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公開番号2025169525
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-11-14
出願番号2024074271
出願日2024-05-01
発明の名称放射性同位体製造装置及び放射性同位体製造方法
出願人株式会社東芝,東芝エネルギーシステムズ株式会社
代理人弁理士法人東京国際特許事務所
主分類G21G 1/10 20060101AFI20251107BHJP(核物理;核工学)
要約【課題】複数の放射性同位体を同時に製造することができること。
【解決手段】正イオンを発生する正イオン源11と、負イオンを発生する負イオン源12と、正イオン源及び負イオン源からの正イオンと負イオンを合流させる合流偏向磁石13と、正イオン及び負イオンを逆位相で同時に加速させる線形加速器15と、正イオンの正イオンビームと負イオンの負イオンビームを分離させる分離偏向磁石16と、正イオンビーム用標的17Aを備え、分離偏向磁石からの正イオンビームを正イオンビーム用標的に衝突させて放射性同位体を生成する正イオンビーム照射標的部17と、負イオンビーム用標的18Aを備え、分離偏向磁石からの負イオンビームを負イオンビーム用標的に衝突させて他の放射性同位体を生成する負イオンビーム照射標的部18と、を有し、異なる放射性同位体が並行して生成されるよう構成される。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
イオンビームを加速し標的に衝突させて放射性同位体を製造する放射性同位体製造装置において、
正イオンを発生させる正イオン源と、
負イオンを発生させる負イオン源と、
前記正イオン源及び前記負イオン源から、質量電荷比の絶対値が等しい前記正イオンと前記負イオンを合流させる合流偏向磁石と、
前記合流偏向磁石からの前記正イオン及び前記負イオンを逆位相で同時に加速させる線形加速器と、
前記線形加速器にて加速された前記正イオンの正イオンビームと前記負イオンの負イオンビームとを分離させる分離偏向磁石と、
正イオンビーム用標的を備え、前記分離偏向磁石からの前記正イオンビームを前記正イオンビーム用標的に照射し衝突させて前記放射性同位体を生成する正イオンビーム照射標的部と、
負イオンビーム用標的を備え、前記分離偏向磁石からの前記負イオンビームを前記負イオンビーム用標的に照射し衝突させて他の前記放射性同位体を生成する負イオンビーム照射標的部と、を有し、
前記正イオンビーム用標的と前記負イオンビーム用標的とで、異なる前記放射性同位体が並行して生成されるよう構成されたことを特徴とする放射性同位体製造装置。
続きを表示（約 1,700 文字）【請求項２】
前記正イオンと前記負イオンの組合せは、Ｈ
＋
イオンとＨ
－
イオン、Ｈｅ
２＋
イオンとＤ
－
イオン、またはＤ
＋
イオンとＤ
－
イオンであり、
前記放射性同位体は、
６７
Ｃｕ、
６２
Ｚｎ、
６８
Ｇｅ、
２２７
Ｔｈ、
９９
Ｍｏ、
６４
Ｃｕ、
２１１
Ａｔ、
１７７
Ｌｕ、
２２５
Ａｃのうちの複数であることを特徴とする請求項１に記載の放射性同位体製造装置。
【請求項３】
前記正イオンと前記負イオンの組合せが、Ｈ
＋
イオンとＨ
－
イオン、またはＤ
＋
イオンとＤ
－
イオンであり、
正イオンビーム用標的と負イオンビーム用標的の少なくとも一方が中性子を生成し、この生成された中性子の照射により放射性同位体が生成されるよう構成されたことを特徴とする請求項１に記載の放射性同位体製造装置。
【請求項４】
前記分離偏向磁石の後段に、両イオンビーム用標的を備えた両イオンビーム照射標的部を有し、
前記分離偏向磁石からの正イオンビーム、負イオンビームの一方または両方が前記両イオンビーム用標的に照射されて衝突することで放射性同位体が生成されるよう構成されたことを特徴とする請求項１に記載の放射性同位体製造装置。
【請求項５】
前記正イオンと前記負イオンの組合せが、Ｈ
＋
イオンとＨ
－
イオン、またはＤ
＋
イオンとＤ
－
イオンであり、
前記分離偏向磁石の後段に、両イオンビーム用標的を備えた両イオンビーム照射標的部を有し、
前記分離偏向磁石からの正イオンビーム、負イオンビームの一方または両方が前記両イオンビーム用標的に照射されて衝突することで中性子が生成され、この生成された中性子の照射により放射性同位体が生成されるよう構成されたことを特徴とする請求項１に記載の放射性同位体製造装置。
【請求項６】
前記分離偏向磁石の後段に追加の線形加速器を有し、
この追加の線形加速器の後段に、他の前記分離偏向磁石を介して、他の正イオンビーム用標的を備えた他の正イオンビーム照射標的部と、他の負イオンビーム用標的を備えた他の負イオンビーム照射標的部とが設けられたことを特徴とする請求項１に記載の放射性同位体製造装置。
【請求項７】
前記分離偏向磁石の後段には、正イオンビーム照射標的部との間、及び負イオンビーム照射標的部との間の少なくとも一方に、追加の線形加速器が設けられたことを特徴とする請求項１に記載の放射性同位体製造装置。
【請求項８】
前項正イオン源からの正イオンと前記負イオン源からの負イオンは、時間構造が個別に変更可能に構成されたことを特徴とする請求項１に記載の放射性同位体製造装置。
【請求項９】
前項正イオン源または前記負イオン源にて発生したイオンの流れに基づく電流値を計測する電流計と、この電流計にて計測された電流値に基づき、正イオンビーム照射標的部または負イオンビーム照射標的部にて生成された放射性同位体量を演算する演算部と、を有することを特徴とする請求項１に記載の放射性同位体製造装置。
【請求項１０】
前記正イオンビーム用標的または前記負イオンビーム用標的にて生成された放射性同位体から発生する放射線量を検出する検出器と、この検出器にて検出された前記放射線量に基づき、前記正イオンビーム用標的または前記負イオンビーム用標的にて生成された放射性同位体量を演算する演算部と、を有することを特徴とする請求項１に記載の放射性同位体製造装置。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、イオンビームを加速し標的に衝突させて放射性同位体を製造する放射性同位体製造装置及び放射性同位体製造方法に関する。
続きを表示（約 2,300 文字）【背景技術】
【０００２】
悪性腫がん治療において、放射性同位体としての放射性同位元素（ＲＩ）を用いた治療薬の活用の実用化が進んでいる。なかでも、アスタチン（
２１１
Ａｔ）は、加速器で製造できるα線核種(α線放射性同位体)として近年注目されていることが、非特許文献１にも記載されている。α線核種を用いることで、がん細胞に格段に大きなエネルギを付与することができ、且つα線は体内での飛程が数１０μｍであって正常細胞へのダメージが少ないという特長がある。標的α照射療法によるがんの治療効果が、動物実験でも人への臨床試験においても証明されてきたことを受け、国際原子力機関（ＩＡＥＡ）でもα線核種の医学応用の可能性について議論がなされている状況にある。
【０００３】
アスタチン（
２１１
Ａｔ）を製造する方法として、ビスマス（
２０９
Ｂｉ）に核子当り約５～１０ＭｅＶの
４
Ｈｅ
２＋
イオンをぶつける手法が知られている。一方、β線核種(β線放射性同位体)であるルテチウム（
１７７
Ｌｕ）も放射免疫療法に用いられており、現在では原子炉で製造されている。この
１７７
Ｌｕを加速器で製造する方法として、イッテルビウム（
１７６
Ｙｂ）に核子当り約７ＭｅＶの重水素イオン(Ｄ
－
)を衝突させる手法が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開平５－１３１９６号公報
国際公開第２０１１／１３２２６５号
特開２０２３－７７８３６号公報
特表２０１６－５２０１９４号公報
【非特許文献】
【０００５】
IAEA Alpha Emitting Radionuclides and Radiopharmaceuticals for Therapy; Meeting Report, International Atomic Energy Agency; June 24-28, 2013; Vienna, Austria.
Production route analysis of a therapeutic radionuclide 177Lu,AIP Advances 12, 95115 (2022).
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述したアスタチン（
２１１
Ａｔ）もルテチウム（
１７７
Ｌｕ）も、がん治療用の核種(放射性同位体)として注目されている。ところが、これまで両核種を同時に製造できる加速器を用いた製造手法はなく、個別に複数台の加速器を用意する必要があるが、加速器自体が高価であるため現実的な手法とは言えない。
【０００７】
本発明の実施形態は、上述の事情を考慮してなされたものであり、複数の放射性同位体を同時に製造することができる放射性同位体製造装置及び放射性同位体製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の実施形態における放射性同位体製造装置は、イオンビームを加速し標的に衝突させて放射性同位体を製造する放射性同位体製造装置において、正イオンを発生させる正イオン源と、負イオンを発生させる負イオン源と、前記正イオン源及び前記負イオン源から、質量電荷比の絶対値が等しい前記正イオンと前記負イオンを合流させる合流偏向磁石と、前記合流偏向磁石からの前記正イオン及び前記負イオンを逆位相で同時に加速させる線形加速器と、前記線形加速器にて加速された前記正イオンの正イオンビームと前記負イオンの負イオンビームとを分離させる分離偏向磁石と、正イオンビーム用標的を備え、前記分離偏向磁石からの前記正イオンビームを前記正イオンビーム用標的に照射し衝突させて前記放射性同位体を生成する正イオンビーム照射標的部と、負イオンビーム用標的を備え、前記分離偏向磁石からの前記負イオンビームを前記負イオンビーム用標的に照射し衝突させて他の前記放射性同位体を生成する負イオンビーム照射標的部と、を有し、前記正イオンビーム用標的と前記負イオンビーム用標的とで、異なる前記放射性同位体が並行して生成されるよう構成されたことを特徴とするものである。
【０００９】
本発明の実施形態における放射性同位体製造方法は、イオンビームを加速し標的に衝突させて放射性同位体を製造する放射性同位体製造方法において、正イオン源からの正イオンと負イオン源からの負イオンとを合流偏向磁石にて合流させた後に、線形加速器にて同時に加速し、この線形加速器にて加速された前記正イオンの正イオンビームと前記負イオンの負イオンビームとを分離偏向磁石にて分離し、この分離された前記正イオンビームと前記負イオンビームのうち、前記正イオンビームを正イオンビーム照射標的部の正イオンビーム用標的に照射し衝突させて前記放射性同位体を生成し、前記負イオンビームを負イオンビーム照射標的部の負イオンビーム用標的に照射し衝突させて他の前記放射性同位体を生成し、これらの異なる前記放射性同位体を並行して生成することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の実施形態によれば、複数の放射性同位体を同時に製造することができる。
【図面の簡単な説明】
（【００１１】以降は省略されています）

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