(57)【要約】本発明は、調節可能なエネルギー分布の研究用原子炉放射線を対象物へ照射すること、および対象物から熱を除去すること、の分野のものである。本発明は第１の態様では原子炉用の改善された照射設備に関し、第２の態様では照射を受けた対象物から熱を除去する方法および照射のエネルギー分布／中性子／ガンマ線流量比を調節する方法に関し、第３の態様では前述の方法により得られる生成物に関する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
以下のものを備える原子炉用の移動可能な照射設備。
ホルダと、
試料を受け入れるための少なくとも１つの開口部と、
適合フィルタ。この適合フィルタは、「バンドギャップ」フィルタと、特定のエネルギーの阻止媒体と、ガンマ線発生器と、これらの組み合わせを含むことができる。この適合フィルタは、以下のうち少なくとも１つを行うためのものであるか、または、以下のうち少なくとも１つを有する。中性子の少なくとも１つの特定種に対する試料のシールド、ベータ線の少なくとも１つの種に対する試料のシールド、ガンマ線の少なくとも１つの種に対する試料のシールド、中性子用の少なくとも１つのエネルギーバンドパスフィルタ、ベータ線用の少なくとも１つのエネルギーバンドパスフィルタ、ガンマ線用の少なくとも１つのエネルギーバンドパスフィルタ、ガンマ放射線の特定種の発生。
【請求項２】
適合フィルタが少なくとも１枚のシートを含み、この少なくとも１枚のシートは、互いに背後に配置される、請求項１に記載の照射設備。
【請求項３】
各シートが個別に、厚みと、構造と、有効厚みを有し、これは中性子の少なくとも１つの特定種の吸収と、ガンマ線の少なくとも１つの特定種の吸収と、ベータ線の少なくとも１つの特定種の吸収と、前述の特定種の予め定められた割合の吸収と、ガンマ放射線の特定種の予め定められた割合の発生と、のうち少なくとも１つを行うために選択される、請求項２に記載の照射設備。
【請求項４】
前記フィルタまたはその少なくとも一部が取り外し可能である、請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の照射設備。
【請求項５】
フィルタのバンドパスエネルギーが、０〜０．５ｋｅＶ、０．５〜５ｋｅＶ、１０〜３０ｋｅＶ、１００〜２００ｋｅＶ、２５０〜５００ｋｅＶ、０．６〜５ＭｅＶおよびこれらの組み合わせから選択され、そして種類がベータ線、ガンマ線、中性子、およびこれらの組み合わせの少なくとも１つである、請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の照射設備。
【請求項６】
シート材料がＰｂ，Ｃｄ，Ｎｉ，Ｓｃ，Ｆｅ＋Ｃｒ，Ｆｅ＋Ａｌ＋Ｓ、およびＳｉ＋Ｔｉから選択される、請求項２〜５のいずれか１項に記載の照射設備。
【請求項７】
フィルタが空のモジュールを含み、この空のモジュールが窒素などのガスといった不活性材料で満たされている、請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載の照射設備。
【請求項８】
シールドを受け入れるための少なくとも１つのスロットをさらに備える、請求項１ないし請求項７のいずれか１項に記載の照射設備。
【請求項９】
少なくとも１つのシールドの構造および被覆のためにアルミニウム合金が使用される、請求項１ないし請求項８のいずれか１項に記載の照射設備。
【請求項１０】
照射対象物からの熱の除去、エネルギー分布の調節、中性子線強度の調節、ガンマ線強度の調節、の少なくとも１つを行う方法であって、
放射線を放出するための放射線源を設ける工程と、請求項１ないし請求項９のいずれか１項に記載の照射設備にて照射対象物のシールドを行うステップと、を含む方法。
【請求項１１】
少なくとも１つの熱中性子が吸収され、特定のエネルギー分布の中性子が吸収され、特定のエネルギー分布のガンマ線が吸収され、特定のエネルギー分布のベータ線が吸収され、特定のエネルギー分布を有するガンマ線が生成される、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
対象物内の過剰な熱が外部手段によって除去される、請求項１０ないし請求項１１のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１３】
請求項１ないし請求項９のいずれか１項に記載の照射設備の使用法であって、放射線種のエネルギー分布の操作の１つ以上について、
５ｅＶ未満のエネルギーの中性子を吸収し、
熱外中性子と高速中性子を発生させる。
高エネルギーガンマ線を発生させるとともに、低エネルギーガンマ線を発生させる。
【請求項１４】
請求項１０ないし請求項１２のいずれか１項に記載の方法で得られる生成物であって、その生成物が、（ポリ乳酸などの）有機分子を含む１６６Ｈｏ同位体、有機分子を含む９９Ｍｏ同位体、有機金属分子内の１７７＋１７７ｍＬｕ、から選択されるものであり、かつ／または
１００ＧＢｑ／ｇを超える比放射能を有する同位体であること。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、調節可能なエネルギー分布の原子炉放射線を対象物へ照射すること、および対象物から熱を除去すること、の分野のものである。本発明は第１の態様では原子炉用の改善された照射設備に関し、第２の態様では照射を受けた対象物から熱量を除去しつつ照射のエネルギー分布／中性子／ガンマ線流量比を調節する方法に関し、第３の態様では前述の方法により得られる生成物に関する。
【背景技術】
【０００２】
本発明は、対象物への原子炉放射線照射の分野のものである。
【０００３】
原子炉は継続的な核分裂連鎖反応を開始および制御するための装置である。原子炉は発電のための原子力発電プラントとして用いることができ、同様に、例えば船の推進力のために用いることもできる。いくつかの反応炉は、医療用および工業用の同位体を製造するために用いられるか、あるいは同様に例えば核兵器用のプルトニウムの製造に用いられる。いくつかの反応炉は研究のためにのみ稼働している。
【０００４】
本件反応炉は核分裂反応炉に関する。これは、ウラン核が２つ以上のより軽い原子核に分裂し、それにより運動エネルギーを放出し、本出願の観点において特に注目したいのはガンマ線および自由中性子を放出することである。核分裂連鎖反応は、これらの自由中性子の一部で、放出の後に他の核分裂性核種に吸収されることがあってそれにより更なる核分裂の事象が引き起こされるものによって発生する。核分裂連鎖反応を制御するために、中性子毒および中性子減速材があり、これは更なる核分裂を引き起こす中性子の割合を変化させるためのものである。こうした減速材の例には、標準的な（軽い）水や重水、および固体黒鉛が含まれる。
【０００５】
照射は同位体、特に放射性核種を生成するために行われる。同位体は、特定の（与えられた）化学元素の変種である：与えられた元素の全ての同位体は、それらの原子中の陽子の数が共通して同じであり、中性子数が異なる。放射性核種は、不安定な核を有する原子であり、これは、原子核内に新しく生成される放射性粒子や原子内電子へ付与されている余分なエネルギーを特徴とする原子核である。放射性核種は、このプロセスにおいて、放射性崩壊を経て、以下の１つ以上のものを直接的または間接的に放出する；光子、電子、陽電子、あるいはアルファ粒子。これらの粒子は電離性放射線を構成する。放射性核種は自然に発生することもあれば、原子炉などにおいて人工的に製造することも可能である。
【０００６】
放射性核種の核種数ははっきりしていない。いくつかの核種は安定しており、いくつかは崩壊する。崩壊は半減期によって特性付けられる。人工的に製造された核種を含めて、３３００種を超える核種（３０００種ほどの放射性核種を含む）が知られており、６０分未満の崩壊半減期を有するものが数多く（２４００程度よりも多く）含まれている。これのリストは、非常に短い半減期を有する新しい放射性核種が同定されるにつれて拡張していく。
【０００７】
放射性核種は、化学者および物理学者には放射性同位元素または放射性同位体として言及されることが多い。適切な半減期を有する放射性同位体は、いくつかの建設的技術（例えば核医学）において重要な役割を果たす。
【０００８】
現在方式によれば、対象物は原子炉で生成された放射線に曝されて、核反応を引き起こすようにされる。中性子エネルギーは、核反応の種別と実効率に依存するパラメータと考えられる。中性子の（連続的な）エネルギー分布は、異なるエネルギーの中性子を持つ元素の同一同位体あるいは他の同位体の、同時／並行核反応をもたらすことが見出されている。ここで意図的な核反応は、他の反応によって干渉され、目的の用途を限定するのがよい。
【０００９】
軽水減速炉の設備における中性子線のエネルギー分布は、対象物自体を多量のカドミウムやホウ素を含むシールド材で覆い、それによって１ｅＶを下回るエネルギーを持つ中性子の割合部分（熱中性子の割合部分）をほぼ完全に吸収し、熱外中性子と高速中性子を残すことによって変えることができる。よく「熱外中性子活性化」と呼ばれるこの方法は、所望の核反応が１ｅＶより高いエネルギーの中性子で起こり、干渉核反応が主に熱中性子で起こる場合に適用される。カドミウムおよびホウ素を含有するシールドの利用は、重水減速炉では、シールド後に残存する熱外中性子および高速中性子が非常に少ないため、適用されない。
【００１０】
中性子の他に、典型的には高エネルギーベータ線およびガンマ線も原子炉内で生成され、いわゆる遅延（ガンマ）線も生成される。高エネルギーガンマ線は、（ガンマ、ｎ）タイプの核反応に使用することができ、中性子欠乏核を生じる。制御下にない放射線の発生は、対象物に照射を行うにあたって、例えば放射線がその対象物を破壊する可能性があるので、重大な懸念である。照射用の対象物や設備が原子炉に入ると、それにアクセスすることは厳しく制限され、または禁止されることに留意されたい。
【００１１】
中性子のいわゆる共鳴窓フィルタを使うことが説明されており、これは、これまで中性子物理測定のための中性子ビーム内にしか適用されていないアプローチにおいてはっきりと定められた条件に関するものである。
【００１２】
ターゲット冷却の観点から、典型的には液体窒素が使用される。これは、多くの応用例にとって実用的ではない。
【００１３】
いくつかの最近の動向を以下に説明する。
【００１４】
特許文献１には、核衝撃による放射性同位元素の調製のためのターゲットおよびその組立方法が提供されている。衝突されるべき金属試料は、金属支持構造内に封入され、得られたターゲットは、その間に拡散結合を生じさせるために熱および圧力にさらされる。 結合したターゲットは、サンプルに熱的なダメージを与えることなく、核衝撃への長時間の曝露に耐えることができる。
【００１５】
特許文献２は、ヨウ素１２５の製造に利用可能な内部循環照射カプセルおよび関連する製造方法を説明している。キセノンガスで満たされた照射カプセルは、下部照射部と、上部照射部と、中性子制御部材とを有する。下部照射部は、炉心の照射口に挿入され、大量の中性子が直接照射される。キセノンガスに中性子が照射されると、キセノンガスからヨウ素１２５が生成される。上部照射部は照射口から突出しており、ヨウ素１２５は対流により上部照射部へ移動して上方部において固化する。中性子制御部材は、上方部における中性子を低減して、高純度かつ高放射能のヨウ素１２５を大量に生成する。
【００１６】
特許文献３は、運転中の商用原子炉の複数の計装筒内に放射性同位体を生成する装置および方法を説明している。照射ターゲットは動作中に挿入および複数の計測筒から取り除かれることがあり、さもなくば商用原子炉の動作中には利用できない放射性同位体に変換される。例示の装置は、原子力プラントの動作中に計装筒へのアクセスを防ぐためのアクセス障壁、例えば封じ込め建造物、ドライウェル壁、あるいはその他のアクセス制限措置などの外部からアクセス可能ないくつかの異なる起点および終端点において、利用可能な放射性同位元素または他の所望の材料に変換されるべき照射ターゲットを、連続的に挿入、除去、保管できる。例示のシステムは、摘出へと続く所望の照射のために、複数の計装筒内の照射ターゲットを同時に維持することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１７】
【特許文献１】米国特許第３９５５０９３号明細書
【特許文献２】米国特許出願公開第２００６／０１２６７７４号明細書
【特許文献３】米国特許出願公開第２０１３／０３１５３６１号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
上記の文献は、特定の核種のエネルギー分布を調節するための具体的な措置を述べていない。
【００１９】
そこで本発明は、原子炉のための改善された照射設備と、照射を受けた対象物から熱量を除去しつつ照射のエネルギー分布／中性子／ガンマ線流量比を調節する方法と、前述の方法により得られる生成物に関するものであり、これは機能性および利点を損なうことなく、先行技術の上記の問題および欠点の１つまたは複数を解決し、信頼性の高い結果をもたらすものである。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
［本発明の簡略的説明］
本発明は、請求項１に記載の改良された原子炉用照射設備と、請求項１０に記載の照射を受けた対象物から熱量を除去しつつ照射のエネルギー分布／中性子／ガンマ線流量比を調節する方法と、請求項１３に記載の使用法と、請求項１４に記載の前述の方法により得られる生成物に関するものである。
【００２１】
本照射設備は、原子炉に向かってまたは原子炉から移動可能であり、原子炉の内部で移動可能である。またその一部、例えば試料や適合フィルタ、あるいはこれらの一部なども設備内で移動可能であり、当然ながら放射線の観点から非常に注意を払う。結果として、施設の寸法は５０×５０×５０ｃｍ３などに制限される。このホルダーは、その開口部を介して試料を受け取ったり、適合フィルタを受け取ったりすることができる。
【００２２】
適合フィルタは、「バンドギャップ」フィルタを含むことができ、特定のエネルギーの阻止媒体を含むことができ、ガンマ線発生器、およびそれらの組み合わせを含むことができる。
【００２３】
一般に、バンドギャップ（またはバンドパス）フィルタは、ある範囲内の周波数を通過させ、その範囲外の周波数を拒絶（減衰）する装置と考えられている。本出願では、バンギャップフィルタにより、特定のエネルギー（および同種のもの）が通過することが可能になる。
【００２４】
本発明者らは、照射について、意図的な使用を除いて、かろうじて測定可能な材料欠陥から部分的または完全な分解まで変化する照射を受けた物質の放射線損傷を引き起こすと判明することも特定した。放射線損傷の程度は、照射を受けた物質、物体に衝突する中性子およびガンマ線のエネルギー分布、そして対象物の温度に依存し、部分的には中性子の吸収および即発核反応生成物を原因とする熱励起に起因する。傾向として、有機物質は、典型的には、無機物質よりも放射線損傷の影響を受けやすいが、水和水または硝酸イオンを含む無機化合物においても分解が起こることが知られている。結果として、本フィルタを適用する必要があり得る。
【００２５】
照射の持続時間が長くなると放射線損傷が増加することがわかっている。これは、典型的には、有機組成物の材料における高い比放射能の放射性核種の生成を制限する。本発明は、原子炉による核医学的放射性同位体生成において使用される（有機）物質の放射線損傷を低減する。これは、照射中の特定エネルギーの望ましくない（ガンマ、中性子）放射線による物質の暴露を低減することによって、またさらに照射中の温度上昇を低減することによって、達成される。本発明は、照射時間を延長することによって実質的により高い比放射能を有する有機化合物に結合した、または有機化合物の一部となる放射性同位体の生成を提供する。
【００２６】
本発明は、意図された核反応速度と妨害核反応速度との比が向上でき、かつガンマ線が核反応のために必要に応じて使用されるか、または最大限減少され、対象物内の熱量を除去することができる（軽水減速）原子炉における使用のための、柔軟で移動可能な照射設備を提供する。
【００２７】
本発明では、所望の核反応速度と妨害核反応速度との比の向上は、特定の組成物とはそれぞれ独立したモジュール遮蔽材料を有する本フィルタの使用によって達成することができる。これにより、例えば、所望のエネルギー範囲の中性子の数は、好ましくは妨害反応を引き起こす中性子の数を減らすことによってバイアスされる。フィルタは、好ましくはモジュール式であり、各モジュール（またはシート）は、放射をフィルタリングし、他の放射のための窓を提供するということの観点において所定の特性を有する。各モジュールまたはシートは、その幅および長さ、例えば０．１ｍｍ〜５ｃｍに比べて比較的薄いことが好ましい。各モジュールは、１つの材料から、または組み合わせた材料、例えば合金から形成することができる。また、モジュールのある部品が第１の材料から形成され、他の部分が第２の材料等々から形成されてもよい。典型的には、モジュールは、少なくとも１枚のシートを含み、各シートは特定の材料を含む。
【００２８】
核反応のためのガンマ線の効果的な使用は、ニッケルのような適切な物質中での中性子捕獲によって高エネルギーガンマ線を生成し、続いてカドミウムのような中性子吸収物質中に残存する熱中性子を吸収することによって達成され得る。
【００２９】
対象物からの熱量の除去は、例えば外部熱交換器を使用して４℃にまで冷却された原子炉プール水の流れによって達成される。
【００３０】
本発明では、照射を受ける対象物は、矩形または円筒形の照射端部を有する照射設備内に配置されてもよい。この形状は、原子炉のデザインおよび設備を配置するための利用可能な物理的空間に依存し得る。照射端部は、対象物を位置決めするための、そして中性子シールド物質および／またはガンマ線の複数のモジュールシート用の開口部を備えるのがよい（一例が図１に示されている）。アルミニウム合金は、シールド物質の構築および被覆に使用することができる。開口部は、円筒形でも矩形でもよい。
【００３１】
設備は、遮蔽シートの装填および取り外しのためのガイドと、原子炉の動作中における対象物の挿入および取り出しを補助する移送管とを備えるとよい。
【００３２】
遮蔽シートは、それ単独で、または他の遮蔽シートと組み合わせて、照射端部に配置することができる。空のモジュール、すなわち、中性子またはガンマ線吸収物質を備えず、窒素などのガスで満たされたモジュールを用いて未使用シート位置を埋めることで、そうしなければ空隙部に満たされる水によって中性子流が減少することを防止することができる。
【００３３】
シートは、案内レールシステムを用いて、照射端部から装填および装填解除することができる。このシステムは、照射端部を保管ラックに接続する。保管ラックは、未使用の遮蔽シートの位置決めのために設備の上部に接続されてもよい。保管ラックは、プール水面下で、許容可能な放射線量増強――シート内の放射化生成物により増強される――が原子炉設備ごとに設定された限界内にとどまる距離にあるとよい。
【００３４】
炉心近傍のプールへの設備の位置決めおよび設置は、原子炉のデザインに依存してもよい。
【００３５】
本発明は、ガンマ線シールドおよび中性子エネルギーシールドの最適な組み合わせについてユーザ固有の選択を可能にするモジュール構造を提供する。本発明はさらに、充分な冷却および容易な装填および装填解除を提供する。本発明は、長時間の照射時間を得ることを可能にし、それによって照射されたターゲットのより高い（特定の）放射能を提供することを可能にする。利点はあるものの、炉心付近への設備の配置および照射を受ける対象物の（最大）サイズなど、いくつかの制限が残っている。
【００３６】
本発明は、適切な冷却を維持しながら、ガンマ線シールドおよび中性子共鳴フィルタの形状の観点、そして原子炉動作中のターゲットの位置決めおよび取り除きの観点の両方から、より大きな量に向けて高めていくために、ターゲット形状を考慮してさらに最適化される。
【００３７】
これにより、本発明は、上述の問題および欠点の１つまたは複数に対する解決策を提供する。
【００３８】
本説明の利点は、本明細書全体を通じて詳細に説明される。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の設備の一例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００４０】
［本発明の詳細な説明］
本発明は第１の態様では、請求項１に記載の原子炉構成に関する。
【００４１】
本発明のフィルタは、少なくとも１つの以下のことが可能、または以下の要素を備える：試料を中性子の少なくとも１つの特定種に対してシールドすること、試料を少なくとも１種のベータ線に対してシールドすること、試料を少なくとも１種のガンマ線に対してシールドすること、中性子用の少なくとも１つのエネルギーバンドパスフィルタ、ベータ線のための少なくとも１つのエネルギーバンドパスフィルタ、ガンマ線用の少なくとも１つのエネルギーバンドパスフィルタ、ガンマ線の特定種の発生。
【００４２】
本設備の一例においては、適合フィルタは、少なくとも１枚のシートを含み、この少なくとも１枚のシートは、互いに背後に配置される。それにより、様々な特性、典型的には別々の特性を有する色々なシートを組み合わせることなどによって、シールドを容易に適合させることができる。
【００４３】
本設備の一例においては、シートのそれぞれには厚さ、組成、および有効厚さが備わっている。これらは、シートごとに独立して選択することができ、その組み合わせ効果を考慮して選択するとよい。このパラメータは、以下のことを行うように選択される：中性子の少なくとも１つの特定の種を吸収し、少なくとも１つの種のガンマ線を吸収し、少なくとも１つの種のベータ線を吸収し、前述の特定の種の予め定められた割合を吸収し、ガンマ線の特定の種の予め定められた割合を生成する。これの例を挙げると、様々なフィルタが特定の中性子エネルギーを通過させ、入射する全てのガンマ線を遮断し、特定のガンマ線を発生させることができる。これにより、フィルタを構成する際に大きな自由度が得られる。
【００４４】
本設備の一例では、フィルタまたはその少なくとも一部は取り外し可能である。取り外す場合、フィルタの一部は空のまま（または開いたまま）にするか、別のフィルタ要素で置き換えることができる。したがって、定められた実験／照射のために、適切なフィルタを構成することができる。
【００４５】
本設備の一例では、フィルタのバンドパスエネルギーは、０−０．５ｋｅＶ、０．５−５ｋｅＶ、１０−３０ｋｅＶ、１００−２００ｋｅＶ、２５０−５００ｋｅＶ、および０．６−５ＭｅＶ、そしてこれらの組み合わせから選択され、その組み合わせは、異なる種に関連するものである。同様に、フィルタは、とある特定の種またはその組み合わせに適合させられているとよく、その種はベータ線、ガンマ線、および中性子のうちの少なくとも１つである。一例では、中性子の特定のエネルギー範囲が通過可能であり、同様にガンマ線の特定のエネルギー範囲が通過可能である。
【００４６】
エネルギーまたはエネルギー分布について述べる場合、それは典型的には平均およびエネルギー範囲によって修飾される。
【００４７】
本設備の一例では、シート材料は、Ｐｂ、Ｃｄ、Ｎｉ、Ｓｃ、Ｆｅ＋Ｃｒ、Ｆｅ＋Ａｌ＋ＳおよびＳｉ＋Ｔｉから選択される。Ｐｂは十分に厚ければ、すべてのガンマ線を著しく遮断することが判明している。Ｃｄは０．５ｋｅＶ未満の中性子の通過を許容し、Ｓｃは［０．５ｋｅＶ；５ｋｅＶ］中性子の通過を許容し、Ｆｅ＋Ａｌ＋Ｓは［１０ｋｅＶ；３０ｋｅＶ］中性子の通過を許容し、Ｓｉ＋Ｔｉは［０．５ｋｅＶ；ｋｅＶ］中性子の通過を許容し、Ｎｉ，Ｆｅ，Ｃｒは８．９ＭｅＶ超えのガンマ線の発生を可能にする。
【００４８】
本設備の一例では、フィルタは空のモジュールを含み、この空のモジュールが窒素などのガスといった不活性材料で満たされる。したがって、空のスロット／シートは干渉を行わない。
【００４９】
本設備の一例では、シールドを受け入れる少なくとも１つのスロットを備え、したがって、シールドは容易に取り外しおよび差し込みが可能である。この設備は任意に、装填手段および装填解除のための補助手段としてのガイドを備える。
【００５０】
本設備の一例では、少なくとも１つのシールドの構造および被覆のためにアルミニウム合金が使用される。このアルミニウム合金は、比較的過酷な条件下で使用するにあたっての長期間にわたる耐久性のある材料を提供し、また試料の照射をほとんど妨害しない。
【００５１】
第２の態様では、本発明は、請求項１１に記載の本設備の方法に関する。これには照射対象物からの熱の除去、エネルギー分布の調節、中性子線強度の調節、ガンマ線強度の調節、の少なくとも１つが含まれる。この方法は、放射線の放出するための放射線源、例えば原子炉、を設ける工程と、先行の請求項のいずれかに記載の照射施設にて照射対象物をシールドする工程とを含む。対象物の照射は、典型的には熱を発生させ、この熱は（例えばその内部から）除去することが要求され得ることに留意されたい。対象物、典型的には試料、に適用されるエネルギー分布は、最適なエネルギー分布を有し、同様に種の組成も有し、これは予め定められることが可能であるか、典型的には予め決定されている。この最適分布を考慮して、本フィルタは対象物を適切にシールドすることに使用することができる。対象物は典型的には、本設備に導入される。
【００５２】
本方法の一例では、少なくとも１つの熱中性子が吸収され、特定のエネルギー分布の中性子が吸収され、特定のエネルギー分布のガンマ線が吸収され、特定のエネルギー分布のベータ線が吸収され、特定のエネルギー分布、例えば８．９ＭｅＶ超えのエネルギーを有するガンマ線が生成される。
【００５３】
本方法の一例では、対象物内の過剰な熱が、外部手段、例えば水冷却器といった冷却ループによって除去される。望ましくない種を除去するにもかかわらず、例えばエネルギー分布の点では依然として対象物にいくらかの熱が発生する可能性がある。余分な熱が除去され、それによって損傷が減少したり、収率が改善されたりする。
【００５４】
第３の態様では、本発明は、放射線種、例えば中性子またはガンマ線、のエネルギー分布を操作するための、請求項１４に記載の使用法に関する。
【００５５】
一例においては、本使用法は、５ｅＶ未満、例えば１ｅＶ未満のエネルギーの中性子を吸収するためのものである。異なるエネルギーレベルではあるが、β線およびγ線についても同様の使用法が想定される。
【００５６】
一例においては、本使用法は、高エネルギーガンマ線、例えば８．９ＭｅＶ超えのエネルギーを有するものを発生させるためのものである。本使用法は、低エネルギーガンマ線、例えば１．２ｅＶ未満のエネルギーを有するものを発生させるためのものであってもよい。
【００５７】
第４の態様では、本発明は、本方法によって得られる生成物に関する。この生成物は、医学、（放射線）治療、（放射線）診断、癌治療、細胞照射などの生物学、化学、物質科学に使用することができる。
【００５８】
一例においては、本生成物は、有機分子（例えば、ポリ乳酸などの有機ポリマー）を含む１６６Ｈｏ同位体、有機分子を含む９９Ｍｏ同位体、有機金属分子内の１７７＋１７７ｍＬｕ、から選択される。これらの生成物は容易に同定できる。
【００５９】
一例においては、本生成物は、１００ＧＢｑ／ｇを超える比放射能を有する同位体、好ましくは１２５ＧＢｑ／ｇを超える同位体、より好ましくは１５０ＧＢｑ／ｇを超える同位体、さらにより好ましくは２００ＧＢｑ／ｇを超える同位体、例えば２５０ＧＢｑ／ｇを超える同位体である。こうした生成物は、比放射能において従来技術から際立っており、その放射能は比較的見定めが容易である。
【００６０】
本生成物は、例えば肝臓に関連する目的のため、診断、治療、放射線の発生、繊細な処置、イメージング、ソフトベータの生成、などに使用され得る。前述の生成物において、生成物の放射線損傷および／または放射線学的分解および／または熱的分解は、本設備の使用の結果として、従来技術の技法と比較して少なくとも５〜１０分の１に低減される。
【００６１】
なお、「実質的」という用語は、測定、製造等の要素が例えば一致して特定の精度であることなどを示すことが意図されていることに留意されたい。
【００６２】
以上の例および実施形態のうちの１つまたは複数は、本発明の範囲内において組み合わせられてもよい。
【００６３】
［例］
本発明は、例示的かつ性質を説明するためのものであり本発明の範囲を限定するものではない添付の図面によってさらに詳細に説明される。当業者にとっては、自明的なまたは非自明的な多くの変形が本請求項によって規定される保護の範囲内において行えることが明らかである。
【００６４】
ガンマ線流量を減らし、放射線損傷を減らすプロトタイプ設備が構築された。照射を受けたモリブデン含有有機化合物の溶解度は、シールドなしの照射と比較して６分の１に減少することが観察された。溶解度が低いほど、放射線損傷が少なくなり、損傷が顕著に低減された。
【００６５】
ポリ（Ｌ−乳酸）微小球に詰められた１６６Ｈｏは、高い比放射能（例えば１００ＧＢｑ／ｇの１６６Ｈｏ）で生成されることが見出された。これは、ガンマ線シールドとターゲット冷却なしでは不可能であるとみられる。
【００６６】
放射線損傷のこの実質的な減少は、例えば、Ｍｏ含有有機化合物は、中性子活性化９８Ｍｏからの反跳によって分離される、無担体９９Ｍｏの生成のさらなる発展を促進する。これは、（低濃縮度の）ウランの核分裂による９９Ｍｏ製造に代わる安価な代替法と考えられる。
【００６７】
同様に、本発明は、ポリ乳酸含有微小球における１６６Ｈｏのより高い比放射能をもたらし、これらの化合物の用途を例えば癌治療にまで広げる。
【００６８】
［図面］
本発明は詳細な説明の文中において説明されているが、添付の図面と併せると最も良く理解されるであろう。
図１は本発明の設備の一例を示している。
【００６９】
［図面の詳細な説明］
図１は本発明の設備１００の一例を示している。ここで、いくつかの空きスロット３０が見られるものの、施設内にはいくつかのシート２１が配置されている。シートはガイドを使用して導入および取り外しができる。各シートは照射を受ける試料または対象物をシールドするために、（１つまたは複数の）様々な厚さの色々な材料のものを含むことができる。試料は開口部１０内に配置される。設備１００全体およびその一部は移動可能である。
【図１】
2017537321.tif 000003
【手続補正書】
【提出日】平成28年6月16日(2016.6.16)
【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】
以下のものを備える原子炉用の移動可能な照射設備。
ホルダと、
試料を受け入れるための少なくとも１つの開口部と、
適合フィルタ。この適合フィルタは、「バンドギャップ」フィルタと、特定のエネルギーの阻止媒体と、ガンマ線発生器と、これらの組み合わせを含む。この適合フィルタは、以下のうち少なくとも１つを行うためのものであるか、または、以下のうち少なくとも１つを有する。中性子の少なくとも１つの特定種に対する試料のシールド、ベータ線の少なくとも１つの種に対する試料のシールド、ガンマ線の少なくとも１つの種に対する試料のシールド、中性子用の少なくとも１つのエネルギーバンドパスフィルタ、ベータ線用の少なくとも１つのエネルギーバンドパスフィルタ、ガンマ線用の少なくとも１つのエネルギーバンドパスフィルタ、ガンマ放射線の特定種の発生。
ここで、フィルタのバンドパスエネルギーは、０〜０．５ｋｅＶ、０．５〜５ｋｅＶ、１０〜３０ｋｅＶ、１００〜２００ｋｅＶ、２５０〜５００ｋｅＶ、０．６〜５ＭｅＶおよびこれらの組み合わせから選択され、そして種類がベータ線、ガンマ線、中性子、およびこれらの組み合わせの少なくとも１つである。
【請求項２】
適合フィルタが少なくとも１枚のシートを含み、この少なくとも１枚のシートは、互いに背後に配置される、請求項１に記載の照射設備。
【請求項３】
各シートが個別に、厚みと、構造と、有効厚みを有し、これは中性子の少なくとも１つの特定種の吸収と、ガンマ線の少なくとも１つの特定種の吸収と、ベータ線の少なくとも１つの特定種の吸収と、前述の特定種の予め定められた割合の吸収と、ガンマ放射線の特定種の予め定められた割合の発生と、のうち少なくとも１つを行うために選択される、請求項２に記載の照射設備。
【請求項４】
前記フィルタまたはその少なくとも一部が取り外し可能である、請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の照射設備。
【請求項５】
シート材料がＰｂ，Ｃｄ，Ｎｉ，Ｓｃ，Ｆｅ＋Ｃｒ，Ｆｅ＋Ａｌ＋Ｓ、およびＳｉ＋Ｔｉから選択される、請求項２〜４のいずれか１項に記載の照射設備。
【請求項６】
フィルタが空のモジュールを含み、この空のモジュールが窒素などのガスといった不活性材料で満たされている、請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の照射設備。
【請求項７】
シールドを受け入れるための少なくとも１つのスロットをさらに備える、請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載の照射設備。
【請求項８】
少なくとも１つのシールドの構造および被覆のためにアルミニウム合金が使用される、請求項１ないし請求項７のいずれか１項に記載の照射設備。
【請求項９】
照射対象物からの熱の除去、エネルギー分布の調節、中性子線強度の調節、ガンマ線強度の調節、の少なくとも１つを行う方法であって、
放射線を放出するための放射線源を設ける工程と、請求項１ないし請求項８のいずれか１項に記載の照射設備にて照射対象物のシールドを行うステップと、を含む方法。
【請求項１０】
少なくとも１つの熱中性子が吸収され、特定のエネルギー分布の中性子が吸収され、特定のエネルギー分布のガンマ線が吸収され、特定のエネルギー分布のベータ線が吸収され、特定のエネルギー分布を有するガンマ線が生成される、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
対象物内の過剰な熱が外部手段によって除去される、請求項９ないし請求項１０のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１２】
請求項１ないし請求項９のいずれか１項に記載の照射設備の使用法であって、放射線種のエネルギー分布の操作の１つ以上について、
５ｅＶ未満のエネルギーの中性子を吸収し、
熱外中性子と高速中性子を発生させる。
高エネルギーガンマ線を発生させるとともに、低エネルギーガンマ線を発生させる。
【請求項１３】
請求項９ないし請求項１１のいずれか１項に記載の方法で得られる生成物であって、その生成物が、（ポリ乳酸などの）有機分子を含む１６６Ｈｏ同位体、有機分子を含む９９Ｍｏ同位体、有機金属分子内の１７７＋１７７ｍＬｕ、から選択されるものであり、かつ／または
１００ＧＢｑ／ｇを超える比放射能を有する同位体であること。
【国際調査報告】
2017537321.tif 000004
2017537321.tif 000005