JP2018017634A - 放射性核種製造装置、ターゲット装置及び放射性薬剤の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】加速器に対する取り付けに支障をきたすことがなく、ビームの照射を受けたターゲットの冷却効率が高い放射性核種製造装置を提供する。【解決手段】ターゲットを収容する照射容器５１、照射容器５１と連通し、荷電粒子ビームＰｂの照射によって気化したターゲットが拡散し得るバッファ部５３と、を設ける。そして、バッファ部５３が、荷電粒子ビームＰｂの照射方向と直交する幅方向よりも照射方向に沿う長さ方向に長い形状を有するようにして放射性核種製造装置を構成する。【選択図】図５

Description

本発明は、放射性核種製造装置、ターゲット装置及び放射性薬剤の製造方法に関する。

核医学画像の撮影は、少量の放射性核種を目印としてつけた放射線医薬品を患者の体内に投入し、放射線医薬品が臓器や体内組織等に集まる様子を画像化することによって行われる。このような手法としては、例えば、陽電子放出断層撮影（Positron Emission Tomography：以下、「ＰＥＴ」とも記す）が知られている。ＰＥＴでは、例えば、ブドウ糖に放射性核種としてフッ素-１８(¹⁸Ｆ)を付与した薬剤（¹⁸Ｆ−ＦＤＧ：以下、単に「ＦＤＧ」とも記す）を患者の体内に注射する。そして、体内におけるＦＤＧの分布をＰＥＴカメラで撮影している。

¹⁸Ｆは、Ｈ₂ ¹⁸Ｏをターゲットにして荷電粒子ビームを照射し、¹⁸Ｏ（ｐ，ｎ）¹⁸Ｆの核反応を起こさせることによって生成される。ターゲットとなるＨ₂ ¹⁸Ｏは比較的高価であり、その使用量は２ｍｌから５ｍｌと少量である。放射性核種製造装置では、このように少量のターゲットに対して高エネルギーのビームを照射すると、ビームの照射を受けたターゲットが沸騰すると共に気化する。ターゲットの沸騰及び気化は、ビームの照射位置からターゲットを移動させるので、核反応の効率を低下させ、¹⁸Ｆの収量低下を招く一因になる。一方、¹⁸Ｆの収量は、ビームのエネルギーのうちのビーム電流を高めることによって増加し、ビームの電流はさらに高まる傾向がある。したがって、放射性核種製造装置には、大きな電流値のビームの照射を受けながら、ターゲットの沸騰、気化を抑えるという、相反する要請がある。

また、ターゲット装置内のターゲットは、ビーム入射窓として高融点、高強度、耐腐食性の高い金属箔によって容器内に封入されることが一般的である。ターゲットの沸騰、気化によって容器内の圧力が高まると、フォイルにも高い圧力がかかることになる。
ところで、ビームはフォイルを通過してターゲットに照射されるため、フォイルの厚さは液体や気体の通過を遮断し、かつ、ビームの通過を許容するように設定される。このため、より大容量のビームを入射させる場合には、フォイルの厚さを容器内の圧力の上昇に十分耐えるほど厚くすることができず、ターゲット装置では、フォイルが損傷を受ける可能性が生じている。

ターゲットの沸騰、気化を抑止するための公知技術としては、例えば、特許文献１、特許文献２及び特許文献３に記載されたものがある。公知技術のうち、特許文献１に記載のＲＩ製造装置は、沸騰を抑えるためバッファ部に加圧ガスを供給する。ただし、加圧ガスは、気化したターゲットの冷却効率を低下させることが知られている。このため、特許文献１に記載の発明では、気化したターゲットと加圧ガスの混合気体を冷却部において分離している。
特許文献２に記載のターゲット装置は、ターゲットの収容部に連通するバッファ部にヘリウムガスを供給して沸騰を抑えると同時に、バッファ部の形状を幅方向に広げてバッファ部壁面の表面積を拡大し、ターゲットの蒸気の冷却能力を高めている。特許文献３には、ターゲットが収容される第１のチャンバーと、第１のチャンバーよりも容積が大きく、気化したターゲットが収容される第２のチャンバーとを有するターゲット装置が記載されている。

特開２０１３−２４６１３１号公報 特開２０１１−２２０９３０号公報 米国特許出願公開第２０１６／０１４１０６２号明細書

しかしながら、ターゲットの沸騰、気化を抑止するための公知技術では、気化したターゲットを冷却するための機構をターゲットに入射するビームの鉛直平面上に設けるため、この機構の表面積を増やすには限界がある。特にＨ₂ ¹⁸Ｏをターゲットとする場合、ＰＥＴサイクロトロンと呼ばれる小型のサイクロトロンが用いられることが多い。ＰＥＴサイクロトロンには、複数のターゲット装置が取り付けられ、ターゲット装置からの粒子ビーム引出部に稠密に照射装置が配置される。このため、ターゲット装置の体積を大きくすると、ＰＥＴサイクロトロンに取り付け可能なターゲット装置の個数が少なくなり、ターゲットのメンテナンス等により、¹⁸Ｆの安定的な製造、運用者の被曝の問題に支障を来すことが考えられる。
一方、蒸発潜熱の利用（凝縮熱の除去）によるターゲット冷却に必要な面積Ａは、以下の式によって表される。
Ａ＝Ｑ／（Ｕ・ΔＴ） 式（１）
なお、上記式（１）において、Ｑはターゲット装置のへの入熱量（Ｗ）、Ｕは総括電熱係数（Ｗ／ｍ²Ｋ）、ΔＴは面積Ａに対する部材の表裏の温度差（Ｋ）とする。式（１）によれば、ターゲット装置の材質を一定にし、ビームを大電流にして熱容量を高める場合には、ターゲット装置の表面積をさらに大きくすることが必要になることが分かる。

以上のことから、大電流のビームを使い、より短時間に大量に放射性同位元素を製造するためには、ターゲット装置の全体体積を増やすことなく、冷却のための表面積を増やすことが必要になる。また、フォイル損傷のリスクを軽減するためにも、ターゲット装置には、冷却効率を高めて内圧を大きくしないことが重要になる。
本発明は、このような点に鑑みてなされたものであり、加速器に対する取り付けに支障をきたすことがなく、粒子ビームの照射を受けたターゲットの冷却効率が高い放射性核種製造装置、ターゲット装置及び放射性核種製造方法を提供することを目的とする。

本発明の放射性核種製造装置は、粒子ビームを液状のターゲットに照射して放射性核種を生成させる放射性核種製造装置であって、前記ターゲットを収容する容器と、前記容器と連通し、前記粒子ビームの照射によって気化した前記ターゲットが拡散し得るバッファ部と、を備え、前記バッファ部は、前記粒子ビームの照射方向と直交する幅方向よりも照射方向に沿う長さ方向に長い形状を有することを特徴とする。

本発明のターゲット装置は、粒子ビームを液状のターゲットに照射して放射性核種を生成させる放射性核種製造装置のターゲット装置であって、前記ターゲットを収容する容器を有する容器と、前記容器と連通し、前記粒子ビームの照射によって気化した前記ターゲットが拡散し得るバッファ部と、を備え、前記バッファ部は、前記粒子ビームの照射方向と直交する幅方向よりも照射方向に沿う長さ方向に長い形状を有することを特徴とする。

本発明の放射性薬剤製造方法は、上記放射性核種製造装置によって製造された放射性核種を用いて放射性薬剤を製造する放射性薬剤の製造方法であって、前記放射性核種製造装置から放射性核種を回収する回収工程と、前記回収工程において回収された前記放射性核種を使って標識前駆体化合物を標識する標識工程と、を含む。

上記した本発明は、加速器に対する取り付けに支障をきたすことがなく、ビームの照射を受けたターゲットの冷却効率が高い放射性核種製造装置、ターゲット装置及び放射性薬剤の製造方法を提供することができる。
すなわち、上記構成によれば、気化したターゲットの少なくとも一部がバッファ部に拡散して冷却される。ターゲットの冷却効率を高めるためにはバッファ部の表面積が大きいほうが有利である。表面積を大きくする方法として、前記バッファ部を複数設けることが考えられる。本発明の上記構成によれば、ターゲット装置を幅方向に拡大せず、長さ方向に拡大することによってターゲット装置の表面積を大きくすることが可能である。このため、本発明は、粒子ビームを発生する部材の周方向にターゲット装置を複数並べても、その取り付けに支障をきたさないようにすることができる。

本発明の一実施形態の放射性核種製造装置を説明するための模式的な断面図である。 図１に示したターゲット装置の斜視図である。 図２に示したターゲット装置の上面図である。 図３に示した矢線Ａ−Ａに沿う断面図である。 図３に示した矢線Ｂ−Ｂに沿う断面図である。 図３に示した矢線Ｃ−Ｃに沿う断面図である。 図３に示したバッファ部の上面視の形状を示した模式図である。

以下、本発明の一実施形態を、図面を用いて説明する。本実施形態では、図面において同様の部材には同様の符号を付し、先に説明を行ったものについては説明を一部略す場合がある。また、本実施形態、第２実施形態の模式図は、その機能や位置関係等を説明するためのものであって寸法形状までを正確に表すものではない。

［放射性核種製造装置］
図１は、本実施形態の放射性核種製造装置を説明するための模式的な断面図である。図示した放射性核種製造装置１は、荷電粒子ビームＰｂを生成する加速器と、加速器によって生成された荷電粒子ビームＰｂの照射を受けて放射性同位元素（以下、「ＲＩ」と記す）を製造するターゲット装置と、を含んでいる。加速器とターゲット装置とは、図示しないボルト等によって互いに密着して取付けられていて、荷電粒子ビームＰｂだけが加速器３からターゲット装置５に入るように構成されている。
このような放射性核種製造装置は、外部への放射線漏れを防ぐために図示しない自己シールドを備えている。

加速器３は、入射粒子を加速して荷電粒子ビームＰｂを生成する構成である。ターゲット物質に核反応を発生させる粒子ビームを構成する入射粒子には種々のものが用いられ、陽子、重陽子、α粒子、イオン、電子または光子を例示することができる。加速器３としては、静電加速器、サイクロトロンやシンクロトロン等の円形加速器、線形加速器、または円形加速器と線形加速器とを組み合わせたマイクロトロン等を用いることができ、入射粒子の種類とエネルギーに応じて選択される。

本実施形態の放射性核種製造装置は、１つの加速器３に複数のターゲット装置５が取付けられている。図１に示した例では、加速器３の図中の左右に例えばそれぞれ４つのターゲット装置を紙面に向かう方向（図中にＺ軸で示す方向）に一列に設けている。
このような放射性核種製造装置において、加速器３に既存のものを使用し、ターゲット装置をより目的物の収量が上がるものに交換することがある。このとき、放熱効果を高めるため単にターゲット装置の表面積を大きくすると、加速器３に複数のターゲット装置を取り付け切れなくなる恐れが生じる。
ここで、ターゲット装置５は、いずれも図中のＺ方向に並んで配置されている。このため、ターゲット装置５の表面積をＺ方向以外の方向に大きくしても、ターゲット装置５を加速器３に取り付けることができる。
本実施形態は、上記の点に着目し、ターゲット装置５の表面積をＺ方向以外に大きくし、放熱効果を高めながらも加速器３に対する取り付けへの影響をなくすようにしている。

本実施形態の放射性核種製造装置は、加速器が荷電粒子ビームＰｂとして陽子線を生成する。そして、生成された陽子線を１８ＭｅＶ、５０μＡから１００μＡもしくはそれ以上の照射電流値でターゲット装置５に照射する。
本実施形態のターゲット装置５は、Ｈ₂ ¹⁸Ｏをターゲットとして保持している。ターゲットに荷電粒子ビームＰｂが照射されることにより、ターゲット装置５においてターゲットと陽子との間に¹⁸Ｏ（ｐ，ｎ）¹⁸Ｆで表される核反応が起こり、ＲＩとして¹⁸Ｆが生成される。なお、このような核反応の表記は、ターゲット物質を左側、生成物を右側に記載し、入射粒子と飛び出す粒子を括弧内に併記することによって行われる。

生成された¹⁸Ｆは、合成装置に送られる。合成装置は、¹⁸Ｆを標識前駆体化合物と合成し、ＦＤＧ等を製造する。
なお、本実施形態は、ターゲットをＨ₂ ¹⁸Ｏとするものに限定されるものではない。例えば、ターゲットにＨ₂Ｏを用い、¹⁶Ｏ（ｐ，α）¹³Ｎの核反応によって¹³Ｎを生成することもできる。

［ターゲット装置］
（全体構成）
次に、本実施形態のターゲット装置５の全体構成を説明する。
図２は、本実施形態のターゲット装置５を説明するための斜視図である。なお、図１に示したターゲット装置５は、いずれも同様の構成を有している。このため、本実施形態は、１つのターゲット装置５を説明して他のターゲット装置５の説明に代えるものとする。図２に示したＸ，Ｙ，Ｚ座標は、図１に示した座標系と一致している。

ターゲット装置５は、荷電粒子ビームＰｂを液状のターゲットに照射して放射性核種を生成させる放射性核種製造装置のターゲット装置である。ターゲット装置５は、液状のターゲットを収容する容器である照射容器５１と、照射容器５１と連通し、荷電粒子ビームＰｂの照射によって気化したターゲットが拡散し得る空間を有するバッファ部５３と、を備えている。照射容器５１は、図示しないターゲットとしてＨ₂ ¹⁸Ｏを保持している。バッファ部５３は、荷電粒子ビームＰｂの照射方向と直交する幅方向（図２中ではＺ方向に沿っている）よりも荷電粒子ビームＰｂの照射方向に沿う長さ方向（図中に沿うＸ方向）に長い形状を有している。

上記ターゲット装置５は、ニオブ（Ｎｂ）やタンタル（Ｔａ）などの耐食性に優れた金属材料で作られる。ターゲット装置は、このような金属材料の直径６０ｍｍの円筒形の塊を削って、もしくは流路を切った多層円板の拡散接合によって製造されている。照射容器５１及びバッファ部５３は、いずれも上記円筒形の塊を切削することによって金属材料の塊内に形成された空間である。また、本実施形態では、このような金属材料の塊を、以下、「ターゲットボディ」５０と記す。なお、ニオブは、異核種の製造が抑えられる点で有利な部材である。
ターゲット装置５は、アルミニウム等の金属製の取付持具２によって加速器３に取り付けられる。取付持具２は、枠体２１、２３を有し、枠体２１と枠体２３との間にターゲット装置５を挟み込むようにしてターゲット装置５を加速器３に固定する。枠体２１と枠体２３とは、図示しないボルトやＯリングを使って密着して留められる。
枠体２１には加速器３から照射される荷電粒子ビームＰｂを通すビーム入射口３１が設けられている。枠体２１と照射容器５１との境界には、荷電粒子ビームＰｂを通して空気や水等を通さない好適な厚さのフォイル５２が設けられる。フォイル５２には、例えば、ＨＡＶＡＲ（登録商標）、チタン、ステンレス等が用いられる。
図２において図示を省くが、ターゲット装置５の荷電粒子ビームＰｂの入射側には、冷却水が循環する冷却水用枝管６３（図２、図３及び図６参照）が設けられている。冷却水用枝管６３には冷却水用本管６０（図４及び図５参照）が接続されていて、冷却水用本管６０を介して外部から冷却水用枝管６３に冷却水が供給される。
なお、ターゲット装置５は、照射容器５１とバッファ部５３とを連通して両者の圧力を一定に保つ連通路５７を備えている（図３及び図５参照）。連通路５７を設けたことにより、バッファ部５３の上端から照射容器５１までの圧力が等しくなり、照射容器５１内のターゲットの水位ｆ１は照射容器５１及びバッファ部５３の圧力の値によらず一定に保たれる。

図３は、図２に示したターゲット装置５を図中の＋Ｙ方向の側から見た上面図である。図３の上面図は一部模式的な図であって、冷却水用本管６０の図示を省いて照射容器５１の形状を見易くしている。図４は、図３に示した矢線Ａ−Ａに沿う断面図である。図５は、図３に示した矢線Ｂ−Ｂに沿う断面図である。図６は、図３に示した矢線Ｃ−Ｃに沿う断面図である。

ターゲット装置５は、図３に示したように、フィッティング７１及びこのフィッティング７１と接続する管路７１１を備えている。フィッティング７１及び管路７１１は、バッファ部５３及び照射容器５１にＨｅガスや水を通すための構成である。また、ターゲット装置５は、フィッティング７３及びこのフィッティング７３と接続する管路７３１を備えている。フィッティング７３及び管路７３１は、照射容器５１から¹⁸Ｆを含むターゲットを回収するための構成である。
本実施形態では、図４に示した断面図の枠体２３のＸ方向の長さを４６．００ｍｍ、図５及び図６に示した断面図の枠体２３のＺ方向の最大長さを７０．００ｍｍとした。

以下、上記した構成の各々について説明する。

（照射容器）
図３に示すように、照射容器５１は、上面視において略二等辺三角形をなす空洞である。また、照射容器５１は、図４で示すように、荷電粒子ビームＰｂの入射方向と直交する面の断面積が荷電粒子ビームＰｂの照射方向（照射元から照射される側に向かう方向）に向かうに従って小さくなる形状を有している。照射容器５１の断面は、図４に示したように図３に示した矢線Ｂ−Ｂ上において矢線Ｃ−Ｃ上におけるよりも大きくなっている。また、照射容器５１の断面は、図３に示した矢線Ｂ−Ｂ上において円形であるのに対し、図４に示した矢線Ｃ−Ｃ上において楕円形状を有している。

照射容器５１は、Ｘ方向（荷電粒子ビームＰｂの入射方向）に沿って狭くなる。このような形状を、本実施形態では、「コーン形状」ともいう。コーン形状は、荷電粒子ビームＰｂの強度がビームの入射方向に垂直な断面積の中央で強く、ターゲット中を進むにしたがって減衰することに応じて設計された形状である。照射容器５１をコーン形状とすることによって、強度の強い荷電粒子ビームＰｂがターゲットの量の多い箇所に照射されるようになる。これにより、照射容器５１における単位面積当たりの発熱量の減少と、冷却面の面積の増大の２点によって高い除熱効果を得ることができる。なお、照射容器５１内に収容されるターゲットの量は、例えば２ｍｌから４ｍｌ、最大で５ｍｌ程度である。
また、照射容器５１は、荷電粒子ビームＰｂが入射する側から離れるに従って、荷電粒子ビームＰｂの中心軸に近づく底面を有している。つまり、照射容器５１の底面は、荷電粒子ビームＰｂの入射側から奥に向かうにしたがって上方に向かって傾くようになっている。

図４に示すように、照射容器５１は、Ｘ方向に沿ってＸ方向に垂直な断面の面積が小さくなるように設計されている。ただし、図４から明らかなように、照射容器５１は、図４に示した縦断面の上部５１１ａと下部５１１ｂとの傾きが異なっている。つまり、照射容器５１は、下部５１１ｂが上部５１１部よりも大きく傾いていることにより、液状のターゲットが沸騰することにより生じる荷電粒子ビームＰｂの飛程の差を補正（補償）することができる。このため、核反応の確率が上がり、放射性核種の収率が向上する。

（バッファ部）
バッファ部５３は、長さ方向が並列になるように複数配置され、複数のバッファ部５３と照射容器５１とを連通させて、バッファ部５３において液化したターゲットを照射容器５１に帰還させる連通路５７をさらに有している。
本実施形態のターゲット装置５は、バッファ部５３を複数（７つ）備えている。複数のバッファ部５３は、図３に示すように、荷電粒子ビームＰｂの入射方向に長く形成されていて、長さ方向が互いに並列になるように配置されている。
また、複数のバッファ部５３は、照射容器５１の周面の接線方向に対して垂直かつ等間隔に立設されている。このため、複数のバッファ部５３は、照射容器５１に対して放射状に配置されることになる。
このような本実施形態によれば、ターゲット装置５におけるターゲットの冷却効果を高めるためにバッファ部５３を荷電粒子ビームＰｂの入射方向に沿ってさらに長くし、バッファ部５３の表面積を拡大することができる。
ターゲット装置５は前記したように枠体２１と枠体２３との間に挟み込んで固定される。このとき、バッファ部５３の長さを長くしてターゲット装置５の長さが長くなった場合にも、ターゲット装置５を加速器３に取り付けることに支障は生じない。また、ターゲット装置５の長さが長くなった場合にも、Ｚ方向の長さに変化がないため、ターゲット装置５を加速器３に対して取り付けるために必要な領域に変化はなく、既存のターゲット装置と同様にして加速器３に取り付けることができる。

また、図３、図５に示すように、連通路５７は、複数のバッファ部５３のうちの隣り合うバッファ部５３同士を順次接続している。複数のバッファ部５３が連通路５７を介して連通することにより、照射容器５１と複数のバッファ部５３との圧力が等しくなり、照射容器５１内においても、バッファ部５３においてもターゲットの水位ｆ１が等しくなる。
照射容器５１において気化したターゲットは、少なくとも一部が照射容器５１からバッファ部５３のいずれかに入って冷却される。いずれかのバッファ部５３において冷却されて液化したターゲットは、少なくとも一部がバッファ部５３から直接照射容器５１に落ちてくる。
また、バッファ部５３において冷却されて液化したターゲットの少なくとも一部は、バッファ部５３の先端と接続されている連通路５７を介して他のバッファ部５３に入り込む。そして、入り込んだ先のバッファ部５３を伝って照射容器５１に流入する。
さらに、連通路５７と管路７３１とが接続されることにより、蒸発における圧力に均衡がもたらされる。その結果、ターゲットの水位ｆ１を安定化させることができる。

本実施形態では、バッファ部５３の周壁に、金属触媒として、白金（Ｐｔ）のコーティング膜を形成してもよい。これにより、水の放射線分解により発生する水素、そして酸素の反応を促進して速やかに水を戻すことができるため、水素、酸素の非凝縮性ガスの発生による、ターゲット内圧の上昇を抑制するばかりでなく、水の放射線分解に生成物（ラジカル等）を抑制することが可能になる。
なお、白金コーティング膜の成膜は、蒸着やスパッタリング及び電解めっきのいずれの方法によっても実現することができる。

さらに、本実施形態は、連通路５７がＨｅガスや水が供給される管路７１１と接続されている。連通路５７内に残ったターゲットは、管路７１１を介して連通路５７に供給された水またはＨｅガスによって押し出され、照射容器５１に帰還する。

さらに、バッファ部５３は、その周壁が、連続する複数の凹曲面５３１（図７参照）を含んでいる。
図７は、図３に示したバッファ部５３の上面視を拡大して示した模式図である。図７に示したように、バッファ部５３の対向する壁面Ｗ１、Ｗ２の表面には、夫々凹曲面５３１となっている。凹曲面５３１は、円５３３の円弧の一部が連続する形状を有している。このような壁面Ｗ１、Ｗ２を有するバッファ部５３は、気化したターゲットと接触する内面の表面積が平面より大きくなって高い冷却効果を得ることができる。

本実施形態は、バッファ部５３の形成にあたり、凹曲面５３１を次のようにして形成する。すなわち、ターゲットボディ５０を削ってバッファ部５３を形成する本実施形態では、図示しないドリルを円柱のターゲットボディ５０の周面から図１に示した−Ｙ方向に差し込んで複数の縦穴を一部重なるようにしてＸ方向に形成する。互いに重なって一列に配置された縦穴は、Ｘ方向に延びるスリットのバッファ部５３を形成する。なお、複数の縦穴のドリルを差し込んでできた外部と連通する箇所は所定の深さまで金属で埋められる。
第１実施形態の円５３３の径ｒは、例えば、２ｍｍ以上、５ｍｍ以下が好ましく、より好ましくは３ｍｍである。径ｒを３ｍｍとしたバッファ部５３は、リフラックス（水の滴下）について好適に機能した実績を有している。

（動作）
次に、以上説明したターゲット装置の動作を説明する。
ターゲット装置５においては、荷電粒子ビームＰｂがフォイル５２を通過して照射容器５１に入射してくる。入射してきた荷電粒子ビームＰｂの陽子がターゲットの水素及び酸素の原子と衝突する。このとき、陽子と原子との間に熱が発生し、液状のターゲットが沸騰、気化する。気化したターゲットの少なくとも一部は、複数のバッファ部５３のいずれかに入り込む。複数のバッファ部５３は連通路５７によって連通していることにより、圧力が均一となっている。このため、気化したターゲットは複数のバッファ部５３に均等に入り込む。そして、ターゲットは、バッファ部５３内においてターゲットボディ５０の内面上で冷却されて水滴となる。水滴の少なくとも一部は、重力によって直接照射容器５１に落下する経路を通って照射容器５１に帰還する。

また、ターゲットの他の一部は、バッファ部５３において冷却されて液化し、バッファ部５３と連通する連通路５７の周壁のターゲットボディ５０の内面を伝って他のバッファ部５３内に入り込む。他のバッファ部５３においてターゲットの複数の液滴が一緒になると、液滴の体積及び重量が大きくなってターゲットボディ５０の内面を滑り落ちやすくなる。ターゲットボディ５０の内面を滑り落ちた液滴は、照射容器５１に帰還する。

［放射性薬剤の製造方法］
次に、以上説明した放射性核種製造装置１によって生成された放射性核種を用い、放射性薬剤を製造する方法について説明する。
本方法は、放射性核種製造装置から放射性核種を回収する回収工程を含んでいる。回収工程では、ターゲットをターゲット装置５から回収し、陰イオン交換樹脂カートリッジにターゲットを通して¹⁸Ｆを吸着させることによって行われる。これを生理食塩液で溶出することで、¹⁸Ｆイオン（¹⁸Ｆ−ＮａＦ）を有効成分と放射性薬剤を得ることができる。また、本方法は、回収された¹⁸Ｆを使って標識前駆体化合物を標識する標識工程を含んでいてもよい。標識工程は、陰イオン交換樹脂カートリッジに吸着した¹⁸Ｆを炭酸カリウムやテトラブチルアンモニウム炭酸塩などの塩基で溶出した後、¹⁸Ｆを乾固して溶媒を除き、標識前駆体化合物とフッ素化反応させることによって行われる。例えば、標識前駆体化合物としてマンノーストリフレートを用いた場合は、標識工程の後、加水分解を行って、¹⁸Ｆ-フルオロデオキシグルコースを得ることができる。

本実施形態の放射性薬剤の製造方法は、上記放射性核種製造装置で放射性核種を生成する工程を含むため、ターゲットの冷却効率の向上により照射するビーム量が向上することで、放射性核種の収量を高めることができる。したがって、より多くの放射性薬剤を製造することが可能になる。

上記実施形態は、以下の技術思想を包含するものである。
（１）粒子ビームを液状のターゲットに照射して放射性核種を生成させる放射性核種製造装置であって、
前記ターゲットを収容する容器と、
前記容器と連通し、前記粒子ビームの照射によって気化した前記ターゲットが拡散し得るバッファ部と、を備え、
前記バッファ部は、前記粒子ビームの照射方向と直交する幅方向よりも照射方向に沿う長さ方向に長い形状を有することを特徴とする放射性核種製造装置。
（２）前記バッファ部は前記長さ方向が並列になるように複数配置され、複数の前記バッファ部と前記容器とを連通させて、前記バッファ部において液化した前記ターゲットを前記容器に帰還させる連通路をさらに有する（１）に記載の放射性核種製造装置。
（３）前記容器は、前記粒子ビームの照射方向と直交する面の断面積が前記粒子ビームの照射方向に向かうに従って小さくなるコーン形状を有する（１）または（２）に記載の放射性核種製造装置。
（４）前記容器は、前記粒子ビームが入射する側から離れるに従って、前記粒子ビームの中心軸に近づく底面を有する（１）から（３）のいずれか１項に記載の放射性核種製造装置。
（５）前記バッファ部の周壁は、金属触媒を含む皮膜を備える（１）から４のいずれか１項に記載の放射性核種製造装置。
（６）前記バッファ部の周壁は、連続する複数の凹曲面を含む（１）から（５）のいずれか１項に記載の放射性核種製造装置。
（７）粒子ビームを液状のターゲットに照射して放射性核種を生成させる放射性核種製造装置のターゲット装置であって、
前記ターゲットを収容する容器と、
前記容器と連通し、前記粒子ビームの照射によって気化した前記ターゲットが拡散し得るバッファ部と、を備え、
前記バッファ部は、前記粒子ビームの照射方向と直交する幅方向よりも照射方向に沿う長さ方向に長い形状を有することを特徴とするターゲット装置。
（８）（１）から（５）のいずれか１項に記載の放射性核種製造装置によって製造された放射性核種を用いて放射性薬剤を製造する放射性薬剤の製造方法であって、
前記放射性核種製造装置から放射性核種を回収する回収工程と、
前記回収工程において回収された前記放射性核種を使って標識前駆体化合物を標識する標識工程と、を含む放射性薬剤の製造方法。
（９）粒子ビームを液状のターゲットに照射して放射性核種を生成させる放射性核種製造装置であって、
前記ターゲットを収容する容器と、
前記容器と連通し、前記粒子ビームの照射によって気化した前記ターゲットが拡散し得る複数のバッファ部と、を備え、
複数の前記バッファ部は、前記粒子ビームの照射方向に並んで配置されることを特徴とする放射性核種製造装置。

１ 放射性核種製造装置
２ 取付持具
３ 加速器
５ ターゲット装置
２１，２３ 枠体
３１ ビーム入射口
５０ ターゲットボディ
５１ 照射容器
５２ フォイル
５７ 連通路
６０ 冷却水用本管
６３ 冷却水用枝管
７１，７３ フィッティング
５１１ａ 上部
５１１ｂ 下部
７１１、７１３ 管路
５３１ 凹曲面
５３３ 円
Ｗ１，Ｗ２ 壁面

Claims (8)

1. 粒子ビームを液状のターゲットに照射して放射性核種を生成させる放射性核種製造装置であって、
   前記ターゲットを収容する容器と、
   前記容器と連通し、前記粒子ビームの照射によって気化した前記ターゲットが拡散し得るバッファ部と、を備え、
   前記バッファ部は、前記粒子ビームの照射方向と直交する幅方向よりも照射方向に沿う長さ方向に長い形状を有することを特徴とする放射性核種製造装置。
2. 前記バッファ部は前記長さ方向が並列になるように複数配置され、複数の前記バッファ部と前記容器とを連通させて、前記バッファ部において液化した前記ターゲットを前記容器に帰還させる連通路をさらに有する請求項１に記載の放射性核種製造装置。
3. 前記容器は、前記粒子ビームの照射方向と直交する面の断面積が前記粒子ビームの照射方向に向かうに従って小さくなるコーン形状を有する請求項１または２に記載の放射性核種製造装置。
4. 前記容器は、前記粒子ビームが入射する側から離れるに従って、前記粒子ビームの中心軸に近づく底面を有する請求項１から３のいずれか１項に記載の放射性核種製造装置。
5. 前記バッファ部の周壁は、金属触媒を含む皮膜を備える請求項１から４のいずれか１項に記載の放射性核種製造装置。
6. 前記バッファ部の周壁は、連続する複数の凹曲面を含む請求項１から５のいずれか１項に記載の放射性核種製造装置。
7. 粒子ビームを液状のターゲットに照射して放射性核種を生成させる放射性核種製造装置のターゲット装置であって、
   前記ターゲットを収容する容器と、
   前記容器と連通し、前記粒子ビームの照射によって気化した前記ターゲットが拡散し得るバッファ部と、を備え、
   前記バッファ部は、前記粒子ビームの照射方向と直交する幅方向よりも照射方向に沿う長さ方向に長い形状を有することを特徴とするターゲット装置。
8. 請求項１から６のいずれか１項に記載の放射性核種製造装置によって放射性核種を生成する放射性核種生成工程と、
   前記放射性核種製造装置から前記放射性核種を回収する回収工程と、
   前記回収工程において回収された前記放射性核種を用いて放射性薬剤を製造する放射性薬剤製造工程と、を含む放射性薬剤の製造方法。

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