阅读说明：本技术 Ri制造装置用自屏蔽体 (Self-shielding body for RI manufacturing apparatus ) 是由 鹈野浩行 于 2020-03-27 设计创作，主要内容包括：本发明的目的在于提供一种能够减轻重量的RI制造装置用自屏蔽体。自屏蔽体(6)中,第1层(21)屏蔽一次γ射线(L1),第2层(22)屏蔽中子(L2),且比第2层(22)更靠外周侧的第3层(23)屏蔽捕获γ射线(L3)。在此,第2层(22)配置于第1层(21)的外周侧,因此第1层(21)配置于比第2层(22)更靠近靶(T)的位置。通过这种配置能够减小γ射线屏蔽材料的体积。因此,能够减轻第1层(21)的重量。并且,中子(L2)穿过第1层(21),因此可获得中子(L2)的减速效果,从而第2层(22)能够更有效地屏蔽中子(L2)。因此,能够将第2层(22)设为比比较例更薄,从而能够减轻重量。(The invention aims to provide a self-shielding body for an RI manufacturing device, which can reduce weight. In the self-shielding body (6), the 1 st layer (21) shields primary gamma rays (L1), the 2 nd layer (22) shields neutrons (L2), and the 3 rd layer (23) on the outer peripheral side of the 2 nd layer (22) shields captured gamma rays (L3). Since the 2 nd layer (22) is disposed on the outer peripheral side of the 1 st layer (21), the 1 st layer (21) is disposed closer to the target (T) than the 2 nd layer (22). The volume of the gamma-ray shielding material can be reduced by this configuration. Therefore, the weight of the 1 st layer (21) can be reduced. Also, since the neutrons (L2) pass through the 1 st layer (21), a deceleration effect of the neutrons (L2) can be obtained, and thus the 2 nd layer (22) can shield the neutrons (L2) more effectively. Therefore, the 2 nd layer (22) can be made thinner than in the comparative example, and the weight can be reduced.)

RI制造装置用自屏蔽体

技术领域

本申请主张基于2019年3月29日申请的日本专利申请第2019-066384号的优先权。该日本申请的全部内容通过参考援用于本说明书中。

本发明涉及一种RI(放射性同位素)制造用自屏蔽体。

背景技术

作为脑或心脏、癌症等精密检查中的检查方法，有正电子发射断层摄影法(PET：Positron Emission Tomography(正电子发射断层扫描))。该PET检查中，将由释放正电子(正子)的放射性同位素(正子放射核种)标记的检查用药剂通过注射或吸入等导入至被实验者的体内。被导入至体内的检查用药剂被代谢或积蓄在特定的部位(例如，肿瘤或病变位置)中。从放射性同位素释放的正子与周围的电子结合而消除时会释放放射线(消除γ射线)，因此通过检测该放射线并由计算机进行处理，变得能够获得特定截面中的断层摄影图像。

作为用于制造这种放射性同位素(RI)的装置，例如已知有专利文献1的装置。该装置中，在自屏蔽体的内部配置有粒子加速器，并将来自该粒子加速器的带电粒子线照射于靶上来制造放射性同位素。

专利文献1：日本特开2000-105293号公报

在此，如上述的RI制造装置用自屏蔽体具有用于屏蔽中子或γ射线等的多个层。作为用于进行这种屏蔽的材料，有时使用比重大的材料。因此，存在自屏蔽体的重量变重之类的问题。自屏蔽体设置于建筑物的地面上，因此从地面的耐荷载的观点等而言，要求减轻自屏蔽体的重量。

发明内容

因此，本申请发明的目的在于提供一种能够减轻重量的RI制造装置用自屏蔽体。

本发明的RI制造装置用自屏蔽体在内部配置有加速器及RI制造装置且在该内部通过将来自加速器的带电粒子线照射于靶上来完成放射性同位素的制造，该RI制造装置用自屏蔽体具备：第1层，通过屏蔽γ射线的第1γ射线屏蔽材料来形成；第2层，配置于比第1层更靠外周侧的位置，并通过比第1层的γ射线屏蔽材料具有更高的中子屏蔽性且比重比第1层的γ射线屏蔽材料小的中子屏蔽材料来形成；及第3层，配置于比第2层更靠外周侧的位置，并通过比第2层的中子屏蔽材料具有更高的γ射线屏蔽性的第2γ射线屏蔽材料来形成。

RI制造装置用自屏蔽体中，第1层屏蔽一次γ射线，第2层屏蔽中子，比第2层更靠外周侧的第3层屏蔽捕获γ射线。具体而言，第2层配置于第1层的外周侧，因此第1层配置于比第2层更靠近靶的位置。这种配置中，与如第1层配置于比第2层更靠外周侧的位置的结构相比，通过将第1层的厚度设为相同，能够获得等同的γ射线屏蔽性能的同时，能够减小γ射线屏蔽材料的体积。因此，能够减轻第1层的重量。并且，中子穿过第1层，因此可获得中子的减速效果，从而第2层能够更有效地屏蔽中子。因此，能够将第2层设为薄，并能够减轻重量。另一方面，捕获γ射线不穿过第1层，因此第3层应屏蔽的捕获γ射线增加，但是捕获γ射线在放射线整体中所占比例低，因此对于重量增加没有显著的影响。通过以上，能够减轻自屏蔽体的重量。

第3层的第2γ射线屏蔽材料的比重可以比第1层的第1γ射线屏蔽材料的比重小。由此，在自屏蔽体内，能够减少比重大的材料的量。

第1层可以配置于自屏蔽体中的最内周侧。由此，能够减小第1层的γ射线屏蔽材料的体积。

发明效果

根据本发明，能够提供一种能够减轻重量的RI制造装置用自屏蔽体。

附图说明

图1是具有本发明的实施方式所涉及的自屏蔽体的RI制造系统的沿水平面的剖视图。

图2是图1的RI制造系统的沿铅垂面的剖视图。

图3中，图3(a)是表示本发明的实施方式所涉及的自屏蔽体的层结构的剖视图，图3(b)是表示比较例所涉及的自屏蔽体的层结构的剖视图。

图中：2-加速器，6-自屏蔽体，10-靶装置(RI制造装置)，21-第1层，22-第2层，23-第3层。

具体实施方式

以下，参考附图对本发明所涉及的自屏蔽体的实施方式进行详细的说明。并且，在说明中，有时使用“上”及“下”的术语，其对应于附图的上方向及下方向。

图1是RI制造系统1的剖视图。RI制造系统1具备靶装置10(RI制造装置)。RI制造系统1制造放射性同位素(RI)。RI制造系统1例如能够用作PET用回旋加速器，且通过RI制造系统1制造的RI例如用于放射性同位素标记化合物(RI化合物)即放射性药剂(包括放射性医药品)的制造。作为医院等的PET检查(正子发射断层摄影检查)中所使用的放射性同位素标记化合物，有¹⁸F-FLT(氟代胸苷)、¹⁸F-FMISO(氟米索硝唑)及¹¹C-雷氯必利等。

RI制造系统1为所谓的自屏蔽型粒子加速器系统，所述RI制造系统1具备使带电粒子加速的加速器2及作为用于包围该加速器2来屏蔽放射线的放射线屏蔽件(壁体)的自屏蔽体6。在形成为被自屏蔽体6包围的内部空间S内，除了加速器2以外，还配置有用于制造RI的靶装置10及用于使加速器2的内部成为真空的真空泵4等。而且，在内部空间S内，配置有运行加速器2时所需的附属品及用于冷却靶装置10的附属设备等。

加速器2为所谓的立式回旋加速器，所述加速器2具有一对磁极、真空箱、包围这些一对磁极及真空箱的环状轭。一对磁极的一部分在真空箱内其上表面彼此隔开规定间隔而相对。在这些一对磁极的间隙内，氢离子等带电粒子被多重加速。真空泵4用于维持加速器2内的真空环境，例如被固定于加速器2的侧部。加速器2沿照射方向射出带电粒子线B。

靶装置10用于接收从加速器2照射的带电粒子线B来制造RI，在内部形成有容纳原料(例如，靶水；¹⁸O水)的容纳部。如图1及图2所示，靶装置10通常被固定于加速器2的侧部。本实施方式的RI制造系统1具备隔着加速器2配置于两侧的2个靶装置10。例如，配置于图示左侧的靶装置10被配置于上层侧，且配置于图示右侧的靶装置10被配置于下层侧(参考图2)。靶装置10被设置于加速器2上的靶屏蔽件7覆盖。

自屏蔽体6通过多个零件构成，且形成为覆盖加速器2及靶装置10。自屏蔽体6在内部配置有加速器2及靶装置10，且该自屏蔽体6为在该内部通过将来自加速器2的带电粒子线B照射于靶上来完成RI的制造的结构物。自屏蔽体6为用于屏蔽制造该RI时产生的放射线来防止向自屏蔽体6的外部泄漏的结构物。

如图2所示，整体被自屏蔽体6屏蔽的RI制造系统1配置于建筑物100的RI制造室101中。RI制造系统1设置于RI制造室101的地面102上。

如图1所示，自屏蔽体6具备在带电粒子线B的照射方向上相互对置的侧壁部11、12及在水平方向上与带电粒子线B的照射方向正交的方向上相互对置的侧壁部13、14。侧壁部11与侧壁部12相互远离地配置，且侧壁部13与侧壁部14相互远离地配置。侧壁部13、14的一侧端部与侧壁部11的两个端部连接，且侧壁部13、14的另一侧端部与侧壁部12的两个端部连接。由此，自屏蔽体6的内部空间S的四周被侧壁部11、12、13、14无间隙地包围。

如图2所示，自屏蔽体6的上端部被上壁部15封闭。即，在侧壁部11、12、13、14的上端部连接有上壁部15。侧壁部11、12、13、14的下端部设置于RI制造室101的地面102上。由此，通过上壁部15及地面102在上下方向上将被侧壁部11、12、13、14包围的内部空间S无间隙地封闭。

通过以上，自屏蔽体6的侧壁部11、12、13、14配置于配置有自屏蔽体6的RI制造室101的侧壁部103的内侧，且配置于比该侧壁部103更靠近靶装置10的位置。并且，自屏蔽体6的上壁部15配置于配置有自屏蔽体6的RI制造室101的上壁部104的内侧，且配置于比该上壁部104更靠近靶装置10的位置。另外，侧壁部11、12、13、14直接设置于地面102上，但是可以设置有连结侧壁部11、12、13、14的下端部彼此的下壁部，而该下壁部配置于地面102上。

另外，自屏蔽体6具有能够沿带电粒子线B的照射方向和与水平方向正交的方向分割的结构(参考图1)。即，侧壁部11、12及上壁部15在中央位置附近能够装卸地被分割。由此，自屏蔽体6被分割成第1结构体6A与第2结构体6B。其中，第2结构体6B沿设置于地面102上的引导部(未图示)相对于第1结构体6A往复移动。由此，自屏蔽体6成为能够开闭的结构。第1结构体6A与第2结构体6B之间无间隙地连接，以防止放射线泄漏。

接着，一边参考图3一边对自屏蔽体6的层结构进行更加详细的说明。图3(a)是表示本实施方式所涉及的自屏蔽体6的层结构的概略剖视图。图3(b)是表示比较例所涉及的自屏蔽体56的层结构的概略剖视图。另外，图3(a)中仅示出侧壁部12、13、14的层结构，但是未图示的其他壁部也具有相同原理的层结构。

如图3(a)所示，自屏蔽体6从内周侧朝向外周侧依次、即从自屏蔽体6的内部空间S朝向自屏蔽体6的外部依次具备第1层21、第2层22及第3层23。

第1层21为通过屏蔽γ射线的第1γ射线屏蔽材料形成的层。第1层21配置于自屏蔽体6中的最内周侧。其中，“配置于最内周侧”是指，作为具有屏蔽放射线的功能的层而配置于最内周侧，且表示在比第1层21更靠内周侧的位置未形成其他如第1～第3层那样的屏蔽γ射线或中子的层的状态。因此，即使在通过使用涂料涂布第1层21的内周面来形成的涂装层或由不具有放射线的屏蔽功能的保护材料覆盖第1层21的情况下，第1层21也成为配置于自屏蔽体6中的最内周侧的层。

第1层21为主要屏蔽来自靶装置10的放射线中的一次γ射线L1的层。作为形成第1层21的第1γ射线屏蔽材料，可以采用由铅构成的金属材料。由铅构成的金属材料还具有使中子L2减速的功能。另外，考虑一次γ射线L1的屏蔽性或中子L2的减速效果，作为第1γ射线屏蔽材料，可以采用由铁构成的金属材料及由钨构成的金属材料等。另外，由具有γ射线的屏蔽性的特定的金属成分(铅、铁、钨等)构成的金属材料是指，并不是含有少量的该金属成分即可，而是需要以能够发挥屏蔽一次γ射线L1的功能的程度的含有率包含该金属成分。并且，可以不含有100％的特定的金属成分，也可以在不影响屏蔽性的范围内含有其他成分。即，以规定的含有率包含特定的金属成分即可。另外，在具有多种具有所述的一次γ射线L1的屏蔽性的金属成分的情况下，该多种金属成分的总含有率满足规定值即可。

第2层22为主要屏蔽穿过了第1层21的放射线中的中子L2的层。第2层22配置于比第1层21更靠外周侧的位置。在此，第2层22与第1层21在外周侧相邻地配置。第2层22通过比第1层21具有更高的中子屏蔽性且比重比第1层21的第1γ射线屏蔽材料小的中子屏蔽材料来形成。另外，“中子屏蔽性高”是指，在以相同厚度比较第1层21的第1γ射线屏蔽材料与第2层22的中子屏蔽材料时，第2层22的中子屏蔽材料能够屏蔽更多的中子。作为这种中子屏蔽材料，可以采用由聚乙烯构成的树脂材料等。另外，可以采用由石蜡等构成的树脂材料。另外，由特定的树脂成分(聚乙烯、石蜡等)构成的树脂材料是指，并不是含有少量的该树脂成分即可，而是需要以能够发挥屏蔽中子的功能的程度的含有率包含该树脂成分。并且，可以不含有100％的特定的树脂成分，也可以在不影响屏蔽性的范围内含有其他成分。即，以规定的含有率包含特定的树脂成分即可。另外，在具有多种具有所述中子L2的屏蔽性的树脂成分的情况下，该多种树脂成分的总含有率满足规定值即可。

第3层23为主要屏蔽第2层22屏蔽了中子L2时产生的捕获γ射线L3的层。第3层23配置于比第2层22更靠外周侧的位置。在此，第3层23与第2层22在外周侧相邻地配置。第3层23的第2γ射线屏蔽材料比第2层22的中子屏蔽材料具有更高的γ射线屏蔽性。并且，第3层23的第2γ射线屏蔽材料的比重比第1层21的γ射线屏蔽材料小。另外，“γ射线屏蔽性高”是指，在以相同厚度比较第2层22的中子屏蔽材料与第3层23的第2γ射线屏蔽材料时，第3层23的第2γ射线屏蔽材料能够屏蔽更多的γ射线。作为这种第2γ射线屏蔽材料，可以采用重混凝土。

第1层21的厚度比第2层22的厚度及第3层23的厚度薄。例如，第1层21的厚度被设定成比第2层22的厚度及第3层23的厚度仅薄规定的比例的厚度即可。

接着，对本实施方式所涉及的自屏蔽体6的作用效果进行说明。

首先，参考图3(b)对比较例所涉及的自屏蔽体56的层结构进行说明。如图3(b)所示，自屏蔽体56从内周侧依次具备第2层22、第1层21及第3层23。此时，来自靶装置10的中子L2被第2层22屏蔽。此时，第2层22中，在屏蔽了中子L2时，产生捕获γ射线L3。相对于此，第1层21屏蔽一次γ射线L1及捕获γ射线L3。但是，无法由第1层21完全屏蔽的放射线(γ射线L1、L3及中子L2)泄漏，因此最外周侧的第3层23屏蔽这些放射线。

相对于此，图3(a)所示的本实施方式所涉及的自屏蔽体6中，第1层21屏蔽一次γ射线L1，第2层22屏蔽中子L2，且比第2层22更靠外周侧的第3层23屏蔽捕获γ射线L3。其中，第2层22配置于第1层21的外周侧，因此第1层21配置于比第2层22更靠近靶T的位置。这种配置中，与图3(b)所示的比较例所涉及的结构相比，通过将第1层21的厚度设为与比较例相同，能够获得等同的γ射线屏蔽性能的同时，能够减小γ射线屏蔽材料的体积。因此，能够减轻第1层21的重量。并且，中子L2穿过第1层21，因此可获得中子L2的减速效果，从而第2层22能够更有效地屏蔽中子L2。因此，能够将第2层22设为比比较例更薄，从而能够减轻重量。另一方面，捕获γ射线L3不穿过第1层21，因此第3层23应屏蔽的捕获γ射线L3增加，但是捕获γ射线L3在放射线整体中所占比例低，因此对于重量增加没有显著的影响。通过以上，能够减轻自屏蔽体6的重量。

例如，在作为第1层21的材料采用铅的情况下，比重大至11.3g/cm³，因此在自屏蔽体6的重量整体中第1层所占的比例大。因此，通过减小第1层21的体积，能够减轻自屏蔽体6的重量。通过以上述方式减轻自屏蔽体6的重量，能够使建筑物100的地面102在耐荷载上具有充足的富余空间，并且也能够使设置时的传送工作等变得容易。并且，铅的重量单价昂贵，因此通过减小铅的体积，能够降低自屏蔽体6整体的材料成本。

第3层23的第2γ射线屏蔽材料的比重比第1层21的第1γ射线屏蔽材料小。由此，在自屏蔽体6内，能够减少比重大的材料的量。

第1层21配置于自屏蔽体6中的最内周侧。由此，能够减小第1层21的γ射线屏蔽材料的体积。

以上，对本发明的一实施方式进行了说明，但是本发明并不限于上述实施方式，也可以在不改变各技术方案中所记载的宗旨的范围内进行变形。

例如，上述实施方式中，第3层23由比重比第1层21小的材料形成。取而代之，作为第3层23，可以采用与第1层21相同的γ射线屏蔽材料。

上述实施方式中，各层之间直接相互接合，但是也可以***不具有对放射线的屏蔽性的部件。