JP2023542072A - アイソトープを製造する方法及びシステム - Google Patents

Abstract

ラジオアイソトープ、例えばモリブデン９９を製造するシステム及び方法。本システムは、第１の加速器、第２の加速器、第１のビームライン、及びターゲットを含む。１対の加速器を用いて、ビームラインを好ましくはターゲットに向かって互いに逆の方向から発火させ、それによりターゲットを両側から照射する。本システムは、気体ヘリウムを利用するターゲット冷却システム、液体冷却剤付きの金属ショットかコンクリート付きのスチールかのボックスで構成されたモジュラー局所ターゲット遮蔽体、及びターゲットディスクをロードしたりアンロードしたりするホットセルをさらに含むのが良い。

Description

〔関連出願の引照〕
本願は、２０２０年８月１８日に出願された米国特許仮出願第６３／０６６，８９７号（発明の名称：Method and System for Producing Molybdenum-99）及び２０２０年１０月１日に出願された米国特許仮出願第６３／０８６，４８８号（発明の名称：Method and System for Producing Molybdenum-99）の出願日に関する権利を主張する出願であり、かかる米国特許仮出願の両方を参照により引用し、その記載内容全体を本明細書の一部とする。

放射性同位元素（医学や生命科学分野では、「放射性同位元素」は「ラジオアイソトープ」と、また、「同位元素」は「アイソトープ」と呼ばれることが多いので、本明細書では、それぞれ後者の用語を用いることとする）は、医学及び生命科学で広く用いられている。ラジオアイソトープの有用性及び商業的価値は、１つには、比放射能に基づいて定められ、高い比放射能は、広範な有用性及び優れた価値を持っている。

人工のアイソトープは、典型的には、電子ビーム、イオンビーム、及び原子炉を用いる方法によって製造（生産）される。電子ビームは、一般に、使用現場の近くで寿命の短いアイソトープを製造するために用いられる。イオンビーム及び原子炉は、一般に、寿命のより長いアイソトープを中心施設で製造するために用いられる。

多くのアイソトープは、全部で三通りの技術によってたやすく製造可能である。これらアイソトープは、天然に産出される標的アイソトープに対する中性子の増加か減少かのいずれかによって作られたアイソトープを含む。

イオンビームプロセスは、そのエネルギー効率が比較的高いために、中性子減少のための選択肢としての方法であった。しかしながら、イオンビームプロセスは、その初期費用が高く、操作が複雑であり、しかも大量生産速度に合わせてスケール変更する能力が制限されているという欠点がある。加うるに、イオンの質量が比較的大きいので、高電流密度のビームを発生させることが極めて困難である。さらに、イオンエネルギーの蓄積距離が極めて短く、かくして強烈な局所ターゲット加熱が生じるので、ビームをシャープに集中させるとターゲットが必ず破壊される。これら要因により、イオンビームによって達成できる平均比放射能が制限され、しかも製造量及び製造品質が制限される。

電子ビームの停止距離は、イオンビームの停止距離よりも著しく長い。しかしながら、電子ビームは、ターゲット内又はターゲットの近くに光子を発生させることができて初めてラジオアイソトープを形成することが可能になる。さらに、ラジオアイソトープの高比放射能を生じさせるのに必要な光子強度を発生させるためには、高い電子ビーム出力密度が必要であり、それにより、典型的には、ターゲット材料に対して許容できないほどの高い熱負荷を及ぼし、その結果、ターゲットが溶解する。この場合もまた、製造量及び製造品質が制限される。

核分裂反応器は、中性子吸収プロセスによりアイソトープの製造にあたりビーム源と競合し、そして核分裂生成物から分離されるアイソトープの製造にあたって独自の役割を果たす。核分裂反応器は、現時点では、これらが多量の生成物を製造することができるので、中性子増加のための選択肢としての方法である。

モリブデン９９（Ｍｏ－９９又はａＭＯ）は、米国において医療用イメージングのうちの約８０パーセント又は１日あたり約５０，０００回の割合で用いられるテクネチウム９９ｍ（Ｔｃ－９９ｍ）を製造するために用いられる重要な医療用アイソトープである。

今日、当業界で用いられるＭｏ－９９供給物の大部分は、核分裂反応器により作られる。天然に産出されるモリブデン（ｎＭＯ）のうちで天然存在比が最も高くそして産業用途に貢献しているアイソトープであるモリブデン－９８（Ｍｏ－９８）に中性子捕獲法の使用により中性子を当て、それによりＭｏ－９９が得られる。ノーススター・メディカル・ラジオアイソトープス・ＬＬＣ（NorthStar Medical Radioisotopes, LLC）は、１９８０年代以降に初めてＭｏ－９９の製造認可についてＦＤＡ（米国食品薬品局）の承認を得た米国の供給業者であり、現在、ミズーリ大学研究用原子炉とパートナーシップを結んだ上で中性子捕獲法を用いてＭｏ－９９を製造している。

しかしながら、医療用アイソトープを作るための原子炉の使用には多くの欠点がある。原子炉は、極めて費用が高くつき、運転費が極めて高く、しかも連邦規則の下ではなはだしく厳格な立地基準及び稼働上の制約を受ける。したがって、原子炉を必要としないでＭｏ－９９を製造する、費用がそれほど高くはつかない手段が要望され続けている。

別法として、中性子放出法を用いたＭｏ－９９の製造が、１９９０年代にマサチューセッツ工科大学においてリドスキー等（Lidsky et al.）によって研究された。米国特許第５，７８４，４２３号（発明者：リドスキー（Lidsky）、発明の名称：Method of Producing Molybdenum-99）が単一電子加速器を用いてＭｏ－９９を製造する方法を開示しており、この米国特許を参照により引用し、その開示内容全体を本明細書の一部とする。

米国特許第５，７８４，４２３号明細書

リドスキー特許に記載された方法によれば、Ｍｏ－９９の製造において原子炉への依存性が解消されるが、幾つかの理由でこれにも欠点がある。例えば、たった１基の加速器に依存すると、その結果、保守のための稼働停止時間中製造が中断される。加うるに、電子ビームにより生じる放射線の逆流により、加速器ターゲット領域内に位置する装置に深刻な損傷が生じる場合がある。これらの技術的な難題により、電子加速器を用いたＭｏ－９９の商業的製造がおぼつかなくなる。したがって、Ｍｏ－９９の製造速度を高めるとともに、逆流放射線を最小限に抑えることが要望され続けている。

また、加速器を保守のために作動停止する必要がある場合に、人工Ｍｏ－９９及び他の医学的に有用なラジオアイソトープの無中断製造が要望されている。

本開示は、一般に、一対の電子加速器を用いてターゲットアイソトープを互いに反対の側から照射することによって、ターゲットアイソトープから生成物アイソトープを製造する方法及びシステムに関する。例示として、Ｍｏ－１００ターゲットに高エネルギー電子を照射し、それにより逆の方向から高エネルギーＸ線を生じさせて、生成物アイソトープであるＭｏ－９９収率を最大にするとともに逆流放射線を最小限に抑える。

例示の実施形態では、ラジオアイソトープを製造するシステムは、第１のビームラインに係合するよう構成された第１の電子加速器と、第２のビームラインに係合するよう構成された第２の電子加速器とを含むのが良い。本システムは、生成物アイソトープの状態に変えられるべきターゲットアイソトープを収容するよう構成されたターゲット組立体をさらに含むのが良く、第１のビームラインは、ターゲット組立体に第１の方向から係合し、第２のビームラインは、ターゲット組立体に第２の方向から係合する。より具体的に言えば、ターゲットアイソトープは、モリブデン１００であるのが良く、生成物アイソトープは、モリブデン９９であるのが良い。本システムは、ターゲット組立体に連結されたホットセルと、ターゲット組立体に係合するよう構成されたターゲット冷却システムとをさらに含むのが良い。特に、ターゲット組立体は、第１の冷却パイプに近位端部のところで係合するとともに第２の冷却パイプに遠位端部のところで係合する三又形状が形成される。

もう１つの例示の実施形態では、ラジオアイソトープを製造する方法は、第１の電子加速器からの第１のビームラインを製作するステップと、第２の電子加速器からの第２のビームラインを製作するステップと、第１ビームライン及び第２ビームラインをターゲット組立体上に一点集中させるステップと、ターゲット組立体を第１ビームライン及び第２ビームラインよって照射するステップと、第１ビームライン及び第２ビームラインによるターゲット組立体の照射に応答して、ターゲット同位体を生成物アイソトープの状態に変えるステップとを含むのが良い。より具体的に言えば、ターゲットアイソトープは、モリブデン１００であるのが良く、生成物アイソトープは、モリブデン９９であるのが良い。特に、第１のビームラインは、ターゲット組立体上に第１の方向から一点集中するのが良く、第２のビームラインは、ターゲット組立体上に第１の方向とは逆の第２の方向から一点集中するのが良い。

さらにもう１つの例示の実施形態では、モリブデン９９を製造するシステムは、第１のビームラインに係合するよう構成された第１の電子加速器と、第２のビームラインに係合するよう構成された第２の電子加速器と、モリブデン９９に変えられるべきモリブデン１００を担持したターゲットホルダを収容するよう構成されたターゲット組立体とを含むのが良い。第１のビームラインは、ターゲット組立体に第１の方向から係合するのが良く、第２のビームラインは、ターゲット組立体に第１の方向とは逆の第２の方向から係合するのが良い。さらに、ターゲット冷却システムが気体ヘリウムをターゲット組立体に供給するよう構成されているのが良く、ホットセルがターゲットホルダをロードしたりアンロードしたりするためにターゲット組立体に係合するよう構成されているのが良い。

本発明の例示の実施形態に従ってアイソトープ、例えばＭｏ－９９を製造するシステムの斜視図である。 例示の実施形態に係るビームラインのブロック図である。 例示の実施形態に従って電子ビームをターゲットに運ぶ単純化されたプロセスを示す図である。 例示の実施形態に係る制御システムのネットワークアーキテクチャを示す図であり、図４Ａ－２に一体的に続く図である。 例示の実施形態に係る制御システムのネットワークアーキテクチャを示す図であり、図４Ａ－１から一体的に続く図である。 例示の実施形態に係る加速器制御サブシステムの例示の制御図である。 図４Ａの制御システムによりモニタできるとともに制御できる制御パラメータを示す図である。 例示の実施形態に係るターゲット組立体の斜視図であり、三又領域を破線で示した状態を示す図である。 例示の実施形態に係るターゲット組立体の斜視図であり、三又領域を破線で示した状態を示す図である。 図５Ａ及び図５Ｂのターゲット組立体の三又領域の拡大斜視図である。 例示の実施形態に係るターゲットホルダの分解組立図である。 図７Ａのターゲットホルダの斜視図である。 概念的ターゲットにおける約４０メガ電子ボルト（ＭｅＶ）の電子１個あたりのＭｏ－９９の製造量とディスク番号との関係を示すモデル化グラフ図である。 図５Ａ及び図５Ｂのターゲット組立体の三又領域の断面図である。 図５Ａ及び図５Ｂのターゲット組立体の三又領域の別の断面図である。 例示の実施形態に係る冷却システム全体の系統図である。 例示の実施形態に係る挿入器具の斜視図である。 図１２の挿入器具の別の斜視図である。 例示の実施形態に係るホットセルの斜視図である。 図１４のホットセルの別の斜視図である。 例示の実施形態に係るターゲットアンローダの斜視図である。 例示の実施形態に係る局所ターゲット遮蔽体の斜視図である。 図１７Ａの局所ターゲット遮蔽体の断面図であり、冷却剤入口及び出口について別の場所が示されている図である。 図１７Ａの局所ターゲット遮蔽体の分解組立図である。 例示の実施形態に係る遮蔽体ブロック容器の断面図である。

本発明の開示対象の実施形態を詳細に説明する前に、本発明の用途が図示の特定の配置の細部に限定されることがないということが理解されるべきであり、と言うのは、本発明は、他の実施形態により実施可能だからである。例示の実施形態が図面の参照図に記載されている。本明細書において開示する実施形態及び図は、本発明を限定するものではなく例示とみなされるべきである。また、本明細書で用いられる用語は、説明の目的のためであって本発明を限定するものではない。

本発明は、多種多様な形態での実施形態が具体化できるが、本開示が本発明の原理の例示であるという理解のもとで特定の実施形態を図示するとともに詳細に説明している。本発明を特定の図示の実施形態に限定することは意図されていない。本明細書において本文、図面、及び特許請求の範囲に開示された本発明の特徴は、本発明の作用にとってその種々の実施形態に関して個々に、しかも所要の組み合わせにおいて有意義であるといえる。一実施形態の特徴を本発明の他の実施形態に用いることができる。

さらに、本明細書において説明する方法及びシステムは、一般に、ターゲットアイソトープ（例えば、Ｍｏ－１００）を用いて生成物アイソトープ（例えば、Ｍｏ－９９）の製造に関するが、理解されるべきこととして、Ｚｎ－６８ターゲットを用いてＣｕ－６７、Ｔｉ－４８ターゲットを用いてＳｃ－４７、Ｒａ－２２６ターゲットを用いてＡｃ－２２５、又はＯｓ－１８７ターゲットを用いたＲｅ－１８６を含む（これらには限定されない）他のラジオアイソトープもまた、本明細書において説明する方法及びシステムを用いて製造できる。かくして、モリブデンを用いた実施形態の説明は、他のアイソトープを初めから排除することを意味していない。理解できることとして、本明細書において説明するシステム及び方法は、多くの利点を提供することによって全ての既知のシステムの改良策となり、かかる利点としては、加速器のうちの１つが保守のために作動停止された場合であってもラジオアイソトープの中断のない製造が可能であることが挙げられる。

注目すべきこととして、ターゲットアイソトープの人工的に濃縮された濃度の使用によって所望の生成物アイソトープの収率を高くすることができる。例えば、天然に豊富に存在する量（約９．７％）から約９５％のＭｏ－１００までの範囲の量のＭｏ－１００の量をターゲットとして用いることができる。９５％Ｍｏ－１００を用いる場合、Ｍｏ－９９の収率は、約１０倍に増大する。かくして、多くの安定したアイソトープ（例えば、１％未満のロスで１００年よりも長い半減期）が存在する場合、所望のターゲットアイソトープについて量を多くしたターゲットアイソトープを利用することが好ましい。

従来、アイソトープ、特にラジオアイソトープを製造する中性子減少プロセスでは、線形電子加速器（リニアック）を共通軸線に沿ってターゲットにめがけて発火する。しかしながら、従来方法を実施しても、その結果としての所望のアイソトープの収率は低く、しかもビームラインから見て射程に沿って位置する機器に有害な逆流放射線が生じる。かくして、製造効率を最大にするとともに逆流放射線を回避するため、例示の実施形態によれば、濃縮ターゲットが一対の電子加速器を用いて両側から、すなわち、互いに逆の方向から照射されることになる。

図１を参照すると、アイソトープ、特にＭｏ－９９を製造する例示のシステム１００が示されている。具体的に説明すると、アイソトープを製造するためのシステム１００は、第１の加速器１１０及び第２の加速器１２０を含むのが良く、これらの加速器１１０，１２０は、それぞれ、第１のビームライン１３０及び第２のビームライン１４０に連結されている。第１のビームライン１３０及び第２のビームライン１４０は、互いに逆方向からターゲットホルダ１５０に一点集中するのが良い。ターゲットホルダ１５０が、ターゲットアイソトープ（例えば、濃縮Ｍｏ－１００）が照射のために保持される場所としての装置であるのが良い。ターゲットホルダ１５０は、ターゲット冷却システム１６０（プロセス冷却システムとも呼ばれる）及びホットセル１７０にさらに係合するのが良い。

第１の加速器１１０及び第２の加速器１２０は、第１のビームライン１３０及び第２のビームライン１４０と一緒に、加速器ボールト１８０内に遮蔽されるのが良い。例示の実施形態では、加速器ボールト１８０は、第１の加速器１１０及び第１ビームライン１３０の第１部分を収容する第１の放射線ゾーン１８２、第２の加速器１２０及び第２ビームライン１４０の第１の部分を収容する第２の放射線ゾーン１８４、及びターゲットホルダ１５０を第１のビームライン１３０の第２の部分及び第２のビームライン１４０の第２の部分と一緒に収容する第３の放射線ゾーン１８６にさらに分けられるのが良い。別々の放射線ゾーンは、システム１００の一コンポーネントに対しての保守を実施することができ、その間、残りのコンポーネントは、作動状態のままであるようにすることができる。例えば、技術者は、第２の放射線ゾーン１８４内に配置される第２の加速器１２０の作動に影響を及ぼすことなく、第１の放射線ゾーン１８２内の第１の加速器１１０を点検整備することができる。

ターゲットホルダ１５０の近位側の領域を、局所ターゲット遮蔽体１９０によってさらに遮蔽するのが良い。１つ以上のウォータースキッド（図示せず）が第１のビームライン１３０及び／又は第２ビームライン１４０を冷却するため設けられるのが良い。各ウォータースキッドは、共通のキャリヤに取り付けられた弁及びポンプを含むのが良い。ウォータースキッドが放射性である場合があると仮定して、システム１００は、ウォータースキッドを収容するために用いられる１つ以上の遮蔽ウォータースキッド室１８８をさらに含むのが良い。

例示の実施形態では、加速器ボールト１８０は、放射線ゾーン１８２，１８４，１８６及びウォータースキッド室１８８を形成するために用いられる内壁と一緒になって、米国ペンシルベニア州ハーレスビル所在のベリタス・メディカル・ソリューションズ（Veritas Medical Solutions）により供給されている高密度（ＨＤ）コンクリートブロックで構成されるのが良い。ＨＤコンクリートは、ガンマ線を遮蔽する上で単位体積あたり普通の密度のコンクリートよりも良好であり、かかるガンマ線は、プロセス中に生じる即時放射線の主要な源である。具体的に説明すると、即時放射線は、加速器の作動中に瞬時に放出される放射線を指し、この放射線は、ボールト又はビームライン内の活性化コンポーネントにより生じる残留放射線又は誘導放射線とは異なっている。他の物質、例えばスチール又は鉛もまた加速器ボールトに使用できるが、これら物質は、費用がより高くつき、しかもプロセス中に生じる即時中性子を停止させる上でＨＤコンクリートと同じほど効率的ではない。

第１の加速器１１０及び第２の加速器１２０は、ターゲットホルダ１５０内に保持されたＭｏ－１００を照射するよう加速電子を生じさせるために用いられる。例示の実施形態では、第１の加速器１１０及び第２の加速器１２０は、４０ＭｅＶ電子で１２５ｋＷの平均出力を供給することができる電子加速器である。別の実施形態では、第１の加速器１１０及び第２の加速器１２０は、少なくとも２０ＭｅＶ電子を発生させることができる。しかしながら、理解できるように、第１の加速器１１０及び第２の加速器１２０は、１２５ｋＷ未満の出力を供給することができ、また、製造レベル及び特定の実施形態に応じて４０ＭｅＶ未満のエネルギーを確実に発生させることができる。

例示の実施形態では、ターゲットアイソトープ（例えば、Ｍｏ－１００）は、制動放射変換器としてもターゲット材料としても働くことができ、この変換器では、電子ビームとターゲットアイソトープの衝突によって生じるガンマ線は、次に、ターゲットアイソトープと相互作用してガンマ－ｎ反応を通じて生成物アイソトープ（例えば、Ｍｏ－９９）を生じさせる。かくして、従来型の制動放射変換器の必要がなくなる。

例示の実施形態によれば、ベルギー国ルーヴァン－ラ－ヌーヴ所在のアイビーエー・インダストリアル（IBA Industrial）により製造されている一対のRHODOTRON（登録商標）電子ビーム（Ｅビーム）加速器は、第１の加速器１１０又は第２の加速器１２０として使用できる。従来型の線形加速器（リニアック）とは異なり、RHODOTRON （登録商標）Ｅビーム加速器は、高出力と高エネルギーを組み合わせた連続波の電子ビーム加速器である。RHODOTRON（登録商標）Ｅビーム加速器の高出力・高エネルギーの特性は、従来においてはリニアックを用いては達成できなかったＭｏ－９９の製造効率を向上させるのに役立つ。さらに、RHODOTRON（登録商標）Ｅビーム加速器は、サイズがよりコンパクトであり、それにより、アイソトープ製造設備においてデュアル加速器セットアップの占める面積（平方フィートで表される面積）を少なくすることができる。

ターゲットホルダ１５０を互いに逆方向から照射するために、専用のビームライン（図２に示されている）がターゲットホルダ１５０に向かってある角度をなしてそれぞれの電子ビームを曲げるために使用されるのが良い。例示の実施形態では、ビームライン１３０，１４０は、電子ビームをターゲットホルダ１５０に向かって９０゜だけ曲げる。本発明は、９０゜には限定されず、結果的にビームラインが異なる方向又は異なる角度からターゲットを照射することになる他の角度を含むことができる。その結果、ターゲットホルダ１５０は、加速器１１０又は１２０のうちの一方と共通した軸線上に配置されることはない。これとは異なり、例示の実施形態では、第１の加速器１１０及び第２の加速器１２０は、図１に示すように、ターゲットホルダ１５０からオフセットしている。

作用を説明すると、第１のビームライン１３０及び第２のビームライン１４０は、それぞれ、第１の加速器１１０及び第２の加速器１２０から電子ビームを受け取ることができる。次に、第１のビームライン１３０及び第２のビームライン１４０は、それぞれの電子ビームを曲げてターゲットホルダ１５０に両側から当てて逆流放射線を回避することができる。曲げ後、第１のビームライン１３０及び第２のビームライン１４０は、それぞれの電子ビームスポットをターゲットホルダ１５０で望ましいスポットに合致させ、それぞれの電子ビームのエネルギーを分析し、又はそれぞれの電子ビームを待機中のビーム分析器及びダンプにストレートに通すのが良い。

理解できるように、システム１００は、他の変形、例えばある特定のコンポーネントの追加又は省略を含むことができる。かかる変形例もまた、本発明の精神に含まれる。

図２は、第１のビームライン１３０又は第２のビームライン１４０として使用できるビームラインサブシステム２００のブロック図である。ビームラインサブシステム２００は、加速器（これは、上述の第１の加速器１１０か第２の加速器１２０かのいずれかであるのが良い）から電子ビームを受け取る第１のビーム光学系２１０を含むのが良い。第１のビーム光学系２１０は、加速器から受け取った電子ビームを補正したり操縦したりするために使用できる。第１のビーム光学系２１０は、第１の診断コンポーネント２２０に結合されるのが良く、第１の診断コンポーネント２２０は、電子ビームの電流又は位置を分析するために使用できる。第１の診断コンポーネント２２０は、電子ビームの集束のために用いられる第２のビーム光学系２３０にさらに結合されるのが良い。第２ビーム光学系２３０は、電子ビームをさらに補正したり操縦したりするために第３のビーム光学系２４０に結合されるのが良い。第３のビーム光学系２４０は、そこから、アクロマティック曲げシステムを含む第４のビーム光学系２５０に結合されるのが良い。例示の実施形態では、電子ビームの曲げを容易にするため、一対の２７０°磁石を用いてアクロマティック曲げシステムが電子ビームを曲げることができるようにするのが良い。

第４のビーム光学系２５０から、電子ビームは、３つの経路のうちの１つに沿って進むことができる。電子ビームが所定の製造基準に適合している場合、電子ビームを第４のビーム光学系２５０によって第２診断コンポーネント２６０に向かって曲げることができ、それにより、電子ビームの電流又は位置をさらに分析することができる。第２の診断コンポーネント２６０は、補正及び操縦のために第５のビーム光学系２７０に結合されるのが良く、この第５のビーム光学系は、集束のために第６のビーム光学系２８０にさらに結合されるのが良い。第６のビーム光学系２８０は、電子ビームの最後の一回の電流及び位置分析のために第３の診断コンポーネント２９０に結合されるのが良く、その後、電子ビームをターゲット（例えば、上述のターゲットホルダ１５０内に収容されたＭｏ－１００）に運ぶのが良い。

変形例として、電子ビームが所定の製造基準に適合していない場合、第４のビーム光学系２５０は、電子ビームを第４の診断コンポーネント２９２そしてビームダンプ又はビームストップに送っても良い。最後に、電子ビームが製造のために用いられない場合、第４のビーム光学系２５０は、電子ビームを第５診断コンポーネント２９４、例えば分光計に送ってさらに分析しても良い。

例示の実施形態では、電子ビームは、第４のビーム光学系２５０に入り、実質的に同一平面で第４ビーム光学系２５０から出ることができる。すなわち、第４のビーム光学系２５０のアクロマティック曲げシステムは、電子ビームの垂直仰角に影響を及ぼさない。しかしながら、他の実施形態では、電子ビームは、電子ビームが第４のビーム光学系２５０に入る平面とは異なる平面で第４のビーム光学系２５０を出ることができる。

理解できるように、ビームラインサブシステム２００は、他の変形、例えばある特定のコンポーネントの追加又は省略を含むことができる。かかる変形例もまた、本発明の精神に含まれる。

図３は、例示の実施形態に従って電子ビームをターゲット（図１のターゲットホルダ１５０内に保持されているのが良い）に運ぶ単純化されたプロセス３００を示している。ステップ３１０では、電子ビームを加速器（例えば、図１の加速器１１０，１２０）によって発生させる。例示の実施形態によれば、４０ＭｅＶ電子で１２５ｋＷの平均出力を供給するRHODOTRON（登録商標）Ｅビーム加速器を用いることによって電子ビームを発生させるのが良い。

ステップ３２０では、電子ビームを分析して（例えば、図２の第１の診断コンポーネント２２０によって）、エネルギーが所定の製造基準に適合しているかどうかを確認するのが良い。ステップ３３０では、電子ビームは、３つの経路のうちの１つを取ることができ、そしてそれに従って曲げられるのが良い。電子ビームが所定の製造基準に適合している場合、ステップ３４０で、電子ビームをターゲットに向かって好ましくは９０゜に曲げ（例えば、図２の第４のビーム光学系２５０によって）、そしてターゲットのところに望まれるスポットであるビームスポットに適合させるのが良く、その後、ステップ３５０でターゲットに運ぶのが良い。変形例として、電子ビームが製造のために用いられていない場合、電子ビームを分光計（例えば、図２の第５の診断コンポーネント２９４）に通すことによってステップ３６０で分析するのが良い。電子ビームがステップ３２０で所定の製造基準に適合していない場合、ビームラインをステップ３７０で待機中のビーム分析器（例えば、図２の第４の診断コンポーネント２９２）に、そしてビームダンプ又はビームストップに通すのが良い。

理解できるように、プロセス３００は、他の変形、例えばある特定のステップの追加又は省略を含むことができる。かかる変形例もまた、本発明の精神に含まれる。

図４Ａ、図４Ｂ、及び図４Ｃは、例示の実施形態に従って、例えば上述したビームラインをモニタしたり制御したりするために使用できるネットワーク４００を示している。図４Ａを参照すると、ネットワーク４００は、ファイアウォール４３０によって分離された企業ネットワーク４１０及びプロセス制御ネットワーク４２０を含むのが良い。

企業ネットワーク４１０は、物理マシーン４１１及び仮想マシーン４１５を含むのが良く、これらマシーン４１１，４１５は、企業のイントラネットを形成する。例示の実施形態では、物理マシーン４１１は、品質管理システム４１２及び企業リソース計画立案システム４１３を含むのが良い。さらに、仮想マシーンは、構成のためのシステム４１６、トラブルシューティング及びデータ分析のためのシステム４１７、及びヒストリアントレンド（historian trend）のためのシステム４１８を含むのが良い。企業ネットワーク４１０は、プラント建物の種々の観点を制御するよう構成されているのが良い建物管理システム４１４（ＢＭＳ）をさらに含むのが良い。一例として、建物管理システム４１４は、プラント建物内のＢＭＳデバイス、水、空気、水濾過、無停電電源装置（ＵＰＳ）、チラー、クーラ、加熱・換気・空調（ＨＶＡＣ）、及び他のシステムを制御するよう構成されているのが良い。

プロセス制御ネットワーク４２０は、ラジオアイソトープ製造のためのシステム（例えば、図１のシステム１００）の種々の観点を制御するための幾つかの制御サブシステムを含むのが良い。例示の実施形態では、プロセス制御ネットワーク４２０は、加速器制御サブシステム４２１、クーラ制御サブシステム４２２、ターゲット制御サブシステム４２３、放射線ドレーン制御サブシステム４２４、ボールトドア制御サブシステム４２５、及び種々のサーバ４２６を含むのが良い。各制御サブシステム４２１，４２２，４２３，４２４又は４２５は、１つ以上のヒューマンマシンインターフェース（ＨＭＩ）、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）、スイッチ、プログラマブル論理制御装置（ＰＬＣ）、及び／又はネットワークカプラを含むのが良い。各制御サブシステム４２１，４２２，４２３，４２４又は４２５は、工業用イーサネット層４４０にさらに接続されるのが良く、この工業用イーサネット層は、各サブシステムが制御しようとするシステムの各入力／出力（ＩＯ）にさらに接続されている。例示の実施形態では、工業用イーサネット層４４０は、PROFINETであるのが良く、ただし、他の適当なネットワークプロトコルもまた使用できる。サーバ４２６は、システムプラットフォームサーバ及びヒストリアンアンサーバを含むのが良い。

加速器制御サブシステム４４０を一例として用いると、加速器制御サブシステム４４０は、製造施設（プラント）の制御室内に配置されたコンポーネントを含むのが良い。例えば、加速器制御サブシステム４４０は、加速器制御サブシステム４４０をプロセス制御ネットワーク４２０に接続する制御室スイッチを含むのが良い。さらに、制御室スイッチは、制御室のヒューマンマシンインターフェース及びＰＣに接続されるのが良く、それにより、オペレータは、加速器を制御したりモニタしたりすることができる。制御室スイッチはまた、１つ以上のＰＬＣに接続されるのが良い。

例示の実施形態では、１つのＰＬＣが１つの加速器に対応するのが良い。例えば、第１のＰＬＣが第１の加速器システム４５０（これは、第１の加速器１１０及び第１のビームライン１３０を含むのが良い）のために設けられるのが良く、第２のＰＬＣが第２の加速器システム４６０（これは、第２の加速器１２０及び第２のビームライン１４０を含むのが良い）のために設けられるのが良い。さらに、第３のＰＬＣが安全システム４７０のために設けられるのが良い。安全システム４７０は、厳密にはラジオアイソトープの製造には必要であるが、それとは関係なく、オペレータの健康及び安全にとっては重要である多くの装置を含むのが良い。一例を挙げると、安全システム４７０は、ドア、検索ボタン、警告灯、緊急停止装置などを含むのが良い。

ＰＬＣは各々、その対応の工業用イーサネット層４４０に接続されるのが良く、工業用イーサネット層４４０は、さらに、基礎となるコンポーネントの入力／出力（Ｉ／Ｏ）と連絡状態にあるのが良い。例えば、第１のＰＬＣは、工業用イーサネット層４４０に接続されるのが良く、この工業用イーサネット層は、第１の加速器システム４５０のためのＩ／Ｏに接続されるのが良い。同様に、第２のＰＬＣは、工業用イーサネット層４４０に接続されるのが良く、この工業用イーサネット層は、第２の加速器システム４６０のためのＩ／Ｏに接続されるのが良く、第３のＰＬＣは、工業用イーサネット層４４０に接続されるのが良く、この工業用イーサネット層は、安全システム４７０のためのＩ／Ｏに接続されるのが良い。実施形態に応じて、数個の工業用イーサネット層４４０を互いに接続するために１つ以上のネットワークカプラ（ＰＮ／ＰＮカプラなど）を提供するのが良い。一実施形態では、ＰＮ／ＰＮカプラは、第１の加速器システム４５０のための工業用イーサネット層４４０を第２の加速器システム４６０のための工業用イーサネット層４４０に接続するために設けられるのが良い。例示の実施形態では、安全システム４５０のためのＩ／Ｏはさらに、第１の加速器システム４５０のためのＩ／Ｏ及び第２の加速器システム４６０のためのＩ／Ｏに接続されるのが良い。

図４Ａに示すように、制御サブシステムを構成するには多くのやり方があり、本明細書において提供される構成例は、例示であるに過ぎない。例えば、ＰＬＣ又は工業用イーサネット層４４０は、ボールトドア制御サブシステム４２５内に示されている制御サブシステムから省かれても良い。理解されるべきこととして、制御サブシステムの他の構成例もまた、本発明の範囲に含まれる。

図４Ｂは、一実施形態に係る加速器制御サブシステムの例示の制御図４９０を示している。加速器（第１の加速器１１０か第２の加速器１２０かのいずれか）が電子ビームをターゲットホルダ１５０上に発生させると、ターゲット上のかかるビームの一画像（又は複数の画像）をカメラシステムで捕捉することができる。カメラシステムは、可視スペクトルと赤外（ＩＲ）スペクトルとの両方において電子ビームとターゲット窓との相互作用に起因して生じた光を捕捉して、加速器及びビームラインをアクティブに制御するカメラ及びレンズを含む。

次に、カメラシステムは、データを制御システム（例えば、加速器制御サブシステム４２１）のための入力に送り込むことができる。次に、データは、１組の論理回路（当該論理は、ＰＬＣのうちの１つ又は診断コンポーネントとして作用する他のコンピュータもしくはプロセッサによって実施できる）によって分析されるのが良い。制御システムは、加速器と関連して、電子ビームの温度が許容範囲内又はターゲット内にあるかどうかを分析することができる。かかる判定に基づいて、制御システムは、それに応じて加速器に命令を出すことによって、ビーム電流（信号強度）を調節し又は電子ビームをターンオフすることができる。例えば、ターゲット窓のビュー付きＩＲカメラを用いると、高温が検出された場合、ターゲット窓の損傷に先立って、加速器を作動停止させることができる。制御システムは、ビームラインと関連して、電子ビームのサイズ（信号の形状）又は位置が許容範囲内又はターゲット内にあるかどうかを分析することができ、そしてビームラインに命令を出してそれに応じて調節することができる。

さらに、電子ビームに関するパラメータのモニタに加えて、ビームラインの他の属性（例えば、それぞれのビームライン内の真空レベル）をモニタするために追加のセンサをさらに配備するのが良い。かくして、制御システムはさらに、センサが当該ビームライン内の真空レベルの変化によって表されるビームライン中の破損を検出したときに、制御システムが対応の加速器を自動的に作動停止させて、対応の弁を閉じることができ、それにより真空漏れのある領域をプラントの残部から隔離することができるよう構成されているのが良い。

さらに、各加速器１１０，１２０、各ビームライン１３０，１４０、ターゲット冷却システム１６０、ホットセル１７０、及びラジオアイソトープを製造するためのシステムの他のコンポーネントの個々の制御システムを統合した組み合わせ型制御システムが設けられるのが良い。例えば、組み合わせ型制御システムは、第１及び第２の加速器１１０，１２０によるビームパルスの生成のタイミングを取るよう用いられるのが良く、その結果、ビームパルスが図４Ｃに示されるように位相はずれでターゲットホルダ１５０に到達するようになっており、このことは、ターゲットに見られる温度を制限するのを助けることができ、そして広い配電網の安定性の保証を助けることができる。

さらに、制御システムは、視覚表示、例えばディスプレイ上の警告信号又は制御室内での光の点滅によりオペレータに知らせるのが良い。代替的に又は追加的に、制御システムは、ショートメッセージサービス（ＳＭＳ）、電子メール、電話による呼び出し、インスタントメッセージ（ＩＭ）、又は他の適当な手段によりオペレータに知らせるよう構成されていても良い。

制御システムのセンサの状態を遠隔でモニタすることができる。例えば、制御システムは、センサの状態をリモートネットワーク、例えばインターネット又はイントラネット経由で、モニタされているビームラインが配置されている施設に人又は機械が物理的に存在していない場合であっても、オペレータが遠隔ネットワークにアクセスできる場所に送信するよう構成されているのが良く、かくして、遠隔トラブルシュート及び遠隔モニタ機能を達成することができる。

図５Ａは、ターゲットホルダ１５０を互いに逆の方向から照射することができるようにするターゲット組立体５００の三又領域６００を示している。ターゲット組立体５００は、真空パイプ５６０内に収納されるのが良い。この真空パイプ５６０は、第１の側に設けられていて第１のビームライン１３０に係合する第１のビームライン接続箇所５１０、及び第１の側とは反対側に設けられていて第２のビームライン１４０に係合する第２のビームライン接続箇所５１５（図５Ａには図示せず）を有するのが良い。ターゲット組立体５００は、ターゲットハウジング６１０を含むのが良く、ターゲットハウジング６１０は、第１のターゲット窓５２０、ターゲット操作アクセス５３０、第１の冷却パイプ５４０、及び第２の冷却パイプ５５０を有する。理解できることとして、図５Ａは、第１のターゲット窓５２０及び第１のビームライン接続箇所５１０に向いた視点から作成されているが、ターゲット組立体５００は、実質的に同じ仕方で第１のターゲット窓５２０とは反対側の第２のターゲット窓５２５（図５Ａには示さず）をさらに含むのが良い。

第１のターゲット窓５２０及び第２のターゲット窓５２５は、第１の冷却パイプ５４０及び第２の冷却パイプ５５０を通ってターゲット冷却システム１６０に係合することができるターゲット組立体５００の内部を、真空パイプ５６０内に収納されているターゲット組立体５００の外部から隔てることができ、真空パイプ５６０は、第１のビームライン接続箇所５１０及び第２のビームライン接続箇所５１５を通ってそれぞれ第１のビームライン１３０及び第２のビームライン１４０に係合する。例示の実施形態では、第１のターゲット窓５２０及び／又は第２のターゲット窓５２５は、凹状の形を呈するのが良く、この凹状の形では、曲率が米国特許出願第１５／５２６，６９９号明細書（米国特許付与前出願公開第２０１７／０３３７９９７号明細書）（発明の名称：Apparatus for Preparing Medical Radioisotopes ）に記載されているようにターゲットディスクの方へ内方に差し向けられており、この米国特許出願公開を参照により引用し、その記載内容全体を本明細書の一部とする。

図５Ａを一例として用いると、第１ビームライン１３０及び第２ビームライン１４０は、電子ビームをＺ軸で表された互いに逆の方向からターゲットホルダ１５０（ターゲット組立体５００内に保持されている）の方へ運ぶことができる。一方、ターゲットホルダ１５０は、第１冷却パイプ５４０の第１の端部５４２及び第２の冷却パイプ５５０の第１の端部５５２によってＹ軸の方向から冷却されるのが良い。最後に、ターゲットホルダ１５０をＸ軸の方向からターゲット操作アクセス５３０を介して入れたり出したりすることができる。一実施形態では、第１の冷却パイプ５４０は、冷却剤入口としての役目を果たすことができ、第２の冷却パイプ５５０は、冷却剤の出口として役立つことができ、又はその逆の関係も成り立つ。

図５Ｂは、図５Ａと比較して比較的縮小させたターゲット組立体５００の別の斜視図である。図５Ａに示された三又６００は、図５Ｂでは破線で示されている。図５Ｂに示すように、第１の冷却パイプ５４０の第２の端部５４４、第２の冷却パイプ５５０の第２の端部５５４、及びターゲット操作アクセス５３０は、真空パイプ５６０からホットセル１７０（図１４及び図１５参照）中に延びるのが良い。そこから、第１の冷却パイプ５４０及び第２の冷却パイプ５５０はさらに、図１に示すように、ターゲット冷却システム１６０に連結されるのが良く、ターゲット操作アクセス５３０はさらに、図１２に示すように、挿入器具１２００に連結されるのが良い。

図６は、ターゲット組立体５００の三又領域６００の別の拡大斜視図である。三又領域６００は、開口部が設けられたターゲットハウジング６１０を有する。例示の実施形態では、ターゲットハウジング６１０は、実質的にＴ字形であるのが良い。変形実施形態では、ターゲットハウジングは、実質的にＭ字形であっても良い。ターゲットハウジングは、ターゲット操作アクセス５３０（図６では省かれている）に係合するよう構成された第１の開口部６１２を有するのが良い。ターゲットホルダ１５０は、ターゲット操作アクセス５３０を通るとともに第１の開口部６１２を通ってターゲットハウジング６１０中に挿入されるのが良い。第１の冷却パイプ５４０は、第２の開口部６１４のところでターゲットハウジング６１０に係合することができ、第２の冷却パイプ５５０は、第３の開口部６１６のところでターゲットハウジング６１０に係合することができ、それにより実質的に三又の形状が作られている。ターゲット操作アクセス５３０、第１の冷却パイプ５４０、及び第２の冷却パイプ５５０がターゲットハウジング６１０に係合すると、三又領域は、実質的に気密状態になることができ、それにより冷却剤が真空パイプ５６０中に漏れるのを阻止する。ターゲットハウジング６１０は、第１のターゲット窓５２０及び第１のターゲット窓５２０から見て反対の側に第２のターゲット窓５２５をさらに有するのが良く、それにより、ターゲットハウジング６１０は、電子ビームをビームラインから互いに逆の方向より受け取ることができる。

図７Ａ及び図７Ｂは、例示の実施形態に係るターゲットホルダ１５０を示している。ターゲットホルダ１５０は、第１の端部に第１の結束部品７１０を有するとともに、第１の端部から見て反対側の第２の端部に第２の結束部品７２０を有するのが良い。第１の結束部品７１０と第２の結束部品７２０との間に、少なくとも１つのターゲットディスク７４０を積層状にサンドイッチするための複数のスペーサ７３０が設けられるのが良い。換言すると、各ターゲットディスク７４０は、２つのスペーサ７３０相互間にサンドイッチされるのが良い。

第１の結束部品７１０及び第２の結束部品７２０は各々、締結具７１４を挿入することができる１つ以上の対応の開口部７１２を有するのが良い。締結具７１４は、ロッド、ボルト、ねじ、又は他の適当な締結器具であるのが良い。一実施形態では、締結具７１４は、締結具７１４を形成するよう互いに結合できる多数の部分を有するのが良い。

各スペーサは、上側ブラケット７３１及び下側ブラケット７３３を有するのが良く、これらブラケットは、第１の結束部品７１０又は第２の結束部品７２０の開口部７１２に対応した１つ以上の第１の開口部７３２を有するのが良い。スペーサ７３０の第１の開口部７３２が結束部品７１０又は７２０の開口部７１２に対応しているので、締結具７１４は、ターゲットディスク７４０がスペーサ７３０相互間に位置した状態で結束部品７１０，７２０とスペーサ７３０を互いに締結することができ、かくして、ターゲットホルダ１５０が形成される。図７Ａ及び図７Ｂに示す例示の実施形態では、４つの開口部７１２が第１の結束部品７１０及び第２の結束部品７２０の４つのコーナーのところにそれぞれ対応して設けられるのが良く、４つの締結具７１４がそれに対応して当該４つのコーナー部に設けられるのが良い。

各スペーサ７３０は、上側ブラケット７３１と下側ブラケット７３３との間に設けられていて、ターゲットディスク７４０の形状に対応した第２の開口部７３４をさらに有するのが良い。例えば、ターゲットディスク７４０が円形である場合、第２の開口部７３４もまた、円形であるのが良い。しかしながら、第２の開口部７３４の寸法は、ターゲットディスク７４０よりもわずかに小さいのが良く、その結果、ターゲットディスク７４０をターゲットディスク７４０の相当な部分が２つのスペーサ７３０のそれぞれの第２開口部７３４を通って露出した状態で２つのスペーサ７３０相互間に保持されるのが良い。さらに、１つ以上の冷却チャネル７３６がスペーサ７３０に設けられるのが良い。例示の実施形態では、冷却チャネル７３６は、スリット状開口部の形をしているのが良い。さらに、ターゲットディスク７４０がスペーサ７３０相互間で積層されていると仮定すると、ターゲットディスク７４０とオーバーラップしていない２つのスペーサ７３０の部分相互間の間隔は、機能的に追加の冷却チャネルとしての役目を果たすことができる。

加うるに、１つ以上の操作アパーチュア７３８もまたスペーサ７３０（例えば、下側ブラケット７３３に設けられている）に設けられるのが良く、それにより、構成されたターゲットホルダ１５０を外部の操作手段（例えば、機械式アーム又はロボットアーム）を介して操作することができる。一例を挙げると、一実施形態では、機械式アーム又は空気駆動式アクチュエータ（例えば、図１６のアクチュエータ１６１０）を操作アパーチュア７３８中に挿入して、各スペーサ７３０相互間の空間を広くとることによって締結具７１４を緩めることができ、かくして、ターゲットディスク７４０は、ターゲットホルダ１５０から脱落することができる。当然のことながら、操作アパーチュア７３８はまた、他の目的で、例えばターゲットホルダ１５０を動かすために使用できる。

ターゲットディスク７４０は、濃縮Ｍｏ－１００又は別のアイソトープで作られるのが良い。例示の実施形態では、ターゲットホルダ１５０は、約８０～約９０枚のＭｏ－１００のターゲットディスク７４０を保持することができる。例示の実施形態では、Ｍｏ－１００のターゲットディスク７４０は、全体で約２６．０グラム（ｇ）のＭｏ－１００の場合、形状が円形であるとともに、厚さが約０．３～約０．７ｍｍであり、直径が約２５～約３０ｍｍであるのが良い。例を挙げて説明すると、例示のターゲットホルダ１５０は、直径が２９ｍｍ、厚さが０．５ｍｍの濃縮Ｍｏ－１００の８６枚のターゲットディスク７４０を保持することができる。しかしながら、Ｍｏ－９９を製造するためにより多くの又はより少ないターゲットディスク７４０を使用することも可能である。図８は、約４０ＭｅＶでの電子１個あたりのＭｏ－９９のモデル化製造量と概念的ターゲットのディスクの枚数との関係を表すグラフ図である。

図８に示すビーム強度及び概念的ターゲットパラメータを用いると、活性化ターゲットを取り出して新たなターゲットを挿入するのに４時間が必要な場合、この製造速度が７日間（１６４時間）の照射により保たれると、その結果として、約２１００キュリー（Ｃｉ）のＭｏ－９９が得られる。同じプロセスが７回の連続した１日（２０時間）の照射により保たれると、その結果として週全体で約３３００Ｃｉが得られ、これに対し、同じプロセスが２回の連続した３日半（８０時間）の照射により保たれた場合、その結果として週全体で約２８００Ｃｉが得られる。

Ｍｏ－１００は、天然に豊富に存在するモリブデンのうち約９．８パーセントを占める。好ましいＭｏ－１００ターゲットは、約９０～約９９パーセントのＭｏ－１００を含む。代表的に用いられるターゲットは、約９５パーセントのＭｏ－１００を含む。

図９及び図１０は、三又領域６００の追加の断面図である。最初に、ターゲットホルダ１５０が挿入された後、三又領域６００を片側（図５ＡのＹ軸に沿って）から見ている図９を参照すると、ターゲットホルダ１５０により定位置に保持されたターゲットディスク７４０を両方向から来ているビームラインに整列させることができる。加うるに、ターゲットホルダ１５０の上に位置する第１の冷却パイプ５４０及び下に位置する第２の冷却パイプ５５０は、冷却剤を冷却のためのターゲット冷却システム１６０からターゲットホルダ１５０にもたらす。一実施形態では、第１の冷却パイプ５４０は、冷却剤入口としての役目を果たすことができ、第２の冷却パイプ５５０は、冷却剤出口としての役目を果たすことができ、あるいはこの逆の関係も成り立つ。中間には、ターゲット操作アクセス５３０が設けられ、このターゲット操作アクセスは、ターゲット挿入チャネル５３２を有するのが良く、このターゲット挿入チャネル内では、挿入キャリジ９１０を用いてターゲットホルダ１５０を挿入することができる。さらに、挿入レール５３４が挿入チャネル５３２内に設けられるのが良く、それにより、挿入キャリジ９１０は、挿入チャネル５３２内で動くことができる。図９に示すように、三又領域６００は、真空パイプ５６０内に収納されるのが良い。

図１０は、三又領域６００の上方（図５ＡのＺ軸に沿って）見たときの別の断面図である。図１０により明確に示すように、挿入後、ターゲットホルダ１５０は、第１のビームライン１３０と第２のビームライン１４０との間に位置決めされ、これらビームラインは、互いに逆の方向から延び、それにより、ターゲットホルダ内のターゲットディスク７４０を両方向から照射することができる。図１０に示すように、第１のビームライン１３０は、第１のビームライン連結箇所５１０のところで真空パイプ５６０に係合することができる。第１のビームライン１３０は、電子ビームが第１のターゲット窓５２０を通過して、ターゲットホルダ１５０内に保持されたターゲットディスク７４０に第１の側から照射するよう配置されるのが良い。同様に、第２のビームライン１４０は、第１ビームライン連結箇所５１０から見て反対側の第２のビームライン連結箇所５１５のところで真空パイプ５６０に係合することができ、この第２のビームラインは、電子ビームが第２のターゲット窓５２５を通過して、ターゲットホルダ１５０内に保持されたターゲットディスク７４０を第１の側から見て反対側の第２の側から照射し、それにより、ターゲットディスク７４０を両側から照射することができるよう配置されている。ターゲット操作アクセス５３０内において、１つ以上の冷却チャネル５３６が設けられるのが良く、かかる冷却チャネルにより、ターゲット冷却システム１６０からの幾分かの冷却剤が挿入チャネル５３２中に流れて挿入キャリジ９１０を冷却することができる。冷却チャネル５３６は、挿入チャネル５３２に入る冷却剤の流量を制御するとともに、ターゲットホルダ１５０を通る十分な冷却剤の流れを確保するよう意図的に設計されているのが良い。例示の実施形態では、冷却チャネル５３６は、形状が円錐形であるのが良い。

挿入キャリジ９１０は、ターゲットホルダ１５０をターゲット挿入チャネル５３２内に保持するために使用できる１つ以上のクリップ９１２を有するのが良い。図１０に示すような例示の実施形態によれば、保持機構体５３３がターゲット挿入チャネル５３２内に設けられるのが良い。保持機構体５３３は、クリップ９１２の突出部と嵌合可能な凹みを含むのが良い。かくして、挿入キャリジ９１０がターゲット組立体５００中に挿入されると、クリップ９１２の突出部は、保持機構体５３３の凹みと嵌合し、それによりターゲットホルダ１５０が定位置に保持される。さらに、挿入キャリジ９１０は、数個の取り外し可能な区分を含むのが良い。例えば、クリップ９１２は、挿入キャリジ９１０の第１の区分９１１のところに配置されるのが良い。クリップ９１２をいったん保持機構体５３３に係合させると、挿入キャリジ９１０の残りの区分を放射が始まる前に引っ込めるのが良い。さらに、ばね機構９１４がクリップ９１２を保持機構体５３３により定位置にロックするようクリップ９１２の第１の端部に結合されるのが良い。１つ以上の区分スペーサ９２０が挿入キャリジ９１０の区分を互いに離隔させるために使用されるのが良い。挿入キャリジ９１０の第１の区分９１１は、ターゲットホルダ１５０に係合するよう位置決めされる１つ以上の係合機構体９１３をさらに有するのが良い。

さらに、傾斜部（ランプ）９１７が挿入キャリジ９１０の第２の区分９１６のところに設けられるのが良い。第２の区分９１６は、第１の区分９１１に取り付け可能でありまたこれから取り外し可能であるのが良い。傾斜部９１７は、第１の端部から見て反対側のクリップ９１２の第２の端部に係合することができ、それにより、クリップ９１２を保持機構体５３３から離脱させるためのてこ作用力が生じる。挿入キャリジ９１０はまた、第２の区分９１６から取り外し可能であり、またこれに取り付け可能である第３の区分９１８をさらに有するのが良い。第３の区分９１８は、第３の区分９１８を第２の区分９１６に取り付ける取り付け機構体９１９を有するのが良い。取り付け機構体９１９は、第３の区分９１８を第２の区分９１６により定位置に保持するための例えばばね又は油圧装置を含むのが良い。

図１１は、例示の実施形態に係る冷却システム１１００全体の系統図である。全体的な冷却システムは、ターゲット冷却システム１６０を含むのが良い。ターゲットホルダ１５０を冷却することは、電子ビームによってターゲットホルダ１５０中に投入される電力の量が多く、しかもこのプロセス中に生じる放射線の量が多いので複雑な課題であるといって良い。例示の実施形態では、気体ヘリウムがターゲットホルダ１５０を冷却するために用いられるのが良い。ヘリウムは、高温であってもＭｏとは反応しない。加うるに、ヘリウムは、加速器によって生じる即時放射線との相互作用可能な断面積が極めて小さく、かくして、活性化成分を多量に生じさせることはない。しかしながら、他の冷却剤、例えば窒素又は水素もまた使用できる。変形実施形態では、液体冷却剤を用いてターゲットホルダ１５０を冷却しても良い。

ターゲット冷却システム１６０は、ターゲットホルダ１５０からの熱を図１１に示すように直接熱交換によりチラーシステムに伝達することができる。例示の実施形態では、ヘリウムブロワを用いることができ、かかるヘリウムブロワは、高圧（約３００ｐｓｉａの）ヘリウムを大質量流量（３５０ｇ／ｓを超える）でシステム中に流してターゲットホルダ１５０の適正な冷却を保証する。

ブロワ及び熱交換器に加えて、ターゲット冷却システム１６０は、汚染物なしの作動を保証するためにブロワによって追加された熱を奪うための、熱交換器、濾過システム、モニタリングシステム、及び浄化システムを含む追加の区分を含むのが良い。

ターゲット冷却システム１６０内において、ヘリウムガス又は他の冷却剤は、ブロワ及び他のサブシステムから加速器ボールト１８０の内壁と局所ターゲット遮蔽体１９０の両方の中のパイプを通って、ターゲット組立体５００内に保持されたターゲットホルダ１５０まで動くことができる。換言すると、ターゲット冷却システム１６０は、最終的には、ターゲットホルダ１５０を冷却するために、種々のパイプ及び機構体を通って、第１の冷却パイプ５４０及び第２の冷却パイプ５５０に連結されるのが良い。

全体的冷却システム１１００は、加速器冷却システム１１１０及びターゲット遮蔽体・ビームライン冷却システム１１２０をさらに含むのが良い。例示の実施形態では、加速器冷却システム１１１０及びターゲット遮蔽体・ビームライン冷却システム１１２０に関し、種々のスキッドと組み合わせた状態で液体冷却方式を利用するのが良い。上述したように、スキッドは、図１の１つ以上のウォータースキッド室１８８内に保持されるのが良い。施設内冷水１１４０を用いて図１１に示すように種々の冷却システムを作動させるのが良い。

図１２及び図１３は、例示の実施形態に係る挿入／取り出し器具１２００の幾つかの斜視図である。挿入器具１２００は、挿入キャリジ９１０を挿入レール５３４に沿って押したり引いたりするために利用でき、それによりターゲットホルダ１５０をターゲットハウジング６１０中に挿入したり、ターゲットハウジングから取り出したりすることができる。挿入器具１２００は、挿入キャリジ９１０を押し又は引くために、プッシュプルチェーン１２２０に結合されたモータ１２１０（例えば、電動ステップモータ）を有するのが良い。挿入器具１２００は、線形位置変換器１２３０及びプッシャトロリ１２４０をさらに有するのが良い。挿入又は取り出しの際、挿入キャリジ９１０をプッシャトロリ１２４０に結合するのが良く、かくして、挿入キャリジ９１０を押し又は引く。図１２に示すように、挿入キャリジ９１０は、挿入キャリジ９１０を挿入レール５３４上に固定する１つ以上のレールカプラ９３０をさらに有するのが良い。

図１３を参照すると、作動中、モータ１２１０は、ターゲットホルダ１５０を係合させた挿入キャリジ９１０を、照射に先立ってターゲット操作アクセス５３０を通ってターゲット組立体５００の三又領域６００中に押すことができる。挿入キャリジ９１０の第１の区分９１１のクリップ９１２がいったん図１０に示すように挿入チャネル５３２の保持機構体５３３に係合すると、それにより、ターゲットホルダ１５０が固定されていつでも照射可能な状態になる。次に、挿入キャリジ９１０の残りの区分を第１の区分９１１から離脱させることができ、そしてモータ１２１０により引き出すことができる。

しかる後、放射線プラグ１３１０を挿入キャリジ９１０に通して挿入チャネル５３２中に挿入するのが良い。放射線プラグをセグメントの状態に結合状態で分けることができる。幾つかの実施形態では、多数の放射線プラグ１３１０を１つのセグメントとして互いに対にするのが良く、多数のセグメントを互いに連結するのが良い。

放射線プラグ１３１０を挿入チャネル５３２中にいったん挿入すると、挿入キャリジ９１０は、もう一度、モータ１２１０によって引っ込められるのが良い。しかる後、挿入レール５３４の一部分を離脱させるのが良く、それにより、チャネルドア１３２０が挿入チャネル５３０を封止するのに十分な隙間を生じさせることができる。例示の実施形態では、チャンネルドア１３２０は、例えば最大３００ｐｓｉのヘリウムで満たされた加圧挿入チャンネル５３０に耐えてこれを封止することができる。

変換後であってかつチャンネルドア１３２０を開けた後、挿入レール５３４の離脱部分を再び係合させるのが良い。モータ１２１０は、もう一度、挿入キャリジ９１０に係合して放射線プラグ１３１０を引き出すことができる。しかる後、挿入キャリジ９１０は、変換後のＭｏ－９９を保持したターゲットホルダ１５０を三又路領域６００から取り出すことができる。

照射後、ターゲットホルダ１５０によって保持されたターゲットディスク７４０を構成していたもともと存在するＭｏ－１００は、部分的にＭｏ－９９に変換されていて、放射性である。照射されたターゲットディスク７４０を三又路領域６００から取り出して、挿入器具１２００によりホットセル１７０中に配置するのが良い。

図１４は、例示の実施形態に係るホットセル１７０の斜視図である。図１５は、図１４のホットセルの断面をさらに示している。図１４及び図１５に示すように、挿入器具１２００は、ホットセル１７０内に収納されるのが良い。例示の実施形態では、ホットセル１７０は、放射線がホットセル１７０から漏れ出ないようにするための放射線遮蔽体としての役目を果たすホットセル遮蔽体１４１０を有するのが良い。ホットセル１７０はまた、機械式アーム１４３０に結合されたマニピュレータ１４２０を備えるのが良い。オペレータは、マニピュレータ１４２０を用いて機械式アーム１４３０を制御することができ、それにより、種々の作業、例えばターゲットホルダ１５０を挿入キャリジ９１０に係合させる作業、放射線プラグ１３１０を挿入レール５３４上に配置する作業、及び必要に応じた他の作業を行うことができる。機械式アーム１４３０はさらに、図７Ｂに示すとともに上述したように、ターゲットアンローダ１６００と係合関係をなすのが良く、このターゲットアンローダは、操作アパーチュア７３８に係合してターゲットホルダ１５０を緩め、それによりターゲットディスク７４０がターゲットホルダから脱落することができるようにするよう設計されている。オペレータがホットセル１７０内の種々の状態をモニタすることができるようにするためのモニタリングシステム１４４０が設けられるのが良い。オペレータがホットセル１７０中に目を向けることができるようにするための観察窓１４５０もまた、ホットセル１７０に設けられるのが良い。変形例として、機械式アーム１４３０は、遠隔オペレータによって電子的にかつ遠隔地から制御されても良い。ターゲットホルダ１５０のローディング及びアンローディングを可能にするための１つ以上のトラップドア１４６０もまた、ホットセル１７０に設けられるのが良い。さらに、ホットセル１７０は、使用済みのターゲットホルダ１５０を保管するために使用できる保管コンパートメント１４７０を有するのが良い。さらに、ホットセル１７０内における互いに異なるコンポーネントの正確な動きを可能にするためにクレーンシステム１４８０が使用されるのが良い。

図１６は、例示の実施形態に係るターゲットアンローダ１６００の斜視図である。ターゲットアンローダ１６００は、ターゲットホルダ１５０の積層を個々に引き離し又はバラバラにするよう構成されたアクチュエータ１６１０を有するのが良い。アクチュエータ１６１０は、例示の実施形態では、空気駆動式であるのが良い。変換されたＭｏ－９９含有ターゲットディスク７４０を保持するためにキャニスター１６２０が設けられるのが良い。例示の実施形態では、キャニスター１６２０は、最終的にはホットセル１７０から取り出されるのが良く、したがって、変換済み生成物アイソトープ（例えば、Ｍｏ－９９）をホットセル１７０から回収することができる。

照射プロセスにより、このプロセスに投入されることのない多量の放射線が生じる。この放射線は、封入されなければならず、これは、遮蔽体の役割である。上述したように、加速器ボールト１８０は、周囲環境をシステム１００から放出された放射線から遮蔽するよう設けられるのが良い。さらに、局所遮蔽体、例えば局所ターゲット遮蔽体１９０がボールトに必要なコンクリートの総量を減少させるために三又領域６００周りに配置されるのが良い。

図１７Ａ、図１７Ｂ、及び図１７Ｃは、例示の実施形態に係る局所ターゲット遮蔽体１９０を示している。局所ターゲット遮蔽体１９０は、ジャケット１７１０を有するのが良い。ジャケット１７１０は、第１のビームライン１３０の一部分及び第２のビームライン１４０の一部分を加えて真空パイプ５６０を収納することができる。特に図１７Ｃを参照すると、ジャケット１７１０の第１の区分１７１２は、真空パイプ５６０の一部分を収納するよう設計されているのが良く、ジャケット１７１０の第２の区分１７１４は、第１のビームライン１３０の一部分を収納するよう設計されているのが良く、ジャケット１７１０の第３の区分１７１６は、第２のビームライン１４０の一部分を収納するよう設計されているのが良い。

例示の実施形態では、ジャケット１７１０は、液冷式であるのが良い。具体的に説明すると、ジャケット１７１０は、水と鋼球の混合物で満たされて、水流によって冷却されるのが良く、ただし、理解されるべきこととして、他の液体、例えばエチレングリコール－水混合物もまたジャケット１７１０に使用できる。ジャケット１７１０は、ターゲット遮蔽体・ビームライン冷却システム１１２０の一コンポーネントであるのが良い（図１１参照）。入口１７１８及び出口１７１９がジャケット１７１０を通る冷却剤の流れを容易にするようジャケット１７１０に設けられるのが良く、図１７Ａ及び図１７Ｂは、入口１７１８及び出口１７１９をジャケット１７１０に設けることができる２つの例示の場所を示している。

局所ターゲット遮蔽体１９０は、ジャケット１７１０を包囲した複数の遮蔽ブロック容器１７２０をさらに含むのが良い。遮蔽ブロック容器１７２０は、モジュール式であるのが良く、したがって、１つ以上の遮蔽ブロック容器１７２０を局所ターゲット遮蔽体１９０に設置し又はこれから取り外して設備保守を容易にすることができるようになっている。

図１８を参照すると、遮蔽ブロック容器１７２０は、ブロック容器１７２０の内部空間を１つ以上の内部チャンバ１８２０に分割する１つ以上の仕切り１８１０を有するのが良い。内部チャンバ１８２０は、１つ以上の通路により互いに連結されても良く、あるいは内部チャンバ１８２０は、互いに隔離されても良い。

例示の実施形態では、内部チャンバ１８２０のうちの幾つか又は全ては、放射線吸収金属ショット１８３０（例えば、鋼球）と液体冷却剤１８４０（例えば、水）の混合物で満たされるのが良い。液体冷却剤１８４０の流れを容易にするために入口１８５０及び出口１８６０が遮蔽ブロック容器１７２０に設けられるのが良い。幾つかの実施形態では、入口としてもかつ／あるいは出口としても機能するポートが設けられるのが良い。金属ショット１８３０と液体冷却剤１８４０の組み合わせは、ガンマ線と中性子線の両方にとって効果的な遮蔽体を形成することができる。変形実施形態では、内部チャンバ１８２０は、炭素鋼とコンクリートの混合物で満たされるのが良く、かかる混合物もまた、ガンマ線と中性子線の両方の効果的な遮蔽体である。理解されるべきこととして、他の物質もまた、遮蔽目的に使用できる。

局所ターゲット遮蔽体１９０は、種々の遮蔽物質で満たされた遮蔽ブロック容器１７２０を含むのが良い。一例を挙げると、例示の実施形態では、ターゲットホルダ１５０の近くに位置する遮蔽ブロック容器１７２０は、金属ショット１８３０と液体冷却剤１８４０で満たされるのが良く、これに対し、ターゲットホルダ１５０から見て遠くに位置する遮蔽ブロック容器１７２０は、炭素鋼とコンクリートで満たされるのが良い。かかる例示の実施形態では、金属ショット１８３０と液体冷却剤１８４０で満たされた遮蔽ブロック容器１７２０は、内側層を形成することができ、炭素鋼とコンクリートで満たされた遮蔽ブロック容器１７２０は、局所ターゲット遮蔽体１９０内の遮蔽外側層を形成することができる。具体的に説明すると、コンクリートで満たされた遮蔽ブロック容器１７２０よりもターゲットの近くに配置される遮蔽ブロック容器１７２０を液体冷却剤１８４０で満たすことにより、流動状態の液体冷却剤１８４０は、放射に起因して遮蔽ブロック容器１７２０内に蓄積された熱を除くことができる。

例示の実施形態では、金属ショット１８３０は、直径がほぼ１／２インチ（１．２７ｃｍ）である鋼球であるのが良い。図１８は、金属ショット１８３０で満たされた１つの内部チャンバ１８２０だけを設けた状態を示しているが、理解されるべきこととして、他の内部チャンバ１８２０もまた、金属ショット１８３０を収容することができる。

ある特定の実施形態では、遮蔽ブロック容器１７２０は、種々の材料、例えば、普通のコンクリート、スチール、ＨＤコンクリート、又は他の放射線遮断（吸収）材料で作られるのが良い。さらに別の実施形態では、遮蔽ブロック容器１７２０は、ソリッドコンクリート又はスチールブロックで作られるのが良い。

本発明に従ってモリブデン９９を製造する方法及びシステムの特定の実施形態を、本発明を構成して使用することができる仕方を説明する目的で説明した。理解されるべきこととして、本発明及びその異なる観点の他の変形及び改造の具体化例は、当業者には明らかであり、本発明は、説明した特定の実施形態には限定されない。１つの実施形態で説明した特徴を他の実施形態において具体化することができる。本開示は、本発明ならびに任意かつ全ての改造例、変形例、又は開示するとともに本明細書においてクレーム請求された根底にある基本的原理の精神及び範囲に属する均等例を含むものと理解されたい。

Claims (20)

1. ラジオアイソトープを製造するシステムであって、
   第１のビームラインに係合するよう構成された第１の電子加速器と、
   第２のビームラインに係合するよう構成された第２の電子加速器と、
   ターゲット組立体と、を含み、
   前記第１のビームラインは、前記ターゲット組立体に第１の方向から係合し、
   前記第２のビームラインは、前記ターゲット組立体に第２の方向から係合し、
   前記ターゲット組立体は、生成物アイソトープの状態に変えられるべきターゲットアイソトープを収容するよう構成されている、システム。
2. 前記ターゲットアイソトープは、モリブデン１００であり、前記生成物アイソトープは、モリブデン９９である、請求項１記載のシステム。
3. 前記第１の方向は、前記第２の方向とは逆である、請求項１記載のシステム。
4. 前記第１の電子加速器及び前記第２の電子加速器は、RHODOTRON （登録商標）電子ビーム加速器である、請求項１記載のシステム。
5. 前記第１の電子加速器及び前記第２の電子加速器は、４０ＭｅＶ電子で１２５ｋＷの平均出力を供給するよう構成されている、請求項１記載のシステム。
6. 前記ターゲット組立体に連結されたホットセルと、
   前記ターゲット組立体に係合するよう構成されたターゲット冷却システムと、をさらに含む、請求項１記載のシステム。
7. 前記ターゲット冷却システムは、前記ターゲット組立体を冷却するために気体ヘリウムを前記ターゲット組立体に供給する、請求項６記載のシステム。
8. 前記ターゲット組立体は、Ｔ字形ターゲットハウジングをさらに含み、
   前記Ｔ字形ターゲットハウジングは、第１の冷却パイプに近位端部のところで係合し、
   前記Ｔ字形ターゲットハウジングは、第２の冷却パイプに遠位端部のところで係合し、それにより三又形状が形成される、請求項６記載のシステム。
9. 前記ターゲット冷却システムは、前記ターゲット組立体に前記第１の冷却パイプ及び前記第２の冷却パイプを介して係合するよう構成されており、
   前記第１の冷却パイプは、冷却剤の入口としての役目を果たし、前記第２の冷却パイプは、前記冷却剤の出口としての役目を果たす、請求項８記載のシステム。
10. ラジオアイソトープを製造する方法であって、
    第１の電子加速器からの第１のビームラインを製作するステップと、
    第２の電子加速器からの第２のビームラインを製作するステップと、
    前記第１ビームライン及び前記第２ビームラインをターゲット組立体上に一点集中させるステップと、
    前記ターゲット組立体を前記第１ビームライン及び前記第２ビームラインよって照射するステップと、
    前記第１ビームライン及び前記第２ビームラインによる前記ターゲット組立体の照射に応答して、ターゲット同位体を生成物アイソトープの状態に変えるステップと、を含む、方法。
11. 前記ターゲットアイソトープは、モリブデン１００であり、前記生成物アイソトープは、モリブデン９９である、請求項１０記載の方法。
12. 前記第１のビームラインは、前記ターゲット組立体上に第１の方向から一点集中し、前記第２のビームラインは、前記ターゲット組立体上に第２の方向から一点集中し、
    前記第１の方向と前記第２の方向は、互いに逆である、請求項１０記載の方法。
13. 前記第１の電子加速器として第１のRHODOTRON（登録商標）電子ビーム加速器を用意するとともに、前記第２の電子加速器として第２のRHODOTRON（登録商標）電子ビーム加速器を用意するステップをさらに含む、請求項１０記載の方法。
14. 前記第１の電子加速器からの前記第１のビームラインを製作する前記ステップは、４０ＭｅＶ電子で１２５ｋＷの平均出力を供給するステップを含み、
    前記第２の電子加速器からの前記第２のビームラインを製作する前記ステップは、４０ＭｅＶ電子で１２５ｋＷの平均出力を供給するステップを含む、請求項１０記載の方法。
15. 前記生成物アイソトープを前記ターゲット組立体からホットセルにアンロードするステップと、
    冷却剤をターゲット冷却システムから前記ターゲット組立体に供給するステップとをさらに含む、請求項１０記載の方法。
16. 気体ヘリウムを前記ターゲット冷却システムから前記ターゲット組立体に供給して前記ターゲット組立体を冷却するステップをさらに含む、請求項１０記載の方法。
17. Ｔ字形ターゲットハウジング、第１の冷却パイプ及び第２の冷却パイプを用意することによって、前記ターゲット組立体の三又領域を形成するステップをさらに含み、
    前記第１の冷却パイプを前記Ｔ字形ターゲットハウジングの近位端部に係合させるとともに、前記第２の冷却パイプを前記Ｔ字形ターゲットハウジングの遠位端部に係合させ、それにより三又形状が形成される、請求項１５記載の方法。
18. 冷却剤を前記ターゲット組立体に前記ターゲット冷却システムから供給する前記ステップは、前記第１の冷却パイプを前記冷却剤の入口として用いるとともに、前記第２の冷却パイプを前記冷却剤の出口として用いるステップを含む、請求項１７記載の方法。
19. モリブデン９９を製造するシステムであって、
    第１のビームラインに係合するよう構成された第１の電子加速器を含み、
    第２のビームラインに係合するよう構成された第２の電子加速器を含み、
    ターゲット組立体を含み、
    前記第１のビームラインは、前記ターゲット組立体に第１の方向から係合し、
    前記第２のビームラインは、前記ターゲット組立体に前記第１の方向とは逆の第２の方向から係合し、
    気体ヘリウムを前記ターゲット組立体に供給するよう構成されたターゲット冷却システムを含み、
    ターゲットホルダをロードしたりアンロードしたりするために前記ターゲット組立体に係合するよう構成されたホットセルを含み、
    前記ターゲット組立体は、モリブデン９９に変えられるべきモリブデン１００を担持した前記ターゲットホルダを収容するよう構成されている、システム。
20. 前記第１の電子加速器及び前記第２の電子加速器は、各々、４０ＭｅＶ電子で１２５ｋＷの平均出力を供給するよう構成されたRHODOTRON（登録商標）電子ビーム加速器である、請求項１９記載のシステム。

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