(57)【要約】  実施形態に係るビーム窓は、内側領域と外側領域とを有する箔を備え得る。箔の内側領域はドーム型になり得る。ドーム型内側領域の中心部は、箔の外側領域よりも薄くなり得る。ビーム窓は、窓モジュールを形成するために、フランジを溶接し得る。ターゲットアセンブリでは、１つ以上の窓モジュールが利用され得る。ターゲットアセンブリは、実施形態に係るターゲットシステムを形成するために、冷却ユニットおよび／またはコリメータをさらに含み得る。
2010530965.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内側領域と外側領域とを有する箔を備えており、上記箔の上記内側領域はドーム型であり、上記ドーム型内側領域の中心部は、上記箔の上記外側領域よりも薄いことを特徴とするビーム窓。
【請求項２】
上記箔は、ニオブ、タングステン、ニッケル系合金、コバルト系合金、または鉄系合金により形成されている請求項１に記載のビーム窓。
【請求項３】
銀または銅の電気めっき層をさらに備えている請求項１に記載のビーム窓。
【請求項４】
上記ドーム型内側領域の上記中心部の厚さと、上記箔の上記外側領域の厚さとの比率は、約１対２である請求項１に記載のビーム窓。
【請求項５】
上記ドーム型内側領域の上記中心部の厚さは約１３μｍであり、上記箔の上記外側領域の厚さは約２５μｍである請求項４に記載のビーム窓。
【請求項６】
フランジと、
上記フランジが溶接された、請求項１に記載のビーム窓を備えている窓モジュール。
【請求項７】
ビーム絞りと、ターゲットチャンバーと、少なくとも１つの請求項６に記載の窓モジュールとを含むターゲットアセンブリを備えているターゲットシステム。
【請求項８】
上記ターゲットチャンバーは、約１２０ｍｍから２５０ｍｍの長さを有している請求項７に記載のターゲットシステム。
【請求項９】
上記少なくとも１つの窓モジュールは、２つの窓モジュールを含んでおり、上記２つの窓モジュールは、その間における冷却チャネルを画定する請求項７に記載のターゲットシステム。
【請求項１０】
上記冷却チャネル内における圧力は、上記ターゲットチャンバー内における圧力よりも小さい請求項９に記載のターゲットシステム。
【請求項１１】
上記冷却チャネルに冷却液を供給するように構成された冷却ユニットをさらに備えている請求項９に記載のターゲットシステム。
【請求項１２】
上記冷却液は、液体ヘリウムである請求項１１に記載のターゲットシステム。
【請求項１３】
照射ビームを形成するコリメータをさらに備えている請求項７に記載のターゲットシステム。
【請求項１４】
ドーム型のくぼみを有する金型に近接してシート材料を配置する工程と、
ビーム窓を形成するように、作動液を含んでいる上記ドーム型のくぼみに、上記シート材料を圧入する工程とを含んでおり、上記ビーム窓は、内側領域と外側領域とを有しており、上記ビーム窓の上記内側領域はドーム型であり、上記ドーム型内側領域の中心部は、上記ビーム窓の上記外側領域よりも薄い、ビーム窓の形成方法。
【請求項１５】
上記シート材料に約４０００バールの圧力において上記作動液を作用させることによって、上記ドーム型のくぼみに上記シート材料を圧入する請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
上記シート材料は、圧入後に熱処理されることを特徴とする請求項１４に記載の方法。
【請求項１７】
ターゲットチャンバー内において原料ガスを加圧する工程と、
少なくとも１つのビーム窓を通して、上記原料ガスに照射する工程とを含んでおり、上記ビーム窓は、内側領域と外側領域とを有しており、上記ビーム窓の上記内側領域はドーム型であり、上記ドーム型内側領域の中心部は、上記ビーム窓の上記外側領域よりも薄い、放射性同位体の製造方法。
【請求項１８】
上記原料ガスは、照射前において約１３バールから２３バールの圧力を有しており、照射中において約４０バールから７０バールの圧力を有している請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
上記原料ガスは、約３５０μＡから５００μＡにおけるビーム電流によって照射されることを特徴とする請求項１７に記載の方法。
【請求項２０】
液体ヘリウムを用いて、上記ビーム窓を冷却する工程をさらに含む請求項１７に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
〔優先権を主張する明細書〕
本願は、米国特許商標庁（ＵＳＰＴＯ）に，２００７年６月２２日に出願された米国仮出願第６０／９４５，５８６における、米国法典第３５編１１９条（ｅ）項に基づく優先権を主張するものであり、本明細書は、参照される該米国仮出願の内容を含むものである。
【０００２】
〔背景技術〕
〔技術分野〕
本願に係る実施形態は、放射性同位体の製造方法およびシステムに関する。
【０００３】
〔従来技術の詳細〕
放射性同位体は、従来、特化型および自己完結型として設計されたターゲットアセンブリにおいて原料物質（原料ガスなど）を照射することによって製造されている。この、原料物質の照射による製造方法では、ガスを含む容器を必要とし、この容器は薄いバリア（通常、「窓」または「ビーム窓」として知られる）によって真空の加速器と隔てられている。このビーム窓は、照射ビームに対して相対的な透過性を有する。
【０００４】
ビーム窓として金属薄箔が広く用いられている。ビーム窓は、照射ビームに対して相対的な透過性（特に、ビーム電流が大きい場合）を有するが、それでも一部のビームエネルギーを吸収するので、適切に冷却を行わなければ、熱損傷を受ける可能性がある。ビーム窓は様々な構成および物質を用いて製造されてきたが、どのような構成および物質を用いた場合でも、それぞれ、ビーム窓の性能に影響を与える傾向があった。
【０００５】
〔発明の要約〕
実施形態に係るビーム窓は、内側領域と外側領域とを有する箔を有し得る。上記箔の内側領域はドーム型になり得て、このドーム型内側領域の中心部は、上記箔の外側領域より薄くなり得る。上記箔は、ニオブ、タングステン、ニッケル系合金、コバルト系合金、または鉄系合金で形成され得る。本ビーム窓は、電気めっきにより銀、銅、および／または金の層を形成した構成となり得る。上記箔のドーム型内側領域の中心部と上記外側領域との厚さの比率は約１対２になり得る。例えば、上記箔のドーム型内側領域の中心部の厚さは約１３μｍでもよく、上記箔の外側領域の厚さは約２５μｍでもよい。本ビーム窓は、フランジを溶接して、実施形態に係る窓モジュールを形成し得る。例えば、本ビーム窓は、電子ビームを用いて、コンフラット（ＣＦ）フランジを溶接し得る。
【０００６】
実施形態に係るターゲットシステムは、ビーム絞りと、ターゲットチャンバーと、少なくとも１つの窓モジュールとを有するターゲットアセンブリによって構成され得る。上記ターゲットチャンバーは、約１２０ｍｍから２５０ｍｍの長さを有してもよい。上記ターゲットアセンブリは、窓モジュールを複数有してもよい。例えば、上記ターゲットアセンブリは、２つの窓モジュールを有しており、その間に冷却チャネルを画定するという構成としてもよい。上記冷却チャネル内における圧力は、上記ターゲットチャンバー内における圧力よりも小さくなり得る。また、本ターゲットシステムは、冷却チャネルに冷却液を供給するように構成された冷却ユニットも有し得る。この冷却液は、液体ヘリウムでもよい。また、本ターゲットシステムは、照射ビームを形成するコリメータも有し得る。
【０００７】
実施形態に係るビーム窓の形成方法は、ドーム型のくぼみを有する金型に近接してシート材料を配置する工程を含んでもよい。上記ビーム窓を形成するように、作動液を含んでいる上記ドーム型のくぼみに上記シート材料を圧入する工程を含んでもよい。上記ビーム窓は内側領域と外側領域とを有し得る。上記ビーム窓の内側領域はドーム型であってもよく、上記ドーム型内側領域の中心部は、上記ビーム窓の外側領域よりも薄くなり得る。上記シート材料に約４０００バールの圧力において上記作動液を作用させることによって、ドーム型のくぼみにシート材料を圧入し得る。上記シート材料は、圧入後に熱処理されてもよい。
【０００８】
放射性同位体の製造方法は、ターゲットチャンバー内において原料ガスを加圧し、少なくとも１つのビーム窓を通して、この原料ガスに照射する工程を含んでもよい。上記ビーム窓は、内側領域と外側領域とを有してもよい。上記ビーム窓の内側領域はドーム型でもよく、このドーム型内側領域の中心部は、上記ビーム窓の外側領域よりも薄くなり得る。上記原料ガスは、照射前において約１３バールから２３バールの圧力を有し、照射中において約４０バールから７０バールの圧力を有し得る。上記原料ガスは、約３５０μＡから５００μＡにおけるビーム電流によって照射されてもよい。照射中において、液体ヘリウムを用いて上記ビーム窓を冷却してもよい。
【０００９】
〔図面の簡単な説明〕
〔図１〕
実施形態に係るターゲットアセンブリにおける窓モジュールの断面図である。
〔図２〕
実施形態に係る、ターゲットアセンブリと冷却ユニットとを有するターゲットシステムを示す図である。
〔図３〕
実施形態に係るビーム窓の形成方法を示す断面図である。
〔図４〕
実施形態に係るビーム窓の断面図である。
〔図５〕
実施形態に係るターゲットアセンブリの断面図である。
〔図６〕
実施形態に係る、予備の窓モジュールを備えたターゲットアセンブリの斜視図である。
〔図７Ａ〕
実施形態に係る、ターゲットアセンブリとコリメーションボックスとを備えたターゲットシステムの斜視図である。
〔図７Ｂ〕
実施形態に係る、ターゲットアセンブリとコリメーションボックスとを備えたターゲットシステムの断面図である。
【００１０】
〔実施形態の詳細な説明〕
本明細書において、１つの要素または層が、他の要素または層の「上にある」、他の要素または層に「接続される」、他の要素または層と「結合する」、または他の要素または層を「被覆する」と表現される場合、１つの要素または層が他の要素または層の直接「上にある」、他の要素または層に直接「接続される」、他の要素または層と直接「結合する」、または他の要素または層を直接「被覆する」状態でもあり得るし、両者の間に別の要素または層が介在する状態でもあり得ることを意味する。これに対し、１つの要素または層が、他の要素または層の「直接上にある」、他の要素または層に「直接接続される」、他の要素または層と「直接結合する」と表現される場合は、１つの要素または層と、他の要素または層との間には、介在要素または介在層が存在しない状態を意味する。また、本明細書において、同等の要素には同じ番号を付す。また、本明細書において、「および／または」とは、当該羅列項目のうちの１つ、または２つ以上のあらゆる組み合わせを含むことを示す。
【００１１】
本明細書において、様々な要素、構成要素、領域、層、および／または部分を示すために「第１の」、「第２の」、「第３の」等の表現を用いる場合があるが、これらの表現は、上記の要素、構成要素、領域、層、および／または部分を限定する意味を持つものではなく、あくまでもある要素、構成要素、領域、層、または部分を他の要素、構成要素、領域、層、または部分と区別するためのものである。そのため、以下に記載される第１の要素、第１の構成要素、第１の領域、第１の層、または第１の部分は、実施形態の趣旨を損なわない範囲で、第２の要素、第２の構成要素、第２の領域、第２の層、または第２の部分と表現することができる。
【００１２】
本明細書において、図示される１つの要素または１つの形状が、他の要素または形状とどのような位置関係にあるかを表現する際に、便宜上、空間における相対位置を示す表現（例えば、「真下」、「下部」、「よりも下」、「上部」、「よりも上」等）を使用する場合がある。これら空間における相対位置を示す表現は、装置を、図に記載されている向きで使用または操作した場合と、この向きと異なる向きで使用または操作した場合とを含む。例えば、図に記載されている装置をひっくり返した場合、他の要素または他の特徴の「下部」または「真下」にあると表現されている要素は、他の要素や他の特徴の「上部」にあることになる。そのため、「下部」という表現は、「上部」と「下部」との両方の向きを意味する場合がある。また、装置をひっくり返した以外の向き（９０度または他の向き）に傾ける場合もあり、その場合は、ここに使用される空間における相対位置を示す表現はその傾きの角度に対応する向きを意味する。
【００１３】
本明細書において使用される用語は、あくまでも、様々な実施形態についての説明を行うためのものであって、これらの実施形態を限定するものではない。本明細書において、特に明確な記載がない限り、単数形で表現されたものは複数の場合をも含む。また、本明細書において「備える」および／または「備えている」という表現を用いる場合、記載された特徴、値、工程、操作、要素、および／または構成要素が存在する構成であることを意味するが、他に１つ以上の特徴、値、工程、操作、要素、構成要素、および／またはそれらの群が存在する構成を除外するものではない。
【００１４】
実施形態は、実施形態の理想的な例（および中間体構造）の概略図である断面図に基づいて説明する。図においては、例えば製造技術および／または許容誤差により、形状が図示されているものからばらつくことが予想される。そのため、実施形態は、図に記載される領域の形状に限定して解釈されるべきではなく、製造の結果誤差が発生した形状をも含んで解釈されるべきである。例えば、矩形形状として図示される埋め込み領域は、例えば、丸形または曲線状の形状であってもよく、また、埋め込まれる物質の濃度は、埋め込み領域から非埋め込み領域へ２値的に変化するのではなく、縁部において徐々に変化するものであってもよい。同様に、埋め込みにより埋め込み領域を形成した場合、埋め込まれた物質の一部が、該埋め込み領域と該埋め込みを介して行った面との間の領域に留まる場合もある。そのため、図に記載された領域は事実上概略的であり、それらの領域の形状は、装置の領域の実際の形状を描くものではなく、また、実施形態の範囲を限定するものではない。
【００１５】
特に定義しない限り、本明細書において使用する全ての用語（技術用語および科学用語を含む）は、実施形態が属する分野における通常の知識を有する者が解釈するものと同じ意味で使用する。用語は、一般的な辞書において定義されるものを含め、従来技術の項目における意味と同じ意味として解釈されるべきであり、特に定義しない限り、理想的な意味または過度に形式的な意味で解釈されるものではない。
【００１６】
実施形態に係るターゲットアセンブリは、合体可能な独立した窓モジュールを複数個利用するように設計してもよい。これにより、従来技術で使用されてきた、特化型および自己完結型に設計されたユニットに比べ、より柔軟に応用可能であり、より使い勝手のよいターゲットアセンブリを実現し得る。例えば、実施形態に係る窓モジュールを組み立てて、段階的な圧力範囲を有するマルチコンパートメントのターゲットアセンブリを構成することは比較的容易にできる。これにより、ターゲットチャンバー内においてより高圧のガスを使用しても、より薄い（よって、必然的に、より透過性の高い）ビーム窓を使用することが可能である。
【００１７】
ビーム窓が、充分な機械的強度（特に、高温において）と、適度なビーム透過性と、適度な熱伝導性とを有し、比較的低密度および低原子量であることに加え、比較的薄い厚さを有するという構成は好ましい。また、化学的適合性、耐食性、またその他の検討材料も考慮に入れてもよい。
【００１８】
放射性同位体の製造中、加速器によって、直径約１ｃｍから２ｃｍの略円形の断面を有する粒子ビームが生成される場合がある。ビーム窓を通過後、ビームの一部は、ターゲットチャンバー内に含まれた原料物質（原料ガスなど）によって遮られる場合がある。この原料物質とビームとの間での相互作用を起こりにくくすることにより、生産性が向上し得る。例えば、原料物質がガスである場合、ガス圧力を増加させること、および／またはターゲットチャンバーを長くすることにより、生産性が向上し得る。つまり、ガス圧力を増加させると、長さのより短いターゲットチャンバーを使用し得る。より短いターゲットチャンバーは、少なくともスペースと放射化との点において有利となり得る。
【００１９】
一方、ビームはガス中において比較的高速に拡がるため、より長いターゲットチャンバーにおいては、遠位端を、拡がるビームの形状に対応するように設計する必要があり得る。例えば、原料ガス中を通過するビームは、比較的高速において、初期の円筒形から円錐形に拡がる場合がある。ビームの拡がりを補正するために、対応する形状を見込んで、ターゲットチャンバーをより長く設計してもよい。しかし、このように、対応する形状に合わせてターゲットチャンバーをより長くすると、ターゲットチャンバーの体積が大幅に増加し得る。ターゲットチャンバーの体積が増加すると、ある種の好ましくない原料ガス（例えば、高価な原料ガス）または、禁止された原料ガスを使用しなければならなくなり得る。
【００２０】
一方、ターゲットチャンバー内において高圧に保たれた原料ガスに照射すると、ビームの大部分が、より短い距離において吸収される可能性が高くなり得る。距離が短いため、ビームの拡がりは比較的小さくなり得る。そのため、より短く、体積のより小さいターゲットチャンバーを利用してもよい。体積のより小さいターゲットチャンバーを用いることにより、より幅広い種類の原料ガスを使用し得る。
【００２１】
ビーム窓を形成するために、金属箔を使用してもよい。該金属箔は、ターゲットチャンバー内において高い圧力を維持するのに充分な機械的強度を有するものでなければならない。また、該金属箔は、温度サイクリングが繰り返された後のみならず、高温中でも強度を保つことができるものでなければならない。該金属箔は、ニオブ（Ｎｂ）および／またはタングステン（Ｗ）などの種々の適した金属で形成され得る。該金属箔はまた、インコネル、モネルメタル、Ｈａｖａｒ、Ｂｉｏｄｕｒ１０８、およびスーパーインバー等の、適した合金により形成してもよいが、実施形態はこれらの要素および物質に限られるものではない。例えば、金属箔の厚さは、約１０μから５０μである。
【００２２】
原料ガスは、照射中に、ある程度の対流冷却をもたらすが、より高いビーム電流を伴う操作を行う場合は、積極的に冷却（例えば、強制的なガスおよび／または液体冷却）を行って、ビーム窓および／またはターゲットチャンバー表面の温度を好ましい範囲内に維持する必要が生じ得る。
【００２３】
このように積極的に冷却を行うために、ターゲットアセンブリ内に、冷却液（液体やガスなど）を循環させる導管を形成してもよい。このような冷却チャネルをビーム窓の近接であって、加速器真空とターゲットチャンバーとから離れた位置に形成する構成としてもよい。例えば、２つ以上のビーム窓を用いて該冷却チャネルを形成し、冷却液をこの導管に循環させてビーム窓を冷却してもよい。冷却液として、熱伝導率の比較的高い流体（ヘリウム（Ｈｅ）など）を使用し得る。この場合、冷却チャネル内の圧力は、ターゲットチャンバー内の圧力よりも小さく設定してもよい（例えば、ターゲットチャンバー内の半分の圧力）。これにより、隣接するビーム窓それぞれにかかる圧力の差が抑制される。この概念は、単一の冷却チャネルを用いた構成のみに限らず、それぞれ別個に圧力が降下する複数の冷却チャネルを有する構成にまで拡げることができる。
【００２４】
複数のビーム窓により冷却チャネルを画定する場合、冷却チャネルの数Ｎｃは、ビーム窓の数Ｎｆよりも小さい（例：Ｎｃ＝Ｎｆ−１）という構成にしてもよい。これにより、複数のビーム窓を利用する場合において、ターゲットチャンバー圧力Ｐｔと加速器真空圧力Ｐａとの間の圧力差は、Ｎｆ個のビーム窓の間において分割される場合がある（例：（Ｐｔ−Ｐａ／Ｎｆ））。
【００２５】
図１は、実施形態に係るターゲットアセンブリにおける窓モジュールの断面図である。図１のターゲットアセンブリにおいて、第１のビーム窓１０１と、第２のビーム窓１０３と、第３のビーム窓１０５とは、照射ビーム１０８の進路に配置されている構成となり得る。第１のビーム窓１０１は、第１のフランジ１０２を溶接して、第１の窓モジュールを形成し得る。同様に、第２のビーム窓１０３は、第２のフランジ１０４を溶接して、第２の窓モジュールを形成し得る。また、第３のビーム窓１０５は、第３のフランジ１０６を溶接して、第３の窓モジュールを形成し得る。第１のビーム窓１０１と第２のビーム窓１０３とにより、第１の冷却チャネル１１０が画定され得る。第１の冷却チャネル１１０には、冷却液を循環させるための、第１の入口１１２ａと第１の出口１１２ｂとが形成され得る。同様に、第２のビーム窓１０３と第３のビーム窓１０５とにより、第２の冷却チャネル１１４が画定され得る。第２の冷却チャネル１１４には、冷却液を循環させるための、第２の入口１１６ａと第２の出口１１６ｂとが形成され得る。
【００２６】
冷却効率を向上させるために、適切な形状を有するガイドを入口に挿入し、流れ込む冷却液が直接１つ以上のビーム窓に向けられるようにしてもよい。流れ出た冷却液を、冷却してから、導管に再供給する構成としてもよい。例えば、流れ出た冷却液は、液冷却式熱交換器および／または極低温圧縮機を用いた冷却システムによって冷却してもよい。極低温圧縮機を利用する場合は、圧縮機の吸入量と排出量との間で釣り合う圧力を、圧縮機の操作可能範囲内において維持し、冷却チャネル同士に圧力差を設ける必要が生じ得る。
【００２７】
図２は、実施形態に係る、ターゲットアセンブリと冷却ユニットとを有するターゲットシステムを示す図である。図２において、ターゲットシステム２００は、冷却ユニット２０４によって冷却されるターゲットアセンブリ２０２を有し得る。稼動中、冷却ユニット２０４は、冷却液をターゲットアセンブリ２０２へ供給する構成にしてもよい。ターゲットアセンブリ２０２を流れ出た冷却液が、次に熱交換器２０６、圧縮機２０８、容器２１０の順に移送された後、導管に再供給される構成にしてもよい。
【００２８】
従来のターゲットアセンブリは、平らなビーム窓を使用していたが、その理由は、一部は簡略化のためであり、また一部は歴史的な理由のためであった。従来のビーム窓は、平らな箔を２つのシールの間に挟み、場合によっては溶接を施して形成されたものであり得た。従来の平らなビーム窓は比較的簡単に製造できる場合があるが、平らな形状のものは、実施形態に係るドーム型ビーム窓と比較して強度に欠けている。そのため、従来の平らなビーム窓なら破損してしまう圧力でも、実施形態に係るドーム型ビーム窓では、許容範囲のレベルのストレスがかかるのみで済み得る。
【００２９】
ドーム型ビーム窓は、液圧整形法（ハイドロフォーミング法など）を用いて製造され得る。図３は、実施形態に係るビーム窓の形成方法を示す断面図である。図３において、焼き鈍しされた窓原料３０２を１枚、金型３０４の近接に配置してもよい。金型３０４には、ドーム型のくぼみ３０６を形成してもよい。ピストン３０８により作動液３１０を駆動し、焼き鈍しされた窓原料３０２をドーム型くぼみ３０６に圧入して、ドーム型ビーム窓を形成してもよい。ビーム窓は、加工硬化により、強度が最高になり得る。
【００３０】
図４は、実施形態に係るビーム窓の断面図である。図４において、ドーム型ビーム窓４００の中央部４０２は、縁部４０４と比較して薄くなり得る。中央部４０２をより薄くすると、ビーム窓４００の透明度が向上し得る。これにより、照射ビームがビーム窓４００を通過する際に失われるエネルギー量が抑制され得る。実施形態に係るビーム窓の直径は、従来の窓と比較して小さくてもよい。
【００３１】
ビーム窓に、金属（銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）など）により電気めっきを施し、その熱伝導率を上げてもよい。例えば、約４μｍから８μｍの厚さである銀の層により電気めっきを施すと、照射ビームへの影響を比較的小さく保ったまま、ビーム窓が冷却しやすくなり得る。当然のことながら、層が厚いほどビーム窓がより冷却しやすくなり得る。一方で、照射ビームに与える影響も大きくなる。電気めっきの過程において、比較的薄いニッケル（Ｎｉ）遷移ストライクを用いて、基材とめっき材料との間の粘着性を高めてもよい。窓モジュールを生成するために、めっきを施したビーム窓において、コンフラット（ＣＦ）フランジを電子ビームにより溶接してもよい。
【００３２】
図５は、実施形態に係るターゲットアセンブリの断面図である。図５において、ターゲットアセンブリ５００の端部近接には、第１のビーム窓５０２と、第２のビーム窓５０４と、第３のビーム窓５０６とが設けられ得る。第１のビーム窓５０２は、第１のフランジを溶接して、第１の窓モジュールの一部を形成し得る。同様に、第２のビーム窓５０４は、第２のフランジを溶接して、第２の窓モジュールの一部を形成し得る。また、第３のビーム窓５０６は、第３のフランジを溶接して、第３の窓モジュールの一部を形成し得る。窓モジュール同士の間には、シール５１０（銅シールなど）が配置され得る。
【００３３】
第１のビーム窓５０２と第２のビーム窓５０４とにより、第１の冷却チャネル５０３が画定され得る。同様に、第２のビーム窓５０４と第３のビーム窓５０６とにより、第２の冷却チャネル５０５が画定され得る。第１の冷却チャネル５０３および／または第２の冷却チャネル５０５の入口に、ガイド５０８（ヘリウムノズルなど）を配置し、冷却液が直接、第１のビーム窓５０２、第２のビーム窓５０４、および／または第３のビーム窓５０６に向かうようにしてもよい。ターゲットアセンブリ５００のターゲット本体５１１内の空間は、ターゲットチャンバー５１２を画定し得る。第１のビーム窓５０２、第２のビーム窓５０４、および第３のビーム窓５０６それぞれの中央部は、ターゲットチャンバー５１２の長手方向軸に沿って配置され得る。ターゲットチャンバー５１２の周囲のターゲット本体５１１内には、内部冷却チャネル５１４が配置され得る。さらに、ターゲット本体５１１の周囲には、ヒーター５１６が配置され得る。また、ターゲット本体５１１の遠位端に隣接して、ビーム絞り５１８が設けられ得る。
【００３４】
図６は、実施形態に係る、予備の窓モジュールを備えたターゲットアセンブリの斜視図である。図６において、ターゲットアセンブリ６０２の端部近接には、３つの窓モジュールが固定され得る。予備の窓モジュール６０４は、交換用のモジュールであってもよい。また、窓モジュール６０４は、ターゲットアセンブリ６０２に比較的容易に取り付けられ得る。窓モジュール同士の間には、シール６０６を配置し得る。
【００３５】
ターゲット本体は適切な長さのパイプ状部品であって、両端にフランジが設けられていてもよい。両端のフランジは、機械加工されていてもよく、溶接されていてもよい。ターゲット本体を形成する物質は、原料ガスおよび加工過程などの、当業者が通常考慮する要因に基づいて決定してもよい。例えば、放射化の観点から言えば、実質的な純アルミニウム（Ａｌ）が適し得る。ターゲットチャンバーにおける、原料ガスに接する表面は、適切な物質（吸着性の物質など）により電気めっきを施して、収集される生成物および／または利用される特定の過程との適合性がさらに向上するようにしてもよい。
【００３６】
ターゲットチャンバーの直径は、ターゲットチャンバーが長くなるにつれて大きくし得る。例えば、ターゲットチャンバーの端部近接の直径は約１５ｍｍでもよく、遠位端の直径は約２５ｍｍでもよい。さらに、ターゲットチャンバーの長さは約１２０ｍｍでもよく、体積は約３０ｃｍ３でもよい。より高圧下において稼動すると、ターゲットチャンバーの長さは短くなる場合があるが、同等レベルの生産性は維持される。ターゲットチャンバーの長さは、熱除去率が範囲を規定する程度に減少され得る。なお、実施形態は上記の特徴に限られるものではない。例えば、ターゲットチャンバーの長さの値は、上記の値より大きい値でもよい（２５０ｍｍなど）。
【００３７】
実施形態に係るターゲットアセンブリは、様々なエネルギーレベルにおいて稼動し得る。例えば、ターゲットアセンブリが約３０ＭｅＶで稼動する場合には、約１０ＭｅＶ（３０ＭｅＶ中の）が原料ガスに吸収され、残りの約２０ＭｅＶが原料ガスを通過してビーム絞りに吸収され得る。また、ターゲットアセンブリは、室温において、初期の圧力が約１３バールの条件である一定容積モードにおいて稼動してもよい。この場合の稼動中、圧力は約４０バールで安定し得る。しかし当然のことながら、ターゲットアセンブリは、約１３バール対４０バールより高い比率（例えば、約２０バール対６０バール）の圧力比にて稼動してもよい。
【００３８】
ターゲットアセンブリは、約５００μＡ以上のビーム電流を用いてもよい。これより高いビーム電流でもビーム窓の性能に問題はないが、制限を設けることによって、ターゲット本体および／またはビーム絞りが、安定して充分に冷却され得る。適切な冷却を行うことにより、３５ｍＣｉ／μＡｈｒ以上の生産が達成され得る。
【００３９】
ターゲットチャンバーは、照射ビームに適合するように設計してもよい。例えば、ターゲットチャンバーの形状は、円錐形、ラッパ形、または階段状でもよい。上述したように、ターゲットチャンバーの体積は、より短いターゲットチャンバーをより高圧下において稼動させることにより、許容範囲内に維持され得る。照射ビームのうち使用しない部分は、ビーム絞りによって吸収してもよい。ビーム絞りは、比較的純度が高く、充分な厚みを有するアルミニウムにより形成され、ビームを絞るようになり得る。ビーム絞りは、冷却液（液体水など）の放射状または軸方向の流れを利用して、充分な冷却をされ得る。原料ガスと接触する、ビーム絞りの内面は、ターゲットチャンバーの表面と同じ方法において下処理および／または下準備されてもよい。
【００４０】
また、照射ビームの余剰部分を利用して、ビーム絞りに「ピギーバック」ターゲットを構成して、さらなる別の放射性同位体を製造してもよい。ターゲットアセンブリのモジュール設計では、このような応用を容易に実現する。
【００４１】
上述した、実施形態に係る方法に変更を加え、一連のドーム型ビーム窓を形成した。ビーム窓は、約４０００バールの圧力下において、完全に焼き鈍した２５μｍの厚さのＨａｖａｒから形成した。変形の度合いは、一連の異なる金型を用いて調節し、この金属のたわみと硬度との双方を向上できるようにした。得られた窓は比較的強度が強く、中央部の厚みが約５０％薄くなっていた。液圧破壊試験を行うと、室温においてバースト圧力が１２５±５バールで一定であった。この値は、中心部の厚みが約１３μｍしかないビーム窓においては、比較的注目すべき値である。この変形直後の強度は、適切な変形後熱処理を施すことによって、さらに約２５％向上する場合がある。ビーム照射を最大限に行っている間でも、ビーム窓の温度は摂氏５００度を超えることはないが、いずれにしても、Ｈａｖａｒは摂氏５００度においても約７５％の強度を維持し得る。上述したビーム窓のサンプルの性能を考慮すると、ビーム窓を３つ配置した構成を利用した場合においては、約９４バールのバースト圧力と少なくとも約５の安全係数が得られることになる。
【００４２】
ビーム照射中は、ターゲットの口径に合うようにビームの焦点を合わせ、ビームを平行にする必要があり得る。ビームを適切に分散するために、元の（事前に先端を切った）エネルギーの約８５％のエネルギーを維持しつつ、ビームの形状を円形に、その先端を切ってもよい。先端を切ることによって、ビーム中央部が偏って熱されることを抑制または防止し得る。これにより、原料物質の利用法を向上し、またビーム窓を熱損傷から保護し得る。より低いビーム電流の場合は、ビーム窓の前に比較的簡易な円形コリメータを設置すればよい。一方、より高いビーム電流の場合は、ビーム位置を決定するより良い方法だけでなく、より頑丈なコリメータが必要となり得る。
【００４３】
図７Ａは、実施形態に係る、ターゲットアセンブリとコリメーションボックスとを備えたターゲットシステムの斜視図である。図７Ｂは、実施形態に係る、ターゲットアセンブリとコリメーションボックスとを備えたターゲットシステムの断面図である。図７Ａと図７Ｂとにおいて、コリメーションボックス７０４は、ターゲットアセンブリ７０２の端部近接に配置し得る。
【００４４】
例えば、大電流コリメータを独立して４つ、実施形態に係るターゲットアセンブリの前に配置し得る。これらのコリメータは、ビームを約１４ｍｍの方型にするために使用し得る。ビーム形成の仕上げは、円形マスクを用いて行ってもよい。円形マスクは、直径約１４ｍｍでもよく、ビーム窓の比較的近くに配置し得る。コリメータとマスクとは、比較的純度の高いアルミニウムにより形成することによって、後に行う原料物質の照射中に起こる放射化を抑制するようにしてもよい。
【００４５】
実施形態に係るターゲットアセンブリは、従来のガスを用いたターゲットアセンブリと比較して、生産性を増大（例：２Ｘ−３Ｘ）し得る。さらに、実施形態に係るターゲットアセンブリは、そのモジュール設計と、窓の寿命の長さと、容易な操作性とにより、メンテナンスを容易にし得る。
【００４６】
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を当業者が適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】実施形態に係るターゲットアセンブリにおける窓モジュールの断面図である。
【図２】実施形態に係る、ターゲットアセンブリと冷却ユニットとを有するターゲットシステムを示す図である。
【図３】実施形態に係るビーム窓の形成方法を示す断面図である。
【図４】実施形態に係るビーム窓の断面図である。
【図５】実施形態に係るターゲットアセンブリの断面図である。
【図６】実施形態に係る、予備の窓モジュールを備えたターゲットアセンブリの斜視図である。
【図７Ａ】実施形態に係る、ターゲットアセンブリとコリメーションボックスとを備えたターゲットシステムの斜視図である。
【図７Ｂ】実施形態に係る、ターゲットアセンブリとコリメーションボックスとを備えたターゲットシステムの断面図である。
【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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【国際調査報告】
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