する。放射線は人間に有害であるので、ターゲット材料の照射後のターゲット収容システムへの人間の曝露を最小にしなければならない。したがって、浄化プロセス中の技術者および研究者の放射線被曝を最小にするために、ターゲット収容システムの高速浄化が有益である。それに応じて、ターゲット材料の容易な調製および収容、ならびにターゲット材料が照射された後の高速浄化を提供する、収容カートリッジおよびシステムに対する必要性が存在する。
【００２９】
照射ターゲット材料は、一般に、当技術分野で知られている任意の好適な固体材料または任意の好適な液体材料であり得る。様々な実施形態では、照射ターゲット材料は、例えば石英などの別の好適な材料の上へ（例えば、電気めっきまたは化学蒸着を介して）蒸着される金属である。
【００３０】
一般に、照射ターゲット材料を収容するための本開示のカートリッジは、チャンバを画定する複数の壁を有するハウジングを含む。ハウジングは、当技術分野で知られている任意の好適な形状（例えば、矩形ボックス、立方体、円筒形、球形、またはこれらの任意の組み合わせ）を含み得る。ハウジングは、実質的に平坦である頂面を含み得る。チャンバは、リップを画定する複数の壁を有するハウジング内に位置付けられ得る。チャンバは、サイクロトロンの荷電粒子ビームによって照射されるターゲット材料を収容するために使用される。ターゲット材料は、固体材料（例えば、金属または金属塩）または液体材料であり得る。様々な実施形態では、ターゲット材料は、銅、銀、コバルト、鉄、カドミウム、亜鉛、インジウム、ガリウム、ルテチウム、テルル、またはその金属塩であり得る。リップは、ハウジングの頂面に対して平行であり、かつ整列される、実質的に平坦な表面を含み得る。ハウジングの頂面は、使用中にチャンバを封止する、使い捨て箔に接触させるための箔接触表面を形成し得る。様々な実施形態では、ターゲット材料は、チャンバ内部で加熱され、それによって、溶液中に捕捉される気体の形態で、放射性同位体（例えば、１２４Ｉ）を放出し得る。様々な実施形態では、溶液は、酸性（例えば、ＨＣｌ溶液）であり得るか、または塩基性（例えば、ＮａＯＨ溶液）であり得る。本開示の一態様によれば、ターゲット材料は、誘導コイルを使用することなく、カートリッジ内で加熱するが、装置内に安全に配置することができる。追加的または代替的に、ターゲット材料は、生成装置の高温セル内で遠隔で加熱することができる。様々な実施形態では、当技術分野で知られている乾留プロセスが使用され得る。様々な実施形態では、チャンバは、１０立方ｍｍ〜１０００立方ｍｍの容積を有し得る。好ましくは、チャンバの容積は、５０立方ｍｍ〜１００立方ｍｍである。
【００３１】
サイクロトロン内のターゲット材料に照射する製品は、例えば、１５Ｏ、１１Ｃ気体、液体１８Ｆ、固体ＴＲＧ、６８Ｇａ、６７Ｇａ、８９Ｚｎ、６４Ｃｕ、１３Ｎ、１２３／１２４Ｉ、１７７Ｙ、９９ｍＴｃ、１１Ｉｎなどであり得る。
【００３２】
様々な実施形態では、カートリッジは、当技術分野で知られている任意の好適な金属から作製され得る。例えば、カートリッジは、アルミニウム、鋼、チタン、鉛、タンタル、タングステン、銅、銀、または、金属の任意の好適な組み合わせ（例えば、金属合金）から作製され得る。様々な実施形態では、カートリッジは、ポリマー、例えば、ポリエチレン、ポリウレタン、ポリエチレンテレフタレート、ポリ塩化ビニルなどを含み得る。様々な実施形態では、カートリッジは、機械加工（例えば、ＣＮＣ機械加工）、３Ｄ印刷（例えば、直接金属レーザ焼結法（ＤＭＬＳ）および熱溶解積層法（ＦＤＭ）を使用する）、または当技術分野で知られている任意の好適な製造技術によって作製され得る。様々な実施形態では、本明細書で説明するシステムの１つ以上の構成要素は、部品（複数可）がより低い気孔率およびより高い密度を有するように製造され得る。当業者は、本明細書で説明する構成要素を製造するために、任意の好適な３Ｄ印刷技術が使用され得ることを認識するであろう。
【００３３】
様々な実施形態では、ハウジングは、チャンバの外周の周囲に配置され、リップの表面からハウジングの頂面を分ける、溝を含み得る。溝内には、ガスケットが配置され、それによって、ハウジングが使い捨て箔と接触したときに、チャンバを封止し得る。様々な実施形態では、溝は、ガスケットの厚さの最大８０％の深さを有し得る。好ましくは、溝の深さは、ガスケットの総厚さの６０％である。様々な実施形態では、ガスケットは、ガスケットの厚さの最大８０％だけ溝から延在し得る。好ましくは、ガスケットは、ガスケットの厚さの４０％だけ溝から延在する。様々な実施形態では、ガスケットは、例えばアルミニウムガスケットなどの金属ガスケットであり得る。様々な実施形態では、箔は、例えばアルミホイル、タンタル箔、チタン箔、Ｈａｖａｒ（コバルト合金）箔などの金属箔、または任意の他の好適な金属箔であり得る。例えば、箔は、約２０〜５０μｍの厚さ、約１インチの幅、および約１〜２ｍ（本明細書でさらに詳細に説明するように、スプールの周囲に巻き付ける）の長さで提供され得る。様々な実施形態では、箔は、分離箔であり、それによって、システムの他の構成要素からターゲット材料を分離し得る。様々な実施形態では、箔は、ビームディグレーダとして作用し、それによって、サイクロトロンの荷電粒子ビームをターゲット材料に照射する前に分散させ得る。
【００３４】
チャンバの複数の壁のうちの１つ以上は、複数の開口を含み得る。カートリッジは、ハウジング内に配置され、かつ複数の開口を介してチャンバに流体結合された、第１の流体回路（入口および出口を有する）をさらに含む。第１の流体回路は、１つ以上の物質（例えば、酸、塩基、緩衝液、水、および／または気体）をチャンバの中へ、および／またはチャンバから輸送するために使用され得る。第１の流体回路は、例えば、加圧された気体（例えば、空気）を第１の流体回路の入口（または出口）に供給することによって、チャンバを使用後に浄化するために使用され得る。様々な実施形態では、第１の流体回路のパイプおよび／または空洞の直径は、１ｍｍ〜５ｍｍであり得る。様々な実施形態では、流体回路の直径は、１／８インチ〜１／４インチであり得る。いくつかの実施形態では、流体回路は、非円形、例えば楕円形状の導管である。
【００３５】
カートリッジは、ハウジング内に配置され、かつチャンバの周囲に延在する、第２の流体回路（入口および出口を有する）をさらに含む。第２の流体回路は、第１の流体回路から流体的に分離される。様々な実施形態では、第２の流体回路のパイプの直径は、１ｍｍ〜５ｍｍであり得る。様々な実施形態では、第２の流体回路の入口および出口は、第１の流体回路の入口と同じハウジングの側部に配置される。いくつかの実施形態では、２つの流体回路の入口／出口は、ハウジングの異なる、例えば対向する側部に配置される。
【００３６】
様々な実施形態では、照射ターゲット材料を収容するための本開示のシステムは、縦方向軸を有するフレームと、縦方向軸と整列させたオリフィスと、スロットと、を含む。様々な実施形態では、オリフィスは、サイクロトロンの荷電粒子ビームを受信し、ビームをチャンバに方向付け、それによって、ターゲット材料に照射するように構成される。様々な実施形態では、スロットは、その上に位置付けられた（上で説明した）カートリッジを受容するように構成された位置付けトレイを含み得る。位置付けトレイは、カートリッジの簡単なアクセスを技術者および／または研究者に提供するように、スロットの内外に摺動し得る。
【００３７】
様々な実施形態では、スロットは、縦方向軸に対してある角度で配置され得る。様々な実施形態では、角度は、縦方向軸から１度〜９０度であり得る。好ましくは、角度は、１０度〜２５度である。いくつかの実施形態では、角度は、１８度である。スロット内で、荷電粒子ビームの軸（すなわち、縦方向軸）に対してある角度に位置付けられた場合に、照射されるカートリッジの領域が増加し得る。これは、９０度に配向されたビームと比較して、強化された冷却およびより効果的なビーム劣化を可能にするという点で有益である。様々な実施形態では、角度は、生産歩留まりを最大にしながら、必要とされる照射ターゲット材料の量を最小にするように選択され得る。様々な実施形態では、角度は、ビームの形状／断面、ターゲットの幾何学形状／断面、および／または既存の設置されたターゲット装置の空間的制限に部分的に基づいて選択され得る。１８度の角度は、製造業者（例えば、ＧＥ  ＰＥＴｔｒａｃｅ）によって供給される特定のサイクロトロン機器を改造する場合に特に有益であり得る。
【００３８】
様々な実施形態では、システムは、フレームに取り付けられたガイドを含み得る。様々な実施形態では、ガイドは、実質的に平坦である係合表面を含み得、カートリッジのハウジングに係合するように構成され得る。ガイドは、閉鎖位置ではガイドがカートリッジの対応する係合表面に接触する係合表面を含むように、および開放位置ではガイドがカートリッジと全く接触しないように、フレームにヒンジ結合され得る。様々な実施形態では、ガイドの回転は、サイクロトロン内の隣接するターゲット容器に基づいて制限され得る。様々な実施形態では、ガイドは、取り外し可能である。例えば、ガイドは、ガイド上の１つ以上のフランジの磁石を介してフレームに固定され得る。様々な実施形態では、カートリッジの係合表面は、ハウジングの表面およびリップの表面から隆起し得、同じＸ−Ｙ平面で整列され得る。様々な実施形態では、カートリッジの係合表面は、０．１ｍｍ〜２ｍｍだけ隆起する。好ましくは、係合表面は、０．４ｍｍ〜１ｍｍだけ隆起する。様々な実施形態では、ガイドの係合表面は、カートリッジの係合表面に係合して、そこを通る箔を受容するように適合されたガイドとカートリッジとの間の間隙を形成する。様々な実施形態では、システムは、フレームに回転可能に取り付けられたスプールを含む。様々な実施形態では、スプールは、ガイドに取り付けられて回転可能であり得る。様々な実施形態では、箔のロールは、スプールに位置付けられ、ガイドに沿って、かつガイドとカートリッジとの間の間隙を通して供給され得る。様々な実施形態では、ガスケットがカートリッジの溝内に定置され、箔が間隙を通して供給されるときに、箔は、ガスケットに接触し得る。閉鎖位置にあるときに、ガイドは、力を及ぼして、箔をガスケットに対して押圧し、それによって、カートリッジのチャンバを封止し得る。様々な実施形態では、ガイドは、チャンバのガスケットと接触し、それによって、チャンバを封止する、ガスケットを含み得る。様々な実施形態では、箔は、箔が２つのガスケットの間に挟まれるように、２つのガスケットの間に配置され得る。
【００３９】
様々な実施形態では、システムは、前部フランジ、後部フランジ、冷却フランジ、および／または接続プレートをさらに含み、それによって、システムをサイクロトロンに接続し得る。
【００４０】
様々な実施形態では、照射のためのターゲット材料を調製する方法は、ターゲット材料をターゲット材料収容カートリッジのチャンバの中へ装填することを含み得る。様々な実施形態では、本方法は、複数のカートリッジのマガジンから単一のカートリッジを選択することと、選択したカートリッジを、スロットに内に摺動可能に配置された位置付けトレイ上に位置付けることと、を含み得る。様々な実施形態では、本方法は、位置付けトレイをフレームのスロットの中へ摺動させることを含み得る。様々な実施形態では、本方法は、フレームに取り付けられたガイドの周囲に箔のスプールを巻き出すことを含み得る。様々な実施形態では、本方法は、カートリッジを箔と接触させ、それによって、チャンバを流体封止することを含む。様々な実施形態では、カートリッジは、その中に配置されたガスケットを有する溝を含み、カートリッジを接触させることは、ガスケットを箔と接触させることを含む。ターゲット材料が照射された後、箔をさらに巻き出して、箔の未使用部分をターゲットチャンバの上に送達し得る。追加的に、使用済みカートリッジは、取り出して、マガジンに戻すことができ、上で説明した後続のサイクルのために、新しいカートリッジが位置付けられる。
【００４１】
図３は、本開示の実施形態による、例示的なカートリッジ１００を例解する。図４は、本開示の実施形態による、例示的なカートリッジ１００の部分破断図を例解する。カートリッジ１００は、実質的に平坦であるチャンバ１０４の外周の周囲にリップ１０３ｂを画定するチャンバ１０４を有する、ハウジング１０２を含む。チャンバは、略楕円形状であり得るが、当業者は、任意の好適な形状（例えば、長円形、長方形など）が使用され得ることを認識するであろう。ハウジング１０２は、実質的に平坦である頂面１０３ａと、実質的に平坦である係合表面１０７と、を含む。頂面１０３ａおよびリップ１０３ｂの表面は、面一、すなわち、互いに平行で、同じＸ−Ｙ平面（Ｚが高さである場合）内で互いに整列され得る。係合表面１０７は、頂面１０３ａの平面およびリップ１０３ｂの表面から隆起させることができるか、または（例示的な実施形態に示されるように）面取りされた縁部とすることができる。カートリッジの側壁は、平面または曲線形（例えば、凸形状で外方へ延在する）であり得る。
【００４２】
ハウジング１０２は、リップ１０３ｂの表面から頂面１０３ａを分ける溝１０６をさらに含む。ガスケットは、チャンバを封止するために、溝内に配置され得る。
【００４３】
チャンバ１０４は、２つの実質的に直線で平行な壁と、両端部の湾曲壁と、含む。チャンバ１０４の壁の各々は、そこを通って延在する複数の開口１０８を含む。カートリッジ１００は、開口１０８を介してチャンバ１０４と流体連通する、入口１１０ａおよび出口１１０ｂを有する第１の流体回路をさらに含む。上で説明したように、第１の流体回路は、酸、塩基、緩衝液、水、または気体（例えば、空気）を供給するために使用され得る。第１の流体回路は、サイクロトロンによる照射の後および／または前に、任意の好適な浄化剤（例えば、水または空気）でチャンバ１０４をフラッシングして、チャンバ１０４を浄化するために使用され得る。
【００４４】
カートリッジ１００は、入口１１２ａと、同じオリフィス／開口であり得る出口１１２ａと、を有する、第２の流体回路をさらに含む。冷却剤分流器１５０（下でさらに詳細に説明する）は、同じチャネル１１２内の冷却剤流体入口および出口経路を分離する。第２の流体回路１１２は、第１の流体回路１１０から流体的に分離され、照射中にチャンバ１０４を冷却するための熱交換器として使用され得る。第２の流体回路は、チャンバ１０４の下側に配置され、様々な実施形態では、チャンバ１０４と直接接触し得る。様々な実施形態では、チャンバ１０４内部のターゲット材料を冷却するために、第２の流体回路１１２を通して水が圧送され得る。描写される例示的な実施形態では、第１の流体回路の入口１１０ａならびに第２の流体回路の入口１１２ａおよび出口１１２ｂは、ハウジング１０２の同じ側部１０５に位置付けられるが、当業者は、入口および出口がハウジング１０２の任意の好適な側部に位置付けられ得ることを認識するであろう。追加的に、および図４に示されるように、カートリッジは、ガイドクランプ２０６とカートリッジマガジン棚部３０２（下でさらに詳細に説明する）との間で移すときにカートリッジ１００を保持することができる、複数の磁石１１５（例えば、ニオブ）を含むことができる。
【００４５】
図５〜図１０は、図６に示されるようにガスケットを受容するための溝１０６’がチャンバ１０４’と隣接するように、リップ１０３ｂ’がハウジングの頂面１０３ａ’に対して隆起している、カートリッジ１００’の別の実施形態を描写する。図７〜図９は、例示的な温度勾配が冷却媒体によって達成される、カートリッジ全体にわたる例示的な流れパターンを描写する。図７Ａ〜Ｂに示されるように、冷却媒体は、導管１１２ａ’を介して約０．５ｋｇ／秒の流速で供給され、カートリッジ回路を通って進行してチャンバ１０４’からの熱を保持し、約１４ｐｓｉの圧力で１１２ｂ’を出ることができる。示される実施形態では、カートリッジ１００’は、導管を２つの構成要素の間の流体移送のために整列するように、位置付けトレイ２０２（下でさらに詳細に説明する）に結合することができる。
【００４６】
いくつかの実施形態では、図７〜図１０に示されるように、カートリッジ１００’内に収容することができる冷却剤分流器１５０を含むことができる（図９は、見易くするためにカートリッジを取り除いた、位置付けトレイ２０２に結合された水分流器を描写し、図１０は、分離された冷却剤分流器を描写する）。冷却剤分流器は、テーパ状の様式で側部に沿って延在する複数のフィン１５１’を含むことができ、前端部（すなわち、流れる冷却媒体に係合する側部）は、後端部よりも高い高さを有する。フィンは、示されるように、弧状形状で形成することができる。追加的に、冷却剤分流器は、フィン１５１’の間に横方向に延在する複数のリブ１５２’を含むことができる。これらの隆起した表面特徴（フィンおよびリブ）は、冷却媒体の乱流を作り出す役割を果たし、それによって、図７〜図９で流体経路の矢印によって示されるように冷却媒体をターゲットの内部後部側と接触させることによって、カートリッジチャンバ１０４’との熱伝達を促進する。動作中に、冷却媒体（例えば、水）は、入口１１２ａを介してカートリッジに入り、分流器１５０（および下部のチャンバ１０４）の頂部の上を進行し、次いで、冷却剤分流器１５０（図９に示されるように）の遠位端の周囲をループし、そして、同じオリフィス１１２ｂを介してカートリッジを出る（その後に、示されるように、位置付けトレイ２０２内の異なるチャネルに分流される）。
【００４７】
図１１〜図２６は、本開示の実施形態による、照射ターゲット材料を収容するためのシステム１０００を例解する。システム１０００は、（ターゲットカートリッジ１００を少なくとも部分的に受容するための）受容フレーム２０４のスロット２０３内に摺動可能に配置された、位置付けトレイ２０２を含む。様々な実施形態では、本明細書で説明するシステムは、インターロックソフトウェアのパーミッションとリンクされたコンピュータ制御の下で動作し、それによって、カートリッジの不用意な開放または脱落を防止する（不用意な曝露／汚染を防止する）。図２３に示されるように、位置付けトレイ２０２は、その上に位置付けられたカートリッジ１００を有し、スロット２０３は、縦方向軸２０５から角度θ、すなわち、例えば１８度で配置される。フレーム２０４は、サイクロトロンの荷電粒子ビーム２５をカートリッジ１００のチャンバ内のターゲット材料に方向付けるように構成された縦方向軸２０５と整列された、オリフィス２１６をさらに含む。
【００４８】
ターゲットカートリッジのガイドクランプへの装填
システム１０００は、フレーム２０４に回転可能に結合され、かつ箔のスプール２１４に嵌合するように構成された切り欠き２０６ａを有する、ガイドクランプ２０６をさらに含む。例えば、ガイドクランプ２０６は、ヒンジを中心に枢動して、クラムシェル様式で開放および閉鎖することができる。ターゲット１００の下側に配置されたアクチュエータ２２６は、ガイドクランプ２０６を開放および閉鎖する動作を含むことができる。いくつかの実施形態では、スロット２２７内のアクチュエータ２２６の直線運動がガイドクランプを閉鎖してターゲットチャンバを封止し、システムを動作させる準備を完了するように、ラックアンドピニオンシステムが用いられる。図１４に最良に示されるように、スロット２２７の第１の部分内のアクチュエータ２２６の運動は、ガイドクランプ２０６とターゲットカートリッジ１００との間の相対並進運動を提供し、スロットの下方角度付き部分２２７ａ内のアクチュエータの運動は、ガイドクランプ２０６とターゲットカートリッジ１００との間の相対回転運動を提供する。例えば、アクチュエータ２２６が部分２２７ａに到達すると、アクチュエータ（したがって、ガイドクランプ構成要素（複数可））が下方へ付勢されて、ターゲット容器１００にクランプ力を提供する。いくつかの実施形態では、照射ビーム２５の作動を許可する前に、封止を形成する圧縮力および十分な封止が確立されたときの信号を監視するためのセンサを含む。アクチュエータは、異なる速度で、ならびに可変圧縮力によってアクチュエータを前進および後退させるように動作させることができる、サーボモータ２３０によって駆動することができる。いくつかの実施形態では、モータ２３０は、図２０に示されるように、システムの底部に位置付けることができる。
【００４９】
ガイドクランプ２０６サブアセンブリは、ターゲット１００の流体回路（複数可）と流体連通する、熱伝達（例えば、冷却）回路を含むことができる。例えば、ガイドクランプは、ターゲット材料の照射中に、対応するターゲットカートリッジ流体回路１１０、１１２を通して冷却媒体（例えば、水）を循環させる入口２１０ａ、２１２ｂおよび出口２１０ｂ、２１２ｂを有する、第１の流体回路２１０および第２の流体回路２２０を有することができる。いくつかの実施形態では、流体回路２１０ａ、ｂは、冷却媒体（例えば、ヘリウム）を箔の上面の上に方向付けて、箔の温度を低下させること、および照射中のターゲットチャンバ１０４内の圧力の増加による箔の任意の座屈または隆起を緩和することができる。追加的に、ガイドクランプ２０６は、照射が行われた後にターゲットを溶解させるために用いられるエッチング材料を循環させてターゲット材料の取り出しを促進するための、ターゲットチャンバ側壁内の開口１１８と流体連通するポート２２０ａ、ｂを含むことができる。
【００５０】
ガイドクランプ２０６は、磁力、機械的結合（例えば、タングおよび溝）、または干渉嵌合を介して共に結合させることができる、複数の取り外し可能な部品で構成することができる。例えば、図１２に示されるように、側壁２３１ａ、ｂは、スプール２１４を挟むことができ、および（図１６〜図１７に最良に示されるように）スプール２１４にアクセスして箔２５０を交換することを可能にすることができるように、ガイドクランプ２０６の残部に対して取り外し可能であり得る。
【００５１】
自動的な箔の動作
本開示の別の態様によれば、および図１４に示されるように、本明細書で開示されるシステムは、箔（サイクロトロンの複数サイクルの動作に十分な）の局所的な供給を提供する第１のスプール２１４ａと、箔を前進させるための（使用済み箔の除去および後続の照射サイクルのための新しい箔のセグメントの送達のための）第２のスプール２１４ｂと、を含むことができる。動作中に、箔は、ガイド２０６の底部の周囲を通過し、スロット２０３の開口部の近くから出る。箔は、必要な場合に、手動で前進させることができるが、本明細書で説明する自動的な動作が好ましく、使用済み箔は、第２のスプール２１４ｂに回収される。図１４〜図１７に示される例示的な実施形態では、スプール（複数可）の回転駆動のための、スプール２１４に隣接し、かつそれに対して垂直な配向で位置付けられた、サーボモータ２１５が提供される。示されるように、モータ２１５は、スプール２１４ｂに直接リンクされ、箔の張力が、スプール２１４ａの結果として生じる運動を駆動する。
【００５２】
追加的に、箔２５０は、セグメントの交換を描写する（すなわち、使用済みの箔を交換するまで、十分な長さの箔を前進させたときに、作業者に伝えるための）表示と、ターゲットチャンバの開口部に相応したサイズでの箔の各セグメントの前進を制御して適切な整列を確実にするためのプログラム可能な論理と、を含むことができる。本開示は、使用済みの箔の自動的な前進／交換を提供するので、使用済みの箔を取り出し／交換するために、人員が、被照射材料に曝露されるリスクを冒す必要性が存在しない。いくつかの実施形態では、センサがスプール２１４に組み込まれて、スプールの動作（例えば抵抗、速度など）を監視し、箔交換の任意の中断を（遠隔に位置する）作業者に通知する。
【００５３】
ターゲットカートリッジの交換
本開示の別の態様によれば、図２３〜図２６に最良に示されるように、複数のターゲットカートリッジ１００は、ターゲットマガジンサブシステム３００内に収容することができる。各ターゲットカートリッジ１００は、可動棚部３０２上に保持することができ、これは、上で説明したように、後続の箔の前進および照射のために、ガイドクランプ２０６に挿入するための適所に第１のカートリッジ１００を装填するように、再位置決めする、例えば上方／下方に並進させることができる。示される例示的な実施形態では、５つのそれぞれのターゲットカートリッジ１００を保持するための、５つの棚部３０２（および、上部カバー）が提供されるが、所望に応じて、より多い／より少ない棚部を用いることができる。ターゲットマガジンサブシステム３００のサイズは、システム１０００が用いられる特定のサイクロトロンに対する利用可能な空間だけによって抑制される。
【００５４】
各棚部３０２は、マガジン壁３００に確実に結合させることができ、いくつかの実施形態では、位置付けトレイ２０２上の対応するセンサ（または構造）と通信して、照射のためにターゲットカートリッジ１００のガイドクランプ２０６への挿入を可能にする前に、マガジン壁の間の適切な整列を確実にするために、近位縁部に位置するセンサを含む。例えば、センサは、光学センサまたは磁気センサであり得る。追加的に、いくつかの実施形態では、構造的な機構（例えば、ドアまたはレバー）を、棚部（またはマガジン壁）の近位縁部に含んで、ターゲットカートリッジ１００の前進を制止すること（例えば、カートリッジの位置付けトレイ内への偶然または早期の挿入を回避すること）ができる。
【００５５】
棚部３０２（および、その上に位置付けられた任意のターゲットカートリッジ１００）の第１の方向の（例えば、上方／下方の並進）運動は、サーボモータ３１５によって駆動されて、選択した棚部を位置付けトレイ２０２と整列させるためのその所望の位置まで隆起および下降させることができる。同様に、棚部（および、その上に位置付けられる任意のターゲットカートリッジ１００）の第２の方向の（例えば、前方／後方の並進）運動は、サーボモータ３１６によって駆動されて、選択した棚部を位置付けトレイ２０２と整列させるためのその所望の位置まで挿入および後退させることができる。ターゲットカートリッジ１００の照射の完了時に、マガジンサブシステム３００は、ターゲットカートリッジ１００を受容するための空の棚部３０２を位置付けて、モータ３１６は、カートリッジを位置付けトレイから引き出して、カートリッジを棚部３０２上に装填する。次いで、モータ３１５を介して棚部３０２をインデックスして、別のカートリッジ１００がその上に配置された（使用済みカートリッジを受容した上述した棚部に隣接する、またはそこから離間された）別の棚部を、位置付けトレイ２０２と整列させることができる。次いで、モータ３１６を作動させて、カートリッジ１００を後続の照射サイクルのために位置付けトレイの中へ前進させることができる。
【００５６】
追加的または代替的に、モータ３１５は、マガジン３００のピッチを調整して、特定の内部棚部３０２を位置付けトレイと整列させるように動作させることができる。そのような実施形態は、上で説明したように、それぞれの棚部３０２の局所的運動の代わりに、マガジンサブアセンブリ３００の大域的運動を提供する。いくつかの実施形態では、マガジンサブアセンブリ（および、その中の棚部３０２）の大域的運動および局所的運動の両方を用いることができる。
【００５７】
いくつかの実施形態では、棚部３０２は、異なるターゲット材料のカートリッジ１００を格納することができる。また、カートリッジ１００は、マガジン３００内で個々に、または全体を交換することができる（例えば、所望のターゲット材料が予め装填された、５つのターゲットカートリッジを、マガジンに同時に装填することができる）。同様に、棚部３０２は、個々に、または全体を交換することができる。マガジン３００は、複数の壁を含むことができ、そのうちの少なくとも１つは、棚部３０２へのアクセスを可能にするために開放される戸口としての役割を果たすように、隣接する壁に対して着脱可能である。また、使用済みカートリッジのこの自動的な除去および後続のカートリッジの装填は、人手の介入の必要性を排除し、それによって、安全性を向上させる。図２４〜図２５に示される実施形態では、マガジンは、開放構成にあり、ドア３０３が閉鎖位置（図２５に示される）まで回転するようにヒンジ的に取り付けられており、閉鎖位置では、棚部３０２が、位置付けトレイ２０２と整列するように位置付けることができる。
【００５８】
サイクロトロンへの結合
システム１０００は、ＧＥ  ＰＥＴｔｒａｃｅサイクロトロンなどのサイクロトロンに接続するための前部フランジ２０８をさらに含む。前部フランジ２０８は、サイクロトロンの荷電粒子ビームをカートリッジ１００のチャンバのターゲット材料に方向付けるための、縦方向軸２０５と整列させたオリフィスを含むことができる。様々な実施形態では、ターゲット材料は、事前定義温度（例えば、７３３℃）まで加熱することができる。また、被照射ターゲット材料（例えば、固体、液体、または気体）のサイズまたは状態は、後続の処理および合成のために、どの送達ラインに材料をルーティングさせ得るかを決定することができる。様々な実施形態では、ターゲットマガジンの特定の配向および位置は、蒸留ユニットの設置面積を最小にし、システム１０００が接続されるサイクロトロンのポートに関して、より大きい柔軟性を可能にする。図２７に示されるように、システム１００は、サイクロトロンの１つのポートに接続することができ、いくつかの実施形態では、複数のシステム１００を同じサイクロトロンに接続することができる。
【００５９】
追加的に、システム１０００には、サイクロトロンの動作中に用いられる様々な周辺機器、例えば管の管理および保守を可能にするシュラウド４００を含むことができる。シュラウド４００は、システム１０００の長さを拡張することができ、その側壁に通気口を含むことができる。
【００６０】
図２８は、本開示の実施形態による、照射のためのターゲット材料を調製する方法２０００を例解する。２００２で、ターゲット材料がカートリッジのチャンバに装填される。２００４で、カートリッジがフレームのスロットに装填される。２００６で、フレームに取り付けられたガイドの周囲に箔のスプールが自動的に巻き出される。スプールは、フレームに回転可能に取り付けられる。２００８で、カートリッジを箔と接触させ、それによって、チャンバを流体封止する。２０１０で、サイクロトロンを動作させて、ターゲット材料に照射する。２０１２で、被照射ターゲット材料を（人手の介入を伴うことなく）ターゲットから取り除く。２０１４で、箔の新しい部分を前進させて、箔の使用済み部分を交換し、それによって、別の繰り返しのためにシステムをリセットする。２０１６で、使用済みターゲットカートリッジを取り除き、新しいターゲットカートリッジをターゲットマガジンから取り出し、後続の照射のためのガイドクランプ内の位置に挿入する。様々な実施形態では、方法ステップの順序は、図に記された順序以外で生じ得る。例えば、連続して示される２つのブロックが、実際には、実質的に同時に実行され得るか、またはブロックは、あるときには、関係する機能に依存して、逆の順序で実行され得る。
【００６１】
本開示は、複数のターゲットカートリッジを収容し、選択したターゲットカートリッジを照射のための位置に自動的に挿入し、箔を前進させてターゲットチャンバへの照射を促進し、（所望に応じて）追加の照射のために箔を交換し、被照射材料を取り出すための溶解セルとしての役割を果たし、使用済みターゲットカートリッジを取り除き、後続の動作サイクルための新しいカートリッジを挿入する、内蔵システムを提供する。その結果、溶解したターゲット材料および溶解媒体だけが、ターゲットシステムと任意の後処理セル／研究室との間で移される。
【００６２】
したがって、本開示は、被照射材料を妨害することのない（それによって、不純物のリスクを排除する）、および人手によるアクセス／介入を必要としない（それによって、曝露のリスクを排除する）、ターゲット材料を、まだターゲット容器内にある間に処理し、さらなる合成のために、溶解したターゲット材料を研究室に移すためのシステムおよび方法を提供する。
【００６３】
本発明の様々な実施形態の説明を、例解を目的として提示してきたが、網羅的であること、または開示される実施形態に限定することを意図していない。説明される実施形態の範囲および趣旨を逸脱しない範囲で、数多くの修正例および変形例が当業者に明らかになるであろう。本明細書で使用される用語は、実施形態の原理、市場において見出される技術に勝る実用的な応用、または技術的な改善を最良に説明するために、または本明細書で開示される実施形態を他の当業者が理解することを可能にするために選択した。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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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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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６Ａ】
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【図１６Ｂ】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【国際調査報告】
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