特許 7558898 アスタチン同位体製造装置およびアスタチン同位体製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-09-20

(45)【発行日】2024-10-01

(54)【発明の名称】アスタチン同位体製造装置およびアスタチン同位体製造方法

(51)【国際特許分類】

   G21G 4/08 20060101AFI20240924BHJP

   G21G 1/10 20060101ALI20240924BHJP

【ＦＩ】

G21G4/08

G21G1/10

【請求項の数】 9

(21)【出願番号】P 2021101192

(22)【出願日】2021-06-17

(65)【公開番号】P2023000409

(43)【公開日】2023-01-04

【審査請求日】2024-01-18

(73)【特許権者】

【識別番号】000003078

【氏名又は名称】株式会社東芝

(73)【特許権者】

【識別番号】317015294

【氏名又は名称】東芝エネルギーシステムズ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001380

【氏名又は名称】弁理士法人東京国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】宮本 真哉

(72)【発明者】

【氏名】湯原 勝

(72)【発明者】

【氏名】大森 孝

(72)【発明者】

【氏名】和田 怜志

(72)【発明者】

【氏名】宮寺 晴夫

(72)【発明者】

【氏名】手塚 勝

【審査官】後藤 慎平

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２０１９／１１２０３４（ＷＯ，Ａ１）

【文献】中国特許出願公開第１０５１４８７３２（ＣＮ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１８／１７３８１１（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ２１Ｇ １／００－７／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

エアロゾルを発生させるエアロゾル発生部と、
内部で前記エアロゾル発生部により発生した前記エアロゾルをガス流とともに下流に流す発生チェンバと、
アルファ線が照射されてアスタチン同位体が生成されたターゲット材から前記アスタチン同位体を分離させるアスタチン分離部と、
内部に前記ターゲット材が収容され、前記ターゲット材から分離された前記アスタチン同位体を前記ガス流とともに下流に流す分離チェンバと、
前記アスタチン分離部よりも下流側の流路を形成する部材の少なくとも一部を加熱し、前記部材の内面に対する前記エアロゾルの付着を抑制する付着抑制用ヒータと、
前記分離チェンバから流れる前記ガス流に含まれる前記エアロゾルを捕捉し、捕捉された前記エアロゾルに含まれる前記アスタチン同位体を回収する回収部と、
前記回収部の下流側に設けられ、前記分離チェンバの内部の前記ガス流を吸引するポンプと、
を備える、
アスタチン同位体製造装置。

【請求項2】

前記分離チェンバの内部に配置する前の前記ターゲット材に前記アルファ線を照射する照射装置を備え、
前記アスタチン分離部は、前記ターゲット材の温度が前記アスタチン同位体の沸点以上の温度になるまで加熱する分離用ヒータである、
請求項１に記載のアスタチン同位体製造装置。

【請求項3】

前記分離チェンバの内部に設けられた前記ターゲット材に前記アルファ線を照射する照射装置を備え、
前記照射装置は、前記アルファ線の照射により前記ターゲット材から前記アスタチン同位体を分離させる前記アスタチン分離部を兼ねる、
請求項１に記載のアスタチン同位体製造装置。

【請求項4】

前記回収部は、前記エアロゾルを捕捉するフィルタを備える、
請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のアスタチン同位体製造装置。

【請求項5】

前記ポンプで回収したガスを再び前記流路の上流側に送る再利用ラインを備える、
請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のアスタチン同位体製造装置。

【請求項6】

前記ガス流は、ヘリウム、ネオン、アルゴンおよび窒素の少なくともいずれか１つを含む、
請求項１から請求項５のいずれか１項に記載のアスタチン同位体製造装置。

【請求項7】

前記エアロゾルは、塩化ナトリウムおよび塩化カリウムの少なくとも一方を含む、
請求項１から請求項６のいずれか１項に記載のアスタチン同位体製造装置。

【請求項8】

前記発生チェンバの下流側が漏斗状を成す、
請求項１から請求項７のいずれか１項に記載のアスタチン同位体製造装置。

【請求項9】

エアロゾル発生部が、エアロゾルを発生させるステップと、
発生チェンバの内部で前記エアロゾル発生部により発生した前記エアロゾルをガス流とともに下流に流すステップと、
アスタチン分離部が、アルファ線が照射されてアスタチン同位体が生成されたターゲット材から前記アスタチン同位体を分離させるステップと、
分離チェンバの内部に前記ターゲット材が収容され、前記ターゲット材から分離された前記アスタチン同位体を前記ガス流とともに下流に流すステップと、
付着抑制用ヒータが、前記アスタチン分離部よりも下流側の流路を形成する部材の少なくとも一部を加熱し、前記部材の内面に対する前記エアロゾルの付着を抑制するステップと、
回収部が、前記分離チェンバから流れる前記ガス流に含まれる前記エアロゾルを捕捉し、捕捉された前記エアロゾルに含まれる前記アスタチン同位体を回収するステップと、
前記回収部の下流側に設けられたポンプが、前記分離チェンバの内部の前記ガス流を吸引するステップと、
を含む、
アスタチン同位体製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明の実施形態は、アスタチン同位体製造技術に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、がん治療において、アルファ線を用いたがん治療が注目されている。アルファ線は飛程が短いため、アルファ線を放射する薬剤を用いて、標的となるがん細胞を選択的に攻撃することができる。そのため、正常細胞に対するダメージが小さいという利点がある。アルファ線を放射する薬剤として様々な放射性同位体が検討されている。特に、アスタチン－２１１は、半減期が短く、改変に伴い７.４５ＭｅＶ、５.８７ＭｅＶといった高エネルギーのα線を放出することから、最も期待されている放射性同位体の１つである。その一方で半減期が７.２時間と短いために、分離に時間をかけてしまうと、生成したアスタチン－２１１が減少してしまう。そこで、迅速な分離方法が求められている。迅速かつ簡易な分離方法として、ターゲット材であるビスマスとの融点・沸点の差を利用した分離技術が知られている。しかし、この従来の分離技術では、回収部または搬送部である配管などの壁面にアスタチン－２１１が付着するため、有機溶剤またはアルカリ溶液などを用いて、付着したアスタチン－２１１を溶離または回収する必要がある。

【0003】

そこで、発明者らは、エアロゾルを用いた新たな分離技術を開発した。この新たな分離技術は、配管などの壁面に付着したアスタチン－２１１の溶離または回収を不要とし、搬送距離の延伸を可能とするものである。しかし、エアロゾルは、ビスマスからアスタチン－２１１を加熱した分離部に導入されると、分離部の後段の冷却過程で、エアロゾルの一部が配管などに付着し、その回収率が低下してしまう。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】国際公開第２０１５／１９５０４２号

【文献】国際公開第２０１９／０８８１１３号

【文献】国際公開第２０１９／１１２０３４号

【非特許文献】

【0005】

【文献】E. Aneheim, “Automated astatination of biomolecules - a stepping stone towards multicenter clinical trials,” Science Reports, 2015.

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

本発明が解決しようとする課題は、アスタチン同位体を効率的に製造することができるアスタチン同位体製造技術を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明の実施形態に係るアスタチン同位体製造装置は、エアロゾルを発生させるエアロゾル発生部と、内部で前記エアロゾル発生部により発生した前記エアロゾルをガス流とともに下流に流す発生チェンバと、アルファ線が照射されてアスタチン同位体が生成されたターゲット材から前記アスタチン同位体を分離させるアスタチン分離部と、内部に前記ターゲット材が収容され、前記ターゲット材から分離された前記アスタチン同位体を前記ガス流とともに下流に流す分離チェンバと、前記アスタチン分離部よりも下流側の流路を形成する部材の少なくとも一部を加熱し、前記部材の内面に対する前記エアロゾルの付着を抑制する付着抑制用ヒータと、前記分離チェンバから流れる前記ガス流に含まれる前記エアロゾルを捕捉し、捕捉された前記エアロゾルに含まれる前記アスタチン同位体を回収する回収部と、前記回収部の下流側に設けられ、前記分離チェンバの内部の前記ガス流を吸引するポンプと、を備える。

【発明の効果】

【0008】

本発明の実施形態により、アスタチン同位体を効率的に製造することができるアスタチン同位体製造技術が提供される。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】第１実施形態のアスタチン同位体製造装置を示す断面図。

【図2】照射装置を示す断面図。

【図3】第１実施形態のアスタチン同位体製造方法を示すフローチャート。

【図4】エアロゾルの回収率と加熱温度との関係を示すグラフ。

【図5】エアロゾルの回収率とガス流量との関係を示すグラフ。

【図6】エアロゾルの発生速度とガス流量との関係を示すグラフ。

【図7】アスタチン同位体の回収率とガス流量との関係を示すグラフ。

【図8】エアロゾルの回収率と加熱の有無との関係を示すグラフ。

【図9】アスタチン同位体の回収率と加熱の有無との関係を示すグラフ。

【図10】第２実施形態のアスタチン同位体製造装置を示す断面図。

【図11】第２実施形態のアスタチン同位体製造方法を示すフローチャート。

【図12】第３実施形態のアスタチン同位体製造装置を示す断面図。

【図13】第３実施形態のアスタチン同位体製造方法を示すフローチャート。

【図14】エアロゾルの回収率と製造装置の形式との関係を示すグラフ。

【図15】アスタチン同位体の回収率と製造装置の形式との関係を示すグラフ。

【図16】第４実施形態のアスタチン同位体製造装置を示す断面図。

【図17】第４実施形態のアスタチン同位体製造方法を示すフローチャート。

【発明を実施するための形態】

【0010】

（第１実施形態）
以下、図面を参照しながら、アスタチン同位体製造装置およびアスタチン同位体製造方法の実施形態について詳細に説明する。まず、第１実施形態について図１から図９を用いて説明する。なお、図１の紙面左側を上流側とし、紙面右側を下流側として説明する。

【0011】

図１の符号１は、第１実施形態のアスタチン同位体製造装置である。このアスタチン同位体製造装置１は、主に、がん治療に用いる放射性同位体としてのアスタチン同位体を製造するためのものである。なお、アスタチン同位体を製造する工程には、所定の物質からアスタチン同位体を分離し、回収する工程が含まれる。例えば、アスタチン同位体は、加熱により気相として分離可能となっている。

【0012】

製造の対象となるアスタチン同位体としては、アスタチン－２１１（^２１１Ａｔ）を例示する。また、がん治療に用いるアスタチン同位体のみならず、研究に用いるアスタチン同位体でも良い。

【0013】

第１実施形態のアスタチン同位体製造装置１は、エアロゾル発生用ヒータ２と発生チェンバ３とアスタチン分離用ヒータ４と分離チェンバ５と付着抑制用ヒータ６と回収部７と吸引ライン８と再利用ライン９とガス循環ポンプ１０とガス流量計１１とエアロゾル用温度計１２とアスタチン用温度計１３と制御部１４とを備える。

【0014】

第１実施形態では、発生チェンバ３と分離チェンバ５が直列に接続された直列型のアスタチン同位体製造装置１を例示する。

【0015】

エアロゾル発生用ヒータ２は、例えば、電熱ヒータであり、発生チェンバ３の外周を覆うように設けられている。このエアロゾル発生用ヒータ２が、第１実施形態のエアロゾル発生部となっている。なお、このエアロゾル発生用ヒータ２は、発生チェンバ３を加熱できれば良いので必要に応じて適宜その配置は変更可能である。

【0016】

発生チェンバ３は、例えば、ガラスなどの材質で形成された円筒状を成す容器である。この発生チェンバ３は、その円筒の軸が水平方向に延びるように配置されている。発生チェンバ３の上流側の端部は、第１栓部材１５により閉塞されている。

【0017】

一方、発生チェンバ３の下流側は、端部に行くに従って窄まる漏斗状を成し、その端部の開口が第１接続管１６を介して分離チェンバ５に接続されている。

【0018】

発生チェンバ３の内部には、エアロゾルの発生源となるエアロゾル基材１７が収容されている。エアロゾル発生用ヒータ２を作動させて、発生チェンバ３を加熱するとともにエアロゾル基材１７を加熱すると、エアロゾル基材１７からエアロゾルが発生する。

【0019】

エアロゾル基材１７としては、塩化ナトリウム（ＮａＣｌ）および塩化カリウム（ＫＣｌ）の少なくとも一方を含む粒状体を用いる。このエアロゾル基材１７をエアロゾル発生用ヒータ２で加熱することで、塩化ナトリウムまたは塩化カリウムのエアロゾルが発生する。このようにすれば、仮に、回収されるアスタチン同位体にエアロゾルの成分が混じっても、塩化ナトリウムまたは塩化カリウムのような生理食塩水の成分であれば、このアスタチン同位体を人体に投与した場合に悪影響が生じることがない。

【0020】

なお、エアロゾル基材１７としては、ヨウ化ナトリウム（ＮａＩ）、ヨウ化カリウム（ＫＩ）、ヨウ化鉛（ＰｂＩ）および塩化鉛（ＰｂＣｌ）の少なくとも１つを含む固形材を用いても良い。そして、これらの物質が含まれるエアロゾルを発生させても良い。

【0021】

エアロゾル用温度計１２は、エアロゾル発生用ヒータ２で加熱されたときのエアロゾル基材１７の温度、つまり、エアロゾルの温度を検出するために設けられている。このエアロゾル用温度計１２は、熱電対であり、第１栓部材１５を貫通して発生チェンバ３の内部に挿入されている。エアロゾル用温度計１２の先端は、エアロゾル基材１７に接触されている。

【0022】

また、発生チェンバ３の上流側には、不活性ガスを導入する第１ガス導入管１８が接続されている。この第１ガス導入管１８は、第１栓部材１５を貫通して発生チェンバ３の内部に挿入されている。

【0023】

第１ガス導入管１８を介して不活性ガスが導入されることにより、発生チェンバ３および分離チェンバ５の内部で不活性ガスの流れであるガス流Ｇが生じる。このガス流Ｇによりエアロゾルおよびアスタチン同位体が移送される。

【0024】

不活性ガスは、ヘリウム、ネオン、アルゴンおよび窒素の少なくとも１つから成る。このようにすれば、ガス流Ｇが、エアロゾルおよびアスタチン同位体に対して反応し難くなり、エアロゾルおよびアスタチン同位体を安定的に移送することができる。

【0025】

なお、ガス流量計１１は、第１ガス導入管１８に設けられている。このガス流量計１１により、発生チェンバ３および分離チェンバ５の内部のガス流Ｇの流量、つまり、エアロゾルの流量を検出することができる。なお、ガス流Ｇの流量を把握することで、発生チェンバ３および分離チェンバ５の内部の気圧を把握することもできる。さらに、必要に応じて発生チェンバ３および分離チェンバ５の内部に圧力計（図示せず）を付加することも可能である。

【0026】

発生チェンバ３の内部で発生したエアロゾルは、ガス流Ｇとともに発生チェンバ３の下流に流れる。第１実施形態では、発生チェンバ３の下流側が漏斗状を成すことで、粗いエアロゾルを下流に流さないようにできる。また、適切なサイズのエアロゾルを下流に流すことができるため、エアロゾルにアスタチン同位体を含ませ易くなる。さらに、エアロゾルが分離チェンバ５の内面などに付着し難くなる。

【0027】

アスタチン分離用ヒータ４は、例えば、電熱ヒータであり、分離チェンバ５の外周を覆うように設けられている。このアスタチン分離用ヒータ４が、第１実施形態のアスタチン分離部となっている。

【0028】

分離チェンバ５は、例えば、ガラスなどの材質で形成された円筒状を成す容器である。この分離チェンバ５は、その円筒の軸が水平方向に延びるように配置されている。分離チェンバ５の上流側の端部は、第２栓部材１９により閉塞されている。

【0029】

分離チェンバ５の上流側には、不活性ガスを導入する第２ガス導入管２０が接続されている。この第２ガス導入管２０は、第２栓部材１９を貫通して発生チェンバ３の内部に挿入されている。発生チェンバ３から延びる第１接続管１６は、第２ガス導入管２０の上流側の端部に接続されている。

【0030】

一方、分離チェンバ５の下流側は、端部に行くに従って窄まる漏斗状を成し、その端部の開口が第２接続管２１を介して回収部７に接続されている。

【0031】

分離チェンバ５の内部には、アスタチン同位体が生成されたターゲット材２２が収容されている。アスタチン分離用ヒータ４を作動させて、分離チェンバ５を加熱するとともにターゲット材２２を加熱すると、ターゲット材２２からアスタチン同位体が分離される。つまり、アスタチン同位体が揮発される。

【0032】

ターゲット材２２は、例えば、ビスマスで形成されている。第１実施形態では、図２に示すように、予めターゲット材２２にアルファ線α（ヘリウム原子核）を照射し、アスタチン同位体を生成する。

【0033】

第１実施形態のアスタチン同位体製造装置１は、分離チェンバ５の内部に配置する前のターゲット材２２にアルファ線αを照射する照射装置２３を備える。なお、第１実施形態では、ターゲット材２２にアルファ線αを照射した後に、分離チェンバ５の内部にターゲット材２２を収容するバッチ式のアスタチン同位体製造装置１となっている。

【0034】

アスタチン同位体を生成する際には、まず、作業者は、ターゲット材２２を所定の照射容器２４に収容する。照射容器２４の内部の空気は、真空ポンプ２５により吸引される。この照射容器２４内は真空状態でも良く、さらにはＨｅなどの不活性ガスを満たしてアスタチン同位体を生成させても良い。そして、照射装置２３から出力されるアルファ線αを、照射容器２４の照射窓２６を介してターゲット材２２に照射する。この照射により、ターゲット材２２でアスタチン同位体が生成される。アスタチン同位体が充分に生成された後、作業者は、ターゲット材２２を照射容器２４から取り出し、分離チェンバ５の内部に収容する。

【0035】

そして、図１に示すように、アスタチン分離用ヒータ４は、ターゲット材２２の温度がアスタチン同位体の沸点以上かつビスマスの沸点未満の温度になるまで加熱する。このようにすれば、ターゲット材２２にアルファ線αを照射する工程と、ターゲット材２２からアスタチン同位体を分離する工程を分けることができる。そのため、アスタチン同位体の製造に関するそれぞれの工程を簡素化することができる。

【0036】

分離チェンバ５の内部でターゲット材２２から分離されると、アスタチン同位体がエアロゾルに捕集される。このエアロゾルおよびアスタチン同位体は、不活性ガスの流れであるガス流Ｇとともに、分離チェンバ５の下流に流れる。分離チェンバ５から流れるガス流Ｇは、第２接続管２１を介して回収部７に導かれる。

【0037】

アスタチン用温度計１３は、アスタチン分離用ヒータ４で加熱されたときのターゲット材２２の温度を検出するために設けられている。このアスタチン用温度計１３は、熱電対であり、第２栓部材１９を貫通して分離チェンバ５の内部に挿入されている。アスタチン用温度計１３の先端は、ターゲット材２２に接触されている。

【0038】

付着抑制用ヒータ６は、分離チェンバ５の下流側と第２接続管２１の外周を覆うように設けられている。この付着抑制用ヒータ６は、アスタチン分離用ヒータ４よりも下流側の流路を形成する部材の少なくとも一部を加熱し、部材の内面に対するエアロゾルの付着を抑制する。第１実施形態では、流路を形成する部材が、分離チェンバ５と第２接続管２１となっている。

【0039】

回収部７は、分離チェンバ５から流れるガス流Ｇに含まれるエアロゾルを捕捉し、捕捉されたエアロゾルに含まれるアスタチン同位体を回収する。

【0040】

回収部７は、アスタチン同位体を含むエアロゾルを捕捉するフィルタ２７を備える。このようにすれば、エアロゾルをフィルタ２７で捕捉し、捕捉したエアロゾルに含まれるアスタチン同位体を回収することができる。

【0041】

回収部７の下流側には、吸引ライン８が接続されている。この吸引ライン８は、ガス循環ポンプ１０に接続されている。ガス循環ポンプ１０を駆動すると、回収部７を介して分離チェンバ５の内部のガス流Ｇが吸引される。このようにすれば、発生チェンバ３および分離チェンバ５の内部から効率的にガス流Ｇを吸引することができる。

【0042】

なお、ガス循環ポンプ１０の駆動を制御することで、ガス流Ｇの流量の調整を行うことができる。さらに、発生チェンバ３および分離チェンバ５の内部の気圧の調整を行うことができる。例えば、発生チェンバ３および分離チェンバ５の内部の気圧の上昇によるエアロゾルおよびアスタチン同位体の移送効率の低下を抑制するために、必要に応じてガス循環ポンプ１０の駆動を制御し、気圧の調整を行う。

【0043】

なお、ガス循環ポンプ１０で吸引されるガス流Ｇの一部は、オフガスＱとなって排出される。また、オフガスＱとなって排出された量と同じ量の不活性ガスを、ガス循環ポンプ１０を介して新たに注入しても良い。

【0044】

ガス循環ポンプ１０の排出側には、再利用ライン９が接続されている。この再利用ライン９は、発生チェンバ３の第１ガス導入管１８に接続される。ガス循環ポンプ１０で回収されたガスは、再利用ライン９を介して再び発生チェンバ３に送られる。つまり、ガス循環ポンプ１０で回収されたガスは、再びガス流Ｇの流路の上流側に送られる。このようにすれば、不活性ガスを何度も循環させて再利用することができる。

【0045】

制御部１４は、アスタチン同位体製造装置１を統括的に制御する。この制御部１４は、プロセッサおよびメモリなどのハードウェア資源を有し、ＣＰＵが各種プログラムを実行することで、ソフトウェアによる情報処理がハードウェア資源を用いて実現されるコンピュータで構成される。さらに、本実施形態のアスタチン同位体製造方法は、各種プログラムをコンピュータに実行させることで実現される。

【0046】

例えば、制御部１４は、エアロゾル発生用ヒータ２とアスタチン分離用ヒータ４と付着抑制用ヒータ６とガス循環ポンプ１０を制御する。また、ガス流量計１１とエアロゾル用温度計１２とアスタチン用温度計１３で検出した情報は、制御部１４に入力される。制御部１４は、入力された情報に基づいて、ガス流Ｇの流量、エアロゾル基材１７の温度、およびターゲット材２２の温度を適切に制御する。

【0047】

次に、アスタチン同位体製造装置１を用いて実行されるアスタチン同位体製造方法について図３のフローチャートを用いて説明する。このアスタチン同位体製造装置１の動作によって受動的に生じる作用効果を含めて説明する。なお、前述の図面を適宜参照する。

【0048】

まず、ステップＳ１において、作業者は、ターゲット材２２を照射容器２４に収容する。そして、照射装置２３が、照射容器２４の内部に収容されたターゲット材２２にアルファ線αを照射する。

【0049】

次のステップＳ２において、作業者は、ターゲット材２２を照射容器２４から取り出して分離チェンバ５の内部に収容する。

【0050】

次のステップＳ３において、作業者は、エアロゾル基材１７を発生チェンバ３の内部に収容する。

【0051】

次のステップＳ４において、エアロゾル発生部としてのエアロゾル発生用ヒータ２が、が、エアロゾル基材１７を加熱してエアロゾルを発生させる。なお、前述したステップＳ３およびステップＳ４は、ステップＳ１およびステップＳ２と並行して進められても良い。

【0052】

次のステップＳ５において、発生チェンバ３の内部でエアロゾル発生用ヒータ２により発生したエアロゾルが、ガス流Ｇとともに発生チェンバ３の下流に流れる。

【0053】

次のステップＳ６において、アスタチン分離部としてのアスタチン分離用ヒータ４が、アルファ線αが照射されてアスタチン同位体が生成されたターゲット材２２を加熱する。ここで、ターゲット材２２からアスタチン同位体が分離される。

【0054】

次のステップＳ７において、分離チェンバ５の内部でターゲット材２２から分離されたアスタチン同位体が、ガス流Ｇとともに分離チェンバ５の下流に流れる。

【0055】

次のステップＳ８において、付着抑制用ヒータ６が、アスタチン分離用ヒータ４よりも下流側の流路を形成する部材、つまり、分離チェンバ５および第２接続管２１を加熱し、これらの部材の内面に対するエアロゾルの付着を抑制する。

【0056】

次のステップＳ９において、回収部７が、分離チェンバ５から流れるガス流Ｇに含まれるエアロゾルを捕捉し、捕捉されたエアロゾルに含まれるアスタチン同位体を回収する。

【0057】

そして、アスタチン同位体製造方法を終了する。なお、以上のステップは、アスタチン同位体製造方法に含まれる少なくとも一部であり、他のステップがアスタチン同位体製造方法に含まれていても良い。

【0058】

次に、アスタチン同位体製造装置１の効果を検証するために、発明者らが行った実験結果について図４から図９のグラフを用いて説明する。

【0059】

実験で用いた発生チェンバ３および分離チェンバ５は、内径が４.２ｃｍのものを用いた。また、不活性ガスとしてヘリウム（Ｈｅ）ガスを用いた。さらに、エアロゾルを発生させるためのエアロゾル発生用ヒータ２の温度を７５０℃に設定した。なお、エアロゾルの回収率は、実験後にチェンバ、配管、フィルタなどの各部材を水で洗浄し、その水の重量と、水に含まれるエアロゾル成分の濃度を測定し、各部材に対する分配比から求めた。

【0060】

また、アスタチン分離用ヒータ４の温度を５００℃に設定した。アスタチン同位体は、日本原子力研究開発機構原子力科学研究所に付属しているタンデム加速器を用いてヘリウム原子核を加速し、これをビスマスのターゲット材２２に照射して生成した。なお、アスタチン同位体の回収率は、実験後にチェンバ、配管、フィルタなどの各部材を０.０１ｍｏｌ／ｌの水酸化ナトリウム溶液で洗浄し、その溶液の重量と、溶液に含まれるアスタチン同位体の濃度を測定し、照射により生成したアスタチン同位体との比から求めた。

【0061】

図４のグラフは、エアロゾルとして塩化カリウム（ＫＣｌ）または塩化ナトリウム（ＮａＣｌ）を用いた場合のエアロゾルの回収率を示している。なお、この実験では、付着抑制用ヒータ６が設けられていないアスタチン同位体製造装置１を用いた。ヘリウムガスを１.５Ｌ／ｍｉｎで常に通気させた。

【0062】

この図４のグラフに示すように、塩化カリウムと塩化ナトリウムのいずれをエアロゾルとして用いても、加熱がなければ、ほぼ１００％近くエアロゾルを回収部７に移送することができることが分かる。しかし、アスタチン分離用ヒータ４の加熱温度を上げていくと、エアロゾルの回収率が低下する。例えば、５００℃では、塩化カリウムの回収率が６７.４％に低下する。また、塩化ナトリウムの回収率が７６.５％に低下する。このように、アスタチン分離用ヒータ４による加熱が、流路を形成する部材の内面に対するエアロゾルの付着を促進するものであり、エアロゾルの回収率を低下させる要因であることが分かる。

【0063】

図５のグラフは、エアロゾルとして塩化カリウムまたは塩化ナトリウムを用いて、ガス流Ｇの流量を変化させた場合のエアロゾルの回収率を示している。ヘリウムガスを１.５Ｌ／ｍｉｎまたは５.０Ｌ／ｍｉｎで常に通気させた。

【0064】

この図５のグラフに示すように、それぞれのガス流量に対して、エアロゾルとして塩化ナトリウムを用いた場合には、ほぼ同じ結果となった。しかし、エアロゾルとして塩化カリウムを用いた場合には、流速を上げたときの方が、エアロゾルの回収率が向上されることが分かった。

【0065】

図６のグラフは、エアロゾルとして塩化カリウムまたは塩化ナトリウムを用いて、ガス流Ｇの流量を変化させた場合のエアロゾルの発生量を示している。ヘリウムガスを１.５Ｌ／ｍｉｎまたは５.０Ｌ／ｍｉｎで常に通気させた。

【0066】

この図６のグラフに示すように、エアロゾルとして塩化カリウムまたは塩化ナトリウムのいずれを用いても、流速を上げたときの方が、エアロゾルの発生量が増加することが分かった。

【0067】

図７のグラフは、エアロゾルとして塩化カリウムまたは塩化ナトリウムを用いて、ガス流Ｇの流量を変化させた場合のアスタチン同位体の回収率を示している。ヘリウムガスを１.５Ｌ／ｍｉｎまたは５.０Ｌ／ｍｉｎで常に通気させた。

【0068】

エアロゾルとして塩化カリウムを用いた場合には、ヘリウムガスの流量が１.５Ｌ／ｍｉｎのときのアスタチン同位体の回収率が２９.４％であり、ヘリウムガスの流量が５.０Ｌ／ｍｉｎのときのアスタチン同位体の回収率が６０.８％である。また、エアロゾルとして塩化ナトリウムを用いた場合には、ヘリウムガスの流量が１.５Ｌ／ｍｉｎのときのアスタチン同位体の回収率が２４.６％であり、ヘリウムガスの流量が５.０Ｌ／ｍｉｎのときのアスタチン同位体の回収率が４３.６％である。このように、ヘリウムガスの流量を上げるとアスタチン同位体の回収率が向上されることが分かる。

【0069】

つまり、ガスの流量を調整することで、エアロゾルの回収率が向上し、エアロゾルの発生量が増えるようになる。そして、アスタチン同位体の回収率も向上することが分かる。なお、エアロゾルが無い場合のアスタチン同位体の回収率は、４.２％程度であり、アスタチン同位体を殆ど回収できなかった。

【0070】

図８のグラフは、付着抑制用ヒータ６を用いて、アスタチン分離用ヒータ４よりも下流側の流路を形成する部材の温度を制御した場合の実験結果を示す。エアロゾルとして塩化カリウムまたは塩化ナトリウムを用いて、付着抑制用ヒータ６による加熱を行わない場合と、付着抑制用ヒータ６により１６０℃になるまで加熱した場合のエアロゾルの回収率を示している。ヘリウムガスを１.５Ｌ／ｍｉｎで常に通気させた。

【0071】

この図８のグラフに示すように、エアロゾルが塩化カリウムまたは塩化ナトリウムのいずれの場合であっても、付着抑制用ヒータ６による加熱を行わないときよりも、付着抑制用ヒータ６により１６０℃になるまで加熱したときの方が、エアロゾルの回収率が向上することが分かる。

【0072】

図９のグラフは、付着抑制用ヒータ６を用いて、アスタチン分離用ヒータ４よりも下流側の流路を形成する部材の温度を制御した場合の実験結果を示す。エアロゾルとして塩化カリウムを用いて、付着抑制用ヒータ６による加熱を行わない場合と、付着抑制用ヒータ６により１６０℃になるまで加熱した場合のアスタチン同位体の回収率を示している。ヘリウムガスを１.５Ｌ／ｍｉｎで常に通気させた。

【0073】

この図９のグラフに示すように、付着抑制用ヒータ６による加熱を行わない場合には、アスタチン同位体の回収率が２９.４％である。これに対し、付着抑制用ヒータ６により１６０℃になるまで加熱した場合には、アスタチン同位体の回収率が３３.９％となる。

【0074】

つまり、付着抑制用ヒータ６により、アスタチン分離用ヒータ４よりも下流側の部材を加熱し、エアロゾルの温度の低下が緩やかになるように制御することで、エアロゾルが部材の内面に付着してしまうことを抑制することができる。その結果、回収部７におけるアスタチン同位体の回収率が向上することが分かる。

【0075】

（第２実施形態）
次に、第２実施形態について図１０から図１１を用いて説明する。なお、前述した実施形態に示される構成部分と同一構成部分については同一符号を付して重複する説明を省略する。なお、図１０の紙面左側を上流側とし、紙面右側を下流側として説明する。

【0076】

図１０に示すように、第２実施形態のアスタチン同位体製造装置１Ａは、前述の第１実施形態と同様に直列型となっている。しかし、第２実施形態のアスタチン同位体製造装置１Ａでは、分離チェンバ５Ａの構成が、前述の第１実施形態と異なっている。第２実施形態の分離チェンバ５Ａは、箱状を成している。この分離チェンバ５Ａには、アルファ線αを入射させる照射窓２８が設けられている。そして、この分離チェンバ５Ａの近傍に照射装置２３が設けられている。この照射装置２３は、制御部１４により制御される。

【0077】

第２実施形態では、アルファ線αが未だ照射されていないターゲット材２２を分離チェンバ５Ａの内部に収容する。そして、照射装置２３から出力されるアルファ線αを、分離チェンバ５Ａの照射窓２８を介してターゲット材２２に照射する。この照射により、ターゲット材２２でアスタチン同位体が生成される。この第２実施形態では、ターゲット材２２で連続的にアスタチン同位体を生成する連続式のアスタチン同位体製造装置１Ａとなっている。

【0078】

また、照射装置２３は、アルファ線αの照射によりターゲット材２２からアスタチン同位体を分離させるアスタチン分離部を兼ねる。第２実施形態では、アスタチン分離用ヒータ４（図１）が設けられておらず、アルファ線αの照射によりターゲット材２２が加熱される。このようにすれば、ターゲット材２２を加熱する構成を簡素化することができる。なお、第２実施形態でも、アスタチン分離用ヒータ４を設けるようにし、照射装置２３によるアルファ線αの照射と、アスタチン分離用ヒータ４による加熱の双方を用いて、ターゲット材２２を加熱しても良い。

【0079】

照射装置２３は、ターゲット材２２の温度がアスタチン同位体の沸点以上かつビスマスの沸点未満の温度になるまで加熱する。この加熱により、ターゲット材２２からアスタチン同位体が分離される。なお、アルファ線αの照射で生じる反跳により、ターゲット材２２からアスタチン同位体を分離しても良い。

【0080】

また、付着抑制用ヒータ６Ａは、分離チェンバ５Ａの下流側と第２接続管２１の外周を覆うように設けられている。この付着抑制用ヒータ６Ａは、分離チェンバ５Ａの下流側と第２接続管２１を加熱し、これらの部材の内面に対するエアロゾルの付着を抑制する。

【0081】

次に、アスタチン同位体製造装置１Ａを用いて実行されるアスタチン同位体製造方法について図１１のフローチャートを用いて説明する。このアスタチン同位体製造装置１Ａの動作によって受動的に生じる作用効果を含めて説明する。なお、前述の図面を適宜参照する。

【0082】

まず、ステップＳ１１において、作業者は、ターゲット材２２を分離チェンバ５Ａの内部に収容する。

【0083】

次のステップＳ１２において、作業者は、エアロゾル基材１７を発生チェンバ３の内部に収容する。

【0084】

次のステップＳ１３において、エアロゾル発生部としてのエアロゾル発生用ヒータ２が、エアロゾル基材１７を加熱してエアロゾルを発生させる。

【0085】

次のステップＳ１４において、発生チェンバ３の内部でエアロゾル発生用ヒータ２により発生したエアロゾルが、ガス流Ｇとともに発生チェンバ３の下流に流れる。

【0086】

次のステップＳ１５において、照射装置２３が、分離チェンバ５Ａの内部に設けられたターゲット材２２にアルファ線αを照射する。

【0087】

次のステップＳ１６において、アスタチン分離部としての照射装置２３が、ターゲット材２２にアルファ線αを照射することで、ターゲット材２２を加熱する。ここで、ターゲット材２２からアスタチン同位体が分離される。

【0088】

次のステップＳ１７において、分離チェンバ５Ａの内部でターゲット材２２から分離されたアスタチン同位体が、ガス流Ｇとともに分離チェンバ５Ａの下流に流れる。

【0089】

次のステップＳ１８において、付着抑制用ヒータ６Ａが、分離チェンバ５Ａの下流側と第２接続管２１を加熱し、これらの部材の内面に対するエアロゾルの付着を抑制する。

【0090】

次のステップＳ１９において、回収部７が、分離チェンバ５Ａから流れるガス流Ｇに含まれるエアロゾルを捕捉し、捕捉されたエアロゾルに含まれるアスタチン同位体を回収する。

【0091】

そして、アスタチン同位体製造方法を終了する。なお、以上のステップは、アスタチン同位体製造方法に含まれる少なくとも一部であり、他のステップがアスタチン同位体製造方法に含まれていても良い。

【0092】

第２実施形態では、分離チェンバ５Ａの内部で、ターゲット材２２にアルファ線αを照射し、連続的にアスタチン同位体を生成することができるため、アスタチン同位体の製造効率を向上させることができる。

【0093】

（第３実施形態）
次に、第３実施形態について図１２から図１５を用いて説明する。なお、前述した実施形態に示される構成部分と同一構成部分については同一符号を付して重複する説明を省略する。なお、図１２の紙面左側を上流側とし、紙面右側を下流側として説明する。

【0094】

図１２に示すように、第３実施形態のアスタチン同位体製造装置１Ｂは、発生チェンバ３と分離チェンバ５が並列に接続された並列型となっている。なお、第３実施形態では、ターゲット材２２にアルファ線αを照射した後に、分離チェンバ５の内部にターゲット材２２を収容するバッチ式のアスタチン同位体製造装置１Ｂとなっている。

【0095】

第３実施形態では、ガス循環ポンプ１０から延びる再利用ライン９が２つに分岐している。この再利用ライン９は、発生チェンバ３の第１ガス導入管１８と分離チェンバ５の第２ガス導入管２０の双方に接続されている。

【0096】

発生チェンバ３の上流側に不活性ガスが導入されることにより、発生チェンバ３の内部で不活性ガスの流れである第１ガス流Ｇ１が生じる。この第１ガス流Ｇ１によりエアロゾルが移送される。また、分離チェンバ５の上流側に不活性ガスが導入されることにより、分離チェンバ５の内部で不活性ガスの流れである第２ガス流Ｇ２が生じる。この第２ガス流Ｇ２によりアスタチン同位体が移送される。

【0097】

発生チェンバ３の第１ガス導入管１８には、発生チェンバ３の内部の第１ガス流Ｇ１の流量を検出する第１ガス流量計１１Ａが設けられている。また、分離チェンバ５の第２ガス導入管２０には、分離チェンバ５の内部の第２ガス流Ｇ２の流量を検出する第２ガス流量計１１Ｂが設けられている。

【0098】

なお、第１ガス流量計１１Ａと第２ガス流量計１１Ｂで検出した情報は、制御部１４に入力される。制御部１４は、入力された情報に基づいて、第１ガス流Ｇ１と第２ガス流Ｇ２の流量を適切に制御する。

【0099】

第３実施形態のアスタチン同位体製造装置１Ｂは、混合チェンバ３０を備える。この混合チェンバ３０は、例えば、箱状を成し、発生チェンバ３および分離チェンバ５の下流側に設けられている。

【0100】

発生チェンバ３および分離チェンバ５の下流側は、端部に行くに従って窄まる漏斗状を成している。また、発生チェンバ３の下流側の端部の開口が第１配管３１を介して混合チェンバ３０に接続されている。さらに、分離チェンバ５の下流側の端部の開口が第２配管３２を介して混合チェンバ３０に接続されている。なお、分離チェンバ５の下流側から混合チェンバ３０までは、アスタチンの付着を防ぐため第２配管３２が１６０℃程度に加熱されている。

【0101】

発生チェンバ３の内部でエアロゾル基材１７から発生したエアロゾルは、第１ガス流Ｇ１とともに混合チェンバ３０に流れる。さらに、分離チェンバ５の内部でターゲット材２２から分離したアスタチン同位体は、第２ガス流Ｇ２とともに混合チェンバ３０に流れる。

【0102】

混合チェンバ３０に導入された第１ガス流Ｇ１および第２ガス流Ｇ２は、混合チェンバ３０の内部で混合されて混合ガス流Ｇ３となる。ここで、第２ガス流Ｇ２に含まれるアスタチン同位体が、第１ガス流Ｇ１に含まれるエアロゾルに捕集される。このエアロゾルおよびアスタチン同位体は、不活性ガスの流れである混合ガス流Ｇ３とともに、分離チェンバ５の下流に流れる。この混合ガス流Ｇ３は、第３配管３３を介して回収部７に導かれる。

【0103】

なお、回収部７の下流側には、吸引ライン８が接続されている。この吸引ライン８は、ガス循環ポンプ１０に接続されている。ガス循環ポンプ１０を駆動すると、回収部７を介して混合チェンバ３０の内部の混合ガス流Ｇ３が吸引される。このようにすれば、混合ガス流Ｇ３の吸引とともに、発生チェンバ３および分離チェンバ５の内部から効率的に第１ガス流Ｇ１および第２ガス流Ｇ２を吸引することができる。そして、再利用ライン９は、ガス循環ポンプ１０で回収した不活性ガスを再び発生チェンバ３および分離チェンバ５の上流側に送る。

【0104】

次に、アスタチン同位体製造装置１Ｂを用いて実行されるアスタチン同位体製造方法について図１３のフローチャートを用いて説明する。このアスタチン同位体製造装置１Ｂの動作によって受動的に生じる作用効果を含めて説明する。なお、前述の図面を適宜参照する。

【0105】

まず、ステップＳ２１において、作業者は、ターゲット材２２を照射容器２４（図２）に収容する。そして、照射装置２３が、照射容器２４の内部に収容されたターゲット材２２にアルファ線αを照射する。

【0106】

次のステップＳ２２において、作業者は、ターゲット材２２を照射容器２４から取り出して分離チェンバ５の内部に収容する。

【0107】

次のステップＳ２３において、作業者は、エアロゾル基材１７を発生チェンバ３の内部に収容する。

【0108】

次のステップＳ２４において、エアロゾル発生部としてのエアロゾル発生用ヒータ２が、エアロゾル基材１７を加熱してエアロゾルを発生させる。

【0109】

次のステップＳ２５において、発生チェンバ３の内部でエアロゾル発生用ヒータ２により発生したエアロゾルが、第１ガス流Ｇ１とともに発生チェンバ３の下流に流れる。

【0110】

次のステップＳ２６において、アスタチン分離部としてのアスタチン分離用ヒータ４が、アルファ線αが照射されてアスタチン同位体が生成されたターゲット材２２を加熱する。ここで、ターゲット材２２からアスタチン同位体が分離される。

【0111】

次のステップＳ２７において、分離チェンバ５の内部でターゲット材２２から分離されたアスタチン同位体が、第２ガス流Ｇ２とともに分離チェンバ５の下流に流れる。

【0112】

次のステップＳ２８において、混合チェンバ３０が、第１ガス流Ｇ１および第２ガス流Ｇ２を混合させて混合ガス流Ｇ３とする。この混合ガス流Ｇ３が、混合チェンバ３０の下流に流れる。

【0113】

次のステップＳ２９において、回収部７が、混合チェンバ３０から流れる混合ガス流Ｇ３に含まれるエアロゾルを捕捉し、捕捉されたエアロゾルに含まれるアスタチン同位体を回収する。

【0114】

そして、アスタチン同位体製造方法を終了する。なお、以上のステップは、アスタチン同位体製造方法に含まれる少なくとも一部であり、他のステップがアスタチン同位体製造方法に含まれていても良い。

【0115】

次に、アスタチン同位体製造装置１Ｂの効果を検証するために、発明者らが行った実験結果について図１４から図１５のグラフを用いて説明する。

【0116】

実験では、直列型のアスタチン同位体製造装置１（図１）と、並列型のアスタチン同位体製造装置１Ｂ（図１２）の比較を行った。

【0117】

実験で用いた発生チェンバ３および分離チェンバ５は、内径が４.２ｃｍのものを用いた。また、不活性ガスとしてヘリウム（Ｈｅ）ガスを用いた。このヘリウムガスを１.５Ｌ／ｍｉｎで常に通気させた。さらに、エアロゾルを発生させるためのエアロゾル発生用ヒータ２の温度を７５０℃に設定した。なお、エアロゾルの回収率は、実験後にチェンバ、配管、フィルタなどの各部材を水で洗浄し、その水の重量と、水に含まれるエアロゾル成分の濃度を測定し、各部材に対する分配比から求めた。

【0118】

また、アスタチン分離用ヒータ４の温度を５００℃に設定した。アスタチン同位体は、日本原子力研究開発機構原子力科学研究所に付属しているタンデム加速器を用いてヘリウム原子核を加速し、これをビスマスのターゲット材２２に照射して生成した。なお、アスタチン同位体の回収率は、実験後にチェンバ、配管、フィルタなどの各部材を０.０１ｍｏｌ／ｌの水酸化ナトリウム溶液で洗浄し、その溶液の重量と、溶液に含まれるアスタチン同位体の濃度を測定し、照射により生成したアスタチン同位体との比から求めた。

【0119】

なお、直列型のアスタチン同位体製造装置１では、付着抑制用ヒータ６の温度を１６０℃に設定した。また、並列型のアスタチン同位体製造装置１Ｂでは、分離チェンバ５から下流側の流路を形成する部材の温度が１６０℃になるように調整した。

【0120】

図１４のグラフは、エアロゾルとして塩化ナトリウム（ＮａＣｌ）を用いた場合のエアロゾルの回収率を示している。このグラフに示すように、直列型のアスタチン同位体製造装置１のエアロゾルの回収率は、８０.５％である。これに対して、並列型のアスタチン同位体製造装置１Ｂのエアロゾルの回収率は、９７.８％である。この結果により、並列型のアスタチン同位体製造装置１Ｂの方が、エアロゾルの回収率が向上されることが分かる。

【0121】

図１５のグラフは、エアロゾルとして塩化カリウム（ＫＣｌ）を用いた場合のアスタチン同位体の回収率を示している。このグラフに示すように、直列型のアスタチン同位体製造装置１のアスタチン同位体の回収率は、２９.４％である。これに対して、並列型のアスタチン同位体製造装置１Ｂのアスタチン同位体の回収率は、６８.２％である。この結果により、並列型のアスタチン同位体製造装置１Ｂの方が、アスタチン同位体の回収率が向上されることが分かる。

【0122】

第３実施形態の並列型のアスタチン同位体製造装置１Ｂでは、発生したエアロゾルが再加熱されることがないため、エアロゾルおよびアスタチン同位体の移送効率を向上させることができる。また、エアロゾルの再加熱による影響を考慮しなくても良いため、分離チェンバ５から混合チェンバ３０までの温度を高めることができる。例えば、少なくとも１３０℃以上に加熱することができる。これにより、分離チェンバ５から混合チェンバ３０までの第２ガス流Ｇ２の流路を形成する部材の内面に対するエアロゾルの付着を抑制することができる。

【0123】

（第４実施形態）
次に、第４実施形態について図１６から図１７を用いて説明する。なお、前述した実施形態に示される構成部分と同一構成部分については同一符号を付して重複する説明を省略する。なお、図１６の紙面左側を上流側とし、紙面右側を下流側として説明する。

【0124】

図１６に示すように、第４実施形態のアスタチン同位体製造装置１Ｃは、前述の第３実施形態と同様に並列型となっている。しかし、第４実施形態のアスタチン同位体製造装置１Ｃでは、分離チェンバ５Ｃの構成が、前述の第３実施形態と異なっている。第４実施形態の分離チェンバ５Ｃは、第２実施形態（図１０）と同様に、箱状を成している。この分離チェンバ５Ｃには、アルファ線αを入射させる照射窓２８が設けられている。そして、この分離チェンバ５Ｃの近傍に照射装置２３が設けられている。この照射装置２３は、制御部１４により制御される。

【0125】

第４実施形態では、アルファ線αが未だ照射されていないターゲット材２２を分離チェンバ５Ｃの内部に収容する。そして、照射装置２３から出力されるアルファ線αを、分離チェンバ５Ｃの照射窓２８を介してターゲット材２２に照射する。この照射により、ターゲット材２２でアスタチン同位体が生成される。この第４実施形態では、ターゲット材２２で連続的にアスタチン同位体を生成する連続式のアスタチン同位体製造装置１Ｃとなっている。

【0126】

また、照射装置２３は、アルファ線αの照射によりターゲット材２２からアスタチン同位体を分離させるアスタチン分離部を兼ねる。第４実施形態では、アスタチン分離用ヒータ４（図１２）が設けられておらず、アルファ線αの照射によりターゲット材２２が加熱される。このようにすれば、ターゲット材２２を加熱する構成を簡素化することができる。なお、第４実施形態でも、アスタチン分離用ヒータ４を設けるようにし、照射装置２３によるアルファ線αの照射と、アスタチン分離用ヒータ４による加熱の双方を用いて、ターゲット材２２を加熱しても良い。

【0127】

照射装置２３は、ターゲット材２２の温度がアスタチン同位体の沸点以上かつビスマスの沸点未満の温度になるまで加熱する。この加熱により、ターゲット材２２からアスタチン同位体が分離される。なお、アルファ線αの照射で生じる反跳により、ターゲット材２２からアスタチン同位体を分離しても良い。

【0128】

次に、アスタチン同位体製造装置１Ｃを用いて実行されるアスタチン同位体製造方法について図１７のフローチャートを用いて説明する。このアスタチン同位体製造装置１Ｃの動作によって受動的に生じる作用効果を含めて説明する。なお、前述の図面を適宜参照する。

【0129】

まず、ステップＳ３１において、作業者は、ターゲット材２２を分離チェンバ５Ｃの内部に収容する。

【0130】

次のステップＳ３２において、作業者は、エアロゾル基材１７を発生チェンバ３の内部に収容する。

【0131】

次のステップＳ３３において、エアロゾル発生部としてのエアロゾル発生用ヒータ２が、エアロゾル基材１７を加熱してエアロゾルを発生させる。

【0132】

次のステップＳ３４において、発生チェンバ３の内部でエアロゾル発生用ヒータ２により発生したエアロゾルが、第１ガス流Ｇ１とともに発生チェンバ３の下流に流れる。

【0133】

次のステップＳ３５において、照射装置２３が、分離チェンバ５Ｃの内部に設けられたターゲット材２２にアルファ線αを照射する。

【0134】

次のステップＳ３６において、アスタチン分離部としての照射装置２３が、ターゲット材２２にアルファ線αを照射することで、ターゲット材２２を加熱する。ここで、ターゲット材２２からアスタチン同位体が分離される。

【0135】

次のステップＳ３７において、分離チェンバ５Ｃの内部でターゲット材２２から分離されたアスタチン同位体が、第２ガス流Ｇ２とともに分離チェンバ５Ｃの下流に流れる。

【0136】

次のステップＳ３８において、混合チェンバ３０が、第１ガス流Ｇ１および第２ガス流Ｇ２を混合させて混合ガス流Ｇ３とする。この混合ガス流Ｇ３が、混合チェンバ３０の下流に流れる。

【0137】

次のステップＳ３９において、回収部７が、混合チェンバ３０から流れる混合ガス流Ｇ３に含まれるエアロゾルを捕捉し、捕捉されたエアロゾルに含まれるアスタチン同位体を回収する。

【0138】

そして、アスタチン同位体製造方法を終了する。なお、以上のステップは、アスタチン同位体製造方法に含まれる少なくとも一部であり、他のステップがアスタチン同位体製造方法に含まれていても良い。

【0139】

第４実施形態では、分離チェンバ５Ｃの内部で、ターゲット材２２にアルファ線αを照射し、連続的にアスタチン同位体を生成することができるため、アスタチン同位体の製造効率を向上させることができる。さらに、発生したエアロゾルが再加熱されることがないため、エアロゾルおよびアスタチン同位体の移送効率を向上させることができる。

【0140】

アスタチン同位体製造装置およびアスタチン同位体製造方法を第１実施形態から第４実施形態に基づいて説明したが、いずれか１の実施形態において適用された構成を他の実施形態に適用しても良いし、各実施形態において適用された構成を組み合わせても良い。

【0141】

例えば、第１または第２実施形態の付着抑制用ヒータ６，６Ａを、第３または第４実施形態のアスタチン同位体製造装置１Ｂ，１Ｃの混合チェンバ３０（または分離チェンバ５，５Ｃ）よりも下流側の流路を形成する部材を覆うように設けても良い。そして、これらの部材の内面に対するエアロゾルの付着を抑制するようにしても良い。

【0142】

なお、前述の実施形態のフローチャートにおいて、各ステップが直列に実行される形態を例示しているが、必ずしも各ステップの前後関係が固定されるものでなく、一部のステップの前後関係が入れ替わっても良い。また、一部のステップが他のステップと並列に実行されても良い。

【0143】

前述の実施形態の制御部１４は、専用のチップ、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）、またはＣＰＵ（Central Processing Unit）などのプロセッサを高集積化させた制御装置と、ＲＯＭ（Read Only Memory）またはＲＡＭ（Random Access Memory）などの記憶装置と、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）またはＳＳＤ（Solid State Drive）などの外部記憶装置と、ディスプレイなどの表示装置と、マウスまたはキーボードなどの入力装置と、通信インターフェースとを備える。この制御部１４は、通常のコンピュータを利用したハードウェア構成で実現できる。

【0144】

なお、前述の実施形態の制御部１４で実行されるプログラムは、ＲＯＭなどに予め組み込んで提供される。もしくは、このプログラムは、インストール可能な形式または実行可能な形式のファイルでＣＤ－ＲＯＭ、ＣＤ－Ｒ、メモリカード、ＤＶＤ、フレキシブルディスク（ＦＤ）などのコンピュータで読み取り可能な非一過性の記憶媒体に記憶されて提供するようにしても良い。

【0145】

また、この制御部１４で実行されるプログラムは、インターネットなどのネットワークに接続されたコンピュータ上に格納し、ネットワーク経由でダウンロードさせて提供するようにしても良い。また、この制御部１４は、構成要素の各機能を独立して発揮する別々のモジュールを、ネットワークまたは専用線で相互に接続し、組み合わせて構成することもできる。

【0146】

なお、第３または第４実施形態では、混合チェンバ３０が設けられているが、その他の態様であっても良い。例えば、混合チェンバ３０を設けずに、第１配管３１と第２配管３２と第３配管３３とが一体化された三又の配管とし、この一体化された配管が混合チェンバ（混合部）を兼ねても良い。その場合には、第１配管３１と第２配管３２が合流する部分で、第１ガス流および第２ガス流が混合されて混合ガス流が生じる。

【0147】

以上説明した少なくとも１つの実施形態によれば、第１ガス流および第２ガス流を混合させて混合ガス流とする混合チェンバ、または、エアロゾルの付着を抑制する付着抑制用ヒータを備えることにより、アスタチン同位体を効率的に製造することができる。

【0148】

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更、組み合わせを行うことができる。これら実施形態またはその変形は、発明の範囲と要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

【符号の説明】

【0149】

１（１Ａ，１Ｂ，１Ｃ）…アスタチン同位体製造装置、２…エアロゾル発生用ヒータ、３…発生チェンバ、４…アスタチン分離用ヒータ、５（５Ａ，５Ｃ）…分離チェンバ、６（６Ａ）…付着抑制用ヒータ、７…回収部、８…吸引ライン、９…再利用ライン、１０…ガス循環ポンプ、１１…ガス流量計、１１Ａ…第１ガス流量計、１１Ｂ…第２ガス流量計、１２…エアロゾル用温度計、１３…アスタチン用温度計、１４…制御部、１５…第１栓部材、１６…第１接続管、１７…エアロゾル基材、１８…第１ガス導入管、１９…第２栓部材、２０…第２ガス導入管、２１…第２接続管、２２…ターゲット材、２３…照射装置、２４…照射容器、２５…真空ポンプ、２６…照射窓、２７…フィルタ、２８…照射窓、３０…混合チェンバ、３１…第１配管、３２…第２配管、３３…第３配管、Ｇ…ガス流、Ｇ１…第１ガス流、Ｇ２…第２ガス流、Ｇ３…混合ガス流、Ｑ…オフガス、α…アルファ線。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】