[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

KR100887562B1 - 내부 지지구조를 가지는 ｆ―１８ 생산 표적장치 - Google Patents

내부 지지구조를 가지는 ｆ―１８ 생산 표적장치 Download PDF

Info

Publication number
KR100887562B1
KR100887562B1 KR1020070069545A KR20070069545A KR100887562B1 KR 100887562 B1 KR100887562 B1 KR 100887562B1 KR 1020070069545 A KR1020070069545 A KR 1020070069545A KR 20070069545 A KR20070069545 A KR 20070069545A KR 100887562 B1 KR100887562 B1 KR 100887562B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
thin plate
target device
frame
support structure
internal support
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
KR1020070069545A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20090006322A (ko
Inventor
허민구
양승대
김상욱
Original Assignee
한국원자력연구원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국원자력연구원 filed Critical 한국원자력연구원
Priority to KR1020070069545A priority Critical patent/KR100887562B1/ko
Priority to US12/171,388 priority patent/US8073095B2/en
Publication of KR20090006322A publication Critical patent/KR20090006322A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100887562B1 publication Critical patent/KR100887562B1/ko
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05H—PLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
    • H05H6/00—Targets for producing nuclear reactions
    • G—PHYSICS
    • G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21G—CONVERSION OF CHEMICAL ELEMENTS; RADIOACTIVE SOURCES
    • G21G1/00—Arrangements for converting chemical elements by electromagnetic radiation, corpuscular radiation or particle bombardment, e.g. producing radioactive isotopes
    • G21G1/04—Arrangements for converting chemical elements by electromagnetic radiation, corpuscular radiation or particle bombardment, e.g. producing radioactive isotopes outside nuclear reactors or particle accelerators
    • G21G1/10—Arrangements for converting chemical elements by electromagnetic radiation, corpuscular radiation or particle bombardment, e.g. producing radioactive isotopes outside nuclear reactors or particle accelerators by bombardment with electrically charged particles
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00—Metal working
    • Y10T29/53—Means to assemble or disassemble
    • Y10T29/531—Nuclear device

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Particle Accelerators (AREA)

Abstract

본 발명은 F-18을 생산하기 위한 표적장치의 박판의 변형을 감소시킴으로써 박판의 내구성을 증대시키는 한편, H2 18O가 수용되는 프레임의 중앙부 직경을 증대시켜 박판의 냉각면적을 상승시키고, 동일한 에너지의 양성자를 조사하더라도 프레임 내부의 압력을 더 낮은 상태로 유지시키기 위한 내부 지지구조를 가지는 F-18 생산 표적장치에 관한 것으로, 양성자와 H2 18O의 핵반응에 의하여 F-18을 생산하기 위한 표적장치에 있어서, 중앙부가 관통된 사각링 형상으로서, 상기 중앙부에 상기 H2 18O가 수용되고, 외경부에서 상기 중앙부까지 상하방향으로 관통하는 관통홀이 구비된 프레임과; 상기 중앙부의 측면에 구비되어 상기 중앙부를 밀폐하는 박판과; 상기 중앙부의 내부에 구비되어 상기 박판의 변형을 억제하는 지지부;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
표적장치, 박판, 내부 지지, 지지부, 양성자, F-18, 양전자단층촬영

Description

내부 지지구조를 가지는 Ｆ―１８ 생산 표적장치{F-18 production target having internal support}
도 1은 사이클로트론에 의해 가속된 양성자를 조사하여 F-18을 생산하는 것을 나타내는 개략도,
도 2는 종래 기술에 의한 표적장치의 사시도,
도 3은 종래 기술에 의한 표적장치의 단면도,
도 4는 종래 기술에 의한 표적장치의 박판에 작용하는 힘을 나타내는 개념도,
도 5는 본 발명에 따른 표적장치의 사시도,
도 6은 본 발명에 따른 표적장치의 단면도,
도 7은 본 발명에 따른 표적장치의 박판과 종래 기술에 의한 표적장치의 박판의 변형량을 유한요소기법(FEM)을 통해 비교한 도면.
도 8은 본 발명에 따른 표적장치의 다른 실시예를 나타내는 사시도,
도 9는 본 발명에 따른 표적장치의 다른 실시예를 나타내는 단면도.
** 도면 중 주요부분에 대한 부호의 설명 **
100 ; 표적장치 110 ; 프레임
111 ; 중앙부 112, 113 ; 관통홀
114 ; 단턱 115 ; 평탄면
120 ; 박판 130 ; 지지부
131 ; 단부 140 ; 실(seal)부재
150 ; 격자구조체
본 발명은 방사성 동위원소인 F-18을 생산하기 위한 내부 지지구조를 가진 F-18 생산 표적장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 표적장치의 박판이 H2 18O 수용부 중심 방향으로 일으키는 변형을 감소시켜 표적장치의 내구 수명을 증대시킬 수 있도록 하는 내부 지지구조를 가진 F-18 생산 표적장치에 관한 것이다.
일반적으로 방사성 동위원소를 생산하기 위한 표적장치는 사이클로트론에서 가속된 높은 에너지의 양성자를 받아서 안정동위원소에 핵반응을 일으켜 방사성 동위원소로 변환할 수 있도록 안정동위원소의 물질 상태를 변화시켜주는 장치를 말한다.
방사성 동위원소의 생산 표적장치는 사용되는 안정동위원소의 물질의 상태에 따라 고체, 액체 및 기체의 세 가지 표적으로 나뉜다. 그 중에서 액체와 기체 표적 장치는 생산되는 방사성 동위원소의 외부 누설을 방지하기 위하여 밀폐형으로 설계된다.
특히, 액체표적장치는 핵반응에 의하여 생산되는 동위원소의 양이 많으며, 액체상을 유지함으로써 다양한 동위원소 화합물의 합성에 매우 유리하여 그 사용 빈도가 높다. 이러한 표적장치를 이용하여 생산되는 방사성동위원소는 종양 또는 암의 진단에 활용되고 있다.
종양 또는 암을 진단하는 방법으로서는 X선 단층촬영(CT, Computed Tomography), 핵자기공명 영상(MRI, Magnetic Resonance Imaging)을 이용하는 방법과 방사성동위원소를 사용하는 단일광자방출 단층촬영(SPECT, Single Photon Emission Computed Tomography)과 양전자단층촬영(PET, Positron Emission Tomography, 이하 "PET"라 함) 등이 개발되어 사용되고 있다.
특히, PET 기술은 양전자를 방출하는 방사성동위원소나 표지화합물을 생체에 투여한 후, 투여한 물질의 체내 분포를 영상화하는 기술이다. X선이나 CT, MRI는 인체 내의 구조를 영상화하여 해부학적으로 병소부위를 찾아 진단하지만 PET는 질병발생시 해부학적인 변화 전에 발생하는 생화학적 변화를 이용하여 몸의 이상을 진단한다.
PET의 영상획득을 위하여 사용되는 다양한 방사성의약품 중에서도 포도당에 불소(F)를 합성한 2-[18F]Fluoro-2-deoxy-D-glucose([18F]FDG, 이하 "FDG"라 함)라는 방사성 의약품이 일반적으로 사용되고 있으며, FDG의 합성에 이용되는 방사성 동위원소인 F-18은 H2 18O에 사이클로트론(cyclotron)에서 생성된 고에너지의 양성자(proton)를 조사하여 18O(p,n)18F 핵반응을 통하여 생산된다.
즉, 도 1과 같이 사이클로트론에서 가속된 양성자를 이용하여 O-16의 동위원소인 O-18을 표적물질로 하여 18O(p,n)18F 핵반응을 일으켜 F-18 동위원소를 생산하게 된다. 다시 말하면 양성자를 받은 O-18은 중성자를 방출하여 F-18로 변환하게 된다.
F-18은 양전자(β+) 방출에 의해 붕괴되며 반감기가 110분으로 핵의학 분야의 이용에 가장 이상적인 핵종으로 평가받고 있으며, 최대 양전자(β+) 에너지가 511 keV, 물에서의 평균 비정이 2.4 mm 정도이어서 해상도가 좋은 영상을 얻을 수 있는 성질을 가진다.
또한, F-18은 기타의 PET 핵종과 비교하여 반감기가 비교적 긴 편이어서 F-18을 함유한 의약품을 합성하는데 있어서도 충분한 시간적인 여유를 가질 수 있으며, 생체 내에서 시간에 따른 이들 의약품들의 분포와 농도 변화를 측정하기에도 적당하다.
F-18의 크기는 수소와 비슷하므로 분자의 입체구조는 거의 변화가 없지만 전기 음성도는 수소보다도 훨씬 크고 친지방도가 크게 증가하므로 분자내의 물리적, 생화학적 변화가 크게 일어나게 된다.
이러한 18O(p,n)18F 핵반응을 위한 양성자는 그 에너지 일부가 박판에 흡수되 어 박판의 온도가 상승하게 되는 원인이 되며, 이를 냉각시키기 위하여 냉각수 또는 헬륨(He)과 같은 기체를 이용하여 가열된 박판을 냉각하게 된다.
이러한 방사성 동위원소의 표적장치는 한국등록특허공보 제10-0293690호 및 한국등록특허공보 제10-0278585호에 개시되어 있으며, 도 2 내지 도 3에 종래 기술에 따른 표적장치가 도시되어 있다.
도 2 및 도3에 따른 종래의 표적장치(1)는 전, 후면의 둘레 안쪽에는 단턱(14)이 형성되어 있고, 그것에 연장되어 평탄면(15)이 형성되어 있으며, 중앙부(11)에는 소정의 공간이 형성되어 안정동위원소인 O-18이 포함된 H2 18O가 유입되어 위치될 수 있도록 되어 있고, 상, 하부에는 상기 H2 18O의 유입 및 유출이 가능하도록 상기 중앙부(11)에 연통된 관통홀(12, 13)이 형성된 링 형상의 프레임(10)과, 상기 프레임(10)의 중앙부(11) 외측에는 상기 H2 18O가 상기 중앙부(11)의 전, 후면으로 유출되지 않도록 상기 프레임(10)의 평탄면(15)에 박판(20)이 용접되어 있다.
또한, 상기 중앙부(11)에 수용된 H2 18O가 외부로 유출되는 것을 방지하기 위해서 폴리에틸렌(PE) 재질의 링형상의 실(seal)부재(40)가 상기 박판(20)과 상기 프레임(10) 사이에 선택적으로 배치될 수 있다.
즉, 상기 실(seal)부재(40)는 상기 박판(20)과 상기 프레임(10) 사이에 압착되도록 눌려짐으로써 H2 18O의 외부 누출을 방지할 수 있다.
상기 중앙부(11)에 위치하는 물질은 H2 18O로서 질량이 기본적으로 물과 같다. 사이클로트론을 이용하여 가속된 양성자는 물질의 밀도에 따라 에너지가 급격하게 줄어드는 특성이 있다. 따라서 동위원소 생산을 위한 표적장치(1)는 양성자의 에너지를 그대로 유지할 수 있도록 최소한의 기구만을 가지고 설계되고 있다.
이러한 이유로 사이클로트론을 통해 가속된 양성자가 통과하게 되는 표적의 앞부분은 금속 박판(20)을 사용하며, 국내에서 개발된 표적장치(1)는 이러한 금속 박판(20)을 양면에 채용함으로써 냉각이 원활하게 이루어지도록 구성된다.
이러한 종래의 표적장치(1)는 상기 프레임(10)의 중앙부(11)에 H2 18O가 채워져 양성자가 조사되어지는 경우에 핵반응에 의한 열 발생으로 상기 중앙부(11)는 고압 상태로 되며, 이때 발생되는 압력은 상기 박판(20) 외곽을 순환하는 냉각수 압력에 비하여 상대적으로 매우 큰 값으로 상기 박판(20)이 도 4(a)와 같이 외부방향으로 변형하게 하는데, 이러한 변형으로 인하여 상기 중앙부(11) 내부 액체의 수위저하에 따른 양성자의 손실이 발생하게 되는 문제점이 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여 대부분의 연구기관이나 상용회사들은 많은 연구를 통하여 박판(20)의 변형을 최소한으로 하기 위하여 박판(20)의 외부에 별도의 격자구조체를 두게 된다.
이러한 격자구조체는 박판(20)의 외부에 설치되어 박판(20)의 외부 방향으로의 변형을 억제하도록 마련된 구조물로, 디스크 형태로 이루어지며 중앙에 다수개의 관통홀이 뚫려 있어 양성자가 상기 관통홀을 통과하여 상기 프레임(10)의 중앙부(11)에 조사되도록 한다.
그러나, 상기와 같은 격자구조체를 두더라도 양성자 조사 후에 액체를 회수하는 과정 중이나 상기 중앙부(11)가 비워진 상태에서는 외부의 냉각수 압력으로 인하여 상기 박판(20)은 도 4(b)와 같이 상기 중앙부(11) 내부 방향으로의 변형이 발생하게 된다.
상기 박판(20)에서 발생하는 변형은 외부 압력 혹은 적은 힘에 의해서라도 영구변형을 일으키기 때문에 표적장치(1)의 사용횟수가 증가함에 따라 그 소성변형의 크기가 커지게 되어 박판(20)이 오므라지는 현상이 발생한다.
즉, O-18을 채우는 과정에서 적은 양의 H2 18O가 채워지게 되며, 적은 양의 H2 18O가 채워진 후에 양성자를 조사하게 되면 열과 압력으로 인하여 박판(20)은 외부방향으로 변형되므로 이 결과로 H2 18O의 수위는 낮아지게 된다.
이러한 결과는 격자구조체를 설치하기 이전의 표적장치(1)에서 발생하는 양성자 손실과 냉각 면적 축소에 따른 냉각부족 등의 문제점을 가지게 되며, 이러한 변형이 반복됨에 따라 변형의 크기는 커지게 되고 궁극적으로 표적장치(1)의 수명 단축과 동위원소 생산수율 저하의 주요한 원인이 되는 문제가 된다.
본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위한 것으로, F-18을 생산하기 위한 표적장치의 박판의 변형을 감소시킴으로써 박판의 내구성을 증대시키는 한편, H2 18O가 수용되는 프레임의 중앙부 직경을 증대시켜 박판의 냉각면적을 상승시키고, 동일한 에너지의 양성자를 조사하더라도 프레임 내부의 압력을 더 낮은 상태로 유지시킬 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 양성자와 H2 18O의 핵반응에 의하여 F-18을 생산하기 위한 표적장치에 있어서, 중앙부가 관통된 사각링 형상으로서, 상기 중앙부에 상기 H2 18O가 수용되고, 외경부에서 상기 중앙부까지 상하방향으로 관통하는 관통홀이 구비된 프레임과; 상기 중앙부의 측면에 구비되어 상기 중앙부를 밀폐하는 박판과; 상기 중앙부의 내부에 구비되어 상기 박판의 변형을 억제하는 지지부;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 지지부는 상기 중앙부의 내벽에서 중심방향으로 돌출되어 형성되는 것을 특징으로 하며, 상기 지지부의 단면은 T자 형상인 것이 바람직하다.
또한, 상기 지지부는 상기 관통홀을 중심으로 대칭적으로 구비되되, 상기 지 지부의 단부가 상기 관통홀에서 이격되도록 하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 지지부는 니오븀(Nb) 또는 티타늄(Ti) 재질로 이루어진 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 프레임은 양 측면에 내측으로 함몰된 단턱이 형성되고, 상기 단턱에 연장된 평탄면이 형성되며, 상기 박판은 상기 평탄면에 용접되어 고정되는 것을 특징으로 한다.
상기 프레임과 상기 박판은 니오븀(Nb) 또는 티타늄(Ti) 재질로 이루어진 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 프레임과 상기 박판의 사이에는 링 형상의 실(seal)부재가 더 포함되며, 상기 실(seal)부재는 폴리에틸렌(PE) 재질로 이루어진 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 박판의 외부에는 다수개의 관통공이 형성된 디스크 형태의 격자구조체가 더 포함되는 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하기로 한다.
도 5는 본 발명에 따른 표적장치의 사시도이고, 도 6은 본 발명에 따른 표적장치의 단면도이다.
도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 표적장치(100)는 사이클 로트론에서 가속된 양성자를 이용하여 O-16의 동위원소인 O-18을 표적물질로 하여 18O(p,n)18F 핵반응을 일으켜 F-18 동위원소를 생성하기 위한 것이다.
본 발명에 따른 표적장치(100)는 양성자와 H2 18O의 핵반응에 의하여 F-18을 생산하기 위하여 중앙부(111)가 관통된 사각링 형상의 프레임(110)과, 상기 프레임(110)의 측면에 구비되어 상기 중앙부(111)를 밀폐하는 박판(120)과, 상기 중앙부(111)의 내부에 구비되어 상기 박판(120)의 변형을 억제하는 지지부(130)로 이루어져 있다.
상기 프레임(110)은 중앙부(111)가 관통된 사각링 형상으로서 양 측면에 내측으로 함몰된 단턱(114)이 형성되고, 상기 단턱(114)에 연장된 평탄면(115)이 형성되어 있으며, 외경부에서 상기 중앙부(111)까지 상하방향으로 관통하는 관통홀(112, 113)이 구비되어 있다.
또한, 상기 프레임(110)은 가볍고 내열 및 내식성이 뛰어난 니오븀(Nb) 또는 티타늄(Ti) 재질로 이루어지는 것이 바람직하다.
상기 프레임(110)의 중앙부(111)에는 양성자를 조사받아 F-18을 생산할 수 있도록 18O(p,n)18F 핵반응을 일으키는 H2 18O가 수용된다.
또한, 상기 프레임(110)의 상부 관통홀(112)은 핵반응을 위한 H2 18O가 유입되는 통로를 제공하고, 하부 관통홀(113)은 18O(p,n)18F 핵반응에 의해 생산된 F-18이 유출되는 통로를 제공한다.
H2 18O는 액체 상태로 제공되기 때문에 상기 H2 18O가 수용되도록 상기 프레임(110)의 중앙부(111)는 밀폐되도록 제공되어야 하므로, 상기 프레임(110)의 중앙부(111) 양단에는 얇은 금속성 박판(120)이 결합된다.
즉, 상기 박판(120)은 프레임(110)의 평탄면(115)에 전기 용접되어 고정됨으로써 상기 프레임(110)의 중앙부(111)를 밀폐시키도록 한다.
이때, 상기 박판(120)은 사이클로트론에서 가속된 양성자가 양호하게 통과할 수 있도록 대략 75㎛ 두께의 니오븀(Nb) 또는 티타늄(Ti) 재질로 이루어지는 것이 바람직하다.
즉, 사이클로트론에서 가속된 양성자는 투과되는 물질의 두께에 따라 에너지가 급격하게 줄어드는 특성이 있으므로, 가속된 양성자의 에너지를 그대로 유지할 수 있도록 상기 박판(120)은 되도록이면 얇은 것을 채용하는 것이 바람직하다.
상기 박판(120)의 두께가 얇을수록 투과되는 양성자의 에너지는 증가하나 H2 18O가 수용되는 중앙부(111)의 압력 변화에 따라 상기 박판(120)에 작용하는 힘에 의해 상기 박판(120)의 변형이 반복적으로 이루어지게 된다.
이때 상기 박판(120)의 내구수명이 저하되지 않도록 하기 위하여 상기 박판(120)은 가볍고 내열 및 내식성이 뛰어난 니오븀(Nb) 또는 티타늄(Ti) 재질로 이루어지는 것이 바람직하다.
사이클로트론에서 가속된 양성자가 조사되어 상기 프레임(110)의 중앙부(111) 내부에 수용된 H2 18O와의 핵반응을 일어나면 F-18이 생산되는 동시에 열이 발생하게 되므로 이를 적절히 냉각시킬 필요가 있다.
따라서 상기 박판(120)의 외부에서 상기 박판(120)을 따라 냉각수 또는 헬륨 등과 같은 기체를 순환시켜 핵반응이 일어나는 상기 프레임(110)의 중앙부(111)가 높은 온도로 상승되는 것을 방지하도록 한다.
상기 지지부(130)는 상기 중앙부(111)의 내부에 구비되어 있으며, 바람직하게는 상기 중앙부(111)의 내벽에서 중심방향으로 돌출되어 형성되되, 그 단면이 T자 형상으로 이루어져 있다.
즉, 상기 지지부(130)는 상기 중앙부(111)의 내벽을 따라 상기 중앙부(111)의 중심방향으로 돌출된 연장부를 구비하고, 상기 연장부의 타단에는 상기 중앙부(111)의 폭에 상응하는 폭을 가진 플랜지가 구비되어 전체적으로 T자 형상이 되도록 한다.
이때, 상기 지지부(130)에 의해 상기 프레임(110)에 형성된 관통홀(112, 113)이 막히지 않도록 하기 위하여 상기 지지부(130)는 상기 관통홀(112, 113)을 잇는 가상선을 중심으로 대칭적으로 구비되되, 상기 지지부(130)의 양 단부(131)는 상기 관통홀(112, 113)과 일정 간격을 유지하며 이격되어 있다.
즉, 상기 관통홀(112, 113)이 상기 환형 지지부(130)에 의해 막히지 않도록 상기 지지부(130)는 관통홀(112, 113) 근방에서 서로 단절되어 좌우 대칭적으로 형 성된다. 따라서, 상기 관통홀(112, 113)을 통하여 H2 18O가 원활히 유입되고 또한 핵반응에 의해 생성된 F-18이 원활하게 유출되도록 한다.
또한, 상기 지지부(130)는 상기 프레임(110) 및 상기 박판(120)과 마찬가지로 가볍고 내열 및 내식성이 뛰어난 니오븀(Nb) 또는 티타늄(Ti) 재질로 이루어지는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 표적장치에 사이클로트론에서 가속된 양성자가 조사되면 상기 양성자는 상기 프레임(110)의 중앙부(111) 내부에 수용된 H2 18O와의 핵반응을 일으키고, 이러한 핵반응에 의해 상기 프레임(110)의 중앙부(111) 내부에는 열이 발생하는 동시에 압력이 증가하게 된다.
비록, 상기 박판(120)의 주변으로 냉각수 등이 순환된다 하더라도 상기 프레임(110)의 중앙부(111) 내부의 압력에 의해 상기 박판(120)에는 외부방향으로 힘이 작용하게 되어 상기 박판(120)은 상기 중앙부(111)의 외측으로 팽창하는 변형이 발생된다.
또한, 핵반응을 종료한 후에 생성된 F-18을 회수하는 과정 중이나 상기 프레임(110)의 중앙부(111)가 비워진 상태에서 외부의 압력이 상기 중앙부(111)의 내측으로 작용하는 경우에 상기 박판(120)은 상기 중앙부(111)의 내측 방향으로 수축되는 변형이 발생된다.
이때 상기 지지부(130)에 의해 상기 박판(120)이 상기 중앙부(111) 내측에서 지지 되기 때문에 상기 박판(120)의 변형량은 감소하게 된다.
이와 관련하여 본 발명에 따른 표적장치와 종래기술에 따른 표적장치의 박판(120)의 변형량을 유한요소기법(FEM)을 통해 비교한 것이 도 7에 도시되어 있으며, 그 결과는 아래와 같다.
종래 기술 본 발명 증감(%)
중앙부 체적 1.414 cc 1.625 cc +15%
중앙부 내경 20 mm 23 mm +15%
박판의 열전달 면적 314 mm 2 385 mm 2 +23%
박판의 최대 변형량 1.95 mm 0.95 mm -51%
도 7 및 표에서 보듯이 종래의 표적장치의 박판(120)의 경우 최대 변형량이 1.95 mm인 반면 본 발명에 따른 표적장치의 박판(120)의 최대 변형량은 0.95 mm로 51%의 감소효과를 가짐을 알 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 실시예로서 박판의 외부 방향으로의 변형을 억제하도록 하는 격자구조체가 포함된 표적장치가 도 8 및 도 9에 도시되어 있다.
프레임(110), 박판(120), 실(seal)부재(130)의 구성은 전술한 것과 동일하며, 이하에서는 추가된 구성에 대해서만 설명하기로 한다.
상기 프레임(110)과 상기 박판(120)의 사이에는 링 형상의 실(seal)부 재(140)가 더 포함되는데, 상기 실(seal)부재(140)는 폴리에틸렌(PE) 재질로 이루어져 있다.
상기 실(seal)부재(140)는 상기 중앙부(11)에 수용된 H2 18O가 외부로 유출되는 것을 방지하기 위한 것으로, 상기 프레임(110)과 상기 박판(120) 사이에 압착되도록 눌려짐으로써 H2 18O의 밀봉 성능을 더욱 증대시킬 수 있도록 한다.
본 발명에서는 상기 실(seal)부재(140)의 재질을 폴리에틸렌(PE) 재질로 국한하였으나, 상기 프레임(110)과 상기 박판(120) 사이의 밀봉을 위해서라면 기타 다양한 재질을 선택할 수도 있다.
또한, 상기 박판(120)의 외부에는 다수개의 관통공이 형성된 디스크 형태의 격자구조체(150)가 더 포함되는데, 이러한 격자구조체(150)는 상기 박판(120)의 외부에 설치되어 상기 박판(120)의 외부 방향으로의 변형을 억제하도록 구비된 것으로, 디스크 형태로 이루어지며 중앙에 다수개의 관통홀이 뚫려 있어 양성자가 상기 관통홀을 통과하여 상기 프레임(110)의 중앙부(111)에 조사되도록 한다.
따라서, 상기 격자구조체(150)를 통하여 상기 박판(120)의 외부 방향으로의 변형을 억제하고, 상기 프레임(110)의 중앙부(111) 내부에 구비된 상기 지지부(130)를 통하여 상기 박판(120)의 내부 방향으로의 변형을 억제할 수 있게 된다.
본 발명에 따른 표적장치는 H2 18O가 수용되는 프레임의 중앙부에 단면이 T자 형상인 지지부를 구비함으로써, 상기 중앙부의 양 측면에 구비된 박판의 내측으로의 변형을 억제할 수 있는 효과를 가진다.
더구나, 박판의 변형을 감소시킴으로써 H2 18O가 수용되는 프레임의 중앙부의 용량을 증대시킬 수 있으며, 중앙부의 내경이 커짐에 따라 박판의 외부를 순환하는 냉각수 등에 의한 냉각 면적을 증대시킬 수 있는 효과를 가진다.
이는 동일한 에너지 수준의 양성자를 조사하더라도 표적장치를 좀더 낮은 압력상태로 유지시킬 수 있는 것을 의미하며, 역으로 좀더 높은 에너지 수준의 양성자를 조사할 수 있게 되어 F-18의 생산성을 증대시킬 수 있는 효과를 가진다.

Claims (11)

  1. 양성자와 H2 18O의 핵반응에 의하여 F-18을 생산하기 위한 표적장치에 있어서,
    중앙부가 관통된 사각링 형상으로서, 상기 중앙부에 상기 H2 18O가 수용되고, 외경부에서 상기 중앙부까지 상하방향으로 관통하는 관통홀이 구비된 프레임과;
    상기 중앙부의 측면에 구비되어 상기 중앙부를 밀폐하는 박판과;
    상기 중앙부의 내벽에서 중심방향으로 돌출되어 형성되되, 그 단면이 T자 형상을 이루어 상기 박판의 변형을 억제하는 지지부;
    를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 내부 지지구조를 가지는 F-18 생산 표적장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 지지부는 상기 관통홀을 중심으로 대칭적으로 구비되되, 상기 지지부의 단부가 상기 관통홀에서 이격되도록 하는 것을 특징으로 하는 내부 지지구조를 가지는 F-18 생산 표적장치.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 지지부는 니오븀(Nb) 또는 티타늄(Ti) 재질로 이루어진 것을 특징으로 하는 내부 지지구조를 가지는 F-18 생산 표적장치.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 프레임은 양 측면에 내측으로 함몰된 단턱이 형성되고, 상기 단턱에 연장된 평탄면이 형성되는 것을 특징으로 하는 내부 지지구조를 가지는 F-18 생산 표적장치.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 박판은 상기 평탄면에 용접되어 고정되는 것을 특징으로 하는 내부 지지구조를 가지는 F-18 생산 표적장치.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 프레임과 상기 박판은 니오븀(Nb) 또는 티타늄(Ti) 재질로 이루어진 것을 특징으로 하는 내부 지지구조를 가지는 F-18 생산 표적장치.
  9. 제 1항 또는 제 4항 내지 제 8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 프레임과 상기 박판의 사이에는 링 형상의 실(seal)부재가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 내부 지지구조를 가지는 F-18 생산 표적장치.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 실(seal)부재는 폴리에틸렌(PE) 재질로 이루어진 것을 특징으로 하는 내부 지지구조를 가지는 F-18 생산 표적장치.
  11. 제 1항 또는 제 4항 내지 제 8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 박판의 외부에는 다수개의 관통공이 형성된 디스크 형태의 격자구조체가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 내부 지지구조를 가지는 F-18 생산 표적장치.
KR1020070069545A 2007-07-11 2007-07-11 내부 지지구조를 가지는 ｆ―１８ 생산 표적장치 Expired - Fee Related KR100887562B1 (ko)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020070069545A KR100887562B1 (ko) 2007-07-11 2007-07-11 내부 지지구조를 가지는 ｆ―１８ 생산 표적장치
US12/171,388 US8073095B2 (en) 2007-07-11 2008-07-11 Liquid target having internal support for radioisotope production at cyclotron

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020070069545A KR100887562B1 (ko) 2007-07-11 2007-07-11 내부 지지구조를 가지는 ｆ―１８ 생산 표적장치

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20090006322A KR20090006322A (ko) 2009-01-15
KR100887562B1 true KR100887562B1 (ko) 2009-03-09

Family

ID=40253109

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020070069545A Expired - Fee Related KR100887562B1 (ko) 2007-07-11 2007-07-11 내부 지지구조를 가지는 ｆ―１８ 생산 표적장치

Country Status (2)

Country Link
US (1) US8073095B2 (ko)
KR (1) KR100887562B1 (ko)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101065057B1 (ko) * 2009-05-20 2011-09-15 재단법인 한국원자력의학원 냉각 성능이 향상된 동위원소 생산용 중수 표적장치
JP6676867B2 (ja) * 2014-11-17 2020-04-08 トライアド ナショナル セキュリティ リミテッド ライアビリティ カンパニー 医療用放射性同位元素を準備するための装置
US10595392B2 (en) * 2016-06-17 2020-03-17 General Electric Company Target assembly and isotope production system having a grid section
US11315700B2 (en) 2019-05-09 2022-04-26 Strangis Radiopharmacy Consulting and Technology Method and apparatus for production of radiometals and other radioisotopes using a particle accelerator
CN114799800B (zh) * 2022-05-20 2023-07-14 中国科学院近代物理研究所 一种基于加速器生产同位素Ac-225的靶件快速拆卸装置和方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3955093A (en) 1975-04-25 1976-05-04 The United States Of America As Represented By The United States Energy Research And Development Administration Targets for the production of radioisotopes and method of assembly
KR100278585B1 (ko) * 1998-10-13 2001-01-15 장인순 방사성동위원소 생산용 타겟 회수 및 냉각 장치
US20040164255A1 (en) 2002-06-15 2004-08-26 Shilton Mark Golder Radioactive sources
KR20050084202A (ko) * 2002-12-10 2005-08-26 이온빔 어플리케이션스 에스.에이. 방사성 동위 원소를 생산하기 위한 장치 및 방법

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4954251A (en) * 1989-01-31 1990-09-04 Miles Inc. Concentric microaggregate blood filter
US5586153A (en) * 1995-08-14 1996-12-17 Cti, Inc. Process for producing radionuclides using porous carbon
US5608224A (en) * 1995-08-15 1997-03-04 Alvord; C. William Target changer for an accelerator
US5917874A (en) * 1998-01-20 1999-06-29 Brookhaven Science Associates Accelerator target
KR100293690B1 (ko) 1998-09-15 2001-07-12 장인순 방사성동위원소액체표적조사장치
US6359952B1 (en) * 2000-02-24 2002-03-19 Cti, Inc. Target grid assembly
DE102004022200B4 (de) * 2004-05-05 2006-07-20 Actinium Pharmaceuticals, Inc. Radium-Target sowie Verfahren zu seiner Herstellung
KR100648408B1 (ko) * 2005-06-21 2006-11-24 한국원자력연구소 표적장치

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3955093A (en) 1975-04-25 1976-05-04 The United States Of America As Represented By The United States Energy Research And Development Administration Targets for the production of radioisotopes and method of assembly
KR100278585B1 (ko) * 1998-10-13 2001-01-15 장인순 방사성동위원소 생산용 타겟 회수 및 냉각 장치
US20040164255A1 (en) 2002-06-15 2004-08-26 Shilton Mark Golder Radioactive sources
KR20050084202A (ko) * 2002-12-10 2005-08-26 이온빔 어플리케이션스 에스.에이. 방사성 동위 원소를 생산하기 위한 장치 및 방법

Also Published As

Publication number Publication date
US8073095B2 (en) 2011-12-06
KR20090006322A (ko) 2009-01-15
US20090016478A1 (en) 2009-01-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4958564B2 (ja) 放射性同位元素製造のための照射セル、及び、照射セル内で使用するインサート、並びに、照射セルの製造方法及び使用
JP4751615B2 (ja) 放射性同位体を製造する装置及び方法
Shukla et al. Positron emission tomography: An overview
KR100887562B1 (ko) 내부 지지구조를 가지는 ｆ―１８ 생산 표적장치
KR101068841B1 (ko) 메탈폼을 이용한 동위원소 생산 대전류 고체표적
Paans et al. Positron emission tomography: the conceptual idea using a multidisciplinary approach
US20070160176A1 (en) Isotope generator
KR101065057B1 (ko) 냉각 성능이 향상된 동위원소 생산용 중수 표적장치
KR101366689B1 (ko) 열사이펀 기능성 내부 유로가 구비된 방사선 동위원소 액체 표적장치
EP3847675B1 (en) Process for the production of gallium radionuclides
US9686851B2 (en) Radioisotope target assembly
CN213424610U (zh) 一种用于生产放射性同位素的靶装置
EP2761624B1 (en) Radioisotope target assembly
Goodwin Recent developments in instrumentation for emission computed tomography
Oldendorf Neclear medicine in clinical neurology: An update
Kambali et al. Cancer imaging using positron emission tomography/computed tomography
Ohlsson et al. Clinical useful quantities of [18F] fluoride produced by 6 MeV proton irradiation of a H2 18O target
Oh et al. Development of a disposable kit with fully automatic self-shielding reactor for [18F] FDG synthesis
Beyer Design, construction and validation of a combined PET/CT tomograph for clinical oncology
Korotcenkov et al. Medical Applications of II-VI Semiconductor-Based Radiation Detectors
Korotcenkov et al. Medical Applications of II-VI
Baldassi Design and evaluation of a clinical organ-targeted positron emission tomography camera
Elgazzar et al. Basic Principles of Nuclear Medicine
JP2011058935A (ja) 医薬用放射性イットリウム並びにその製造方法及び装置
KR20000019826A (ko) 방사성 동위원소 생산용 빔 조사장치

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
PA0109 Patent application

Patent event code: PA01091R01D

Comment text: Patent Application

Patent event date: 20070711

PA0201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
PE0902 Notice of grounds for rejection

Comment text: Notification of reason for refusal

Patent event date: 20080623

Patent event code: PE09021S01D

PG1501 Laying open of application
E701 Decision to grant or registration of patent right
PE0701 Decision of registration

Patent event code: PE07011S01D

Comment text: Decision to Grant Registration

Patent event date: 20090227

GRNT Written decision to grant
PR0701 Registration of establishment

Comment text: Registration of Establishment

Patent event date: 20090302

Patent event code: PR07011E01D

PR1002 Payment of registration fee

Payment date: 20090303

End annual number: 3

Start annual number: 1

PG1601 Publication of registration
PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20111216

Start annual number: 4

End annual number: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20130111

Year of fee payment: 5

PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20130111

Start annual number: 5

End annual number: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20131227

Year of fee payment: 6

PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20131227

Start annual number: 6

End annual number: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20141230

Year of fee payment: 7

PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20141230

Start annual number: 7

End annual number: 7

LAPS Lapse due to unpaid annual fee
PC1903 Unpaid annual fee

Termination category: Default of registration fee

Termination date: 20170209