(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
イオンビームを生成するサイクロトロンに接続されるラジオアイソトープ製造用のターゲット装置であって、
第１のターゲットボディ部、第２のターゲットボディ部及び第３のターゲットボディ部を有し、
前記第１のターゲットボディ部が、サイクロトロンからのイオンビームによって照射されるターゲット媒体を導入するための第１のターゲットスペースを有し、
該第１のターゲットスペースを、前記第２のターゲットボディ部中の第２の内部スペースから分離するための第１の分離窓と、
前記第２のターゲットボディ部中の前記第２の内部スペースを、サイクロトロンの真空スペースとつながった前記第３のターゲットボディ部中の第３の内部スペースから分離するための第２の分離窓とを有し、
前記第３のターゲットボディ部とサイクロトロン真空箱に固定されたバヨネット固定具とが、バヨネット固定構造を形成して、更に、
該バヨネット固定具がプラスチック材料で作られていることを特徴とするターゲット装置。
【請求項２】
請求項１において、前記第１のターゲットボディ部、第２のターゲットボディ部及び第３のターゲットボディ部は、前記第２のターゲットボディ部を通り、前記第１及び第３のターゲットボディ部間に第２のターゲットボディ部を締め付けるボルトによって、１つの一体型ボディを形成していることを特徴とするターゲット装置。
【請求項３】
請求項１において、前記第１のターゲットボディ部に、冷却液用の接続具を備えていることを特徴とするターゲット装置。
【請求項４】
請求項１において、前記第２のターゲットボディ部に、前記第１及び第２の分離窓を冷却するための冷却流体を循環させるための接続具が備えられていることを特徴とするターゲット装置。
【請求項５】
請求項３又は４において、冷却流体用の前記接続具が、分離を迅速化するためのクイック接続タイプであることを特徴とするターゲット装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ラジオアイソトープ製造用のターゲットの絶縁を確保しつつ、且つ迅速に固定するためのターゲット着脱装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
アイソトープ製造システムは、幾つかのサブシステム及び機能を有する複雑なシステムである。放射性トレーサを製造するこのようなシステムは、いわゆる放射能、特に、放射線障害に関する多くの規制に合致させる必要がある。
【０００３】
ラジオアイソトープの製造は、適当な粒子加速器、多くの場合はサイクロトロン、上に直接取り付けられるか、又は、加速器からのイオンビーム輸送ライン上に取り付けられた、いわゆるターゲット装置内で行われる。
【０００４】
ターゲット装置は、更に、定期的なメンテナンスを必要とする。サービスの間隔は、照射時間、ビーム電流レベル、ターゲット装置のタイプ等に依存する。ターゲット窓破裂のような突然の事故も発生し得る。ターゲット窓は、通常、例えばチタン又は同等の特性を有する合金からなる１０−２５μｍのオーダーの薄い箔からなる。そのような薄い窓箔は、ターゲットボディ中のターゲット（媒体）スペースを、サイクロトロンの真空スペースから分離するのに用いられる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ターゲットボディは、イオンビームの照射により放射化されるので、冷却する必要がある。どのような場合においても、使用者は、研究や臨床プログラムを、時間を無駄にすることなく開始することを望む。ターゲットボディの放射化が冷却されるのを長時間待つのは、使用上現実的ではない。ターゲット装置が損傷した場合は、即座に交換するのが望ましい。それ故に、ターゲット装置の取り外しのために必要な時間は、メンテナンススタッフの被曝線量を限定するためだけでなく、さらに、メンテナンス上の部品補給という点においても、非常に重要である。従って、そのためのターゲット装置自体の設計も又重要である。
【０００６】
以上のことは、ターゲット装置を、イオンビーム加速器の真空系や、そのイオンビーム輸送ラインに取り付けたり、取り外すのに機械的な問題が生じることを示唆している。加速器の場合、本装置を放射線障害を阻止すべく適切な環境に収容することが可能な放射線シールドも必要であり、これは、通常、非常に限定されたスペースしか確保されないことを意味する。例えば、「ＧＥ ＭＩＮＩtrace」は、病院で医療診断に用いる短寿命ＰＥＴ（陽電子放出トモグラフィ）アイソトープの製造に用いられる一体化された装置を開示している。一般的に、アイソトープ製造システムのオペレータは、設備の運転に際して、ターゲット装置から最大限の距離を維持できることが望ましい。
【０００７】
本発明は、前記の事情に鑑みてなされたもので、一体化型放射線シールド中に収容される小型のサイクロトロンに迅速に取り付け可能な、ターゲット装置の技術を提供することを課題としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、イオンビームを生成するサイクロトロンに接続されるラジオアイソトープ製造用のターゲット装置において、第１のターゲットボディ部、第２のターゲットボディ部及び第３のターゲットボディ部を有し、第１のターゲットボディ部が、サイクロトロンからのイオンビームによって照射されるターゲット媒体を導入するための第１のターゲットスペースを有し、第１のターゲットスペースを、第２のターゲットボディ部中の第２の内部スペース部分から分離するための第１の分離窓と、第２のターゲットボディ部中の第２の内部スペースを、サイクロトロンの真空スペースとつながった第３のターゲットボディ部中の第３の内部スペースから分離するための第２の分離窓とを有し、前記第３のターゲットボディ部とサイクロトロン真空箱に固定されたバヨネット固定具とが、バヨネット固定構造を形成して、更に、該バヨネット固定具がプラスチック材料で作られていることで、前記課題を解決したものである。
【０００９】
又、第１のターゲットボディ部、第２のターゲットボディ部及び第３のターゲットボディ部は、第２のターゲットボディ部を通り、第１及び第３のターゲットボディ部間に第２のターゲットボディ部を締め付けるボルトによって、１つの一体型ボディを形成するようにしたものである。
【００１１】
又、前記第１のターゲットボディ部に、例えば循環水である冷却液用の接続具を備えるようにしたものである。
【００１２】
又、前記第２のターゲットボディ部に、前記第１及び第２の分離窓を冷却するための冷却流体、例えば不活性ガスを循環させるための接続具を備えるようにしたものである。
【００１３】
又、冷却流体用の前記接続具を、特に分離を迅速化するためのクイック接続タイプとしたものである。
【００１４】
本発明によれば、シールドの放射線遮蔽ドアの１つを開けた後、ターゲット装置に容易にアクセスでき、且つ、ＰＥＴアイソトープ製造設備のオペレータの放射線障害を最小限にしながらターゲット装置を取り扱うことができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態を詳細に説明する。
【００１６】
図１乃至３に、特に水素の陰イオンの加速用に設計された小型サイクロトロンによってＰＥＴラジオアイソトープを製造するためのターゲット装置ＴＤの好適な実施形態が図示されている。放射性アイソトープは、加圧された気体、液体又は固体であるターゲット媒体に高エネルギイオンを照射することによる核反応によって形成される。
【００１７】
好適なターゲット装置ＴＤにおいては、２枚の薄い窓箔（分離窓６、７）が、加速器の真空からターゲット媒体を分離している。両方の分離窓６、７は、ターゲットスペース２０内で核反応が行われる前に、イオンビームによって通過されなければならない。図１には、ターゲットセクション（第１のターゲットボディ部）２、中間冷却セクション（第２のターゲットボディ部）３、及び、サイクロトロン真空箱１上に直接取り付けられたアダプタ受入部（バヨネット固定具）５に適合するアダプタセクション（第３のターゲットボディ部）４を含むターゲットボディＴＢが示されている。２枚の分離窓６及び７の間の第２のターゲットボディ部３は、好適な実施例において、分離窓６、７を冷却するために循環している不活性ガス（通常はヘリウム）で充満されている。第１のターゲットボディ部２は、照射中の冷却も必要とし、従って、好適な実施例において、第１のターゲットボディ部２へ冷却水を供給するための接続具が備えられ、同様に、第２のターゲットボディ部３へのヘリウム冷却のための接続具も備えられている。ターゲットボディＴＢの取り外しを迅速化するため、これらの接続具（図示省略）には、当業者に周知の標準化されたセルフシールクイック継手を用いており、ここではこれ以上説明しない。
【００１８】
分離窓６、７を備えたターゲット装置ＴＤは、好適な実施例においては、第２のターゲットボディ部３を通り抜けて、２枚の分離窓６及び７を有する第２のターゲットボディ部３を、第１のターゲットボディ部２及び第３のターゲットボディ部４間に締め付ける４本のボルト１０によって、１つの一体化ターゲットボディＴＢを形成している。図示実施例において、ボルト１０は、第１のターゲットボディ部２中の利用可能な冷却チャンネルと極力干渉しないように、第１のターゲットボディ部２にねじ込まれている。このボルト１０は、第２のターゲットボディ部３及び同様に第３のターゲットボディ部４に形成されたスルーホール９を介して供給される。他の実施例においては、ボルト１０は反対方向を向き、第１のターゲットボディ部２のスルーホールを通り、第３のターゲットボディ部４にねじ込まれることができる。
【００１９】
好適な実施例によるターゲット装置ＴＤは、特にターゲットボディＴＢに当たるイオンビームからの電流の測定を可能とするために、サイクロトロン構造体１から電気的に絶縁されている。
【００２０】
ターゲット媒体用のターゲットスペース２０を形成するターゲットボディ部２は、イオンビームの照射によって発生する放射性アイソトープによって容易に汚染され、特に、分離窓６及び７は、これらを通過するイオンビームと窓材料の相互作用によって、非常に強い放射性を有する。従って、照射されたターゲット装置ＴＢの取り外しは、そのような作業をする人間の線量負荷を限定するために、可能な限り迅速にすべきである。取り外し時間は、基本的に、ターゲット固定システムの設計により決定され、ある程度、ターゲット冷却流体の接続具やターゲット媒体の接続具によって決定される。
【００２１】
第１〜３のターゲットボディ部２、３及び４から組み立てられたターゲットボディＴＢは、外部の大気圧とサイクロトロンの真空間の圧力差によって作り出される、何がしかの付加力を得て、固定機構４及び５（第３のターゲットボディ部４及びバヨネット固定具５で構成されるバヨネット固定機構）によって、作動中は所定位置に維持される。
【００２２】
組み立てられたターゲットボディＴＢのサイクロトロン構造体１への固定は、特別に設計されたバヨネット固定具５によってなされる。第３のターゲットボディ部４の固定具が雄側であり、対応するバヨネット固定具５が雌側であっても良いし、第３のターゲットボディ部４の固定具が雌側であり、対応するバヨネット固定具５が雄側であっても良い。従って、ターゲットボディＴＢの取り外しは、１秒もかからない簡単なわずかなひねりによってなされる。ターゲットボディＴＢを掴むのには、オペレータの手からターゲットボディＴＢまでの距離を確保するために、好ましくはラッチング作用（図示省略）を備えたプライヤ工具を使うことが想定されている。更に、十分に伸ばした腕による「片手動作」によって簡単になされる取り外しにより、第１〜３のターゲットボディ部２、３及び４から組み立てられたターゲットボディＴＢを、オペレータの体から遠く離したままにすることができる。（この点に関して、人間の指に対する放射性被曝線量の規制は、身体に対する線量に比べて１０倍も許容していることに注意されたい。）
【００２３】
好適な実施例によりサイクロトロンの真空箱１に固定されるバヨネット固定具５の取付部分は、望ましい真空シーリングのためだけではなく、（ひねるために）いくらかの潤滑を与える材料で作られている。また、第３のターゲットボディ部４と接触するバヨネット固定具５の部分を、絶縁材料であるプラスチック材料で作ることによって、必要な潤滑とターゲット装置ＴＤの絶縁が、同じ部品によって実現される。所望の真空シーリングのために、更に、絶縁Ｏリングによるシーリングのために、２つの部分、第３のターゲットボディ部４及びバヨネット固定具５が高精度である必要がある。
【００２４】
図示実施形態によるターゲットボディＴＢの完全な分解には、単に４本のボルト１０を弛めるだけでよい。既に述べたように、分離窓６及び７が、放射線の主な源である。ターゲットボディＴＢのこの設計は、従って、これらの分離窓６、７の取り外し段階を、迅速且つ複雑でない動作で行えるようにして、オペレータスタッフへの線量被曝を低くしている。
【００２５】
ターゲットボディＴＢをサービスエリアに搬送するための鉛壺（lead pig）は、取り外されたターゲットボディＴＢを取り扱う効率的な方法である。ターゲットボディＴＢを固定する設備を備えた鉛覗きガラスを有するテーブル上鉛シールドは、好適な補助装置である。ターゲットボディＴＢの分解は、このテーブル上シールド内で行われる。
【００２６】
以下のステップは、アイソトープ製造作業が終了し、サイクロトロンの真空が開放された後で、ターゲットボディＴＢを取り外して分解するための動作手順を説明している。第１のステップでは、取り外されるターゲットボディＴＢにアクセスするために、サイクロトロンの放射線シールドが開かれる。示唆された加速器装置であるＧＥ ＭＩＮＩtrace装置の場合、これは、単に重い前面放射線遮蔽アクセスドアを開くことを意味し、これにより、通常は、同時に、（サイクロトロンの作動をできなくするために）存在する全ての電気的な回路が切断される。電気回路を切断する際に、冷却系及びターゲット系の全てのポンプ動作も、勿論停止される。真空ポンプ動作も、それ以上、行われず、適切なバルブによって、サイクロトロン真空箱１も開放される。
【００２７】
次のステップは、第１のターゲットボディ部２及び第２のターゲットボディ部３の水及び／又はヘリウムの冷却接続具や、ターゲット媒体用の第１のターゲットボディ部２の接続具の取り外しである（１−２秒の手の被曝）。
【００２８】
次いで、ターゲットボディＴＢ取り外し工具（図示省略）が持ち込まれ、ターゲットボディＴＢを掴み、取り外し工具をわずかにひねることによって、ターゲットボディＴＢがサイクロトロン真空箱１から迅速に取り外される。取り外し工具が取り付けられたままの状態で、第１〜３のターゲットボディ部２、３及び４からなる全ターゲットボディＴＢが、鉛遮蔽容器中に入れられる（２−３秒の手の被曝）。
【００２９】
ターゲットボディＴＢを鉛遮蔽容器内に置いた状態で、作業場に移動し（被曝無し）、その後、ターゲットボディＴＢは、鉛容器から、特別に適用された、放射線遮蔽されたターゲットボディＴＢの固定と作業の場所に移動され（２−３秒の手の被曝）、ここで（直後、又は、任意の特定時間経過後）、ターゲットボディＴＢは、第１〜３のターゲットボディ部２、３及び４を互いに連結し、ターゲットボディＴＢを形成している４本のねじ１０を取り除くことによって分解される。これらのねじ又はボルト１０を取り外すと、分離窓６及び７にアクセス可能となる（１０−１５秒の手の被曝があるが、平均線量レベルは、より低い）。既に述べたように、分離窓６及び７は、放射線障害に関して最も危険な部品であるので、可能な限り手から距離を離しておく。分離窓６及び７を収納するために特別に考慮された局所的な小さな鉛容器を持つことが望ましい。箔を鉛容器に移動するための長いピンセットが強く勧められる。
【００３０】
分離窓６及び７を取り外しても、第１〜３のターゲットボディ部は、放射性を有すると思われるが、非常に低いレベルであるため、以後の取り扱いは危険でなくなる。
【００３１】
【発明の効果】
本発明によるターゲット装置は、照射後のターゲットボディを、オペレータが可能な限り低い被曝線量で取り扱うことを可能とする。特に、サイクロトロン真空箱からの簡単な取り外し動作により、診断用トレーサ用のＰＥＴアイソトープ製造設備のデリケートな作業を安全に取り扱えるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるターゲット装置の実施例を示す断面図
【図２】図１のターゲット装置の分解状態を示す断面図
【図３】図２のターゲット装置の分解状態を示す斜視図
【符号の説明】
１…サイクロトロン構造体（真空箱）
２…第１のターゲットボディ部
３…第２のターゲットボディ部
４…第３のターゲットボディ部
５…バヨネット固定具
６、７…分離窓
２０…ターゲットスペース
２１、２２…内部スペース
【図１】
0004388633.tif 000002
【図２】
0004388633.tif 000003
【図３】
0004388633.tif 000004