▶ ウェスティングハウス エレクトリック カンパニー エルエルシーの特許一覧 ▶ ユニバーシティー オブ ピッツバーグ − オブ ザ コモンウェルス システム オブ ハイヤー エデュケーションの特許一覧
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2024-11-21
(54)【発明の名称】ガンマ線を使ったＡＣ－２２５の生成
(51)【国際特許分類】
G21G 1/12 20060101AFI20241114BHJP
G21G 4/08 20060101ALI20241114BHJP
【ＦＩ】
G21G1/12
G21G4/08 G
【審査請求】未請求
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2024527659
(86)(22)【出願日】2022-11-07
(85)【翻訳文提出日】2024-07-08
(86)【国際出願番号】 US2022079372
(87)【国際公開番号】W WO2023086762
(87)【国際公開日】2023-05-19
(31)【優先権主張番号】63/263,854
(32)【優先日】2021-11-10
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】521219442
【氏名又は名称】ウェスティングハウス エレクトリック カンパニー エルエルシー
【氏名又は名称原語表記】ＷＥＳＴＩＮＧＨＯＵＳＥ ＥＬＥＣＴＲＩＣ ＣＯＭＰＡＮＹ ＬＬＣ
【住所又は居所原語表記】１０００ Ｗｅｓｔｉｎｇｈｏｕｓｅ Ｄｒｉｖｅ， Ｓｕｉｔｅ １４１， Ｃｒａｎｂｅｒｒｙ Ｔｏｗｎｓｈｉｐ， Ｐｅｎｎｓｙｌｖａｎｉａ １６０６６ Ｕｎｉｔｅｄ Ｓｔａｔｅｓ ｏｆ Ａｍｅｒｉｃａ
(71)【出願人】
【識別番号】507301213
【氏名又は名称】ユニバーシティー オブ ピッツバーグ － オブ ザ コモンウェルス システム オブ ハイヤー エデュケーション
(74)【代理人】
【識別番号】110000110
【氏名又は名称】弁理士法人 快友国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】マイケル ディ． ヘイベル
(72)【発明者】
【氏名】ブライアン ジェイ． ロプレスティ
(72)【発明者】
【氏名】トーマス ブイ． コンジェード
(57)【要約】
本明細書では、ガンマ線発生器を用いてＲａ－２２６からＡｃ－２２５を生成するデバイス、システム、及び方法が開示されている。ガンマ線発生器は、電子中性子発生器又は原子炉を利用して、高エネルギの即発捕獲ガンマ線を発生させてよい。Ｒａ－２２６はガンマ線で照射されることによりＲａ－２２５を生成し、このＲａ－２２５が崩壊してＡｃ－２２５が生成される。Ｃｏ－６０などの連続的に崩壊する放射性同位体を使用せずに、電子中性子発生器とＧｄ－１５７などの照射ターゲット物質を使用して高エネルギガンマ線を発生させる方法は、高エネルギガンマ線の発生及びＡｃ－２２５の生成に関連するコストを大幅に削減し、安全性を高めることができる。
【選択図】図１
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
ラジウム－２２６（Ｒａ－２２６）からアクチニウム－２２５（Ａｃ－２２５）を生成するためのデバイスであって、放出端から熱中性子束を発生させる電子中性子発生器と、
前記電子中性子発生器によって生じた前記熱中性子束へ曝露されることに応じてガンマ線を発生させる照射ターゲット物質を備える照射ターゲットインサートであって、前記電子中性子発生器の前記放出端に近接して配置される前記照射ターゲットインサートと、
前記照射ターゲット物質によって生じた前記ガンマ線に曝露されることに応じてＲａ－２２５を生成するＲａ－２２６ターゲット物質を備えるＲａ－２２６インサートと、
を備える、デバイス。
【請求項2】
前記デバイスは、さらに、前記熱中性子束への前記照射ターゲット物質の曝露を緩和する中性子減速物質を備える端側中性子減速体を備え、
前記端側中性子減速体は、前記照射ターゲットインサートと前記電子中性子発生器の前記放出端との間に配置されている、請求項１に記載のデバイス。
【請求項3】
前記照射ターゲット物質は、ガドリニウム－１５７（Ｇｄ－１５７）物質を備え、前記照射ターゲットインサートは、Ｇｄ－１５７インサートである、請求項２に記載のデバイス。
【請求項4】
前記Ｇｄ－１５７物質は、Ｇｄ－１５７を少なくとも約８０ｗｔ％～１００ｗｔ％含むように濃縮された酸化ガドリニウム（Ｇｄ２Ｏ３）を備える、請求項３に記載のデバイス。
【請求項5】
前記Ｇｄ２Ｏ３は、Ｇｄ－１５７を約８７ｗｔ％含むように濃縮されている、請求項４に記載のデバイス。
【請求項6】
前記照射ターゲット物質が、前記Ｒａ－２２６インサートに最適化されたガンマ線量率及び強度を提供するように構成されている、請求項１に記載のデバイス。
【請求項7】
前記電子中性子発生器は、第１の電子中性子発生器であり、前記端側中性子減速体は、第１の端側中性子減速体であり、
前記Ｇｄ－１５７インサートは、第１のＧｄ－１５７インサートであり、
前記Ｒａ－２２６インサートは、第１のＲａ－２２６インサートであり、
前記デバイスは、さらに、
第２の電子中性子発生器と、
前記中性子減速物質を備える第２の端側中性子減速体と、
第２のＧｄ－１５７インサート及び第３のＧｄ－１５７インサートであって、これらの各々が前記Ｇｄ－１５７物質を備える、前記第２のＧｄ－１５７インサート及び前記第３のＧｄ－１５７インサートと、
前記Ｒａ－２２６ターゲット物質を備える第２のＲａ－２２６インサートと、
第１の内側中性子減速体、第２の内側中性子減速体、第３の内側中性子減速体、及び第４の内側中性子減速体であって、これらの各々が前記中性子減速物質を備える、前記第１の内側中性子減速体、前記第２の内側中性子減速体、前記第３の内側中性子減速体、及び前記第４の内側中性子減速体と、を備え、
前記第１の端側中性子減速体は、前記電子中性子発生器に隣接し、
前記第１のＧｄ－１５７インサートは、前記端側中性子減速体に隣接し、
前記第１の内側中性子減速体は、前記第１のＧｄ－１５７インサートに隣接し、
前記第１のＲａ－２２６インサートは、前記第１の内側中性子減速体に隣接し、
前記第２の内側中性子減速体は、前記第１のＲａ－２２６インサートに隣接し、
前記第２のＧｄ－１５７インサートは、前記第２の内側中性子減速体に隣接し、
前記第３の内側中性子減速体は、前記第２のＧｄ－１５７インサートに隣接し、
前記第２のＲａ－２２６インサートは、前記第３の内側中性子減速体に隣接し、
前記第４の内側中性子減速体は、前記第２のＲａ－２２６インサートに隣接し、
前記第３のＧｄ－１５７インサートは、前記第４の内側中性子減速体に隣接し、
前記第２の端側中性子減速体は、前記第３のＧｄ－１５７インサートに隣接し、
前記第２の電子中性子発生器は、前記第２の端側中性子減速体に隣接する、請求項３に記載のデバイス。
【請求項8】
前記第１のＧｄ－１５７インサート、前記第２のＧｄ－１５７インサート、及び前記第３のＧｄ－１５７インサートの各々並びに前記第１のＲａ－２２６インサート及び前記第２のＲａ－２２６インサートの各々が、取り外し可能に前記デバイスに挿入されている、請求項７に記載のデバイス。
【請求項9】
前記デバイスは、さらに、前記Ｇｄ－１５７物質の枯渇レベル又は前記Ｒａ－２２５の生成量の少なくとも１つを特定するために、前記ガンマ線のレベルを測定するように構成されたモニタを備える、請求項１に記載のデバイス。
【請求項10】
Ｒａ－２２６からＡｃ－２２５を生成するための方法であって、電子中性子発生器を用いて中性子束を発生させることと、
照射ターゲット物質を前記中性子束に曝露させることによってガンマ線を発生させることと、
Ｒａ－２２６ターゲット物質を備えるＲａ－２２６インサートに前記ガンマ線を照射することによりＲａ－２２５を生成することと、を含む方法。
【請求項11】
前記方法は、さらに、前記電子中性子発生器を少なくとも部分的に囲む放射線遮蔽物質を用いて前記中性子束を遮蔽することを含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項12】
前記方法は、さらに、前記電子中性子発生器と前記照射ターゲット物質との間に配置された中性子減速物質を用いて前記中性子束を減速することを含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項13】
前記方法は、さらに、前記ガンマ線のレベルを測定するように構成されたモニタを用いて、前記照射ターゲット物質の枯渇レベル又はＡｃ－２２５の生成量の少なくとも１つを監視することを含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項14】
Ｒａ－２２６からＡｃ－２２５を生成するためのシステムであって、炉心を備える原子炉と、
前記炉心に挿入可能な照射ターゲットアセンブリと、を備え、
前記照射ターゲットアセンブリは、
Ｒａ－２２６を備えるＲａ－２２６物質と前記Ｒａ－２２６物質を包囲し密封するＲａ－２２６ホルダとを備えるＲａ－２２６ターゲット挿入取り出しデバイスと、
照射ターゲット物質と前記照射ターゲット物質を包囲し密封する照射ターゲットホルダとを備える照射ターゲット格納構造体であって、前記Ｒａ－２２６ターゲット挿入取り出しデバイスを少なくとも部分的に囲む前記照射ターゲット格納構造体と、
閉じた端を備える外側ラビットシースであって、前記照射ターゲット格納構造体を少なくとも部分的に囲む前記外側ラビットシースと、を備える、システム。
【請求項15】
前記照射ターゲット物質がＧｄ－１５７物質を備える、請求項１４に記載のシステム。
【請求項16】
前記照射ターゲットアセンブリは、少なくとも１つのガス膨張ギャップをさらに備える、請求項１４に記載のシステム。
【請求項17】
前記Ｒａ－２２６物質及び前記照射ターゲット物質は、粉末状である、請求項１５に記載のシステム。
【請求項18】
前記Ｒａ－２２６ターゲット挿入取り出しデバイスは円柱形であり、前記照射ターゲット格納構造体は、円筒形であり、前記Ｒａ－２２６ターゲット挿入取り出しデバイスと同心であり、
前記外側ラビットシースは、円筒形であり、前記Ｒａ－２２６ターゲット挿入取り出しデバイスと前記照射ターゲット格納構造体を囲む閉じた端を備える、請求項１４に記載のシステム。
【請求項19】
前記システムは、さらに、Ｒａ－２２５の生成量又は前記照射ターゲット物質の枯渇レベルの少なくとも１つを特定するために、前記照射ターゲットアセンブリの近傍のガンマ線レベルを測定するように構成された１つ又は複数のモニタを備える、請求項１５に記載のシステム。
【請求項20】
前記Ｒａ－２２６ターゲット挿入取り出しデバイスと前記照射ターゲット格納構造体とはそれぞれ、前記照射ターゲットアセンブリに取り外し可能に挿入される、請求項１５に記載のシステム。
【請求項21】
Ｒａ－２２６からＡｃ－２２５を生成するための方法であって、原子炉の炉心に、Ｒａ－２２６物質と照射ターゲット物質とを備える照射ターゲットアセンブリを挿入することと、
前記原子炉の前記炉心で中性子束を発生させることと、
前記照射ターゲット物質を前記中性子束に曝露させることによってガンマ線を発生させることと、
前記Ｒａ－２２６物質に前記ガンマ線を照射することによりＲａ－２２５を生成することと、を含む方法。
【請求項22】
前記方法は、さらに、前記照射ターゲットアセンブリの近傍の前記ガンマ線のレベルを監視することにより、Ｒａ－２２５の生成量又は前記照射ターゲット物質の枯渇レベルの少なくとも１つを特定することを含む、請求項２１に記載の方法。
【請求項23】
前記方法は、さらに、前記照射ターゲット物質の枯渇レベルが所定の閾値を満たすと判定することと、
前記照射ターゲットアセンブリから前記照射ターゲット物質を取り出し、新しい照射ターゲット物質を前記照射ターゲットアセンブリに挿入することにより、前記照射ターゲットを交換することと、を含む、請求項２２に記載の方法。
【請求項24】
前記方法は、さらに、前記Ｒａ－２２５の生成量が所定の閾値を満たすと判定することと、
前記照射ターゲットアセンブリから前記Ｒａ－２２６ターゲット物質を取り出すことと、
新しいＲａ－２２６ターゲット物質を前記照射ターゲットアセンブリに挿入することと、
を含む、請求項２２に記載の方法。
【請求項25】
前記照射ターゲット物質がＧｄ－１５７を備える、請求項２１に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
（関連出願との相互参照）
本出願は、２０２１年１１月１０日に出願され、Ｐｒｏｄｕｃｉｎｇ ＡＣ－２２５ ＵＳＩＮＧ Ａ ＧＡＭＭＡ－ＲＡＤＡＴＩＯＮ ＧＥＮＥＲＡＴＯＲ ＴＯ ＰＲＯＤＵＣＥ ＨＩＧＨ ＥＮＥＲＧＹ ＰＲＯＭＰＴ－ＣＡＰＴＵＲＥ ＧＡＭＭＡ ＲＡＤＩＡＴＩＯＮと題される米国仮出願第６３／２６３，８５４号の利益及び３５ Ｕ．Ｓ．Ｃ．１１９（ｅ）に基づく優先権を主張するものであり、その開示は参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。
本出願は、２０２１年１１月１０日に出願され、Ｐｒｏｄｕｃｉｎｇ ＡＣ－２２５ ＵＳＩＮＧ Ａ ＧＡＭＭＡ－ＲＡＤＡＴＩＯＮ ＧＥＮＥＲＡＴＯＲ ＴＯ ＰＲＯＤＵＣＥ ＨＩＧＨ ＥＮＥＲＧＹ ＰＲＯＭＰＴ－ＣＡＰＴＵＲＥ ＧＡＭＭＡ ＲＡＤＩＡＴＩＯＮと題される米国仮出願第６３／２６３，８５４号の利益及び３５ Ｕ．Ｓ．Ｃ．１１９（ｅ）に基づく優先権を主張するものであり、その開示は参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。
【0002】
本開示は、概して、Ａｃ－２２５を生成する方法、システム、及びデバイスに関するものであり、より詳細には、電子中性子発生器又は原子炉によって生じる高エネルギの即発捕獲（ｐｒｏｍｐｔ－ｃａｐｔｕｒｅ）ガンマ線を用いて、ラジウム－２２６（Ｒａ－２２６）からアクチニウム－２２５（Ａｃ－２２５）を生成する方法、システム、及びデバイスに関する。
【発明の概要】
【0003】
以下の要約は、本明細書に開示される態様に特有の革新的な特徴のいくつかを理解しやすくするために提供されるものであり、完全な説明を意図するものではない。様々な態様の完全な理解は、明細書全体、特許請求の範囲、及び要約を全体として捉えることによって得ることができる。
【0004】
一態様では、Ｒａ－２２６からＡｃ－２２５を生成するためのデバイスが開示される。このデバイスは、電子中性子発生器と、照射ターゲットインサートと、Ｒａ－２２６インサートとを備える。電子中性子発生器は、電子中性子発生器の放出端から熱中性子束を発生させる。照射ターゲットインサートは、電子中性子発生器により生じた熱中性子束へ曝露されることによってガンマ線を発生させる照射ターゲット物質を備える。照射ターゲットインサートは、電子中性子発生器の放出端に近接して配置されている。Ｒａ－２２６インサートは、照射ターゲット物質によって生じたガンマ線へ曝露されることに応じてＲａ－２２５を生成するＲａ－２２６ターゲット物質を備える。
【0005】
一態様では、Ｒａ－２２６からＡｃ－２２５を生成するための方法が開示される。この方法は、電子中性子発生器を用いて中性子束を発生させることを含む。本方法は、照射ターゲット物質を中性子束に曝露することによりガンマ線を発生させることをさらに含む。本方法は、Ｒａ－２２６ターゲット物質を含むＲａ－２２６インサートにガンマ線を照射することによりＲａ－２２５を生成することをさらに含む。
【0006】
一態様では、Ｒａ－２２６からＡｃ－２２５を生成するためのシステムが開示される。このシステムは、原子炉と照射ターゲットアセンブリとを備える。原子炉は炉心を含む。照射ターゲットアセンブリは炉心に挿入可能である。照射ターゲットアセンブリは、Ｒａ－２２６ターゲット挿入取り出しデバイスと、照射ターゲット格納構造体と、外側ラビットシースとを備える。Ｒａ－２２６ターゲット挿入取出しデバイスは、Ｒａ－２２６を含むＲａ－２２６物質と、Ｒａ－２２６物質を包囲して密封するＲａ－２２６ホルダとを含む。照射ターゲット格納構造体は、照射ターゲット物質と、照射ターゲット物質を包囲して密封する照射ターゲットホルダとを含む。照射ターゲット格納構造体は、Ｒａ－２２６ターゲット挿入取出しデバイスを少なくとも部分的に囲む。外側ラビットシースは、閉じた端を含み、照射ターゲット格納構造体を少なくとも部分的に囲む。
【0007】
一態様では、Ｒａ－２２６からＡｃ－２２５を生成するための方法が開示される。この方法は、照射ターゲットアセンブリを原子炉の炉心に挿入することを含む。照射ターゲットアセンブリは、Ｒａ－２２６物質と照射ターゲット物質とを含む。本方法は、原子炉の炉心で中性子束を発生させることをさらに含む。本方法は、照射ターゲット物質を中性子束に曝露させることによってガンマ線を発生させることをさらに含む。本方法は、Ｒａ－２２６物質にガンマ線を照射することによりＲａ－２２５を生成することをさらに含む。
【0008】
本開示のこれら及び他の目的、特徴、及び特性、ならびに構造の関連要素の動作方法及び機能、ならびに部品の組み合わせ及び製造の経済性は、本明細書を構成する添付の図面を参照して以下の説明及び添付の特許請求の範囲を考慮することにより、より明らかになり、同様の参照数字はそれぞれの図面において対応する部分を示す。本開示に従って、全ての態様及び実施形態を組み合わせてもよい。しかしながら、図面は、例示及び説明を目的とするだけのものであり、本開示の限定の定義するものとして意図されたものではないことを明示的に理解されたい。
【0009】
本明細書に記載される態様の様々な特徴は、添付の特許請求の範囲に具体的に記載されている。しかしながら、様々な態様は、組織及び操作方法の両方に関して、その利点と共に、以下の添付図面と共に以下の説明に従って理解され得る。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【図1】本開示の一態様による、電子中性子発生器により駆動されるガンマ線発生器の断面概略図である。
【0011】
【図2】本開示の一態様による、可動式炉内検出システムの概略図である。
【0012】
【図3】本開示の一態様による、同位体生成ケーブルアセンブリドライブケーブルアセンブリの概略図である。
【0013】
【0014】
【図5A】本開示の一態様による、Ｒａ－２２６からＡｃ－２２５を生成するためのシステムの断面概略図を示す。
【0015】
【0016】
【0017】
【0018】
【図6A】本開示の一態様による、原子炉の炉心に挿入可能な照射ターゲットアセンブリの概略断面図を示す。
【0019】
【0020】
本明細書に記載の例示は、本開示の様々な態様をある形態で説明するものであり、このような例示は、いかなる場合であっても、本開示の範囲を限定するものと解釈されるべきではない。
【発明を実施するための形態】
【0021】
多関節マニピュレータの様々な態様を詳細に説明する前に、例示的な実施例は、添付図面及び明細書に開示された詳細の適用又は使用において限定されないことに留意すべきである。例示的な実施例は、他の態様、変形例、及び変更例で実施又は組み込まれてよく、様々なやり方で実施又は実行されてよいことが理解されよう。さらに、別段の記載がない限り、本明細書で使われる用語及び表現は、読者の便宜のために例示的な実施例を説明する目的で選択されたものであり、実施例の限定を目的とするものではない。
【0022】
アクチニウム－２２５（２２５Ａｃ、Ａｃ－２２５）はアクチニウムの同位体である。アクチニウム－２２５は、約１０日の半減期でフランシウム－２２１へとアルファ崩壊し、ネプツニウム系列（２３７Ｎｐから始まる崩壊系列）の中間崩壊生成物である。自然界でこの崩壊連鎖から生じる極少量を除くと、Ａｃ－２２５は完全に合成物である。
【0023】
放射性同位体Ａｃ－２２５の崩壊特性は標的アルファ療法（ＴＡＴ）での使用に好ましく、ＴＡＴの実施で使用されることが増えている。臨床試験では、Ａｃ－２２５を含む放射性医薬品が様々な種類の癌の治療に適用できることが実証されている。しかし、この同位体はサイクロトロンでの合成が必須であることから、不足しており、適用の可能性が制限されてしまっている。需要に対して、利用可能なＡｃ－２２５の供給量が少ない。
【0024】
本開示は、ラジウム－２２６（Ｒａ－２２６）のガンマ線照射からＡｃ－２２５を生成するために使用可能な方法、デバイス、及びシステムを提供する。具体的には、Ｒａ－２２６を使ってラジウム－２２５（Ｒａ－２２５）を生成することができ、このラジウム－２２５がＡｃ－２２５へと直接崩壊する。以下の学術論文に記載されているように、天然ガス生産工程（例えば、マーセラス層の天然ガス生産）からの逆流水に大量のＲａ－２２６が含まれていることがある：「Ｃｏ－ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎ ｏｆ Ｒａｄｉｕｍ ｗｉｔｈ Ｂａｒｉｕｍ ａｎｄ Ｓｔｒｏｎｔｉｕｍ Ｓｕｌｆａｔｅ ａｎｄ Ｉｔｓ Ｉｍｐａｃｔ ｏｎ ｔｈｅ Ｆａｔｅ ｏｆ Ｒａｄｉｕｍ ｄｕｒｉｎｇ Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｏｆ Ｐｒｏｄｕｃｅｄ Ｗａｔｅｒ ｆｒｏｍ Ｕｎｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌ Ｇａｓ Ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ」、Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｊｏｕｒｎａｌ、Ｔｉｅｙｕａｎ Ｚｈａｎｇ、Ｋｅｌｖｉｎ Ｇｒｅｇｏｒｙ、Ｒｉｃｈａｒｄ Ｗ． Ｈａｍｍａｃｋ、Ｒａｄｉｓａｖ Ｄ． Ｖｉｄｉｃ、２０１４年３月２６日（以下「Ｚｈａｎｇ－１」）；「Ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ Ｒａｄｉｕｍ－２２６ ｉｎ Ｈｉｇｈ Ｓａｌｉｎｉｔｙ Ｗａｓｔｅｗａｔｅｒ ｆｒｏｍ Ｕｎｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌ Ｇａｓ Ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ ｂｙ Ｉｎｄｕｃｔｉｖｅｌｙ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｐｌａｓｍａ－Ｍａｓｓ Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ」、Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｊｏｕｒｎａｌ、Ｔｉｅｙｕａｎ Ｚｈａｎｇ、Ｄａｎｉｅｌ Ｂａｉｎ、Ｒｉｃｈａｒｄ Ｈａｍｍａｃｋ、Ｒａｄｉｓａｖ Ｄ．Ｖｉｄｉｃ、２０１５年２月２日（以下、「Ｚｈａｎｇ－２」）；「Ｆａｔｅ ｏｆ Ｒａｄｉｕｍ ｉｎ Ｍａｒｃｅｌｌｕｓ Ｓｈａｌｅ Ｆｌｏｗｂａｃｋ Ｗａｔｅｒ Ｉｍｐｏｕｎｄｍｅｎｔｓ ａｎｄ Ａｓｓｅｓｓｍｅｎｔ ｏｆ Ａｓｓｏｃｉａｔｅｄ Ｈｅａｌｔｈ Ｒｉｓｋｓ」、Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｊｏｕｒｎａｌ、Ｔｉｅｙｕａｎ Ｚｈａｎｇ、Ｒｉｃｈａｒｄ Ｗ． Ｈａｍｍａｃｋ、Ｒａｄｉｓａｖ Ｄ．Ｖｉｄｉｃ、２０１５年７月８日（以下、「Ｚｈａｎｇ－３」）。これらの文献の各々は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。
【0025】
例えば、Ｚｈａｎｇ－２とＺｈａｎｇ－３では、マーセラス層からの天然ガス採掘によって、高レベルの塩分、重金属、自然に存在する放射性物質（ＮＯＲＭ）を含む大量の逆流水が生じると報告されている。この水は通常、再利用される前、処理される前、又は処分される前に、集中貯水池やタンクに貯蔵される。Ｒａ－２２６は、逆流水中で支配的なＮＯＲＭ成分である。ペンシルべニア州南西部にある３つの集中貯水池内のＲａ－２２６の動態が２．５年間にわたって調査された。フィールドサンプリングにより、これらの貯蔵施設内のＲａ－２２６濃度は、水圧破砕のために逆流水を再利用している間に概して高くなっていることが明らかになった。さらに、Ｒａ－２２６は底部固形物質（例えば、貯水池の汚泥）内で濃縮されており、新しい汚泥では１０ｐＣｉ／ｇ未満であったのが、古い汚泥では数百ｐＣｉ／ｇまで増加していた。貯水池の汚泥の連続抽出（ＳＥＰ）と化学組成分析を組み合わることにより、汚泥中のＲａ－２２６の主要なキャリアがバライトであることが明らかになった。
【0026】
Ｚｈａｎｇ－２ではさらに、誘導結合質量分析法（ＩＣＰ－ＭＳ）と固相抽出法（ＳＰＥ）を組み合わせて、高塩濃度溶液中のマトリックス元素からラジウム同位体を分離・精製する改良法も報告されている。この方法は、必要とされる精度と検出限界を維持しつつ、分析時間を短縮する。ラジウム分離は、溶液中でバリウムとラジウムを他のイオンから分離するための強酸性陽イオン交換樹脂と、バリウムからラジウムを分離してＩＣＰＭＳによる分析に適した試料を得るためのストロンチウム特異樹脂との組み合わせを用いて実現される。方法を最適化することにより、全溶解固形分が１７１，０００ｍｇ／Ｌと高い合成マーセラス層廃水（ＭＳＷ）試料に関して、高いラジウム回収率（標準モードで１０１±６％、コリジョンモードで９７±７％）を達成した。全溶解固形分（ＴＤＳ）を含む実際のＭＳＷ試料中のＲａ－２２６濃度は、ＩＣＰ－ＭＳを用いて４１５，０００ｍｇ／Ｌと高く測定され、ガンマ線スペクトロメトリの結果と非常によく一致した。従って、マーセラス層天然ガス生産工程から生じる逆流水から、大量のＲａ－２２６を供給することができる。
【0027】
参照によりその全体が本明細書に組み込まれる、Ｄｉａｍｏｎｄらによる「Ａｃｔｉｎｉｕｍ－２２５ Ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｗｉｔｈ ａｎ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ａｃｃｅｌｅｒａｔｏｒ」、Ｗ．Ｔ．Ｄｉａｍｏｎｄ、Ｃ．Ｋ．Ｒｏｓｓ、２０２１年１月１日にＪｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓに原稿提出，ＤＯＩ：１０．１０６３／５．００４３５０９では、種々の癌を治療するためのアルファ放射同位体を用いた標的アルファ療法（ＴＡＴ）の有用性及び重要なアルファ放射同位体、特にＡｃ－２２５の可用性の欠如に関する臨床的証拠が増えてきていることが報告されている。Ａｃ－２２５の供給のほとんどは、毎月数百ｍＣｉのＡｃ－２２５を生成するためにミルキングされる３台のＴｈ－２２９発生器から提供されてきた。Ｄｉａｍｏｎｄらは、電子加速器を使ってＡｃ－２２５を生成するいくつかの別の手段を報告している。例えば、Ｒａ－２２６（ｐ，２ｎ）Ａｃ－２２５反応を用いて、少なくとも１６ＭｅＶの陽子エネルギの医療用同位体サイクロトロンを使って、Ａｃ－２２５を生成することができる。Ａｃ－２２５を生成する別の方法は、トリウムターゲットの核破砕に高エネルギ陽子（１５０～８００ＭｅＶ）を使用することである。Ａｃ－２２５は、光核反応、Ｒａ－２２６（γ，ｎ）Ｒａ－２２５によっても生成できる。Ｒａ－２２５は、ベータ崩壊により、半減期１４．９日でＡｃ－２２５へと崩壊する。光子は、約２５～３０ＭｅＶのエネルギを持つ電子の強力なビームによって生成される。Ｄｉａｍｏｎｄらはさらに、ラジウムターゲットとターゲットチャンバの技術的な説明を報告している。このターゲットチャンバは、２～４つの別々の封入ターゲットに分割された１グラムのラジウムを、２０ｋＷのビームパワーで１０日間照射することで、４キュリーのＲａ－２２５を生成することができる。これらのターゲットをミルキングすると、約４キュリーのＡｃ－２２５が得られる。Ｄｉａｍｏｎｄらはさらに、Ａｃ－２２７の生成をＡｃ－２２５の収量の数百万分の１以下の値まで減少させる方法についても説明している。
【0028】
本開示は、Ｒａ－２２６（例えば、マーセラス層天然ガス生産工程の逆流水から得られるＲａ－２２６、又はウラン採掘中に出る廃水などの他の同様のプロセスから得られるＲａ－２２６）からＡｃ－２２５の供給を作り出す方法、デバイス、及びシステムを提供する。当該方法、デバイス、及びシステムは、電子中性子発生器又は原子炉を用いて、照射ターゲット（例えば、Ｇｄ－１５７物質）に照射される熱中性子を発生させてよい。照射ターゲットは、熱中性子に曝されると、即発捕獲ガンマ線を発生させる。即発捕獲ガンマ線でＲａ－２２６を照射して、Ｒａ－２２５を生成し、このＲａ－２２５が崩壊してＡｃ－２２５が生成される。
【0029】
以下、本明細書はまず、電子中性子発生器を用いてガンマ線を発生させるための様々なデバイス、システム、及び方法を開示する。これらのデバイス、システム、及び方法は、Ｒａ－２２６にガンマ線を照射してＲａ－２２５を生成するために利用可能である。次に、本明細書は、照射ターゲットを炉心に出し入れするためのデバイス、システム、及び方法を開示する。これらのデバイス、システム、及び方法は、Ｒａ－２２５を生成するためにＲａ－２２６にガンマ線を照射するように構成された照射ターゲットアセンブリを、炉心に出し入れするために利用可能である。そして、本明細書は、（ｉ）電子中性子発生器を用いてＡｃ－２２５を生成するためのデバイス、システム、及び方法、ならびに（ｉｉ）原子炉を用いてＡｃ－２２５を生成するためのデバイス、システム、及び方法を開示する。さらに、本明細書は、熱中性子でＧｄ－１５７を照射することから得られるＲａ－２２５及びＡｃ－２２５の例示的な生成率に関する詳細を開示する。
【0030】
（電子中性子発生器によるガンマ線の発生）
図１は、本開示のいくつかの非限定的な態様による、中性子発生器１０２を使用してガンマ線１０５を発生させるように構成されたデバイス１００の断面図を示す。
図１は、本開示のいくつかの非限定的な態様による、中性子発生器１０２を使用してガンマ線１０５を発生させるように構成されたデバイス１００の断面図を示す。
【0031】
デバイス１００は、熱中性子を発生させるように構成された中性子発生器１０２を含む。いくつかの態様では、中性子発生器１０２は、市販されている管状の電子中性子発生器であってよい。中性子発生器１０２によって生じた熱中性子は、中性子束場１０７を形成する。
【0032】
デバイス１００は、入射中性子と反応してガンマ線を発生させるように構成された中性子捕獲物質を含む中性子捕獲リザーバ１０４（例えば、照射ターゲット）をさらに含む。中性子捕獲リザーバ１０４は、中性子束場１０７を発生させるように構成された中性子発生器１０２の端（例えば、中性子発生器１０２の核融合反応源端、中性子発生器１０２の放出端）に近接して配置されてよい。従って、中性子発生器１０２によって生じた熱中性子（例えば、中性子束場１０７）は、中性子捕獲リザーバ１０４へ向けられてよい。中性子発生器１０２からの入射熱中性子に応じて、中性子捕獲リザーバ１０４はガンマ線１０５（例えば、即発中性子捕獲ガンマ線）を放出してよい。さらに、デバイス１００は、放出されたガンマ線１０５がターゲット１１０（例えば、Ｒａ－２２６物質）に向かうように構成されていてよい。その結果、ターゲット１１０はガンマ線１０５で照射される。Ｒａ－２２６物質を含むターゲット１１０にガンマ線１０５を照射することにより、Ａｃ－２２５へ崩壊するＲａ－２２５を生成することができる。
【0033】
いくつかの態様において、中性子捕獲リザーバ１０４から放出されるガンマ線１０５は、高エネルギガンマ線である。本明細書で使用される「高エネルギガンマ線」は、２ＭｅＶ以上、３ＭｅＶ以上、４ＭｅＶ以上、５ＭｅＶ以上、６ＭｅＶ以上、７ＭｅＶ以上、又は約７ＭｅＶなど、１．２ＭｅＶ以上のエネルギを有するガンマ線を指してよい。
【0034】
いくつかの態様において、中性子捕獲リザーバ１０４及び／又は中性子捕獲リザーバ１０４に含まれる中性子捕獲物質は、複製可能であってよい。一態様では、中性子捕獲物質はガドリニウム物質を含んでよい。ガドリニウム物質は、ガドリニウム－１５７（本明細書ではＧｄ－１５７と呼ぶ場合がある）を多く含んでいてよい。別の態様では、中性子捕獲物質は、ハフニウム物質を含んでよい。ハフニウム物質は、ハフニウム－１７４（本明細書ではＨｆ－１７４と呼ぶ場合がある）を多く含んでいてよい。さらに別の態様では、中性子捕獲物質は、高い熱中性子断面積を有してよい。本明細書で使用される「高い熱中性子断面積」とは、ハフニウム－１７４の熱中性子断面積よりも大きい熱中性子断面積を意味してよい。さらに他の態様では、照射ターゲット物質は、約２５７，０００バーン及び／又は約２５７，０００バーンより大きい熱中性子断面積を有してよい。
【0035】
中性子捕獲リザーバ１０４は、中性子発生器１０２によって生じた中性子束場１０７に曝露されると、ガンマ線１０５を発生させるように構成されていてよい。さらに、中性子捕獲リザーバ１０４は、中性子束場１０７が無くなると、ガンマ線１０５の発生を停止するように構成されていてよい。換言すれば、デバイス１００は、中性子発生器１０２が停止すると、残留ガンマ線１０５及び／又は中性子束１０７がデバイス１００から放出されないように構成されていてよい。例えば、ガドリニウム物質は、Ｇｄ－１５７を多く含むＧｄ２Ｏ３を含んでよい。Ｇｄ２Ｏ３は、Ｇｄ－１５７を少なくとも約５０ｗｔ．％、少なくとも約６０ｗｔ．％、少なくとも約７０ｗｔ．％、少なくとも約８０ｗｔ．％、少なくとも約８５ｗｔ．％、少なくとも約８７ｗｔ．％、少なくとも約９０ｗｔ．％、約８７ｗｔ．％～１００ｗｔ．％、又は約８７ｗｔ．％含むように濃縮されていてよい。
【0036】
Ｇｄ－１５７が中性子発生器１０２から放出された熱中性子を捕獲すると、Ｇｄ－１５７ｍ同位体が形成される。Ｇｄ－１５７ｍ同位体は、形成されると直ちに、約７ＭｅＶの合計エネルギを有し得る１つ又は複数のガンマ光子を放出する。放出された１つ又は複数のガンマ光子は、照射ターゲット１１０を照射してよい。さらに、Ｇｄ－１５７ｍ同位体が直ちに１つ又は複数のガンマ光子を放出するので、中性子発生器１０２の停止後は、残留ガンマ線１０５がデバイスから放出されない。
【0037】
続けて図１を参照すると、いくつかの態様では、デバイス１００は、中性子捕獲リザーバ１０４における中性子束１０７のレベルを制御及び／又は最適化するように構成された中性子減速体１０８を含んでよい。中性子減速体１０８は、中性子発生器１０２と中性子捕獲リザーバ１０４との間に配置されてよい。中性子減速体１０８は、中性子減速体物質と中性子減速体厚さとを含む。いくつかの態様では、中性子減速体物質は、黒鉛、水、重水（Ｄ２０）、又はこれらの組み合わせを含む。いくつかの態様では、中性子減速体厚さは調整可能である。さらに他の態様では、中性子捕獲リザーバ１０４における熱中性子束１０７のレベルを制御するために、中性子発生器１０２及び／又は中性子捕獲リザーバ１０４に対する中性子減速体１０８の位置、中性子減速体物質、及び／又は中性子減速体厚さ１０８を最適化してよい。この最適化は、モンテカルロＮ粒子輸送コード（ＭＣＮＰ）などの様々なソフトウェアツールを用いて実施されてよい。いくつかの態様では、デバイス１００は、中性子減速体１２０及び／又はデバイス１００の他のコンポーネントを配置できるようにアクセスドア及び／又は開口部を含んでよい。
【0038】
続けて図１を参照すると、デバイス１００は、デバイス１００及び／又はデバイス１００のコンポーネントの少なくとも一部を取り囲む遮蔽体１０６を含んでよい。例えば、遮蔽体１０６は、図１に示すように、中性子発生器１０２の細長部の端部を囲み、細長部の端部を越えて延在し、中性子減速体１０８を囲むように構成されていてよい。いくつかの態様では、遮蔽体１０６は、中性子発生器１０２の細長部の端部を越えて延び続け、中性子捕獲リザーバ１０４を少なくとも部分的に包囲してもよい。例えば、遮蔽体１０６は、中性子減速体１０４の側面を囲み、ターゲット１１０に近接する開口部を有するように構成されていてよい。遮蔽体１０６は遮蔽物質を含む。いくつかの態様において、遮蔽物質は、鉛、又はガンマ線１０６がデバイス１００から所望しない方向に漏れてしまうことを最小限に抑える及び／又は防ぐのに適した他の同様の遮蔽物質を含んでよい。例えば、遮蔽体１１６は、中性子捕獲リザーバ１０４からターゲット１１０から離れる方向にデバイス１００から漏れるガンマ線１０６の量を最小化するように構成されていてよい。いくつかの態様において、遮蔽物質は、鉛、又はデバイス１００内に中性子束場１０７を収めるのに適した他の同様の遮蔽物質を含んでよい。例えば、遮蔽体１０６は、中性子発生器１０２から中性子捕獲リザーバ１０４から離れる方向にデバイス１００から漏れる熱中性子（中性子束場１０７）の量を最小化するように構成されていてよい。いくつかの態様では、遮蔽体１０６は調整可能であってもよい。さらに、遮蔽体１０６は、デバイスの周囲に存在し得る機器が中性子１０７及び／又はガンマ線１０５に曝露されるのを最小限に抑えるために、中性子発生器１０２の外表面の一部の周りに嵌合するように構成されていてよい。遮蔽体１０６、中性子減速体１０８、及び／又は中性子捕獲リザーバ１０４は、従来の管状の電子中性子発生器設計と共に使用されるように構成されていてよい。
【0039】
続けて図１を参照すると、照射ターゲット１１０におけるガンマ線１０５場の強度は、中性子捕獲リザーバ１０４における中性子束場１０７の特性、中性子捕獲物質の特性（例えば、中性子捕獲リザーバ１０４内のＧｄ－１５７の量）、及びターゲット１１０からの中性子捕獲リザーバ１０４の距離などの動作パラメータに基づいて制御可能である。さらに、ターゲット１１０に送達されるガンマ線１０５の等価線量を、上記のパラメータに基づいて（例えば、ガンマ線１０５場の強度及びＧｄ－１５７ｍの崩壊スキームに基づいて）決定することができる。この照射ターゲット１１０に送達されるガンマ線１０５の等価線量の決定は、ＭＣＮＰなどの市販のソフトウェアパッケージを使用して行われてよい。従って、デバイス１００は、所望の線量のガンマ線１０５をターゲット１１０に送達するように構成されていてよい。
【0040】
いくつかの態様では、複数のデバイス１００を併用して、個々のデバイス１００によって生じるガンマ線場の強度の合計と同等の強度を有するガンマ線場を発生させてよい。さらに、複数のデバイス１００を様々な配置で構成して、個々のデバイスと比較してより大きい強度、及び／又はより均一な強度を有するガンマ線場を発生させてもよい。いくつかの態様では、複数の中性子発生器１０２を併用して、共通の中性子捕獲リザーバ１０４から即発中性子捕獲ガンマ線を発生させるために使用される複数の（例えば、重複する）中性子束場１０７を発生させてもよい。
【0041】
ガンマ線発生システム、デバイス、及び方法に関するさらなる詳細は、米国仮出願第６３／１６６，７１８号及び国際出願第ＰＣＴ／ＵＳ２２／７１２６０号に記載されており、これらは、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。開示されたシステム、デバイス、及び方法のいずれもが、本開示の様々な態様に従って、Ｒａ－２２６からＲａ－２２５を生成するために採用され得る。
【0042】
（炉心への照射ターゲットの出し入れ）
全体が参照により本明細書に組み込まれる米国特許第１０，７５５，８２９号（‘８２９号特許）は、照射ターゲットハンドリングデバイスと、ターゲットを原子炉内へ移動させる方法とを開示している。‘８２９号特許は、原子炉の炉心内で所望の核分裂性物質を生成するために、必要に応じて物質を照射することができるデバイスを開示している。このデバイスは、生成される核分裂性物質の量を特定できるように、照射される物質の近傍で中性子束を監視する手段を提供する。このデバイスは、照射される物質を原子炉内へ挿入して所望の軸方向位置で保持することができ、原子炉を停止させることなく、必要なときに照射された物質を原子炉から取り出すことができる。デバイスの大部分は、後の照射で再利用できる。このデバイスはさらに、ターゲット物質を原子炉に出し入れする原動力を伝達するデバイスの部分に未照射のターゲット物質を簡単且つ迅速に取り付けることができ、処理のために照射された物質をデバイスから迅速に取り外すことができる。ターゲット物質を原子炉内に出し入れする方法は、Ｒａ－２２６を含有するターゲット物質を原子炉に出し入れするために、本開示に適用可能である（例えば、図６Ａ～図６Ｂに関して後述される、Ｒａ－２２６ターゲット物質を含む照射ターゲットアセンブリ５００など）。図２～図４及び以下の説明により、ターゲット物質を原子炉に出し入れする様々な態様に関する詳細が提供される。
全体が参照により本明細書に組み込まれる米国特許第１０，７５５，８２９号（‘８２９号特許）は、照射ターゲットハンドリングデバイスと、ターゲットを原子炉内へ移動させる方法とを開示している。‘８２９号特許は、原子炉の炉心内で所望の核分裂性物質を生成するために、必要に応じて物質を照射することができるデバイスを開示している。このデバイスは、生成される核分裂性物質の量を特定できるように、照射される物質の近傍で中性子束を監視する手段を提供する。このデバイスは、照射される物質を原子炉内へ挿入して所望の軸方向位置で保持することができ、原子炉を停止させることなく、必要なときに照射された物質を原子炉から取り出すことができる。デバイスの大部分は、後の照射で再利用できる。このデバイスはさらに、ターゲット物質を原子炉に出し入れする原動力を伝達するデバイスの部分に未照射のターゲット物質を簡単且つ迅速に取り付けることができ、処理のために照射された物質をデバイスから迅速に取り外すことができる。ターゲット物質を原子炉内に出し入れする方法は、Ｒａ－２２６を含有するターゲット物質を原子炉に出し入れするために、本開示に適用可能である（例えば、図６Ａ～図６Ｂに関して後述される、Ｒａ－２２６ターゲット物質を含む照射ターゲットアセンブリ５００など）。図２～図４及び以下の説明により、ターゲット物質を原子炉に出し入れする様々な態様に関する詳細が提供される。
【0043】
図２は、可動検出器１２を炉心１４に挿入するための典型的なシステムを示している。検出器１２が押し込まれる格納式シンブル１０は、図２に示すように配設されている。シンブル１０は、原子炉容器１６の底部からコンクリート遮蔽領域１８を通ってシンブルシールテーブル２０まで延びる導管内を通って炉心１４内へ挿入される。格納式シンブルと導管との間の機械的なシールは、シールテーブル２０に設けられている。導管２２は本質的に原子炉容器１６の延長部であり、シンブル１０によって炉内計装可動検出器１２を挿入することができる。運転中、シンブル１０は静止しており、燃料補給時又は保守作業時の減圧条件下でのみ格納される。原子炉容器内で作業が必要な場合には、原子炉容器の底部までシンブルを引くことも可能である。
【0044】
検出器１２を挿入するためのドライブシステムは、ドライブユニット２４と、リミットスイッチアセンブリ２６と、５パスロータリートランスファーデバイス２８と、１０パスロータリートランスファーデバイス３０と、隔離弁３２とを含んでよい。各ドライブユニットは、先端に検出器１２が取り付けられた状態で中空のヘリカルラップドライブケーブルを炉心内へと押し、中空中心内を通り、検出器の出力を伝達する小径同軸ケーブルをケーブルの基端に戻るように押す。
【0045】
シンブル１０は、医療処置に使用される同位体などの照射所望中性子活性剤及び核分裂性物質を生成するため、又はＧｄ－１５７などの物質を使用して即発中性子捕獲ガンマ線を生じさせるために使用されてよい。以下の図３～４に記載される同位体生成ケーブルは、炉心１４内に位置するフラックスシンブルに照射対象の物質を出し入れする手段を提供する。
【0046】
図３～４を参照すると、同位体生成ケーブルアセンブリは、ドライブケーブルアセンブリ３６とターゲットホルダ要素３８とを含む。ドライブケーブルアセンブリ３６は、図２に概略的に示される可動炉内検出器システム及び／又は移動式炉内計装（ＴＩＰ）システムなどの、商業用原子炉の炉心１４にセンサ１２を出し入れするのに使用される既存のケーブルドライブシステムの駆動機構要件に適合するように構成されたケーブルを含む。ドライブケーブルアセンブリ３６の内部には、自己出力形検出器素子４４用の信号リード線４２が収納されている。自己出力形検出器４４の能動部は、ドライブケーブル４０の挿入端の外側に螺旋状に巻かれており、堅牢な信号出力を提供するのに十分な長さを有し、端から端までの軸方向位置の差が最小である。自己出力形検出器４４からの出力は、炉心１４内の自己出力形検出器の位置での炉束を特定するために使用され、ターゲット物質の軸方向位置を最適化することができる。
【0047】
検出器１２のうちの１つが連結されていた既存のドライブケーブルの代替であるドライブケーブルアセンブリ３６は、参照番号４８及び５０によって図３～４に示されるボール留め具構成（ボールチェーン連結としても知られている）を用いて、ターゲットホルダ要素ケーブルアセンブリ３８に取り付けられる。ボール留め具構成は、ドライブケーブルアセンブリ３６の炉挿入端に接続されたボール又は雄部４８を有する。留め具部５０は、コネクタピン５２を用いて、ターゲットホルダ要素ケーブルアセンブリ３８のターゲット物質ホルダ４３に取り付けられている。迅速な接続解除カップリング式のボール部４８は、留め具部５０内に嵌合し、留め具部５０によって取り外し可能に保持されるように設計されている。ターゲットホルダ要素ケーブルアセンブリ３８は、ターゲット物質ホルダ４３を備えており、このターゲット物質ホルダ４３は、非常に薄い金属メッシュ４７の円筒であり、動作中の炉心１４の範囲内に所望量のターゲット物質を保持するのに十分な長さを有する。ターゲット物質が原子炉から取り出された後、ターゲットホルダ要素ケーブルアセンブリ３８を、容易且つ迅速にドライブケーブルアセンブリ３６から取り外すことができる。ターゲットホルダ要素ケーブルアセンブリ３８の挿入端に示されるキャップ４５は、リングクランプ４６によって所定の位置に保持される。リングクランプ４６は簡単に取り外せるように設計されている。リングクランプ４６が取り外されると、照射された物質をターゲットホルダ要素ケーブルアセンブリの内部から取り外すことができる。
【0048】
上述された及び‘８２９号特許に記載された、ターゲット物質を原子炉に出し入れするためのデバイス、システム、及び方法は、照射ターゲットアセンブリ（例えば、照射ターゲットアセンブリ５００）及び／又はＲａ－２２６を含有するターゲット物質を原子炉に出し入れするために、本開示に適用可能である。
【0049】
（中性子発生器を用いたＡｃ－２２５の生成）
図５Ａ～５Ｄは、本開示の様々な態様による、Ｒａ－２２６を含有する照射ターゲットからＲａ－２２５を生成するために使用できる２つの電子中性子発生器４０２を使用するシステム４００の概略図を示す。システム４００は２つの電子中性子発生器４０２を含むが、システム４００は、電子中性子発生器４０２を１つだけ含むように変更されてもよいし、又は電子中性子発生器４０２を３つ以上含むように変更されてもよい。図５Ａに示すように、システム４００は、２つの電子中性子発生器４０２と、Ｒａ－２２６照射デバイス４３０とを含む。２つの電子中性子発生器４０２によって生じた中性子がＲａ－２２６照射デバイス４３０の１つ又は複数の照射ターゲットインサート４２０内に含まれるターゲット物質（例えば、Ｇｄ－１５７物質）を照射して、ガンマ線（例えば、ガンマ放射線）を発生させることができるように、２つの電子中性子発生器４０２はＲａ－２２６照射デバイス４３０の両側に配置されている。
図５Ａ～５Ｄは、本開示の様々な態様による、Ｒａ－２２６を含有する照射ターゲットからＲａ－２２５を生成するために使用できる２つの電子中性子発生器４０２を使用するシステム４００の概略図を示す。システム４００は２つの電子中性子発生器４０２を含むが、システム４００は、電子中性子発生器４０２を１つだけ含むように変更されてもよいし、又は電子中性子発生器４０２を３つ以上含むように変更されてもよい。図５Ａに示すように、システム４００は、２つの電子中性子発生器４０２と、Ｒａ－２２６照射デバイス４３０とを含む。２つの電子中性子発生器４０２によって生じた中性子がＲａ－２２６照射デバイス４３０の１つ又は複数の照射ターゲットインサート４２０内に含まれるターゲット物質（例えば、Ｇｄ－１５７物質）を照射して、ガンマ線（例えば、ガンマ放射線）を発生させることができるように、２つの電子中性子発生器４０２はＲａ－２２６照射デバイス４３０の両側に配置されている。
【0050】
いくつかの態様において、１つ又は複数の照射ターゲットインサート４２０内に含まれるターゲット物質（例えば、Ｇｄ－１５７ターゲット物質）は、Ｇｄ－１５７を多く含有するＧｄ２Ｏ３を含んでよい。例えば、Ｇｄ２Ｏ３は、Ｇｄ－１５７を少なくとも約５０ｗｔ．％、少なくとも約６０ｗｔ．％、少なくとも約７０ｗｔ．％、少なくとも約８０ｗｔ．％、少なくとも約８５ｗｔ．％、少なくとも約８７ｗｔ．％、少なくとも約９０ｗｔ．％、約８７ｗｔ．％～１００ｗｔ．％、又は約８７ｗｔ．％含むように濃縮されてよい。
【0051】
図５Ｂは、Ｒａ－２２６照射デバイス４３０の概略詳細図である。図５Ａ及び図５Ｂに示すように、Ｒａ－２２６照射デバイス４３０は、２つのＲａ－２２６インサート４１４と３つの照射ターゲットインサート４２０とを含む。他の態様では、Ｒａ－２２６照射デバイス４３０に用いられるＲａ－２２６インサート４１４と照射ターゲットインサート４２０の数は、任意の数であってよい。各Ｒａ－２２６インサートは、Ｒａ－２２６ホルダ４１０と、Ｒａ－２２６ホルダ４１０内に配置されたＲａ－２２６ディスク４０８と、ハンドリングロッド４１２とを含んでよい。各照射ターゲットインサート４２０は、Ｇｄ－１５７ディスク４０６を含んでよい。照射デバイス４３０は、黒鉛、水、及び／又はＤ２Ｏなどの中性子減速物質を含む１つ又は複数の中性子減速体４０４をさらに含んでよい。図５Ａの非限定的な態様に示すように、Ｒａ－２２６照射デバイス４３０では、コンポーネントが、中性子減速体４０４、照射ターゲットインサート４２０、Ｒａ－２２６インサート４１４、照射ターゲットインサート４２０、Ｒａ－２２６インサート４１４、照射ターゲットインサート４２０、中性子減速体４０４の順で配置されるように構成されている。中性子減速体４０４は、中性子減速物質を保持する及び／又は密封するホルダを含んでよい。密封されたＧｄ－１５７ディスク４０６の近くにＲａ－２２６ホルダ４１０に収容されたＲａ－２２６ディスク４０８を配置することにより、Ｇｄ－１５７ディスク４０６のＧｄ－１５７物質から発生する高エネルギガンマ線をＲａ－２２６物質に照射することができ、それによりＲａ－２２６物質からＲａ－２２５を生成することができる。Ｒａ－２２６ディスク４０８の間にＧｄ－１５７の層又はＧｄ－１５７ディスク４０６の層を配置することにより、Ｒａ－２２６における高エネルギガンマ線反応により生じた光電子がさらにガンマ線を発生させるので、高エネルギガンマ線の発生を増やすことができる。これにより、Ｒａ－２２５の生成も増やすことができる。
【0052】
Ｒａ－２２６照射デバイス４３０は、密封されたＲａ－２２６ディスク４０８及び／又はＧａ－１５７ディスク４２０からガスを放出させることなく、Ｒａ－２２６ターゲット物質及び／又は照射ターゲット物質（例えば、Ｇｄ－１５７）の照射中に発生するガス（例えば、ヘリウム）を膨張させることにより、Ｒａ－２２５の生成量を最大にするように構成されていてよい。Ｒａ－２２５の生成を最大化するために、例えば、Ｇｄ－１５７物質への熱中性子照射によって生じるガンマ線の平均エネルギに基づいて、Ｒａ－２２６照射デバイス４３０、Ｒａ－２２６ディスク４０８、及びＧｄ－１５７ディスクの厚さ及び他の寸法を最適化してよい。Ｒａ－２２６ディスク４０８において所定量のＲａ－２２５が生成されると、ディスク４０８をＲａ－２２６照射デバイス４２０から取り出して、新しいＲａ－２２６ディスク４０８と交換してよい。図５Ａ及び図５Ｂに示されるＲａ－２２６照射デバイス４３０の構成は、代替的又は追加的に、Ｇｄ－１５７の枯渇レベルが所定の閾値に達したときに、Ｇｄ－１５７ディスク４０６を新しいディスクと交換することを可能にしてもよい。Ｒａ－２２６の生成レベル及び／又はＧｄ－１５７の枯渇レベルを特定するために、デバイスの周囲のガンマ線レベルが測定されて、使用されてよい。
【0053】
Ｒａ－２２６ディスク４０８及び／又はＧｄ－１５７ディスク４０６の形状は、円柱、立方体、直方体、六角柱、楕円、又は他の形状であってよい。一態様では、Ｒａ－２２６ディスク４０８及びＧｄ－１５７ディスク４０６はともに、円柱形であってよい。別の態様では、Ｒａ－２２６ディスク４０８及びＧｄ－１５７ディスク４０６はともに、直方体形状であってよい。Ｒａ－２２５の生成を最大化するために、例えば、Ｇｄ－１５７物質への熱中性子照射によって生じるガンマ線の平均エネルギに基づいて、Ｒａ－２２６照射デバイス４３０、Ｒａ－２２６ディスク４０８、及び／又はＧｄ－１５７ディスクのそれぞれの形状及び寸法（直径、厚さ、高さ、長さ、幅、及び他の寸法など）を最適化してよい。
【0054】
図５Ｂに示すように、Ｒａ－２２６照射デバイス４３０は、Ｒａ－２２６インサート４１４と照射ターゲットインサート４２０との間に４つの中性子減速体４０４をさらに含んでよい。このように、いくつかの態様では、Ｒａ－２２６照射デバイス４３０は２つのＲａ－２２６インサート４１４を含んでよく、各Ｒａ－２２６インサート４１４は、Ｒａ－２２６ホルダ４１０と、Ｒａ－２２６ホルダ４１０内に配置されたＲａ－２２６ディスク４０８と、Ｒａ－２２６ディスク４０８の端に位置するガス膨張ギャップ４１８と、ハンドリングロッド４１２とを含む。Ｒａ－２２６照射デバイス４３０は３つの照射ターゲットインサート４２０をさらに含んでよく、各照射ターゲットインサート４２０は、Ｇｄ－１５７ディスク４０６と、照射ターゲットインサート４２０の端に位置するガス膨張ギャップ４１６とを含む。Ｒａ－２２６照射デバイス４３０は４つの中性子減速体４０４をさらに含んでよく、図５Ｂに示すように、各中性子減速体４０４はＲａ－２２６インサート４１４と照射ターゲットインサート４２０との間の各境界に配置されている。インサート４１４、４２０をＲａ－２２６照射デバイス４３０に抜き差しできるように、Ｒａ－２２６インサート４１４と照射ターゲットインサート４２０のそれぞれは、互いから及びＲａ－２２６照射デバイス４３０から分離可能であってよい。中性子減速体４０４は、黒鉛、水、及び／又は重水（Ｄ２Ｏ）などの中性子減速物質を含んでよい。
【0055】
図５Ｃは、図５Ａ及び図５ＢのＲａ－２２６インサート４１４の詳細断面図を示す。図５Ｄは、図５ＣのＲａ－２２６照射インサート４１４の線Ａ－Ａに沿った概略断面図を示しており、Ｒａ－２２６インサート４１４は円柱形をしている。図５Ｃ及び図５Ｄに示すように、Ｒａ－２２６インサート４１４は、Ｒａ－２２６ホルダ４１０と、Ｒａ－２２６ホルダ４１０内に配置されたＲａ－２２６ディスク４０８と、ハンドリングロッド４１２と、Ｒａ－２２６ディスク４０８の端に位置する及び／又はＲａ－２２６ディスク４０８を囲むガス膨張ギャップ４１８とを含む。Ｒａ－２２６インサート４１４がガス膨張ギャップ４１８を有するこの設計は、Ｇｄ－１５７ガンマ源から生成され得るＲａ－２２５の量を最大化することができ、密封されたＲａ－２２６インサート４１４からガスを放出させることなく、Ｒａ－２２６ディスクの膨張と、Ｒａ－２２６の照射中に生成されるヘリウム（Ｈｅ）、ラドン、又は他のガスなどのガスの膨張を可能にする。
【0056】
（原子炉を用いたＡｃ－２２５の生成）
様々な態様において、本開示は、加圧水型原子炉（ＰＷＲ）又は沸騰水型原子炉（ＢＷＲ）などの原子炉を用いてＡｃ－２２５を生成するためのデバイス、システム、及び方法を提供する。図６Ａ及び図６Ｂは、多くの加圧水型原子炉（ＰＷＲ）設計で一般的な可動炉内検出器システム（ＭＩＤＳ）（例えば、図２に関して上述したＭＩＤＳシステム）を用いて原子炉の炉心に出し入れ可能な、Ｒａ－２２６を含む照射ターゲットアセンブリ５００の概略図を示す。追加的又は代替的に、照射ターゲットアセンブリ５００照射ターゲットアセンブリは、多くの沸騰水型原子炉（ＢＷＲ）設計で一般的な移動式炉内計装システム（ＴＩＰＳ）を用いて、原子炉の炉心に出し入れ可能である。
様々な態様において、本開示は、加圧水型原子炉（ＰＷＲ）又は沸騰水型原子炉（ＢＷＲ）などの原子炉を用いてＡｃ－２２５を生成するためのデバイス、システム、及び方法を提供する。図６Ａ及び図６Ｂは、多くの加圧水型原子炉（ＰＷＲ）設計で一般的な可動炉内検出器システム（ＭＩＤＳ）（例えば、図２に関して上述したＭＩＤＳシステム）を用いて原子炉の炉心に出し入れ可能な、Ｒａ－２２６を含む照射ターゲットアセンブリ５００の概略図を示す。追加的又は代替的に、照射ターゲットアセンブリ５００照射ターゲットアセンブリは、多くの沸騰水型原子炉（ＢＷＲ）設計で一般的な移動式炉内計装システム（ＴＩＰＳ）を用いて、原子炉の炉心に出し入れ可能である。
【0057】
図６Ａは、本開示の少なくとも一態様による、例示的な照射ターゲットアセンブリ５００の断面側面図を示す。図６Ｂは、本開示の少なくとも一態様による、図６Ａの照射ターゲットアセンブリ５００の断面線Ｂ－Ｂに沿った断面図を示す。照射ターゲットアセンブリ５００は、Ｒａ－２２６ターゲット挿入取り出しデバイス５４０と、照射ターゲット物質５０６（例えば、Ｇｄ－１５７ターゲット物質）と照射ターゲットホルダ５２２（例えば、Ｇｄ－１５７ターゲットホルダ）とを含む照射ターゲット格納構造体５５０（例えば、Ｇｄ－１５７ターゲット格納構造体）と、弾頭を有する外側ラビットシース５３０とを含む。図６Ａに示すように、外側ラビットシース５３０は、一端を除いて、Ｒａ－２２６ターゲット挿入取り出しデバイス５４０と照射ターゲット格納構造体５５０を囲んでいる。
【0058】
いくつかの態様において、照射ターゲット物質５０６（例えば、Ｇｄ－１５７ターゲット物質）は、Ｇｄ－１５７を多く含有するＧｄ２Ｏ３を含んでよい。例えば、Ｇｄ２Ｏ３は、Ｇｄ－１５７を少なくとも約５０ｗｔ．％、少なくとも約６０ｗｔ．％、少なくとも約７０ｗｔ．％、少なくとも約８０ｗｔ．％、少なくとも約８５ｗｔ．％、少なくとも約８７ｗｔ．％、少なくとも約９０ｗｔ．％、約８７ｗｔ．％～１００ｗｔ．％、又は約８７ｗｔ．％含むように濃縮されてよい。
【0059】
Ｒａ－２２６ターゲット挿入取り出しデバイス５４０は、照射ターゲット格納構造体５５０の円筒内に収容される。Ｒａ－２２６ターゲット挿入取り出しデバイス５４０は、照射ターゲット格納構造体５５０及び外側ラビットシース５３０から分離可能であり、自由に動くことができ、照射ターゲット格納構造体５５０に出し入れ可能である。Ｒａ－２２６ターゲット挿入取り出しデバイス５４０は、Ｒａ－２２６を含むＲａ－２２６ターゲット物質５０８と、Ｒａ－２２６ターゲット物質５０８を包囲するＲａ－２２６ホルダ５３４と、Ｒａ－２２６ホルダ５３４に接続されたハンドリングノブ５２４とを含んでよい。ハンドリングノブ５２４は、照射ターゲット格納構造体５５０へのＲａ－２２６ターゲット物質５０８の挿入、及び／又は照射ターゲット格納構造体５５０からのＲａ－２２６ターゲット物質５０８の取出しを容易にする。
【0060】
Ｒａ－２２６ホルダ５３４は、第１の壁５２８と、中心ロッド５２６と、第２の壁５３２と、第３の壁５３６とを含み、Ｒａ－２２６ターゲット物質５０８を包囲する。中心ロッドは、Ｒａ－２２６ターゲット挿入取り出しデバイス５４０の中心軸に沿っている。Ｒａ－２２６ターゲット挿入取り出しデバイス５４０は、Ｒａ－２２６ターゲット挿入取り出しデバイス５４０の端に位置するガス膨張ギャップ５１８をさらに含んでよい。一態様において、Ｒａ－２２６ターゲット物質５０８は、１つ又は複数の固体片の形態であってもよいし、あるいはＲａ－２２６ホルダ５３４内に詰められた粉末の形態であってもよい。別の態様では、Ｇｄ－１５７物質５０６は、１つ又は複数の固体片の形態であってもよいし、あるいは照射ターゲットホルダ５２２内に詰められた粉末の形態であってもよい。
【0061】
Ｒａ－２２６ターゲット挿入取り出しデバイス５４０のガス膨張ギャップ５１８は、少なくとも１．０ｃｍ３のガス膨張容積を有してよい。Ｒａ－２２６ターゲット挿入取り出しデバイス５４０がガス膨張ギャップ５１８を有するこのデバイス設計は、照射ターゲット（例えば、Ｇｄ－１５７）ガンマ源から生成され得るＲａ－２２５の量を最大化することができ、密封されたＲａ－２２６ターゲット挿入取り出しデバイス５４０からガスを放出させることなく、Ｒａ－２２６物質の膨張と、Ｒａ－２２６の照射中に生じるヘリウム（Ｈｅ）、ラドン、又は他のガスなどのガスの膨張を可能にする。
【0062】
一態様では、照射ターゲットアセンブリ５００は円柱形である。別の態様では、Ｒａ－２２６ターゲット挿入取り出しデバイス５４０は円柱形である。別の態様では、照射ターゲット格納構造体５５０は、円筒形であり、Ｒａ－２２６ターゲット挿入取り出しデバイス５４０と同心である。さらに別の態様では、外側ラビットシース５３０は、図６Ａに示すように、閉じた弾頭端を有する円筒形であり、一端を除いて、Ｒａ－２２６ターゲット挿入取り出しデバイス５４０及び照射ターゲット格納構造体５５０を囲む。外側ラビットシース５３０は、Ｒａ－２２６ターゲット挿入取り出しデバイス５４０及び照射ターゲット格納構造体５５０と同心である。一態様では、外側ラビットシース５３０は、金属、又はＳＳ－３１５ステンレス鋼、３１６ステンレス鋼、Ａｌｌｏｙ－６９０、又はジルカロイなどの金属合金で作られている。Ｒａ－２２６ホルダ５３４、ハンドリングノブ５２４、及び照射ターゲットホルダ５２２はそれぞれ、金属、又はＳＳ－３１５ステンレス鋼、Ａｌｌｏｙ－６９０、又はジルカロイなどの金属合金で作られていてよい。
【0063】
様々な態様において、照射ターゲットアセンブリ５００は、Ｒａ－２２５を生成するために、照射ターゲットアセンブリ５００内でＲａ－２２６ターゲット物質５０８を囲むＧｄ－１５７物質の層（すなわち、照射ターゲット物質５０６）を使用して、Ｒａ－２２６を照射するのに十分なエネルギを有するガンマ線を発生させる。Ｇｄ－１５７がＲａ－２２６ターゲット物質を囲むこの構成でないと、核分裂スペクトルのガンマ線エネルギが低すぎて、Ｒａ－２２６中で光中性子反応が始まらない可能性がある。図６Ａ及び図６Ｂに概略的に示される照射ターゲットアセンブリ５００は、（例えば、ＭＩＤＳの、ＴＩＰＳの）ラビットホルダ内に配置されてもよい。照射ターゲット格納構造体５５０は、Ｒａ－２２６ターゲット挿入取り出しデバイス５４０から分離可能であり、ラビットシース５３０又は「皮膚（ｓｋｉｎ）」からも分離可能である。これにより、Ｒａ－２２６ターゲット挿入取り出しデバイス５４０を照射ターゲットアセンブリ５００（すなわち、ラビット５００）から取り出すことができ、新しいＲａ－２２６ターゲット挿入取り出しデバイス５４０を設置することができる。照射ターゲット格納構造体５５０は、追加的又は代替的に、枯渇レベルが所定の閾値に達した場合に交換されてよい。Ｒａ－２２６ターゲット物質５０８の利用可能な断面積内における照射対象であるＲａ－２２６ターゲット物質５０８の質量に基づいて、照射ターゲットアセンブリ５００、ターゲット挿入取り出しデバイス５４０、及び照射ターゲット格納構造体５５０の長さ、直径、及びその他の寸法が決められてよい。照射ターゲットアセンブリ５００の形状は、円柱、立方体、直方体、又は他の形状であってよい。一態様では、照射ターゲットアセンブリ５００は円柱形であり、ラビット５００の外径は、可動炉内検出システム（ＭＩＤＳ）及び／又は移動式炉内計装システム（ＴＩＰＳ）により使用される核分裂チャンバの最大外径によって決定される。Ｒａ－２２６ターゲット物質５０８の長さは、Ａｃ－２２５の生成を最大化するような所望のターゲット質量含有量が得られるように調整されてよい。
【0064】
照射ターゲットアセンブリ５００は、ガンマ線を発生させ、さらにはＲａ－２２６からＲａ－２２５（Ａｃ－２２５へ崩壊する）を生成するために、原子炉の炉心の内外へ移動されてよい。Ｒａ－２２５の生成及びＧｄ－１５７の枯渇レベルを特定するために、照射ターゲットアセンブリ５００の周囲のガンマ線レベルが測定され、使用されてよい。上述したように、Ｈｅｉｂｅｌらは、‘８２９号特許（例えば、図２～４に関して上述した部分）において、ターゲットを原子炉内へ移動させるための照射ターゲットハンドリングデバイスを開示しており、また、生成される核分裂性物質の量を特定できるように、照射される物質の近傍の中性子束を監視するためのデバイス及びシステムを提供している。ターゲット物質を原子炉の炉心内外へ移動させるための‘８２９号特許の方法及びデバイスは、Ｒａ－２２６ターゲット物質５０８を原子炉の炉心内外へ移動させるための照射ターゲットアセンブリ５００にも同様に適用することができる。生成される核分裂性物質の量を特定できるように照射される物質の近傍の中性子束を監視するためのデバイス及びシステムもまた、Ｒａ－２２５の生成及びＧｄ－１５７の枯渇レベルを監視及び／又は特定するための照射ターゲットアセンブリ５００に同様に適用することができる。
【0065】
本明細書で述べられる電子中性子発生器及び／又は原子炉を用いてＡｃ－２２５を生成する種々のデバイス、システム、及び方法によって、かなりの量のＡｃ－２２５を生成することができる。Ａｃ－２２５を生成するために電子中性子発生器を使用するデバイス、システム、及び方法は、照射ターゲットアセンブリの後処理をより迅速にすることができ、Ａｃ－２２５の崩壊損失を最小限に抑えることができる。いくつかの態様において、電子中性子発生器を使用する種々のアプローチは、原子炉所有者が生成に参加することを必要とせず、電子中性子発生器から得ることができる最大中性子束の進歩から大きな利益を得ることができる。原子炉の使用を伴う様々なアプローチにより、比較的高いＡｃ－２２５放射能密度（ａｃｔｉｖｉｔｙ ｄｅｎｓｉｔｙ）を得ることができる。
【0066】
本明細書で述べられるＡｃ－２２５を生成するためのデバイス、システム、及び方法は、標的アルファ療法（ＴＡＴ）で使用される非常に望ましいアルファ放出体（Ａｃ－２２５）を生成する解決策を提供する。Ａｃ－２２５の現在の市場価格は、放射能のミリキュリー（ｍＣｉ）当たり８０００ドルを超えることがある。本開示のデバイス、システム、及び方法は、年間数千ｍＣｉの生産が可能である。この生産を支えるのに必要なＲａ－２２６の供給は、破砕作業から得ることができる。例えば、Ｒａ－２２６は、マーセラス層天然ガス生産工程中に生じる逆流水やウラン採掘中に生じる廃水から回収及び再利用することができる。
【0067】
（熱中性子でＧｄ－１５７を照射することによるＲａ－２２５とＡｃ－２２５の生成率の例）
ガドリニウム（Ｇｄ）が、酸化ガドリニウム（ＩＩＩ）（Ｇｄ２Ｏ３）の理論密度の１００％で１００％ガドリニウム－１５７（Ｇｄ－１５７）であると想定すると、Ｇｄ２Ｏ３の巨視的中性子断面積（Σａ Ｇｄ２Ｏ３）は、５９４５．５ｃｍ－１であることが知られている。ｃｍ３当たりのＧｄ２Ｏ３内のＧｄ－１５７の中性子反応率（Ｒ）は、以下の式で与えられる。
ガドリニウム（Ｇｄ）が、酸化ガドリニウム（ＩＩＩ）（Ｇｄ２Ｏ３）の理論密度の１００％で１００％ガドリニウム－１５７（Ｇｄ－１５７）であると想定すると、Ｇｄ２Ｏ３の巨視的中性子断面積（Σａ Ｇｄ２Ｏ３）は、５９４５．５ｃｍ－１であることが知られている。ｃｍ３当たりのＧｄ２Ｏ３内のＧｄ－１５７の中性子反応率（Ｒ）は、以下の式で与えられる。
【数1】
【0068】
電子中性子発生器からの熱中性子束強度（φ）は、１Ｅ８ｎ／ｃｍ２／ｓに等しく、ターゲットは直径４インチ、厚さ（Ｔ）少なくとも１インチの円柱である。ターゲット物質内のＲの値はターゲット内の中性子強度の関数である。通常、φの値は物質内で本質的に一定であると想定される。Ｇｄ－１５７の熱中性子吸収断面積が非常に大きい場合、ターゲット内の中性子反応率Ｒを特定するためには、一定の照射ターゲット面積（Ａ）と厚さ（Ｔ）の関数としての中性子強度を考慮する必要がある。式１は次のように表される。
【数2】
【0069】
φ（ｘ）の値は次のように表される。
【数3】
【0070】
つまり、ターゲットまでの距離ｘにおけるＲの値は次のようになる。
【数4】
【0071】
そして、ターゲット体積内の全反応率は次のようになる。
【数5】
【0072】
Σａ
Ｇｄ２Ｏ３の値が大きいので、Ｔの値がどれだけ大きくても、積分は急速に１／Σａ
Ｇｄ２Ｏ３の値となり、その結果Ｒの値はＡφ（０）となる。
【0073】
電子中性子発生器から供給される熱中性子束が１×１０＾８ｎ／ｃｍ２／ｓであり、ターゲットの円柱面積が８１．８ｃｍ２である場合、Ｒの値はターゲット内で８．１×１０９反応／ｓである。これがガンマ総放出率に相当するので、ターゲットディスク内の総ガンマ放射能は０．２１９Ｃｉとなり得る。これはターゲットの０．００３Ｃｉ／ｃｍ２に相当する。ターゲットディスクの表面から０．１ｃｍの点における対応する総放射能は約０．１９Ｃｉである。Ｒａｄ Ｐｒｏを使用して７ＭｅＶガンマ放射能をレントゲン／時間（Ｒ／ｈｒ）の被爆率に換算すると、１．２７×１０＾７Ｒ／ｈｒの被爆率が得られる。照射される流体について、１Ｒ／ｈｒが線量率で０．０１グレイ／ｈｒ（Ｇｙ／ｈｒ）に等しいという換算を使用すると仮定すると、この値はターゲットディスクから０．１ｃｍの位置で１２７ｋＧｙ／ｈｒの線量率に相当する。しかし、流体は想定肉厚５ｍｍの鋼管内にあるため、水が鋼管内壁に接触して受ける線量は約４．５ｋＧｙ／ｈｒである。
【0074】
鋼管内の流体を滅菌する場合、滅菌に必要な総線量は４ｋＧｙと想定される。従って、完全に滅菌するためには、流体を１．１３時間以上曝露する必要がある。ガンマ線を実用的に適用するには、低流量を小径パイプ中で乱流で使用して、最小数の照射デバイスによって比較的短いパイプ区間で流体を確実に殺菌できるようにする必要がある。
【0075】
ガンマ線は、パイプ壁から流体中にデルタ線を放出させるということにも注意すべきである。ターゲットの総ガンマ放射能は０．２１９Ｃｉである。これは、ターゲット面積のパイプ外径での総線量率３．２２Ｅ７Ｒ／ｈｒに相当する。Ｃｏ－６０ガンマ線に対する鉄製の自己出力形検出器素子の感度の測定値に基づくと、７ＭｅＶガンマ線に対するパイプ壁の感度は約９Ｅ－１６Ａｍｐ／（Ｒ／ｈｒ）／ｍｍ２となる。デバイスあたりの有効表面積が８１．１ｃｍ２（８１１０ｍｍ２）であると想定すると、０．０００２４Ａｍｐ相当の電子が生じる。これは約１．５Ｅ１５ｅ－／ｃｍ２／ｓに相当するので、照射ターゲットエリアのパイプ壁内面では、約２Ｅ５ｋＧｙの線量率に相当する。その結果、デルタ線による流体への線量は、管壁におけるガンマ線による線量を大幅に上回る可能性がある。ベータ線量率はパイプ内の流体まで２ｃｍのところで実質的にゼロになってしまうので、ガンマ線によるデルタ線量を活用するには、大きな乱流を伴う小型で薄壁のパイプを使う必要があることに注意すべきである。
【0076】
ガンマ線によって生じるデルタ線は、鋼管内の制動放射相互作用による大きなＸ線成分も生じさせる。これもまた、パイプ内の流体が受ける放射線量に大きく寄与する。流体への線量率は平均Ｘ線エネルギに比例し、平均Ｘ線エネルギは平均デルタ線エネルギに比例する。平均デルタ線エネルギは平均ガンマ線エネルギに比例する。Ｇｄ－１５７ｍからのガンマ線のピークは約７ＭｅＶなので、平均デルタ線エネルギとして７ＭｅＶを使用することができる。流体中のＸ線線量率を特定するためには、パイプ壁で生じるＸ線放射線の強度を計算するために、壁厚１ｃｍあたりの実効Ｘ線生成断面積が必要である。
【0077】
すべての放射線量生成メカニズムを総合すると、デバイス設計を商業廃水や都市廃水の処理に実用的に使用できる可能性がある。
【0078】
このセクションでは、熱中性子でＧｄ－１５７を照射することによって生成されるＲａ－２２５とＡｃ－２２５の生成率を特定するための計算が提供されている。このセクションではさらに、米国仮出願第６３／１６６，７１８号に記載されるデバイスから予想されるＲａ－２２６の反応率の計算と、電子中性子発生器が適用された場合と‘８２９号特許に記載された方法が使われた場合の両方について、照射時間の関数としてのＲａ－２２５とＡｃ－２２５の純生成量が提供されている。計算結果は、本明細書に記載されたどのアプローチを用いても、数千ｍＣｉのＡｃ－２２５が生成できることを示している。
【0079】
本開示のさらなる態様を以下に示す。
【0080】
本明細書には、様々な態様において、ガンマ線発生器を用いてＡｃ－２２５を生成するデバイス、システム、及び方法が開示されている。一態様において、ガンマ線発生器は、電子中性子発生器を利用して高エネルギの即発捕獲ガンマ線を発生させる。別の態様では、ガンマ線発生器は、加圧水型原子炉（ＰＷＲ）や沸騰水型原子炉（ＢＷＲ）などの商業用原子炉を利用する。
【0081】
本明細書には、一態様において、電子中性子発生器を利用して高エネルギの即発中性子捕獲ガンマ線を発生させるガンマ線発生器を用いてＡｃ－２２５を生成するデバイス、システム、及び方法が開示されている。このシステムは、以下に開示するＲａ－２２６からＡｃ－２２５を生成するためのデバイスと、デバイスの周囲のガンマ線レベルを測定するための、ひいてはＡｃ－２２５へと崩壊するＲａ－２２５の生成を監視するための少なくとも１つのモニタとを備える。
【0082】
本明細書には、一態様において、電子中性子発生器を利用して高エネルギの即発中性子捕獲ガンマ線を発生させるガンマ線発生器を用いてＡｃ－２２５を生成するデバイスが開示されている。一態様において、このデバイスは、中性子又は熱中性子束を発生させるように構成された少なくとも１つの電子中性子発生器と、Ｒａ－２２６照射デバイスと、２つの端側中性子減速体とを備える。
【0083】
このデバイスは、中性子をＲａ－２２６照射デバイスへ向けるように構成されている。一態様において、Ｒａ－２２６照射デバイスは、Ｒａ－２２６を有するＲａ－２２６ターゲット物質とガンマ線発生物質とを備える。一態様では、ガンマ線発生物質は、Ｇｄ－１５７又はＨｆ－１７４であり、好ましくはＧｄ－１５７である。
【0084】
一態様において、Ｒａ－２２６照射デバイスは、Ｒａ－２２６ホルダとＲａ－２２６ホルダに包囲され密封されたＲａ－２２６ディスクとを含む少なくとも１つのＲａ－２２６インサートと、Ｇｄ－１５７ホルダとＧｄ－１５７ホルダに包囲され密封された（好ましくは密閉された）Ｇｄ－１５７ディスクとを含む少なくとも１つのＧｄ－１５７インサートとを備える。Ｒａ－２２６ディスクは、Ｒａ－２２６を少なくとも約３０ｗｔ％、少なくとも約４０ｗｔ％、少なくとも約５０ｗｔ％、少なくとも約６０ｗｔ％、少なくとも約７０ｗｔ％、少なくとも約８０ｗｔ％、少なくとも約９０ｗｔ％、少なくとも約９５ｗｔ％、又は約５０～１００ｗｔ％含むＲａ－２２６ターゲット物質を備える。Ｇｄ－１５７ディスクはＧｄ－１５７ターゲット物質を備える。Ｇｄ－１５７ターゲット物質は、Ｇｄ－１５７を少なくとも約５０ｗｔ％、少なくとも約６０ｗｔ％、少なくとも約７０ｗｔ％、少なくとも約８０ｗｔ％、少なくとも約８５ｗｔ％、少なくとも約８７ｗｔ％、少なくとも約９０ｗｔ％、約８７ｗｔ％～１００ｗｔ％、又は約８７ｗｔ％含むように濃縮された酸化ガドリニウム（Ｇｄ２Ｏ３）を備える。Ｇｄ－１５７ターゲット物質は、照射されるＲａ－２２６インサートに最適なガンマ線量率と強度を与えるように制御された所定の質量と幾何学的特性を有する。一態様において、デバイスは、電子中性子発生器によって生じた中性子を、Ｇｄ－１５７インサートに密閉されたＧｄ－１５７ターゲット物質に向けて照射し、高エネルギガンマ線又はガンマ放射線を発生させるように構成されている。
【0085】
一態様において、２つの端側中性子減速体の各々は、Ｇｄ－１５７インサートに密閉されたＧｄ－１５７ディスクでの熱中性子束曝露を最適化するように、所定の質量及び幾何学的特性を有する中性子減速物質を含む。
【0086】
一態様において、Ｒａ－２２６照射デバイスは、少なくとも１つの内側中性子減速体をさらに備える。内側中性子減速体は、水、重水（Ｄ２Ｏ）又は黒鉛などの中性子減速物質を備える。中性子減速物質は、Ｇｄ－１５７インサートに密閉されたＧｄ－１５７ディスクでの熱中性子束曝露を最適化するように、所定の質量及び幾何学的特性を有する。
【0087】
一態様では、少なくとも１つの電子中性子発生器は、２つ、３つ又は４つ以上の電子中性子発生器である。少なくとも１つのＲａ－２２６インサートは、２つ、３つ又は４つ以上のＲａ－２２６インサートである。一態様では、少なくとも１つのＧｄ－１５７インサートは、２つ、３つ、４つ又は５つ以上のＧｄ－１５７インサートである。少なくとも１つの中性子減速体は、２つ、３つ、４つ、５つ、６つ又は７つ以上の中性子減速体である。
【0088】
一態様において、Ｒａ－２２６照射デバイスは、２つの電子中性子発生器；Ｒａ－２２６照射デバイス；を備える。Ｒａ－２２６照射デバイスは、２つのＲａ－２２６インサートであって、これらの各々がＲａ－２２６ディスクとＲａ－２２６ホルダを含む、２つのＲａ－２２６インサートと、３つのＧｄ－１５７インサートであって、これらの各々がＧｄ－１５７ディスクとＧｄ－１５７ホルダを含む、３つのＧｄ－１５７インサートと、４つの内側中性子減速体とを備え、Ｒａ－２２６照射デバイスは、これらすべてのコンポーネントを左から右に向かって、第１のＧｄ－１５７インサート、第１の内側中性子減速体、第１のＲａ－２２６、第２の内側中性子減速体、第２のＧｄ－１５７インサート、第３の内側中性子減速体、第２のＲａ－２２６インサート、第４の内側中性子減速体、第３のＧｄ－１５７インサートの順に互いに隣接又は隣り合うように配置させるよう構成されている。Ｒａ－２２６照射デバイスのこの構成では、各Ｒａ－２２６インサートが２つのＧｄ－１５７インサートの間に挟まれており、Ｒａ－２２６インサートにおける高エネルギガンマ線反応によって生じる光電子によってさらにガンマ線を発生させることができるので、高エネルギガンマ線の発生が促進され、ひいてはＡｃ－２２５へ崩壊するＲａ－２２５の生成が促進される。
【0089】
一態様では、デバイスは、全てのコンポーネント（２つの電子中性子発生器、２つの端側中性子減速体、及びＲａ－２２６照射デバイスを含む）を、左から右に向かって、第１の電子中性子発生器、第１の端側中性子減速体、Ｒａ－２２６照射デバイス、第２の中性子減速体、第２の電子中性子発生器の順で配置させるように構成されている。
【0090】
一態様において、デバイスは、Ｒａ－２２６照射デバイスに隣接する端側中性子減速体に直接隣接しない表面から放出される中性子及びガンマ線を最小限に抑えるために、Ｒａ－２２６照射デバイスに隣接しない電子中性子発生器に隣接して配置され、当該電子中性子発生器の側面を囲むように構成された放射線遮蔽物質をさらに備える。一態様では、放射線遮蔽物質は鉛（Ｐｂ）である。
【0091】
一態様では、Ｒａ－２２６インサート及びＧｄ－１５７インサートの各々は、Ｒａ－２２６照射デバイスの他のコンポーネントから分離可能であり、自由に移動可能であり、Ｒａ－２２６照射デバイスに抜き差し可能である。
【0092】
一態様において、Ｒａ－２２６インサートは、Ｒａ－２２６照射デバイスへの抜き差しを容易にするためのハンドリングロッドをさらに含む。
【0093】
一態様では、各Ｒａ－２２６インサートは、１つ又は複数のガス膨張ギャップを有する。１つ又は複数のガス膨張ギャップは、Ｒａ－２２６ディスクの上端、又は下端、又は両端に位置するか、又はＲａ－２２６インサートに密封されたＲａ－２２６ディスクを囲んでいる。このデバイス設計は、Ｇｄ－１５７ガンマ線源から生成され得るＲａ－２２５の量を最大にするためであり、密封されたＲａ－２２６ディスクからガスを放出させることなく、Ｒａ－２２６ディスクの膨張と、Ｒａ－２２６の照射中に生成されるヘリウムなどのガスの膨張とを可能にする。Ｒａ－２２６インサートの１つ又は複数のガス膨張ギャップは、少なくとも１．０ｃｍ３のガス膨張容積を有する。Ｒａ－２２６インサートがガス膨張ギャップを有するこのデバイス設計は、Ｇｄ－１５７ガンマ線源から生成され得るＲａ－２２５の量を最大にするためであり、密封されたＲａ－２２６インサートからガスを放出させることなく、Ｒａ－２２６ディスクの膨張と、Ｒａ－２２６の照射中に生成されるヘリウム（Ｈｅ）、ラドン、又は他のガスなどのガスの膨張とを可能にする。
【0094】
一態様において、各Ｇｄ－１５７インサートは、１つ又は複数の膨張ギャップを有してよい。１つ又は複数のガス膨張ギャップは、Ｇｄ－１５７ディスクの上端、又は下端、又は両端に位置するか、又はＧｄ－１５７インサートに密封されたＧｄ－１５７ディスクを囲んでいる。Ｇｄ－１５７インサートが膨張ギャップを有するこのデバイス設計は、Ｇｄ－１５７ガンマ線源から生成され得るＲａ－２２５の量を最大にするためであり、密封されたＧｄ－１５７インサートからガスを放出させることなく、Ｇｄ－１５７ディスクの膨張と、Ｇｄ－１５７の照射中に生成され得るガスの膨張とを可能にする。
【0095】
一態様において、デバイスは、Ｒａ－２２５の生成及びＧｄ－１５７の枯渇レベルを監視するために、デバイスの周囲のガンマ線レベルを測定するモニタをさらに備える。デバイスは、Ｒａ－２２６インサート内でのＲａ－２２５の生成が所定のレベルを超えた場合に、Ｒａ－２２６インサートを新しいＲａ－２２６インサートと交換できるように構成されている。デバイスは、Ｇｄ－１５７の枯渇レベルが所定のレベルを超えた場合に、Ｇｄ－１５７インサートを新しいＧｄ－１５７インサートと交換できるように構成されている。
【0096】
一態様では、デバイスは電子中性子発生器を備えていない。中性子発生器は別で設けられる。一態様において、デバイスは、デバイスの周囲のガンマ線レベルを測定するモニタを備えていない。モニタは別で設けられる。
【0097】
一態様では、デバイスは、放射線遮蔽物質をさらに備えてよい。放射線遮蔽物質は、照射ターゲット物質に直接隣接していない表面から放出される放射線を最小限に抑えるために、Ｒａ－２２６照射デバイスに隣接していない電子中性子発生器に隣接して配置され、当該電子中性子発生器の側面を囲むように構成されている。一態様では、放射線遮蔽物質は鉛（Ｐｂ）である。
【0098】
本明細書には、一態様において、電子中性子発生器を用いて高エネルギガンマ線を発生させる装置及びプロセスが開示されている。一態様において、高エネルギガンマ線は、Ｒａ－２２６からＡｃ－２２５を生成するためにＲａ－２２６ターゲット物質に照射される。
【0099】
一態様において、装置は、熱中性子束を発生させるための少なくとも１つの電子中性子発生器と、照射ターゲット物質を含むアセンブリとを備える。照射ターゲット物質を含むアセンブリは、核融合反応源端などの電子中性子発生器の一端に隣接して配置されるよう構成されている。中性子束は、照射ターゲット物質へ向けられ、照射ターゲット物質と相互作用して、照射ターゲット物質において中性子即発捕獲高エネルギガンマ線を発生させる。一態様では、照射ターゲット物質はＧｄ－１５７ターゲット物質である。アセンブリは、Ｇｄ－１５７ターゲット物質を含む少なくとも１つのＧｄ－１５７インサートを備え、Ｇｄ－１５７ターゲット物質はＧｄ－１５７インサート内に密封されている。一態様では、アセンブリは上述したＲａ－２２６照射デバイスであり、照射ターゲット物質はＲａ－２２６照射デバイスに含まれるように構成されている。
【0100】
一態様において、高エネルギガンマ線を発生させるための装置は、熱中性子束を発生させるように構成された電子中性子発生器と、照射ターゲット物質を含むアセンブリと、中性子及び／又はガンマ線を遮蔽するための放射線遮蔽物質とを備えてよい。一態様では、照射ターゲット物質を含むアセンブリは、電子中性子発生器の核融合反応源端に隣接して配置されるように構成されている。装置は、照射ターゲット物質を含むアセンブリの方へ中性子束を向かせるように構成されており、その結果、照射ターゲット物質が中性子束の少なくとも一部を捕獲して相互作用し、中性子即発捕獲高エネルギガンマ線を発生させる。中性子・ガンマ線遮蔽物質は、照射ターゲット物質に直接隣接していない表面から放出される放射線を最小限に抑えるために、照射ターゲット物質を含むアセンブリに隣接していない電子中性子発生器の側面に隣接し、当該側面を囲むように構成されている。一態様において、放射線遮蔽物質は鉛（Ｐｂ）を含んでよい。一態様では、照射ターゲット物質はＧｄ－１５７ターゲット物質である。アセンブリはＧｄ－１５７ターゲット物質を含む少なくとも１つのＧｄ－１５７インサートを備え、Ｇｄ－１５７ターゲット物質はＧｄ－１５７インサート内に密閉されている。一態様では、アセンブリは上述したＲａ－２２６照射デバイスであり、照射ターゲット物質はＲａ－２２６照射デバイスに含まれるように構成されている。
【0101】
一態様では、装置は高エネルギガンマ線を物体へ向けるように構成されている。一態様では、物体はＲａ－２２６ターゲット物質を備える。一態様では、物体はＲａ－２２６ターゲット物質を有するＲａ－２２６インサートを備え、Ｒａ－２２６ターゲット物質はＲａ－２２６インサート内に密封されている。一態様では、物体は上述したアセンブリの一部であり、アセンブリは上述したＲａ－２２６照射デバイスである。
【0102】
一態様において、装置は中性子減速物質をさらに備えてよい。一態様では、中性子減速物質は、電子中性子発生器の核融合反応源端とアセンブリとの間に配置されるように構成されている。一態様において、中性子減速物質は、黒鉛、水、又は重水を含むか、又は黒鉛、水、又は重水である。
【0103】
一態様では、中性子減速物質の量と幾何学的特性は、照射ターゲット物質（Ｇｄ－１５７ターゲット物質）における熱中性子束曝露が最適化されるように制御される。
【0104】
一態様において、照射ターゲット物質は、ガドリニウム－１５７（Ｇｄ－１５７）物質などの中性子捕獲物質、又は即発捕獲ガンマ線を放出する非常に高い熱中性子捕獲断面積を有する他の物質を含んでよい。一態様において、Ｇｄ－１５７物質は、Ｇｄ－１５７を約８７％、少なくとも約５０％、少なくとも約８７％、又は約８７％～１００％有するように濃縮された酸化ガドリニウム（Ｇｄ２Ｏ３）を含んでよい。Ｇｄ－１５７物質は、電子中性子発生器によって生じた中性子を捕獲し、相互作用して、高エネルギガンマ線を発生させる。
【0105】
一態様では、Ｇｄ－１５７物質の質量と幾何学的特性は、物体が受けるガンマ線量率とエネルギが最適化されるように制御される。
【0106】
一態様では、装置は電子中性子発生器を含まず、電子中性子発生器はデバイスとは別に設けられる。
【0107】
一態様では、高エネルギガンマ線を発生させるための方法が提供される。本方法は、電子中性子発生器を準備するステップと、電子中性子発生器によって中性子束を発生させるステップと、中性子束を照射ターゲット物質へ向けるステップと、中性子束と照射ターゲット物質との間の相互作用によって、照射ターゲット物質で中性子即発捕獲ガンマ線を発生させるステップとのうちの１つ又は複数のステップを含んでよい。一態様では、本方法は、ガンマ線を物体へ向けることをさらに含む。一態様では、照射ターゲット物質は、電子中性子発生器の一端に隣接するように配置され、且つ電子中性子発生器の当該端と物体との間に配置されるように構成されている。
【0108】
一態様において、方法は、照射ターゲット物質に直接隣接していない表面から放出される放射線を最小限に抑えるために、照射ターゲット物質に隣接していない電子中性子発生器の側面に隣接して配置され、当該側面を囲むように構成されている放射線遮蔽物質を使用することをさらに含んでよい。
【0109】
一態様において、方法は、電子中性子発生器の照射ターゲット物質に最も近い端と照射ターゲット物質との間に中性子減速物質を追加することをさらに含んでよい。
【0110】
本明細書では、一態様において、上述のように発生される高エネルギガンマ線を用いてＲａ－２２６からＡｃ－２２５を生成するためのデバイス、システム、及び方法が開示されている。
【0111】
一態様において、高エネルギガンマ線を用いてＲａ－２２６からＡｃ－２２５を生成する方法は、電子中性子発生器を準備するステップと、電子中性子発生器で中性子束を発生させるステップと、中性子束を照射ターゲット物質へ向けるステップと、中性子束と照射ターゲット物質との間の相互作用によって、照射ターゲット物質で中性子即発捕獲ガンマ線を発生させるステップと、ガンマ線を照射対象であるＲａ－２２６ターゲット物質へ向けるステップと、Ｒａ－２２６ターゲット物質を照射して、Ｒａ－２２６インサート内でＲａ－２２６からＲａ－２２５を生成するステップとのうちの１つ又は複数のステップを含んでよい。一態様では、照射ターゲット物質は、電子中性子発生器の一端に隣接して配置され、且つ電子中性子発生器の当該端とＲａ－２２６ターゲット物質との間に配置されるように構成されている。
【0112】
一態様において、方法は、照射ターゲット物質の質量及び幾何学的特性を、照射されるＲａ－２２６ターゲット物質が受けるガンマ線量率及び強度が最適化されるように制御することをさらに含んでよい。
【0113】
一態様では、照射ターゲット物質は、Ｇｄ－１５７インサート内に含まれ密封されるように構成されており、Ｒａ－２２６ターゲット物質は、Ｒａ－２２６インサート内に含まれ密封されるように構成されている。
【0114】
一態様では、方法は、Ｒａ－２２６インサートをガンマ線照射から外すことと、Ｒａ－２２６中のＲａ－２２５を崩壊させてＡｃ－２２５を生成することとをさらに含む。
【0115】
一態様において、方法は、Ｇｄ－１５７インサート及びＲａ－２２６インサートの周囲のガンマ線レベルを測定することと、測定されたガンマ線レベルが所定のレベルより低いと判定することと、Ｒａ－２２６インサートをガンマ線から外すことと、Ｒａ－２２６インサートを新しいＲａ－２２６インサートと交換することと、Ｇｄ－１５７インサートを新しいＧｄ－１５７インサートと交換することとをさらに含んでよい。
【0116】
一態様において、方法は、照射ターゲット物質に直接隣接していない表面から放出される放射線を最小限に抑えるために、照射ターゲット物質に隣接していない電子中性子発生器の側面に隣接して配置され、当該側面を囲むように構成された放射線遮蔽物質を使用することをさらに含んでよい。
【0117】
一態様において、方法は、電子中性子発生器の照射ターゲット物質に最も近い端と照射ターゲット物質との間に中性子減速物質を追加することをさらに含んでよい。
【0118】
一態様において、方法は、中性子減速物質の量及び幾何学的特性を、照射ターゲット物質における中性子束曝露が最適化されるように制御することをさらに含んでよい。
【0119】
一態様では、照射ターゲット物質は、約２５７０００バーン（ｂ）の熱中性子捕獲断面積を有する。
【0120】
一態様では、Ｒａ－２２６ターゲット物質が受けるガンマ線の線量率は、約６２５Ｒ／秒以上又は２．２５×１０６Ｒ／時間以上である。
【0121】
本開示の一態様では、商業用原子炉を用いてＲａ－２２６からＡｃ－２２５を生成するためのシステム、デバイス、及び方法が提供されている。このシステムは、照射ターゲットアセンブリを備える。照射ターゲットアセンブリは、Ｒａ－２２６ターゲット挿入取り出しデバイスと、照射ターゲット物質及び照射ターゲットホルダを含む照射ターゲット格納構造体と、閉じた弾頭端を有する外側ラビットシースとを備え、外側ラビットシースは、２２６ターゲット挿入取り出しデバイス及び照射ターゲット格納構造体を、これらの上端を除いて、囲む。
【0122】
一態様では、照射ターゲット格納構造体はＧｄ－１５７格納構造体である。照射ターゲット物質はＧｄ－１５７ターゲット物質を含む。照射ターゲットホルダはＧｄ－１５７ホルダである。
【0123】
一態様において、Ｒａ－２２６ターゲット挿入取り出しデバイスは、Ｒａ－２２６を含むＲａ－２２６ターゲット物質と、Ｒａ－２２６ターゲット物質を包囲して密封するＲａ－２２６ホルダと、Ｒａ－２２６ホルダに接続されたハンドリングノブとを備える。ハンドリングノブは、Ｇｄ－１５７格納構造体へのＲａ－２２６ターゲット物質の出し入れを容易にする。Ｒａ－２２６ホルダは、Ｒａ－２２６ターゲット物質を包囲し密閉する。中心ロッドは、Ｒａ－２２６ターゲット挿入取り出しデバイスの中心軸に沿っている。Ｒａ－２２６ターゲット挿入取り出しデバイスは、Ｒａ－２２６ターゲット挿入取り出しデバイスの上端に位置するガス膨張ギャップをさらに備える。ガス膨張ギャップは、少なくとも１．０ｃｍ３のガス膨張容積を有してよい。Ｒａ－２２６ターゲット挿入取り出しデバイスがガス膨張ギャップを有するこのデバイス設計は、Ｇｄ－１５７ガンマ線源から生成され得るＲａ－２２５の量を最大にするためであり、密封されたＲａ－２２６ターゲット挿入取り出しデバイスからガスを放出させることなく、Ｒａ－２２６の膨張と、Ｒａ－２２６の照射中に生成されるヘリウム（Ｈｅ）、ラドンなどのガスの膨張とを可能にする
【0124】
一態様では、Ｒａ－２２６ターゲット物質は、固体状であるか、又はＲａ－２２６ホルダ内に詰められた粉末である。Ｇｄ－１５７物質は、固体状であるか、又はＧｄ－１５７ホルダ内に詰められた粉末である。
【0125】
一態様では、照射ターゲットアセンブリは円柱形状である。Ｒａ－２２６ターゲット挿入取り出しデバイスは円柱形状である。Ｇｄ－１５７格納構造体は、Ｒａ－２２６ターゲット挿入取り出しデバイスと同心の円筒形状である。外側ラビットシースは、図６Ａに示すように、Ｒａ－２２６ターゲット挿入取り出しデバイスとＧｄ－１５７格納構造体を、これらの上端を除いて包囲・密封し、閉じた弾頭端を有する円筒形状である。外側ラビットシースは、Ｒａ－２２６ターゲット挿入取り出しデバイス及びＧｄ－１５７格納構造体と同心である。一態様では、外側ラビットシースは、ＳＳ－３１５ステンレス鋼、Ａｌｌｏｙ－６９０、又はジルカロイなどの材料で作られている。Ｒａ－２２６ホルダ５３４、ハンドリングノブ５２４、及びＧｄ－１５７ホルダはそれぞれ、ＳＳ－３１５ステンレス鋼、Ａｌｌｏｙ－６９０、又はジルカロイなどの材料で作られている。
【0126】
一態様では、Ｇｄ－１５７格納構造体、Ｒａ－２２６ターゲット挿入取り出しデバイス、及びラビットシースは互いに分離可能であり、従って、Ｒａ－２２６ターゲット挿入取り出しデバイスをラビットに出し入れすることができ、新しいＲａ－２２６ターゲット挿入取り出しデバイスを設置することができる。また、Ｇｄ－１５７格納構造体も、枯渇レベルが所望のレベルを超えた場合に交換されてよい。Ｒａ－２２６ターゲット物質の利用可能な断面積内で照射されるＲａ－２２６ターゲット物質の質量に基づいて、照射ターゲットアセンブリ、ターゲット挿入取り出しデバイス、及びＧｄ－１５７格納構造体の長さ、直径、その他の寸法が決定される。
【0127】
一態様において、システムは、加圧水型原子炉（ＰＷＲ）などの商業用原子炉と、Ｈｅｉｂｅｌら（参照によりその全体が本明細書に組み込まれる米国特許第１０，７５５，８２９号（‘８２９号特許））により開示されているような、多くの加圧水型原子炉（ＰＷＲ）設計で一般的な可動炉心検出器システム（ＭＩＤＳ）とをさらに備えてよい。
【0128】
一態様において、照射ターゲットアセンブリは円柱形状であってよい。ラビットの外径は、‘８２９号特許に開示されているような多くの加圧水型原子炉（ＰＷＲ）設計で一般的な可動炉内検出器システム（ＭＩＤＳ）で使用される核分裂チャンバの最大外径によって決定される。Ｒａ－２２６ターゲット物質の長さは、Ａｃ－２２５の生成を最大化するために、所望のターゲット質量含有量が得られるように調整されてよい。
【0129】
一態様において、システムは、Ｒａ－２２５の生成レベル及びＧｄ－１５７ターゲット物質の枯渇レベルを特定できるように、照射ターゲットアセンブリの近傍の中性子束及び／又はガンマ線レベルを測定するモニタをさらに備える。測定されたデータは、所定のレベルと比較して、Ｒａ－２２６ターゲット挿入取り出しデバイス及び／又はＧｄ－１５７格納構造体を交換するか否かを判定するために使用されてよい。
【0130】
一態様では、商業用原子炉及び上述のシステムを用いてＲａ－２２６からＡｃ－２２５を生成するための方法が提供されている。本方法は、中性子束を発生させることと、中性子束を、照射ターゲット物質及び照射ターゲットホルダを含む照射ターゲット格納構造体へ向けることと、中性子束と照射ターゲット物質の間の相互作用により、照射ターゲット物質で中性子即発捕獲ガンマ線を発生させることと、ガンマ線を照射対象であるＲａ－２２６ターゲット物質へ向けることと、Ｒａ－２２６ターゲット物質を照射して、Ｒａ－２２６ターゲット物質中のＲａ－２２６からＲａ－２２５を生成することとを含む。
【0131】
一態様では、方法は、Ｒａ－２２６ターゲット物質をガンマ線から外すことと、照射されたＲａ－２２６ターゲット物質中のＲａ－２２５を崩壊させてＡｃ－２２５を生成することとをさらに含む。
【0132】
一態様では、照射ターゲット格納構造体とＲａ－２２６ターゲット物質は、上述の照射ターゲットアセンブリに含まれている。
【0133】
一態様では、方法は、加圧水型原子炉（ＰＷＲ）や沸騰水型原子炉（ＢＷＲ）などの炉心を有する原子炉を準備することをさらに含み、原子炉は、照射ターゲットアセンブリを原子炉の炉心へ送り込む手段を有する。一態様では、中性子反射は原子炉によって発生される。
【0134】
一態様において、方法は、照射ターゲットアセンブリの周囲のガンマ線レベルを測定してＧｄ－１５７の枯渇レベルを特定することと、Ｇｄ－１５７の枯渇レベルが所定のレベルより上であると判定することと、Ｇｄ－１５７格納構造体を交換することと、Ｒａ－２２５の生成量を計算することと、Ｒａ－２２５の生成量が所定量より多いと判断することと、照射されたＲａ－２２６挿入取り出しデバイスを取り出すことと、新しいＲａ－２２６挿入取り出しデバイスと交換することと、照射されたＲａ－２２６挿入取り出しデバイス内のＲａ－２２５を崩壊させてＡｃ－２２５を生成することと、をさらに含む。
【0135】
一態様において、方法は、Ｇｄ－１５７ターゲット物質の質量及び幾何学的特性を、照射されるＲａ－２２６ターゲット物質が受けるガンマ線量率と強度が最適化されるように制御することをさらに含んでよい。
【0136】
一態様では、方法は、Ｒａ－２２６挿入取り出しデバイスとＧｄ－１５７格納構造体との間に中性子減速物質を追加することをさらに含んでよい。
【0137】
一態様において、方法は、中性子減速物質の量及び幾何学的特性を、照射ターゲット物質における中性子束曝露が最適化されるように制御することをさらに含んでよい。
【0138】
以下の各項において、本開示のさらなる態様が提供される。
【0139】
（項１）Ｒａ－２２６からＡｃ－２２５を生成するためのデバイスであって、放出端から熱中性子束を発生させる電子中性子発生器と、電子中性子発生器によって生じた熱中性子束へ曝露されることに応じてガンマ線を発生させる照射ターゲット物質を備え、電子中性子発生器の放出端に近接して配置される照射ターゲットインサートと、照射ターゲット物質によって生じたガンマ線へ曝露されることに応じてＲａ－２２５を生成するＲａ－２２６ターゲット物質を備えるＲａ－２２６インサートと、を備えるデバイス。
【0140】
（項２）照射ターゲット物質の熱中性子束への曝露を緩和する中性子減速物質を備える端側中性子減速体をさらに備え、端側中性子減速体は、照射ターゲットインサートと電子中性子発生器の放出端との間に配置されている、項１に記載のデバイス。
【0141】
（項３）照射ターゲット物質がガドリニウム－１５７（Ｇｄ－１５７）物質を備え、照射ターゲットインサートがＧｄ－１５７インサートである、項１～２のいずれかに記載のデバイス。
【0142】
（項４）Ｇｄ－１５７物質は、Ｇｄ－１５７を少なくとも約８０ｗｔ％～１００ｗｔ％含むように濃縮された酸化ガドリニウム（Ｇｄ２Ｏ３）を備える、項１～３のいずれかに記載のデバイス。
【0143】
（項５）Ｇｄ２Ｏ３がＧｄ－１５７を約８７ｗｔ．％含むように濃縮されている、項１～４のいずれかに記載のデバイス。
【0144】
（項６）照射ターゲット物質が、最適化されたガンマ線量率及び強度をＲａ－２２６インサートに提供するように構成されている、項１～５のいずれかに記載のデバイス。
【0145】
（項７）電子中性子発生器が第１の電子中性子発生器であり、端側中性子減速体が第１の端側中性子減速体であり、Ｇｄ－１５７インサートが第１のＧｄ－１５７インサートであり、Ｒａ－２２６インサートが第１のＲａ－２２６インサートであり、デバイスは、第２の電子中性子発生器と、中性子減速物質を備える第２の端側中性子減速体と、第２のＧｄ－１５７インサート及び第３のＧｄ－１５７インサートであって、これらの各々がＧｄ－１５７物質を備える、第２及び第３のＧｄ－１５７インサートと、Ｒａ－２２６ターゲット物質を備える第２のＲａ－２２６インサートと、第１、第２、第３及び第４の内側中性子減速体であって、これらの各々が中性子減速物質を備える、第１、第２、第３及び第４の内側中性子減速体とをさらに備え、第１の端側中性子減速体は電子中性子発生器に隣接し、第１のＧｄ－１５７インサートは端側中性子減速体に隣接し、第１の内側中性子減速体は第１のＧｄ－１５７インサートに隣接し、第１のＲａ－２２６インサートは第１の内側中性子減速体に隣接し、第２の内側中性子減速体は第１のＲａ－２２６インサートに隣接し、第２のＧｄ－１５７インサートは第２の内側中性子減速体に隣接し、第３の内側中性子減速体は第２のＧｄ－１５７インサートに隣接し、第２のＲａ－２２６インサートは第３の内側中性子減速体に隣接し、第４の内側中性子減速体は第２のＲａ－２２６インサートに隣接し、第３のＧｄ－１５７インサートは第４の内側中性子減速体に隣接し、第２の端側中性子減速体は第３のＧｄ－１５７インサートに隣接し、第２の電子中性子発生器は第２の端側中性子減速体に隣接する、項１～６のいずれかに記載のデバイス。
【0146】
（項８）第１、第２及び第３のＧｄ－１５７インサートの各々並びに第１及び第２のＲａ－２２６インサートの各々が、取り外し可能にデバイスに挿入されている、項１～７のいずれかに記載のデバイス。
【0147】
（項９）Ｇｄ－１５７物質の枯渇レベル及びＲａ－２２５の生成量の少なくとも１つを特定するために、ガンマ線のレベルを測定するように構成されたモニタをさらに備える、項１～８のいずれかに記載のデバイス。
【0148】
（項１０）Ｒａ－２２６からＡｃ－２２５を生成するための方法であって、電子中性子発生器を用いて中性子束を発生させることと、照射ターゲット物質を中性子束に曝露させることによりガンマ線を発生させることと、Ｒａ－２２６ターゲット物質を備えるＲａ－２２６インサートにガンマ線を照射することによりＲａ－２２５を生成することと、を含む方法。
【0149】
（項１１）電子中性子発生器を少なくとも部分的に囲む放射線遮蔽物質を用いて中性子束を遮蔽することをさらに含む、項１０に記載の方法。
【0150】
（項１２）電子中性子発生器と照射ターゲット物質との間に配置された中性子減速物質を用いて中性子束を減速させることをさらに含む、項１０～１１のいずれかに記載の方法。
【0151】
（項１３）ガンマ線のレベルを測定するように構成されたモニタを用いて、照射ターゲット物質の枯渇レベル及びＡｃ－２２５生成量の少なくとも１つを監視することをさらに含む、項１０～１２のいずれかに記載の方法。
【0152】
（項１４）Ｒａ－２２６からＡｃ－２２５を生成するためのシステムであって、システムは、炉心を備える原子炉と、炉心に挿入可能な照射ターゲットアセンブリとを備え、照射ターゲットアセンブリが、Ｒａ－２２６を備えるＲａ－２２６物質とＲａ－２２６物質を包囲し密封するＲａ－２２６ホルダとを備えるＲａ－２２６ターゲット挿入取り出しデバイスと、照射ターゲット物質と照射ターゲット物質を包囲し密封する照射ターゲットホルダとを備える照射ターゲット格納構造体であって、少なくとも部分的にＲａ－２２６ターゲット挿入取り出しデバイスを囲む照射ターゲット格納構造体と、閉じた端を有する外側ラビットシースであって、少なくとも部分的に照射ターゲット格納構造体を囲む外側ラビットシースとを備える、システム。
【0153】
（項１５）照射ターゲット物質がＧｄ－１５７物質を備える、項１４に記載のシステム。
【0154】
（項１６）照射ターゲットアセンブリは、少なくとも１つのガス膨張ギャップをさらに備える、項１４～１５のいずれかに記載のシステム。
【0155】
（項１７）Ｒａ－２２６物質及び照射ターゲット物質は粉末状である、項１４～１６のいずれかに記載のシステム。
【0156】
（項１８）Ｒａ－２２６ターゲット挿入取り出しデバイスは円柱形であり、照射ターゲット格納構造体は、円筒形であり、Ｒａ－２２６ターゲット挿入取り出しデバイスと同心であり、外側ラビットシースは、円筒形であり、Ｒａ－２２６ターゲット挿入取り出しデバイス及び照射ターゲット格納構造体を囲む閉じた端を備える、項１４～項１７のいずれかに記載のシステム。
【0157】
（項１９）Ｒａ－２２５の生成量及び照射ターゲット物質の枯渇レベルの少なくとも１つを特定するために、照射ターゲットアセンブリの近傍のガンマ線レベルを測定するように構成された１つ又は複数のモニタをさらに備える、項１４～項１８のいずれかに記載のシステム。
【0158】
（項２０）Ｒａ－２２６ターゲット挿入取り出しデバイス及び照射ターゲット格納構造体はそれぞれ、取り外し可能に照射ターゲットアセンブリに挿入される、項１４～項１９のいずれかに記載のシステム。
【0159】
（項２１）Ｒａ－２２６からＡｃ－２２５を生成するための方法であって、原子炉の炉心にＲａ－２２６物質と照射ターゲット物質とを備える照射ターゲットアセンブリを挿入することと、原子炉の炉心で中性子束を発生させることと、照射ターゲット物質を中性子束に曝露させることによりガンマ線を発生させることと、Ｒａ－２２６にガンマ線を照射することによりＲａ－２２５を生成することとを含む方法。
【0160】
（項２２）照射ターゲットアセンブリの近傍のガンマ線のレベルを監視することにより、Ｒａ－２２５の生成量及び照射ターゲット物質の枯渇レベルの少なくとも１つを特定することをさらに含む、項２１に記載の方法。
【0161】
（項２３）照射ターゲット物質の枯渇レベルが所定の閾値を満たすと判定することと、照射ターゲットアセンブリから照射ターゲット物質を取り出して、照射ターゲットアセンブリに新しい照射ターゲット物質を挿入することにより、照射ターゲットを交換することと、をさらに含む、項２１～項２２のいずれかに記載の方法。
【0162】
（項２４）Ｒａ－２２５の生成量が所定の閾値を満たすと判定することと、照射ターゲットアセンブリからＲａ－２２６ターゲット物質を取り出すことと、照射ターゲットアセンブリに新しいＲａ－２２６ターゲット物質を挿入することとをさらに含む、項２１～項２３のいずれかに記載の方法。
【0163】
（項２５）照射ターゲット物質がＧｄ－１５７を備える、項２１～２４のいずれかに記載の方法。
【0164】
本明細書に記載される及び／又はアプリケーションデータシートに記載されるすべての特許、特許出願、刊行物、その他の開示資料は、個々の参照資料がそれぞれ明示的に参照により組み込まれたかのように、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。本明細書において参照により組み込まれるとされるすべての参考資料、いかなる資料又はその一部は、組み込まれる資料が本開示に記載される既存の定義、記述、又はその他の開示資料と矛盾しない範囲においてのみ、本明細書に組み込まれる。そのため、必要な範囲において、本明細書の開示は、参照により本明細書に組み込まれる矛盾する資料に優先し、本出願に明示的に記載される開示が支配する。
【0165】
様々な例示的及び例示的な態様を参照して、本開示を説明した。本明細書に記載された態様は、開示された本開示の様々な態様の様々な詳細の例示的特徴を提供するものと理解され、従って、特に指定されない限り、可能な範囲で、開示された態様の１つ又は複数の特徴、要素、コンポーネント、成分、構成要素、構造、モジュール、及び／又は態様は、開示された本開示の範囲から逸脱することなく、開示された態様の１つ又は複数の他の特徴、要素、コンポーネント、成分、構成要素、構造、モジュール、及び／又は態様と組み合わされてよく、分離されてよく、入れ替えられてよく、及び／又は再構成されてよいことが理解されるべきである。従って、当業者であれば、本開示の範囲から逸脱することなく、例示的な態様の様々な置換、変更又は組合せがなされ得ることが分かるであろう。加えて、当業者であれば、本明細書を読めば、日常的な実験以上のことを行わずとも、本明細書に記載された本開示の様々な態様の多くの等価物が分かる、もしくは特定することができるであろう。従って、本開示は、様々な態様の記載によって限定されるものではなく、むしろ特許請求の範囲によって限定されるものである。
【0166】
当業者であれば、一般に、本明細書、特に添付の特許請求の範囲（例えば、添付の特許請求の範囲の本体部）で使用される用語が、通常「オープン」な用語（例えば、「含んでいる」という語は「～を含んでいるが～に限定されない」と解釈されるべきであり、「有する」という語は、「少なくとも～有する」と解釈されるべきであり、「含む」という語は、「～を含むが～限定されない」と解釈されるべきである等）として使用されていることが分かるであろう。当業者であればさらに、請求項の要素の特定の数が意図される場合、そのような意図は請求項に明示的に記載され、そのような記載がない場合には、そのような意図は存在しないことが理解されよう。例えば、理解の一助として、添付の特許請求の範囲では、特許請求の要素を導入するために「少なくとも１つの」及び「１つ又は複数の」という導入句が使用されている場合がある。しかしながら、このような句の使用は、不定冠詞「ａ」又は「ａｎ」による請求項の要素の導入が、そのように導入された請求項の要素を含む特定の請求項を、同じ請求項が導入句「１つ又は複数の」又は「少なくとも１つの」及び不定冠詞「ａ」又は「ａｎ」などを含む場合であっても、そのような要素を１つだけ含む請求項に限定することを意味すると解釈されるべきではない（例えば、「ａ」及び／又は「ａｎ」は、通常、「少なくとも１つ」又は「１つ又は複数」を意味するものと解釈されるべきである）。請求項の要素を導入するのに使用される定冠詞にも同じことが言える。
【0167】
さらに、請求項の要素の特定の数が明示的に記載されている場合であっても、当業者であれば、そのような記載は、通常、少なくとも記載された数であること意味すると解釈されるべきであることが分かるであろう（例えば、他の修飾語句を伴わない「２つの要素」という記載は、通常、少なくとも２つの要素、又は２つ又は複数の要素を意味する）。さらに、「Ａ、Ｂ、及びＣのうちの少なくとも１つなど」に類似する表現が使用される場合、一般的に、そのような表現は、当業者がその表現を理解する意味を意図している（例えば、「Ａ、Ｂ、及びＣのうちの少なくとも１つを有するシステム」は、Ａだけ、Ｂだけ、Ｃだけ、Ａ及びＢ、Ａ及びＣ、Ｂ及びＣ、及び／又はＡ、Ｂ、及びＣなどを有するシステムを含むが、これらに限定されない）。「Ａ、Ｂ、又はＣのうちの少なくとも１つなど」に類似する表現が使用される場合、一般に、そのような表現は、当業者がその表現を理解する意味を意図している（例えば、「Ａ、Ｂ、又はＣのうちの少なくとも１つを有するシステム」は、Ａだけ、Ｂだけ、Ｃだけ、Ａ及びＢ、Ａ及びＣ、Ｂ及びＣ、及び／又はＡ、Ｂ、及びＣ等を有するシステムを含むが、これらに限定されない）。当業者であればさらに理解することであろうが、詳細な説明、特許請求の範囲、又は図面に関わらず、２つ以上の代替的な語を提示する離接語及び／又は離接句は、通常、文脈上別段の指示がない限り、語の一方、語のいずれか、又は語の両方を含む可能性を企図するものと理解されるべきである。例えば、「Ａ又はＢ」という句は、通常、「Ａ又はＢ」、あるいは「Ａ及びＢ」の可能性を含むと理解される。
【0168】
特許請求の範囲に関して、当業者であれば、そこに記載された動作は、一般に、どのような順序で実行されてもよいことを理解するであろう。また、請求項の要素が順序で示されていても、様々な動作は、記載されている順序以外の順序で実行されてもよく、又は同時に実行されてもよいことが理解されるべきである。そのような代替順序の例としては、文脈上別段の指示がない限り、重複順序、インターリーブ順序、中断順序、再順序、増分順序、準備順序、補足順序、同時順序、逆順序、又は他の変形順序が挙げられる。さらに、「～に応じて」、「～に関連する」、過去形の形容詞などの語は、文脈上別段の指示がない限り、一般に、このような変形を除外することを意図していない。
【0169】
「一態様」、「ある態様」、「ある例示」、「１つの例示」などへの言及は、その態様に関して記載される特定の特徴、構造、又は特性が、少なくとも１つの態様に含まれることを意味することに留意されたい。従って、本明細書中の様々な箇所で見られる「一態様において」、「ある態様において」、「ある例示において」、及び「一例示において」という表現は、必ずしもすべてが同じ態様を指すわけではない。さらに、特定の特徴、構造又は特性は、１つ又は複数の態様において任意の適切に組み合わせられてよい。
【0170】
本明細書で使用される「ａ」、「ａｎ」、「ｔｈｅ」という単数形は、文脈上そうでないことが明らかな場合を除き、複数形も含む。
【0171】
本明細書で使用される、例えば、上、下、左、右、下、上、前、後、及びそれらの変形など（これらに限定されない）の方向を示す語句は、添付図面に示される要素の方向に関するものであり、別途明示的に記載されない限り、特許請求の範囲を限定するものではない。
【0172】
本開示で使用される「約」又は「およそ」という語は、特に指定がない限り、当業者によって決定される特定の値に対する許容可能な誤差を意味し、これは値がどのように測定又は決定されるかに部分的に依存する。特定の態様において、「約」又は「およそ」という語は、１、２、３、又は４標準偏差以内を意味する。特定の態様において、「約」又は「およそ」という語は、所与の値又は範囲の５０％、２００％、１０５％、１００％、９％、８％、７％、６％、５％、４％、３％、２％、１％、０．５％、又は０．０５％以内を意味する。
【0173】
本明細書では、特に断りのない限り、すべての数値パラメータは、すべての場合において、「約」という語によって前置きされ、修飾されるものと理解される。この場合、数値パラメータは、パラメータの数値を決定するために使用される基礎的な測定技術に特有の固有の変動性を有する。少なくとも、特許請求の範囲への均等論の適用を制限しようとするものではないが、本明細書に記載される各数値パラメータは、少なくとも、報告された有効数字の桁数を考慮し、通常の丸め技術を適用して解釈されるべきである。
【0174】
本明細書で言及される数値範囲には、言及される範囲に包含されるすべての下位範囲が含まれる。例えば、「１～１００」の範囲は、最小値である１と最大値である１００との間のすべての下位範囲を含む（及びそれを含む）、すなわち、１以上の最小値と１００以下の最大値とを有するすべての下位範囲を含む。また、本明細書で言及されるすべての範囲は、言及される範囲の端点を含む。例えば、「１～１００」の範囲は、端点である１及び１００を含む。本明細書に記載されている最大数値限定は、そこに包含されるすべての下位数値限定を含むことを意図しており、本明細書に記載されている最小数値限定は、そこに包含されるすべての上位数値限定を含むことを意図している。従って、出願人は、明示的に記載された範囲に包含される任意の下位範囲を明示的に記載するように特許請求の範囲を含む本明細書を補正する権利を有する。そのような範囲はすべて、本明細書に本質的に記載されている。
【0175】
「備える」（及び「備えた」や「備えている」などの「備える」いかなる形）、「有する」（及び「有した」や「有している」などの「有する」のいかなる形）、「含む」（及び「含んだ」や「含んでいる」などの「含む」のいかなる形）、「含有する」（及び「含有した」や「含有している」などの「含有する」のいかなる形）は、オープンエンドの連結動詞である。従って、１つ又は複数の要素を「備える」、「有する」、「含む」、又は「含有する」システムは、それらの１つ又は複数の要素を持っているが、それらの１つ又は複数の要素のみを持っていることに限定されない。同様に、１つ又は複数の特徴を「備える」、「有する」、「含む」、又は「含有する」システム、デバイス、又は装置の要素は、それらの１つ又は複数の特徴を有するが、それらの１つ又は複数の特徴のみを有することに限定されない。
【0176】
本出願の態様及び実施形態を説明する際、明確性のために特定の用語が使用される。しかしながら、本開示は、そのように選択された特定の用語に限定されることを意図するものではない。本明細書のいかなる部分も、本開示の範囲を限定するものとみなされるべきではない。
【0177】
提示された全ての例は、代表的且つ非限定的である。上述の態様及び実施形態は、上述の教示に照らして当業者に理解されるように、本開示から逸脱することなく、変更又は変形されてよい。従って、特許請求の範囲及びその均等物の範囲内において、本開示は、具体的に記載されたのとは別のやり方で実施されてもよいことが理解されるべきである。
【0178】
これ以上詳しく説明しなくても、当業者であれば、前述の説明を用いて、特許請求される開示内容を最大限に利用することができると考えられる。本明細書に開示された例、態様及び実施形態は、単に例示的なものとして解釈されるべきであり、いかなる意味においても本開示の範囲を限定するものではない。当業者であれば、論じた基本原理から逸脱することなく、上述の態様及び実施形態の細部に様々な変更及び変形を加えることができることは明らかであろう。換言すれば、上記の説明において具体的に開示された態様及び実施形態の様々な変更及び改良は、添付の特許請求の範囲内にある。例えば、上述された様々な態様及び実施形態の特徴の任意の好適な組み合わせが企図される。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5A】
【図5B】
【図5C】
【図5D】
【図6A】
【図6B】
【手続補正書】
【提出日】2024-07-11
【手続補正1】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
ラジウム－２２６（Ｒａ－２２６）からアクチニウム－２２５（Ａｃ－２２５）を生成するためのデバイスであって、放出端から熱中性子束を発生させる電子中性子発生器と、
前記電子中性子発生器によって生じた前記熱中性子束へ曝露されることに応じてガンマ線を発生させる照射ターゲット物質を備える照射ターゲットインサートであって、前記電子中性子発生器の前記放出端に近接して配置される前記照射ターゲットインサートと、
前記照射ターゲット物質によって生じた前記ガンマ線に曝露されることに応じてＲａ－２２５を生成するＲａ－２２６ターゲット物質を備えるＲａ－２２６インサートと、
を備える、デバイス。
【請求項2】
前記デバイスは、さらに、前記熱中性子束への前記照射ターゲット物質の曝露を緩和する中性子減速物質を備える端側中性子減速体を備え、
前記端側中性子減速体は、前記照射ターゲットインサートと前記電子中性子発生器の前記放出端との間に配置されている、請求項１に記載のデバイス。
【請求項3】
前記照射ターゲット物質は、ガドリニウム－１５７（Ｇｄ－１５７）物質を備え、前記照射ターゲットインサートは、Ｇｄ－１５７インサートである、請求項２に記載のデバイス。
【請求項4】
前記Ｇｄ－１５７物質は、Ｇｄ－１５７を少なくとも約８０ｗｔ％～１００ｗｔ％含むように濃縮された酸化ガドリニウム（Ｇｄ２Ｏ３）を備える、請求項３に記載のデバイス。
【請求項5】
前記Ｇｄ２Ｏ３は、Ｇｄ－１５７を約８７ｗｔ％含むように濃縮されている、請求項４に記載のデバイス。
【請求項6】
前記照射ターゲット物質が、前記Ｒａ－２２６インサートに最適化されたガンマ線量率及び強度を提供するように構成されている、請求項１に記載のデバイス。
【請求項7】
前記電子中性子発生器は、第１の電子中性子発生器であり、前記端側中性子減速体は、第１の端側中性子減速体であり、
前記Ｇｄ－１５７インサートは、第１のＧｄ－１５７インサートであり、
前記Ｒａ－２２６インサートは、第１のＲａ－２２６インサートであり、
前記デバイスは、さらに、
第２の電子中性子発生器と、
前記中性子減速物質を備える第２の端側中性子減速体と、
第２のＧｄ－１５７インサート及び第３のＧｄ－１５７インサートであって、これらの各々が前記Ｇｄ－１５７物質を備える、前記第２のＧｄ－１５７インサート及び前記第３のＧｄ－１５７インサートと、
前記Ｒａ－２２６ターゲット物質を備える第２のＲａ－２２６インサートと、
第１の内側中性子減速体、第２の内側中性子減速体、第３の内側中性子減速体、及び第４の内側中性子減速体であって、これらの各々が前記中性子減速物質を備える、前記第１の内側中性子減速体、前記第２の内側中性子減速体、前記第３の内側中性子減速体、及び前記第４の内側中性子減速体と、を備え、
前記第１の端側中性子減速体は、前記第１の電子中性子発生器に隣接し、
前記第１のＧｄ－１５７インサートは、前記第１の端側中性子減速体に隣接し、
前記第１の内側中性子減速体は、前記第１のＧｄ－１５７インサートに隣接し、
前記第１のＲａ－２２６インサートは、前記第１の内側中性子減速体に隣接し、
前記第２の内側中性子減速体は、前記第１のＲａ－２２６インサートに隣接し、
前記第２のＧｄ－１５７インサートは、前記第２の内側中性子減速体に隣接し、
前記第３の内側中性子減速体は、前記第２のＧｄ－１５７インサートに隣接し、
前記第２のＲａ－２２６インサートは、前記第３の内側中性子減速体に隣接し、
前記第４の内側中性子減速体は、前記第２のＲａ－２２６インサートに隣接し、
前記第３のＧｄ－１５７インサートは、前記第４の内側中性子減速体に隣接し、
前記第２の端側中性子減速体は、前記第３のＧｄ－１５７インサートに隣接し、
前記第２の電子中性子発生器は、前記第２の端側中性子減速体に隣接する、請求項３に記載のデバイス。
【請求項8】
前記第１のＧｄ－１５７インサート、前記第２のＧｄ－１５７インサート、及び前記第３のＧｄ－１５７インサートの各々並びに前記第１のＲａ－２２６インサート及び前記第２のＲａ－２２６インサートの各々が、取り外し可能に前記デバイスに挿入されている、請求項７に記載のデバイス。
【請求項9】
前記デバイスは、さらに、前記Ｇｄ－１５７物質の枯渇レベル又は前記Ｒａ－２２５の生成量の少なくとも１つを特定するために、前記ガンマ線のレベルを測定するように構成されたモニタを備える、請求項１に記載のデバイス。
【請求項10】
Ｒａ－２２６からＡｃ－２２５を生成するための方法であって、電子中性子発生器を用いて中性子束を発生させることと、
照射ターゲット物質を前記中性子束に曝露させることによってガンマ線を発生させることと、
Ｒａ－２２６ターゲット物質を備えるＲａ－２２６インサートに前記ガンマ線を照射することによりＲａ－２２５を生成することと、を含む方法。
【請求項11】
前記方法は、さらに、前記電子中性子発生器を少なくとも部分的に囲む放射線遮蔽物質を用いて前記中性子束を遮蔽することを含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項12】
前記方法は、さらに、前記電子中性子発生器と前記照射ターゲット物質との間に配置された中性子減速物質を用いて前記中性子束を減速することを含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項13】
前記方法は、さらに、前記ガンマ線のレベルを測定するように構成されたモニタを用いて、前記照射ターゲット物質の枯渇レベル又はＡｃ－２２５の生成量の少なくとも１つを監視することを含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項14】
Ｒａ－２２６からＡｃ－２２５を生成するためのシステムであって、炉心を備える原子炉と、
前記炉心に挿入可能な照射ターゲットアセンブリと、を備え、
前記照射ターゲットアセンブリは、
Ｒａ－２２６を備えるＲａ－２２６物質と前記Ｒａ－２２６物質を包囲し密封するＲａ－２２６ホルダとを備えるＲａ－２２６ターゲット挿入取り出しデバイスと、
照射ターゲット物質と前記照射ターゲット物質を包囲し密封する照射ターゲットホルダとを備える照射ターゲット格納構造体であって、前記Ｒａ－２２６ターゲット挿入取り出しデバイスを少なくとも部分的に囲む前記照射ターゲット格納構造体と、
閉じた端を備える外側ラビットシースであって、前記照射ターゲット格納構造体を少なくとも部分的に囲む前記外側ラビットシースと、を備える、システム。
【請求項15】
前記照射ターゲット物質がＧｄ－１５７物質を備える、請求項１４に記載のシステム。
【請求項16】
前記照射ターゲットアセンブリは、少なくとも１つのガス膨張ギャップをさらに備える、請求項１４に記載のシステム。
【請求項17】
前記Ｒａ－２２６物質及び前記照射ターゲット物質は、粉末状である、請求項１５に記載のシステム。
【請求項18】
前記Ｒａ－２２６ターゲット挿入取り出しデバイスは円柱形であり、前記照射ターゲット格納構造体は、円筒形であり、前記Ｒａ－２２６ターゲット挿入取り出しデバイスと同心であり、
前記外側ラビットシースは、円筒形であり、前記Ｒａ－２２６ターゲット挿入取り出しデバイスと前記照射ターゲット格納構造体を囲む閉じた端を備える、請求項１４に記載のシステム。
【請求項19】
前記システムは、さらに、Ｒａ－２２５の生成量又は前記照射ターゲット物質の枯渇レベルの少なくとも１つを特定するために、前記照射ターゲットアセンブリの近傍のガンマ線レベルを測定するように構成された１つ又は複数のモニタを備える、請求項１５に記載のシステム。
【請求項20】
前記Ｒａ－２２６ターゲット挿入取り出しデバイスと前記照射ターゲット格納構造体とはそれぞれ、前記照射ターゲットアセンブリに取り外し可能に挿入される、請求項１５に記載のシステム。
【請求項21】
Ｒａ－２２６からＡｃ－２２５を生成するための方法であって、原子炉の炉心に、Ｒａ－２２６物質と照射ターゲット物質とを備える照射ターゲットアセンブリを挿入することと、
前記原子炉の前記炉心で中性子束を発生させることと、
前記照射ターゲット物質を前記中性子束に曝露させることによってガンマ線を発生させることと、
前記Ｒａ－２２６物質に前記ガンマ線を照射することによりＲａ－２２５を生成することと、を含む方法。
【請求項22】
前記方法は、さらに、前記照射ターゲットアセンブリの近傍の前記ガンマ線のレベルを監視することにより、Ｒａ－２２５の生成量又は前記照射ターゲット物質の枯渇レベルの少なくとも１つを特定することを含む、請求項２１に記載の方法。
【請求項23】
前記方法は、さらに、前記照射ターゲット物質の枯渇レベルが所定の閾値を満たすと判定することと、
前記照射ターゲットアセンブリから前記照射ターゲット物質を取り出し、新しい照射ターゲット物質を前記照射ターゲットアセンブリに挿入することにより、前記照射ターゲット物質を交換することと、を含む、請求項２２に記載の方法。
【請求項24】
前記方法は、さらに、前記Ｒａ－２２５の生成量が所定の閾値を満たすと判定することと、
前記照射ターゲットアセンブリから前記Ｒａ－２２６ターゲット物質を取り出すことと、
新しいＲａ－２２６ターゲット物質を前記照射ターゲットアセンブリに挿入することと、
を含む、請求項２２に記載の方法。
【請求項25】
前記照射ターゲット物質がＧｄ－１５７を備える、請求項２１に記載の方法。【国際調査報告】