同位体生成用の生成組立体および取り外し可能なターゲット組立体

申请号 JP2017567338 申请日 2016-05-11 公开(公告)号 JP2018524589A 公开(公告)日 2018-08-30
申请人 ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ; 发明人 パーナスト,マーティン; エリクソン,トーマス; ラーソン,ヨハン; ボンデソン,マグヌス;
摘要 同位体生成システム用の生成組立体を提供する。生成組立体は、取り付けプラットフォームを備え、取り付けプラットフォームは、取り付けプラットフォームの外側に面する受け取りステージを有する。取り付けプラットフォームは、受け取りステージに開くビーム通路と、受け取りステージに沿って配置されたステージポートとを有する。粒子ビームは、同位体生成システムの動作中に、ビーム通路を通って発射され、受け取りステージを通るように構成される。ステージポートは、同位体生成システムの動作中に、受け取りステージを介して 流体 を供給する、または受けるように構成される。生成組立体は、同位体生成用のターゲット材料を保持するように構成された生成チャンバを有する、ターゲット組立体をさらに備える。ターゲット組立体は、取り付け動作中に、受け取りステージと取り外し可能に係合するように構成された、嵌合側面を有する。 【選択図】図1
权利要求

同位体生成システム(100)用の生成組立体(120、200、500)であって、 取り付けプラットフォーム(124、202)であって、前記取り付けプラットフォーム(124、202)の外側に面する受け取りステージ(210)を有し、前記取り付けプラットフォーム(124、202)は、前記受け取りステージ(210)に開くビーム通路(460、530)と、前記受け取りステージ(210)に沿って配置され、前記ビーム通路(460、530)から分離されたステージポート(340、342、536、537、538、539)とを有し、粒子ビーム(390)は、前記同位体生成システム(100)の動作中に、前記ビーム通路(460、530)を通って発射されて、前記受け取りステージ(210)を通るように構成され、前記ステージポート(340、342、536、537、538、539)は、前記同位体生成システム(100)の動作中に、前記受け取りステージ(210)を通して流体を供給する、または受けるように構成される、取り付けプラットフォーム(124、202)と、 同位体生成用のターゲット材料を保持するように構成された生成チャンバ(214、512)を有する、ターゲット組立体(122、204、504)であって、前記ターゲット組立体(122、204、504)は、取り付け動作中に、前記受け取りステージ(210)と取り外し可能に係合するように構成された、嵌合側面(222、514)を有し、前記嵌合側面(222、514)は、ターゲットポート(224、226、516、517、518、519)、および前記生成チャンバ(214、512)に位置合わせされたビームキャビティ(216、520)を有し、前記ターゲットポート(224、226、516、517、518、519)は、前記ターゲット組立体(122、204、504)を通って延びる本体チャネル(522、524)と流れ連通し、前記ターゲットポート(224、226、516、517、518、519)は、前記ステージポート(340、342、536、537、538、539)と流体結合し、前記ビーム通路(460、530)は、前記ターゲット組立体(122、204、504)が前記受け取りステージ(210)に取り付けられる際に、前記ビームキャビティ(216、520)に位置合わせされる、ターゲット組立体(122、204、504)とを備える、生成組立体(120、200、500)。前記取り付けプラットフォーム(124、202)が、プラットフォームベース(207、502)と、前記プラットフォームベース(207、502)に固定され、かつ前記受け取りステージ(210)を有するステージアダプタ(209、506)とを備え、前記ステージアダプタ(209、506)が、前記プラットフォームベース(207、502)と、前記ターゲット組立体(122、204、504)との間に配置され、動作中に前記プラットフォームベース(207、502)と前記ターゲット組立体(122、204、504)とを電気的に分離する、絶縁用のアダプタ本体(336)を有し、前記ステージアダプタ(209、506)が、前記ステージポート(340、342、536、537、538、539)と、前記ビーム通路(460、530)の一部とを有する、請求項1に記載の生成組立体(120、200、500)。前記取り付けプラットフォーム(124、202)が、前記ビーム通路(460、530)内に配置された密封部材(456)を含み、前記ターゲット組立体(122、204、504)が、前記ターゲット組立体(122、204、504)が前記取り付けプラットフォーム(124、202)に取り付けられるときに、前記ビーム通路(460、530)の中に突出するように構成されたターゲットネック(254、534)を有し、前記密封部材(456)が、前記ビーム通路(460、530)内で前記ターゲットネック(254、534)を囲んでいる、請求項2に記載の生成組立体(120、200、500)。前記取り付けプラットフォーム(124、202)、または前記ターゲット組立体(122、204、504)のうちの一方に結合された、可動アクチュエータ(348)を有する、ロック装置(350、550)をさらに備え、前記可動アクチュエータ(348)が、前記取り付け動作中に、前記取り付けプラットフォーム(124、202)、または前記ターゲット組立体(122、204、504)のもう一方によって係合されるように構成され、これによって前記可動アクチュエータ(348)がロック位置に移動し、前記可動アクチュエータ(348)が前記ロック位置にあるときに、前記ロック装置(350、550)が、前記取り付けプラットフォーム(124、202)に対して前記ターゲット組立体(122、204、504)を保持する、請求項1に記載の生成組立体(120、200、500)。前記取り付けプラットフォーム(124、202)が、前記受け取りステージ(210)に沿って配置された電気接点(346)を有し、前記ターゲット組立体(122、204、504)が、前記嵌合側面(222、514)に沿って配置された電気接点(528)を有し、前記ターゲット組立体(122、204、504)の前記電気接点(528)が、前記生成チャンバ(214、512)を画定する表面に電気的に結合され、前記取り付けプラットフォーム(124、202)の前記電気接点(346)と、前記ターゲット組立体(122、204、504)の前記電気接点(528)とが、前記取り付け動作中に互いに係合する、請求項1に記載の生成組立体(120、200、500)。前記ステージポート(340、342、536、537、538、539)が、出口ステージポート(340)であって、前記取り付けプラットフォーム(124、202)が、入口ステージポート(342)をさらに備え、前記ターゲットポート(224、226、516、517、518、519)が、入口ターゲットポート(224)であって、前記ターゲット組立体(122、204、504)が、出口ターゲットポート(226)をさらに備え、前記出口ステージポート(340)と前記入口ターゲットポート(224)とが、前記ターゲット組立体(122、204、504)が前記受け取りステージ(210)に取り付けられたときに、互いに流体結合するように構成され、前記ターゲット組立体(122、204、504)が前記受け取りステージ(210)に取り付けられたときに、前記入口ステージポート(342)と、前記出口ターゲットポート(226)とが、互いに流体結合するように構成され、前記ターゲット組立体(122、204、504)が前記受け取りステージ(210)に取り付けられたときに、前記出口ステージポート(340)が、前記ターゲット組立体(122、204、504)を介して、前記入口ステージポート(342)と流れ連通するように構成される、請求項1に記載の生成組立体(120、200、500)。前記ターゲット組立体(122、204、504)が、前記生成チャンバ(214、512)から熱エネルギーを吸収するために、前記生成チャンバ(214、512)に近接して流れる冷却チャネルを備え、前記出口ステージポート(340)が、前記冷却チャネルを介して前記入口ステージポート(342)と流れ連通する、請求項6に記載の生成組立体(120、200、500)。前記出口ステージポート(340)が、前記生成チャンバ(214、512)を介して前記入口ステージポート(342)と流れ連通する、請求項6に記載の生成組立体(120、200、500)。前記取り付けプラットフォーム(124、202)が、複数の前記受け取りステージ(210)を備え、前記受け取りステージ(210)のそれぞれが、複数回に分けて、取り外し可能に前記ターゲット組立体(122、204、504)と係合できる、請求項1に記載の生成組立体(120、200、500)。同位体生成用の、取り外し可能なターゲット組立体(122、204、504)であって、 ターゲット材料を保持するように構成された、生成チャンバ(214、512)を有する、ターゲット本体(212、510)を備え、前記ターゲット本体(212、510)は、前記ターゲット本体(212、510)の外部から粒子ビーム(390)を受けるように構成された、ビームキャビティ(216、520)を有し、前記ビームキャビティ(216、520)は、前記粒子ビーム(390)が指定された軸線(295)に沿って延びるときに、前記粒子ビーム(390)が前記生成チャンバ(214、512)内の前記ターゲット材料に入射するように配置され、 前記ターゲット本体(212、510)は、取り付けプラットフォーム(124、202)に取り外し可能に係合するように構成された、外側嵌合側面(222、514)を有し、前記ターゲット本体(212、510)は、本体チャネル(522、524)を介して流れ連通し、前記嵌合側面(222、514)に沿って配置された、入口ターゲットポート(224)、および出口ターゲットポート(226)を有し、前記ビームキャビティ(216、520)は、前記嵌合側面(222、514)に沿って配置されたキャビティ開口(220)を有し、前記キャビティ開口(220)、前記入口ターゲットポート(224)、および前記出口ターゲットポート(226)は、前記嵌合側面(222、514)が、前記指定された軸線(295)と平行な方向に、前記取り付けプラットフォーム(124、202)に取り付けられたときに、前記取り付けプラットフォーム(124、202)に動作可能に結合されるように構成される、 取り外し可能なターゲット組立体(122、204、504)。前記ターゲット本体(212、510)が、ターゲットネック(254、534)と、前面(246)とを有し、前記ターゲットネック(254、534)が、前記指定された軸線(295)と平行な方向に前記前面(246)から突出し、前記嵌合側面(222、514)が、前記ターゲットネック(254、534)と、前記前面(246)とを有する、請求項10に記載の取り外し可能なターゲット組立体(122、204、504)。前記ターゲットネック(254、534)が、径方向外向きに開いており、前記取り付けプラットフォーム(124、202)のロック機能を受けるような大きさおよび形状にされた、ネック凹部(458)を有する、請求項11に記載の取り外し可能なターゲット組立体(122、204、504)。前記キャビティ開口(220)、前記入口ターゲットポート(224)、および前記出口ターゲットポート(226)が、共通の方向に開いている、請求項10に記載の取り外し可能なターゲット組立体(122、204、504)。前記本体チャネル(522、524)が、前記生成チャンバ(214、512)の周囲に、かつ前記生成チャンバ(214、512)に近接して延び、その結果、前記本体チャネル(522、524)を通って流れる液体が、前記生成チャンバ(214、512)内で発生した熱エネルギーを除去する、請求項10に記載の取り外し可能なターゲット組立体(122、204、504)。前記嵌合側面(222、514)が、前記生成チャンバ(214、512)を画定する表面に電気的に結合される、接触領域(252)を有する、請求項10に記載の取り外し可能なターゲット組立体(122、204、504)。同位体生成システム(100)用の生成組立体(120、200、500)であって、 それぞれが対応するターゲット組立体(122、204、504)と係合するように構成された、受け取りステージ(210)の組(211)を有する、取り付けプラットフォーム(124、202)を備え、前記受け取りステージ(210)のそれぞれは、前記取り付けプラットフォーム(124、202)の外側に面し、かつビーム通路(460、530)へのそれぞれの開口を有し、粒子ビーム(390)は、前記同位体生成システム(100)の動作中に、前記それぞれの開口を通って発射されるように構成され、前記受け取りステージ(210)のそれぞれは、前記それぞれの受け取りステージ(210)の外側に沿って配置された、出口ステージポート(340)と、入口ステージポート(342)とを備え、前記出口ステージポート(340)は、前記受け取りステージ(210)を介して流体を供給するように構成され、前記入口ステージポート(342)は、前記受け取りステージ(210)を介して流体を受けるように構成され、前記受け取りステージ(210)の前記組(211)のうちの1つの前記入口ステージポート(342)は、別の受け取りステージ(210)の組(211)の、前記出口ステージポート(340)と流れ連通する、生成組立体(120、200、500)。前記受け取りステージ(210)の前記組(211)が、少なくとも第1、第2、および第3の受け取りステージ(210)を含み、前記第1の受け取りステージ(210)の前記入口ステージポート(342)が、前記第2の受け取りステージ(210)の前記出口ステージポート(340)と流れ連通し、前記第2の受け取りステージ(210)の前記入口ステージポート(342)が、前記第3の受け取りステージ(210)の前記出口ステージポート(340)と流れ連通する、請求項16に記載の生成組立体(120、200、500)。前記受け取りステージ(210)の前記組(211)がそれぞれ、前記各受け取りステージ(210)に沿って配置された可動アクチュエータ(348)を有する、ロック装置(350、550)を備え、前記可動アクチュエータ(348)が、前記取り付け動作中に、前記ターゲット組立体(122、204、504)によって押圧されて、ロック位置に移動するように構成され、前記可動アクチュエータ(348)が前記ロック位置にあるときに、前記ロック装置(350、550)が、前記各受け取りステージ(210)に対して前記ターゲット組立体(122、204、504)を保持するように構成される、請求項16に記載の生成組立体(120、200、500)。前記受け取りステージ(210)のそれぞれが、同一の種類の前記ターゲット組立体(122、204、504)を受けるように構成される、請求項16に記載の生成組立体(120、200、500)。同位体生成用のターゲット材料を保持するように構成された生成チャンバ(214、512)を有する、ターゲット組立体(122、204、504)をさらに備え、前記ターゲット組立体(122、204、504)が、取り付け動作中に、前記受け取りステージ(210)の前記組(211)のうちの1つと取り外し可能に係合するように構成された嵌合側面(222、514)を有し、前記嵌合側面(222、514)が、入口および出口ターゲットポート(224、226)と、前記生成チャンバ(214、512)に位置合わせされたビームキャビティ(216、520)とを有し、前記入口および出口ターゲットポート(224、226)が、対応する前記受け取りステージ(210)の前記出口および入口ステージポート(340、342)にそれぞれ流体結合し、前記ターゲット組立体(122、204、504)が前記受け取りステージ(210)に取り付けられる際に、前記ビームキャビティ(216、520)が前記ビーム通路(460、530)の前記開口に位置合わせされ、前記ターゲット組立体(122、204、504)が前記受け取りステージ(210)に取り付けられたときに、前記出口ステージポート(340)が、前記ターゲット組立体(122、204、504)を介して、前記対応する入口ステージポート(342)と流れ連通するように構成される、請求項16に記載の生成組立体(120、200、500)。

说明书全文

本明細書の主題は、一般に同位体生成システムに関し、より詳細には、同位体生成中に、直接的または間接的にターゲット材料を保持するように構成された、システムおよび組立体に関する。

放射性同位元素(放射性核種とも呼ばれる)は、医学的な治療、撮像、および研究、ならびに医学に関連しない他の用途において、いくつかの用途を有する。放射性同位元素を生成するシステムは、通常、荷電粒子(例えば、H-イオン)のビームを加速し、同位体を生成するためにビームをターゲット材料に導くサイクロトロンなどの粒子加速器を含む。サイクロトロンは、加速チャンバの中央領域に粒子を提供する粒子源を含む。サイクロトロンは、電場および磁場を使用して加速チャンバ内の所定の軌道に沿って粒子を加速し誘導する。磁場は、電磁石と、加速チャンバを囲む磁石ヨークと、によって提供される。電場は、加速チャンバ内に配置された一対の無線周波数(RF)電極(またはディー)によって生成される。RF電極は、RF電極を励起して電場を提供する、RF電発生器に電気的に結合される。電場および磁場により、粒子は半径が増加する螺旋状の軌道をとる。粒子が軌道の外側部分に到達すると、粒子は、同位体生成のためにターゲット材料に導かれる、粒子ビームを形成することができる。

ターゲット材料(出発材料とも呼ばれる)は、通常は、粒子ビームの経路内に配置された、ターゲット組立体内に収容される。ターゲット組立体は、サイクロトロンに取り付けられるか、サイクロトロンに近接して配置されるか、あるいはサイクロトロンから離して配置されてもよい。場合によっては、ビームパイプが、サイクロトロンとターゲット組立体との間に延びていてもよい。粒子ビームは、ビームパイプを通って誘導されて、ターゲット組立体に向かう。ターゲット組立体は、ターゲット材料を保持する生成チャンバを有する、ターゲット本体を備える。ターゲット材料は、管の流体回路によって生成チャンバから送り出され、かつ引き出されてもよい。

同位体生成システムの寿命動作中は、保守のためにターゲット組立体を取り外すことが必要とされる。例えば、生成効率を落とす不必要な物質を除去するために、ターゲット組立体の1つ以上の部品が、交換または洗浄される場合がある。部品は、放射性を有する場合があるので、技術者が放射性物質にさらされる時間を制限することが望ましい。しかしながら、ターゲット組立体を動作位置に固定するためには、ターゲット組立体を同位体生成システムに機械的、流体的、および電気的に接続する、いくつかの手順を実行しなければならない。例えば、サイクロトロンまたはビームパイプなどの別の部品に、ターゲット本体を固定することが必要な場合があり、その結果、粒子ビームが通る経路は、真空密封される。また、ターゲット組立体は、ターゲット材料および冷却液を送り出すいくつかの管に流体結合されることが多い。これらの管はそれぞれ、システムのポートに個別に結合されてもよい。また、ターゲット組立体は、制御システムに電気的に結合されてもよく、その結果、制御システムは、例えば、ターゲット組立体の状態を監視し得る。このような接続はそれぞれ、1つ以上の手順を実行することが必要とされ、技術者が放射性物質にさらされる時間が増加する。さらに、前述の1つ以上の手順が正しく行われなかった場合は、同位体の生成効率が下がり、かつ/あるいは同位体生成システムに損傷を与える危険性が高まる場合がある。

米国特許出願公開第2011/255646号明細書

一実施形態において、放射性同位元素生成システム用の生成組立体が提供される。生成組立体は、取り付けプラットフォームを備え、取り付けプラットフォームは、取り付けプラットフォームの外側に面する受け取りステージを有する。取り付けプラットフォームは、受け取りステージに開くビーム通路と、受け取りステージに沿って配置されたステージポートとを有する。粒子ビームは、放射性同位元素生成システムの動作中に、ビーム通路を通って発射され、受け取りステージを通るように構成される。ステージポートは、放射性同位元素生成システムの動作中に、受け取りステージを介して流体を供給する、または受けるように構成される。生成組立体は、放射性同位元素生成用のターゲット材料を保持するように構成された生成チャンバを有する、ターゲット組立体をさらに備える。ターゲット組立体は、取り付け動作中に、受け取りステージと取り外し可能に係合するように構成された、嵌合側面を有する。嵌合側面は、ターゲットポートと、生成チャンバに位置合わせされた、ビームキャビティとを備える。ターゲットポートは、ステージポートと流体結合し、ビーム通路は、ターゲット組立体が受け取りステージに取り付けられる際に、ビームキャビティに位置合わせされる。

一実施形態において、放射性同位元素生成用の取り外し可能なターゲット組立体が提供される。取り外し可能なターゲット組立体は、ターゲット材料を保持する生成チャンバを有する、ターゲット本体を備える。ターゲット本体は、ビームキャビティを有し、これは、ターゲット本体の外側から粒子ビームを受けるように構成される。ビームキャビティは、粒子ビームが指定された軸線に沿って延びたときに、粒子ビームが生成チャンバ内でターゲット材料に入射するように配置される。ターゲット本体は、取り付けプラットフォームと取り外し可能に係合するように構成された、外側嵌合側面を有する。ターゲット本体は、本体チャネルを介して流れ連通し、嵌合側面に沿って配置された、チャネル入口とチャネル出口とを有する。ビームキャビティは、嵌合側面に沿って配置された、キャビティ開口を有する。キャビティ開口、チャネル入口、およびチャネル出口は、嵌合側面が、指定された軸線と平行な方向に取り付けステージに取り付けられたときに、取り付けプラットフォームに動作可能に結合されるように構成される。

一実施形態において、放射性同位元素生成システム用の生成組立体が提供される。生成組立体は、取り付けプラットフォームを備え、取り付けプラットフォームは、それぞれが対応するターゲット組立体に係合するように構成された、一組の受け取りステージを有する。受け取りステージはそれぞれ、取り付けプラットフォームの外側に面し、ビーム通路へのそれぞれの開口を有する。粒子ビームは、放射性同位元素生成システムの動作中に、各開口を通って発射されるように構成される。受け取りステージはそれぞれ、出口ステージポートと、入口ステージポートとを有し、これらは各受け取りステージに沿って配置される。出口ステージポートは、受け取りステージを介して流体を供給するように構成され、入口ステージポートは、受け取りステージを介して流体を受けるように構成される。組になっている受け取りステージのうちの1つの入口ステージポートは、組になっている別の受け取りステージの出口ステージポートと流れ連通する。

一実施形態による同位体生成システムの斜視図である。

図1の同位体生成システムに使用され得る、一実施形態によって形成された生成組立体を示す。

図1の同位体生成システムに使用され得る、取り外し可能なターゲット組立体の拡大図である。

生成チャンバを示す、図1のターゲット組立体の一部の断面である。

図1の同位体生成システムで使用され得る、ステージアダプタの分離した斜視図である。

図5のステージアダプタの分解図である。

図1の同位体生成システムで使用され得る、プラットフォームベースの背面斜視図である。

図7のプラットフォームベースの前面斜視図である。

プラットフォームベースを通って延びるチャネルを示す、図7のプラットフォームベースの断面である。

図2の生成組立体の正面図である。

取り付けプラットフォームに動作可能に取り付けられた、ターゲット組立体を示す、図2の生成組立体の断面である。

一実施形態により形成された、生成組立体の概略図である。

本明細書で説明する実施形態には、同位体生成システム、生成組立体、ターゲット組立体、取り付けプラットフォーム、ならびにこれらを製造または使用する方法が含まれる。また、実施形態には、ステージアダプタなどの、上記のものの従属部品が含まれてもよい。1つ以上の実施形態によって提供される技術的効果には、同位体生成システムの組み立てまたは保守を行っている間に、人が放射性物質にさらされる総時間の削減が含まれ得る。1つ以上の実施形態によって提供される別の技術的効果には、同位体生成システム、またはそのサブシステムの組み立ておよび/または保守を行うために費やされる総時間の削減が含まれ得る。1つ以上の実施形態によって提供されるさらに別の技術的効果には、粒子ビームから熱エネルギーを吸収する部品から、熱エネルギーを除去するより効果的な手段が含まれ得る。

さらに別の技術的効果には、知られているシステムよりも容易な方法で、同位体生成システムにターゲット組立体を動作可能に接続する能力が含まれ得る。例えば、いくつかの実施形態では、人が限られた数の動作で、ターゲット組立体を取り付けプラットフォームに動作可能に取り付けることができる。特定の実施形態では、1つの取り付け手順または工程で、取り付けプラットフォームに対して、ターゲット組立体を指定された位置に配置し、流体接続、電気接続、または真空密封接続のうちの少なくとも1つをさらに確立することができる。

特定の実施形態についての以下の詳細な説明は、添付の図面と共に読むと、より良く理解されよう。図面が様々な実施形態の機能ブロックの図を示す程度まで、機能ブロックは必ずしも器具回路間の分割を示しているわけではない。例えば、機能ブロック(例えば、プロセッサまたはメモリ)のうちの1つまたは複数は、単一の器具(例えば、汎用信号プロセッサまたはランダムアクセスメモリ、ハードディスクなどのブロック)、または複数の器具で実現することができる。同様に、プログラムは、スタンドアロンのプログラムであってもよいし、オペレーティングシステム内のサブルーチンとして組み込まれてもよいし、あるいはインストールされたソフトウェアパッケージの機能などであってもよい。様々な実施形態は、図面に示す配置および手段に限定されないことを理解すべきである。

本明細書において、単数で述べられた要素またはステップは、「ただ1つの」要素またはステップというように、これらの複数を除外すると明示的に述べない限り、前記要素またはステップの複数を除外しないものとして理解すべきである。さらにまた、「一実施形態」の参照は、述べた特徴を組み込む付加的な実施形態の存在を除外するものと解釈されることを意図しない。さらに、そうではないと明示的に述べられない限り、特定の特性を有する1つまたは複数の要素を「含む」または「有する」実施形態は、その特性をもたない付加的なこのような要素を含んでもよい。

図1は、一実施形態による同位体生成システム100の斜視図である。同位体生成システム100は、特にRF電力発生器(図示せず)を含む、制御キャビネット104に動作可能に結合された、粒子加速器102を備える。図示されている実施形態では、粒子加速器102はアイソクロナスサイクロトロンであるが、他の実施形態では、他のタイプの粒子加速器を使用することもできる。粒子加速器102は、加速チャンバ(図示せず)を画定するヨーク部111、112を有する、磁石組立体108を含む。図示されていないが、ヨーク部111、112は、磁石組立体108の対応する電磁石にそれぞれ結合される。電磁石は、各ヨーク部111、112に囲まれている、磁石コイルである。磁石組立体108は、加速チャンバ内に配置されて、ヨーク部111、112の部分を形成し得る、一対の磁極頂部(図示せず)をさらに含んでもよい。動作中は、一対の磁極頂部が、それらの間に加速チャンバの少なくとも一部が画定されるように互いに対向する。

本同位体生成システムは、米国特許出願公開第2011/0255646号明細書、および米国特許出願第12/492200号明細書、米国特許出願第12/435903号明細書、米国特許出願第12/435949号明細書、米国特許出願第12/435931号明細書、米国特許出願第14/575993号明細書、米国特許出願第14/575914号明細書、米国特許出願第14/575958号明細書、米国特許出願第14/575885号明細書、および_(代理人整理番号281973(553−1949))に記載の同位体生成システムに類似している場合があり、これはそれぞれ、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。以下の説明は、サイクロトロンである粒子加速器102に関するものであるが、実施形態は、他の粒子加速器および対応するサブシステムを含んでもよいことが理解される。

粒子加速器102が作動していないときは、ヨーク部111は、加速チャンバへのアクセスを可能にするために開かれてもよい。より詳細には、ヨーク部111、112は、互いに回転可能に結合されている。ヨーク部111は、加速チャンバへのアクセスを提供するように、(矢印113で示されているように)揺動して開くように構成され、閉じて加速チャンバを密封するように構成される。加速チャンバは、1Hイオンなどの荷電粒子が、対向する磁極頂部の中心間に延在する軸線114の周りを螺旋状に巻く所定の曲がった経路に沿ってその中で加速され得るように構成される。荷電粒子は、最初は、磁極頂部同士の間に配置され、軸線114に近接した、加速チャンバの中央領域に近接して配置される。

粒子加速器102が作動すると、荷電粒子の経路は、対向する磁極頂部同士の間に延在する軸線114の周りを周回することができる。粒子加速器102はまた、磁極頂部の1つに隣接して配置された、一対のRF電極(図示せず)を含む。RF電極は、RF電力発生器によって励起および制御されて、電場を生成するように構成されている。磁場は、ヨーク部111、112および電磁石によって提供される。電磁石が作動すると、磁束が、磁極頂部同士の間、それから加速チャンバの周りのヨーク部111、112を通って流れることができる。電場が磁場と組み合わされると、粒子加速器102は粒子を所定の軌道に沿って誘導することができる。RF電極は互いに協働して、所定の周波数(例えば100MHz)に同調された誘導性および容量性要素を含む共振システムを形成する。

特定の実施形態では、システム100は1H技術を使用し、荷電粒子(負の素イオン)を指定されたビーム電流で指定されたエネルギーにする。そのような実施形態では、負の水素イオンは加速され、粒子加速器102を通って誘導される。次いで、負の水素イオンは、剥離箔(図示せず)に衝突して、一対の電子が除去され、正イオン1H+が形成される。この正イオンは、抽出システム(図示せず)に導かれ得る。しかし、本明細書に記載の実施形態は、他のタイプの粒子加速器およびサイクロトロンに適用可能であり得る。例えば、代替的な実施形態では、荷電粒子は、1H+2H+、および3He+などの正イオンであってもよい。このような代替的な実施形態では、抽出システムは、粒子ビームをターゲット材料に向けて導く電場を生成する静電偏向器を含むことができる。

システム100は、荷電粒子を所定のエネルギーレベルまで加速するように構成されてもよい。例えば、本明細書に記載のいくつかの実施形態は、荷電粒子を約18MeV以下のエネルギーに加速する。他の実施形態では、システム100は、荷電粒子を約16.5MeV以下のエネルギーに加速する。特定の実施形態では、システム100は、荷電粒子を約9.6MeV以下のエネルギーに加速する。より特定の実施形態では、システム100は、荷電粒子を約7.8MeV以下のエネルギーに加速する。しかし、本明細書に記載された実施形態は、18MeVを超えるエネルギーを有することもできる。例えば、実施形態は、100MeV、500MeV、またはそれ以上のエネルギーを有することができる。同様に、実施形態は、様々なビーム電流値を利用することができる。一例として、ビーム電流は、約10〜30μAの間であってもよい。他の実施形態では、ビーム電流は30μA以上、50μA以上、または70μA以上であってもよい。さらに他の実施形態では、ビーム電流は、100μA以上、150μA以上、または200μA以上であってもよい。

荷電粒子は、ターゲット材料に入射する粒子ビームの形態で、加速チャンバから出てもよい。図示されている実施形態において、荷電粒子は、ビームパイプ116を通って、ターゲット材料を含む生成組立体120の方へ誘導される。生成組立体120は、ビームパイプ116の端部121に取り付けられ、外側取り付けプラットフォーム124と、出発材料を保持する1つ以上のターゲット組立体122とを有してもよい。ターゲット組立体122は、取り付けプラットフォーム124に嵌合して、いくつかの動作接続を確立するように構成される。動作接続には、機械接続、流体接続、および電気接続のうちの少なくとも1つが含まれてもよい。生成組立体120は、生成組立体120、および生成組立体120に流体を供給する流体サブシステム(図示せず)の状態、または生成を監視する、1つ以上のコンピュータ機器(図示せず)をさらに含んでもよい。本明細書で用いられるように、流体は、液体(例えば、冷却水、または液体の形態のターゲット材料)、あるいはヘリウムまたはアルゴンなどの気体であってもよい。

荷電粒子は、ターゲット材料に衝突して、放射性同位元素(放射性核種とも呼ばれる)を生成する。放射性同位元素は、医学的な撮像、研究、および治療に使用できるが、科学的な研究または分析などの医学に関連しない他の用途にも使用できる。核医学(NM)撮像または陽電子放出断層撮影(PET)撮像などの医療目的で使用される場合には、放射性同位元素は「トレーサ」と呼ばれることもある。例として、生成組立体120は、プロトンを生成して、液体形態の18F同位体、CO2としての11C同位体、およびNH3としての13N同位体を作製することができる。これらの同位体を作製するために使用されるターゲット材料は、18O富化の水、天然の14N2ガス、または16O-水であってもよい。いくつかの実施形態では、システム100は、15Oガス(酸素、二酸化炭素、および一酸化炭素)および15Oでラベルした水を生成するために、プロトンまたは重水素を生成することもできる。

図2は、一実施形態により形成された、生成組立体(またはサブシステム)200を示す。生成組立体200は、同位体生成システム100で用いられてもよく、生成組立体120(図1)と類似しているか、または同一であってもよい。例えば、生成組立体200は、生成組立体120と置き換わってもよい。示されているように、生成組立体200は、取り付けプラットフォーム202と、1つ以上のターゲット組立体204とを含む。複数のターゲット組立体204は、ターゲット組立体204の配列を形成してもよい。図2に、取り付けプラットフォーム202の側面図が示されており、これに、ターゲット組立体204、および接続ブロック(またはダミーのターゲット)205のうちの1つが結合される。図2は、ターゲット組立体204が取り付けプラットフォーム202と嵌合する前の、ターゲット組立体204の斜視図をさらに示す。

取り付けプラットフォーム202は、プラットフォームベース207と、プラットフォームベース207に固定された複数のステージアダプタ209とを含む。図示されている実施形態では、ステージアダプタ209はそれぞれ、プラットフォームベース207に固定された個別の部品である。ステージアダプタ209はそれぞれ、取り付けプラットフォーム202の外側に面し、対応するターゲット組立体204に嵌合するように構成された、受け取りステージ210を有する。しかしながら、他の実施形態では、ステージアダプタ209は、取り付けプラットフォーム202の個別の部品ではない。例えば、プラットフォームベース207は、ステージアダプタ209の(複数の)機能が、プラットフォームベース207の一体部分になるように、本明細書で説明する、ステージアダプタ209の1つ以上の機能を有してもよい。

受け取りステージ210は、受け取りステージ210の組211を形成する。本明細書で説明するように、いくつかの実施形態では、組211になっている1つ以上の受け取りステージ210は、互いに流体結合されてもよい。ターゲット組立体204はそれぞれ、取り付けプラットフォーム202に取り外し可能に取り付けられるように構成される。本明細書で用いられるように、2つ以上の部品が「取り外し可能に取り付けられる」(あるいは「取り外し可能に結合される」または「取り外し可能に係合する」または「取り外し可能に嵌合する」その他類似の用語を含む)ときは、部品は、結合された部品を破壊することなく、容易に分離される。例えば、(a)必要以上の労力を要さずに、(b)別の道具(例えば、1つの部品の一部ではない道具)を用いることなく、かつ/あるいは(c)部品を分離させるのに長時間を費やすことなく、互いに分離できるときは、部品は「容易に分離可能」である。このような基準は、必ずしも互いに排他的でないことは理解されよう。例えば、2つの部品が、別の道具を用いることなく、5秒未満で手で分離された場合は、分離工程は、(a)、(b)、および(c)のそれぞれを満たしている。2つの部品が、電動ドライバーを用いて15秒未満で分離された場合は、分離工程は、(a)および(c)を満たしている。

部品は、締結具、ねじ、ラッチ、バックル、ナット、ボルト、ワッシャなどの限られた器具を使用すると互いに容易に分離でき、その結果、1人または2人の技術者が、技術者の手および/または従来の工具(例えば、レンチ、ドライバー)のみを用いて2つの部品を結合または結合解除することができる。いくつかの実施形態では、互いに対して取り外し可能に取り付けられた部品は、互いに干渉またはスナップ嵌めを形成することなどによって、器具なしで結合することができる。

ターゲット組立体が、図2に示すように完全に組み立てられた後に、同位体生成システムの残りの部分に流体的、機械的、または電気的に接続されていない場合は、ターゲット組立体は、所定の時間内に、指定された位置で取り付けプラットフォームに動作可能に取り付けられ得る。本明細書で用いられる「指定された位置で[取り付けプラットフォームに]動作可能に取り付けられる」という表現は、ターゲット組立体が固定された位置にあり、動作に必要な2つ以上の接続が確立されるように、ターゲット組立体が、取り付けプラットフォームに動作可能に結合される位置を含む。機械的な接続は、ターゲット組立体と、取り付けプラットフォームとが、互いに固定されることであってもよい。流体接続は、ターゲット組立体のポートが、取り付けプラットフォームのポートに流体結合されて、その結果、これらの間に流体が流れることを含んでもよい。また、流体接続は、粒子ビーム用に、ターゲット組立体と、取り付けプラットフォームとによって形成された、真空密封経路であってもよい。電気接続は、2つの電気接点(または他の導体素子)が、電気経路を確立するために、互いに接続されることを含んでもよい。特定の実施形態において、ターゲット組立体は、ターゲット組立体が取り付けプラットフォームに対して固定位置にあり、動作に必要なそれぞれの接続が確立されたときに、動作可能に取り付けられ得る。

例として、ターゲット組立体は、10分かかることなく指定された位置で、取り付けプラットフォームに動作可能に取り付けることができる。いくつかの実施形態では、ターゲット組立体は、5分かかることなく指定された位置で、取り付けプラットフォームに動作可能に取り付けることができる。いくつかの実施形態では、ターゲット組立体は、3分かかることなく指定された位置で、取り付けプラットフォームに動作可能に取り付けることができる。特定の実施形態では、ターゲット組立体は、1分かかることなく指定された位置で、取り付けプラットフォームに動作可能に取り付けることができる。さらに特定の実施形態では、ターゲット組立体は、30秒かかることなく指定された位置で、取り付けプラットフォームに動作可能に取り付けることができる。

いくつかの実施形態において、ターゲット組立体は、所定の時間内に、取り付けプラットフォームから容易に取り外すことができる。例えば、技術者がターゲット組立体にアクセスした(例えば、キャビネットを開いた)が、ターゲット組立体が取り付けプラットフォームに動作可能に取り付けられているときは、ターゲット組立体は、10分未満で取り外すことができる。ターゲット組立体が取り外されると、ターゲット組立体は、同位体生成システムの他の部品といかなる接続も有することなく、取り付けプラットフォームから自在に離れることができる。いくつかの実施形態では、ターゲット組立体は、5分未満で取り外すことができる。いくつかの実施形態では、ターゲット組立体は、3分未満で取り外すことができる。特定の実施形態では、ターゲット組立体は、1分未満で取り外すことができる。さらに特定の実施形態では、ターゲット組立体は、30秒未満、20秒未満、10秒未満、または5秒未満で取り外すことができる。

いくつかの実施形態において、ターゲット組立体は、別の道具(例えば、ターゲット組立体または取り付けプラットフォームの一部ではない道具)を用いることなく、取り付けプラットフォームに取り外し可能に取り付けることができる。いくつかの実施形態において、ターゲット組立体は、ターゲット組立体を取り付けプラットフォームに向かって移動させる1つの手順、または1つの工程のみを用いて、取り付けプラットフォームに取り付けることができる。いくつかの実施形態において、ターゲット組立体は、(a)1つの手順、または1つの工程のみ、および(b)ターゲット組立体、または取り付けプラットフォームに結合されたロック装置を作動させる使用者の行動によって、取り付けプラットフォームに取り付けることができる。例えば、ターゲット組立体が取り付けプラットフォームに取り付けられた後に、技術者は、ターゲット組立体を取り付けプラットフォームに固定する、1つ以上のラッチまたはベルトを動かしてもよい。

「ポート」という用語は、開口、および開口を画定する1つ以上の表面を意味する。場合によっては、ポートは、導管またはノズルなどの、開口を画定する表面を有するものをさらに含んでもよい。場合によっては、ポートは、開口を画定する表面と相互作用する他のものをさらに含んでもよい。例えば、ポートは、導管、および所定の位置で導管を付勢する、ばねを含んでもよい。

図2に示すように、取り付けプラットフォーム202は、同位体生成システムに固定されるように構成された、第1のプラットフォーム側面206を有する。プラットフォームベース207は、第1のプラットフォーム側面206の少なくとも一部を含んでいてもよい。第1のプラットフォーム側面206は、同位体生成システムの動作中は、ビームパイプ116などのビームパイプに位置合わせされ、かつ結合されてもよい。あるいは、第1のプラットフォーム側面206は、中間部品に固定されるか、またはサイクロトロンに直接固定されてもよい。取り付けプラットフォーム202は、通常は第1のプラットフォーム側面206に対向する、第2のプラットフォーム側面208をさらに有する。第2のプラットフォーム側面208は、少なくとも部分的に、ステージアダプタ209によって形成されてもよい。第2のプラットフォーム側面208は、ターゲット組立体204と係合するように構成される。

図示されている実施形態において、取り付けプラットフォーム202は、第2のプラットフォーム側面208の少なくとも一部を形成する、受け取りステージ210の組211を有する。組211は、図2の3つの受け取りステージ210を含むが、他の実施形態において、それよりも少ない、またはそれよりも多い受け取りステージ210が使用されてもよい。受け取りステージ210はそれぞれ、対応するターゲット組立体204、または接続ブロック205に嵌合するように構成される。いくつかの実施形態において、受け取りステージ210はそれぞれ、同一の種類のターゲット組立体204と嵌合し得る。例えば、図2における、取り付けプラットフォーム202に嵌合されたターゲット組立体204は、取り外されて、他の2つの受け取りステージ210のいずれかに嵌合されてもよい。しかしながら、他の実施形態では、受け取りステージ210が異なっていてもよく、その結果、2つ以上の受け取りステージ210が、異なる種類のターゲット組立体204と嵌合してもよい。いくつかの実施形態において、複数のターゲット組立体204が、取り付けプラットフォーム202に同時に嵌合してもよい。他の実施形態において、取り付けプラットフォーム202は、接続ブロック205、および1つ以上のターゲット組立体204と同時に嵌合してもよい。

他の実施形態において、受け取りステージ210はそれぞれ、複数の種類のターゲット組立体204と嵌合してもよい。例えば、1つの種類のターゲット組立体204は、第1の種類のターゲット材料を保持するように構成され、別の種類のターゲット組立体204は、第2の種類のターゲット材料を保持するように構成されてもよい。このような種類のターゲット組立体204はそれぞれ、複数回に分けて、同一の受け取りステージ210と嵌合してもよい。

いくつかの実施形態において、ターゲット組立体204は、ターゲット組立体204が取り付けプラットフォーム202から意図せず外れるのを防止するような方法で固定されてもよい。例えば、ターゲット組立体を取り外すために、使用者が1つ以上の動作を行うことが必要とされてもよい。

ターゲット組立体204が、取り付けプラットフォーム202と嵌合すると、ターゲット組立体204の嵌合側面222と、受け取りステージ210との間に形成された境界面213を介して、いくつかの動作可能な接続が確立される。ターゲット組立体204は、(a)境界面213を介して冷却媒体および/またはターゲット材料を受けるために流体接続される、(b)境界面213を介してターゲット組立体204を監視するために電気接続される、あるいは(c)境界面213を介して粒子ビームを受けるために動作可能に接続される、のうちの少なくとも1つの接続が行われてもよい。いくつかの実施形態では、境界面213を介して、接続(a)、(b)、または(c)のうちの少なくとも2つが確立される。特定の実施形態において、ターゲット組立体204は、境界面213を介して粒子ビームを受けるために、流体接続され、電気接続され、かつ動作可能に接続される。本明細書で用いられる「粒子ビームを受けるために動作可能に接続される」という表現には、取り付けプラットフォームを貫通してターゲット組立体の中に入り、粒子ビームを受けることが可能な真空密封通路が確立されるように、ターゲット組立体が取り付けプラットフォームに結合されることが含まれる。

いくつかの実施形態において、ターゲット組立体204が取り付けプラットフォーム202に流体接続されたときに、取り付けプラットフォーム202を通って延び、かつターゲット組立体204を通って延びる、流体回路が形成されてもよい。取り付けプラットフォーム202は、それ自身、および各ターゲット組立体204、ならびに必要に応じて接続ブロック205を通して、冷却流体(例えば、水またはヘリウムなどの気体)を経路指定するように構成されてもよい。図2において、生成組立体200は、2つのターゲット組立体204と、1つの接続ブロック205とを含む。他の実施形態において、生成組立体200は、3つ(以上)のターゲット組立体204を含んでもよく、あるいはターゲット組立体204を1つのみ含み、複数の接続ブロック205を有してもよい。粒子ビームの方向が様々に異なるため、各受け取りステージ210は、異なる配向を有してもよい。図2に示すように、各受け取りステージ210は、他の受け取りステージ210の方向に対して平行でない方向に面していてもよい。

図3は、例示的なターゲット組立体204の分離した斜視図である。ターゲット組立体204は、同位体生成用のターゲット材料を保持するように構成された生成チャンバ214(図4に示す)を含む、ターゲット本体212を有する。ターゲット本体212は、生成チャンバ214と、ターゲット本体212を通って延びる本体チャネルとを形成するように互いに結合された、複数の部分を有する。ターゲット本体212は、1つ以上の箔、密封部材、器具などの、ターゲット組立体204の他の部品を囲んで収容することができる。流体(例えば、液体または気体)の漏れを防ぐため、かつ生成チャンバ214内の真空を維持するために、異なる部分および部品が互いに固定される。ターゲット本体212は、ビームキャビティ216を有し、これは、生成チャンバ214に位置合わせされ、ターゲット本体212の外側から粒子ビームを受けるように構成される。ターゲット本体212は、ビームキャビティ216へのアクセスを提供する、キャビティ開口220を有する。ターゲット組立体204が取り付けプラットフォーム202と嵌合すると、ビームキャビティ216によって、粒子ビームが、生成チャンバ214でターゲット材料に入射することが可能になる。

本明細書で説明するように、ターゲット本体212は、取り付け(または嵌合)動作中に、取り付けプラットフォーム202の受け取りステージ210と取り外し可能に係合するように構成された、嵌合側面222を有する。ターゲット本体212は、嵌合側面222に沿って配置された、第1のターゲットポート224と、第2のターゲットポート226とを有する。例示的な実施形態において、第1のターゲットポート224、および第2のターゲットポート226は、ターゲット本体212の本体チャネルを介して互いに流れ連通する。いくつかの実施形態において、本体チャネルは、ターゲット本体212から熱エネルギーを吸収する、冷却チャネルとして機能する。あるいは、本体チャネルは、放射線を照射されたターゲット材料を送出および除去できるようにする、材料チャネル、またはターゲットチャネルとして機能してもよい。第1のターゲットポート224は、取り付けプラットフォーム202から流体を受けるように構成されてもよく、第2のターゲットポート226は、取り付けプラットフォーム202に流体を供給するように構成されてもよい。したがって、第1のターゲットポート224、および第2のターゲットポート226はそれぞれ、以後、入口ターゲットポート224、および出口ターゲットポート226と呼ばれる。しかしながら、流体は、反対方向に流れてもよいことを理解されたい。他の実施形態では、第1のターゲットポート224と、第2のターゲットポート226とは、互いに流れ連通しなくてもよいことも理解されたい。他の実施形態において、嵌合側面222は、1つのターゲットポートのみを有してもよい。このような実施形態では、本体チャネルは、嵌合側面222に沿って位置していない、別のターゲットポートを通って出てもよい。

キャビティ開口220、入口ターゲットポート224、および出口ターゲットポート226は、ターゲット組立体204が取り付けプラットフォーム202に動作可能に取り付けられたときに、取り付けプラットフォーム202のそれぞれのポートに流体結合されるように構成される。いくつかの実施形態では、流体接続は、ターゲット組立体204を取り付けプラットフォーム202に固定する、1つの取り付け手順または工程で行われる。特定の実施形態では、キャビティ開口220、入口ターゲットポート224、および出口ターゲットポート226は、共通の方向に開いている。例えば、ビームキャビティ216は、指定された軸線295に沿って粒子ビームを受けるように構成されてもよい。キャビティ開口220、入口ターゲットポート224、および出口ターゲットポート226はそれぞれ、指定された軸線295に沿った方向に開いていてもよい。このような実施形態では、入口ターゲットポート224、出口ターゲットポート226、およびキャビティ開口220はそれぞれ、嵌合側面222が指定された軸線295に沿った共通の方向に移動したときに、各ポートに流体結合することができる。

ターゲット本体212は、後側232、および後側232と嵌合側面222との間に延びる、側壁233〜236をさらに有する。ターゲット組立体204は、ターゲット本体212に固定された、第1の材料ポート228と、第2の材料ポート230とを備えてもよい。他の実施形態では、第1の材料ポート228、および第2の材料ポート230は、嵌合側面222などの別の側面に固定されてもよい。第1の材料ポート228、および第2の材料ポート230は、生成チャンバ214(図4)を介して互いに流れ連通する。ターゲット材料は、第1の材料ポート228、および第2の材料ポート230を介して、生成チャンバ214から送り出され、かつ引き出されるように構成される。代替的な実施形態では、ポート228、230は、冷却流体を経路指定してもよく、ポート224、226は、ターゲット材料を経路指定してもよい。

例示的な実施形態では、嵌合側面222は、キャビティ開口220と、ビームキャビティ216とを有する、ターゲットネック254をさらに備える。ターゲットネック254は、取り付けプラットフォーム202によって形成された、ビーム通路に挿入されるように構成される。特定の実施形態において、ターゲットネック254は、(a)取り付けプラットフォーム202に結合されると、ビーム通路内に真空密封を形成し、かつ(b)同位体生成システムの動作中に、ターゲット組立体204をロック位置に保持できるように、取り付けプラットフォーム202と係合する、ように構成される。ロック位置において、ターゲット組立体204は、取り付けプラットフォーム202に対して固定位置を有し、所定の動作または誘因なく、意図せずにそこから外れることはない。代替的な実施形態では、嵌合側面222は、ターゲットネックを備えない。このような実施形態では、キャビティ開口220は、例えば、取り付けプラットフォームのネック部(図示せず)を受けてもよい。

図示されている実施形態では、ターゲット本体212は、複数の本体部分240、242、244を有する。例えば、ターゲット本体212は、前部または前フランジ240と、中間または挿入部242と、後部または後フランジ244とを有する。本体部分240、244は、例えば、アルミニウム、タングステン、またはこれらの組み合わせを含んでもよい。本体部分242は、例えば、ニオブを含んでもよい。本体部分240、242、244は、嵌合軸線291に沿って、並んで積み重なるように構成される。必要に応じて、嵌合軸線291は、指定された軸線295(図2)と平行に延びていてもよい。示されているように、本体部分240、242、244はそれぞれ、内部に機能が形成された、ほぼ板状、またはブロック状の形状である。しかしながら、代替的な実施形態は、異なる数の本体部分を含んでもよく、かつ/あるいは本体部分が、異なる形状を有してもよいことを理解されたい。前部240、中間部242、および後部244が、互いに積み重ねられると、本体部分は、ターゲット本体212を正しく形成する。

図示されている実施形態では、前部240は、嵌合側面222の少なくとも一部を含む。嵌合側面222は、対応する受け取りステージ210(図2)の輪郭または形状をほぼ補完する、輪郭または形状を有してもよい。このような実施形態では、嵌合側面222は、受け取りステージ210と共に滑り嵌めを形成してもよい。必要に応じて、嵌合側面222、および/または受け取りステージ210は、取り付けプラットフォーム202(図2)に対するターゲット組立体204の配向が、1つのみ可能な形状にされてもよい。例えば、嵌合側面222のポート224、226は、ターゲット組立体204の配向が不適切な場合は、ターゲットポート224、226が、取り付けプラットフォーム202の対応するステージポートと係合しないように配置される。あるいは、ターゲット組立体204は、取り付けプラットフォーム202の凹部が受ける突起を有してもよく、またはその逆であってもよい。ターゲット組立体204が適切に配向されていない場合は、突起によって、ターゲット組立体204を取り付けプラットフォーム202に取り付けることはできない。

示されているように、前部240は、前面246を有する。前面246は、第1の横方向軸線292、および第2の横方向軸線293によって画定された平面と平行に延びる。嵌合軸線291と、第1の横方向軸線292と、第2の横方向軸線293とは、互いに垂直である。前部240は、前面246に向かって開いている、または前面246を介してアクセスされる、いくつかの開口または凹部を有してもよい。例えば、入口ターゲットポート224は、前面246に向かって開いており、かつ前面246を介してアクセスされ、出口ターゲットポート226は、前面246に向かって開いており、かつ前面246を介してアクセスされる。嵌合側面222は、接触領域252によって部分的に画定された、凹部250をさらに有する。凹部250は、前面246に向かって開いており、かつ前面246を介してアクセスされる。例示的な実施形態において、接触領域252は、接触領域252を介してターゲット組立体204を電気的に監視できるように、ターゲット組立体204の内部に電気的に結合される、電気接点を構成する。例えば、接触領域252は、生成チャンバ214を画定する表面215に電気的に結合されてもよい。代替的な実施形態では、接触領域252は、ターゲット本体212の別の側面に沿って配置されてもよい。代替的な実施形態では、接触領域252は、前面246から離れて突出する、板金から型押し成形された接触フィンガなどの、個別の電気接点の一部であってもよい。代替的な実施形態において、前部240の1つ以上の凹部は、取り付けプラットフォーム202(図2)の対応する凹部に挿入されるように構成された、前部240の突出部と置き換えられてもよい。

嵌合側面222は、複数の器具凹部256をさらに有する。図示されている実施形態において、器具凹部256はそれぞれ、器具貫通孔へのアクセスを提供し、器具貫通孔は、前部240、および中間部242を完全に貫通して延び、少なくとも部分的に後部244を通る。器具貫通孔は、器具260を受ける大きさおよび形状にされる。器具260には、本体部分240、242、244を互いに固定するのに用いられる、1つ以上の部品が含まれてもよい。図示されている実施形態において、器具260は、ボルトを含むが、本体部分240、242、244を互いに固定するために、ねじ、ラッチ、バックルなどの、各種の締め具が用いられてもよいことを理解されたい。

前部240は、ターゲットネック254をさらに含む。ターゲットネック254は、嵌合軸線291と平行な方向に、かつ指定された軸線295(図2)と平行な方向に、前面246から突出している。ターゲットネック254は、キャビティ開口220を画定するネック縁部264へと、距離255だけ延びる。ターゲットネック254は、ビームキャビティ216をさらに画定し、これは、生成チャンバ214に位置合わせされる。ターゲットネック254は、ネック凹部458を画定する、ネック表面450を有する。ネック凹部458は、ターゲットネック254、または指定された軸線295に対して、径方向外側の方向に開いている。

生成チャンバ214は、中間部242と、箔290(図4に示す)および/または前部240との間に画定されてもよい。ビームキャビティ216は、キャビティ開口220から、箔290へと延びる。他の実施形態では、生成チャンバ214は、後部244と、中間部242、および/または箔290との間に画定されてもよい。これも図3に示すように、中間部は、前部240と後部244との間に延びる、側縁310を有する 側縁310は、第1の材料ポート228と、第2の材料ポート230とを備える。図示されている実施形態では、第1の材料ポート228、および第2の材料ポート230は、ノズル312、314をそれぞれ有する。第1の材料ポート228、および第2の材料ポート230は、生成チャンバ214に流れ込む各通路と流れ連通する。ノズル312、314は、管(図示せず)に流体結合されてもよい。いくつかの実施形態において、ターゲット組立体204は、管を含んでもよい。他の実施形態では、ターゲット組立体204は、ノズルまたは管を含まない。このような実施形態では、材料ポート228、230は、側縁310に沿って、開口229、231によって画定されてもよい。

中間部242は、通路またはキャビティを流体的に密封するために、前部240と後部244との間に、固定する方法で挟まれるように構成される。図示されていないが、ターゲット組立体204は、複数の密封部材(例えば、継目に沿って配置された、Oリングその他の圧縮材)を有し、これは、ターゲット組立体204の対応する部品同士の間に挟まれて、ターゲット組立体204内の流体チャンバ、またはチャネルの密封を容易にする。

ターゲット組立体204は、本質的に、同位体生成システムの他の部品から独立していてもよく、その結果、ターゲット組立体204は、取り付けプラットフォーム202、および同位体生成システムの残りの部分から取り外されて、離されてもよい。図示されている実施形態において、非嵌合側面(例えば、後側232および側壁233〜236)は、ターゲット本体212の外側であって、ターゲット組立体204の動きを制限する、ターゲット組立体204または同位体生成システムの他の部品とは係合しない。非嵌合側面は、実質的に、ターゲット組立体204の動きを制限する、機械接続または流体接続などの、結合または接続をしなくてもよい。例えば、図示されている実施形態では、非嵌合側面との接続は、第1の材料ポート228、および第2の材料ポート230を介してのみ行われ、これは、柔軟な管(図示せず)に接続されてもよい。このような実施形態では、ターゲット本体212は、取り付けプラットフォーム202からより迅速に取り外すことができる。例えば、管は、ノズル312、314に接続されてもよい。ターゲット組立体204が取り外されると、管は、ノズル312、314から接続を解除されるか、または管の反対側の端部で接続を解除されてもよい。ターゲット組立体204は、後述するように、取り付けプラットフォーム202に対して取り外されて、その後、取り付けプラットフォーム202から自在に取り去られてもよい。他の実施形態では、ノズル312、314が、ターゲット本体212から除去されてもよい。

図4は、中間部242の断面であり、箔290を示す。示されているように、生成チャンバ214は、熱伝達壁328によって、冷却キャビティ326から分離されている。冷却キャビティ326は、中間部242の背面304と、後部244(図3)の前面(図示せず)との間に画定されてもよい。中間部242は、材料ポート228、230(図3)とそれぞれ流れ連通する、内部ポート332、334を有する。材料ポート228と230との間に延び、生成チャンバ214を含むチャネルは、材料チャネルと呼ばれてもよい。ターゲットポート224と226との間に延び、冷却キャビティ326を含むチャネルは、冷却チャネルと呼ばれてもよい。材料チャネル、および冷却チャネルは、チャネルがターゲット本体212を通って流れているため、一般に本体チャネルと呼ばれてもよい。

動作中は、箔290が生成チャンバ214の少なくとも一部を囲んでいる状態で、ターゲット材料(例えば、出発液)が生成チャンバ214に供給される。粒子ビーム390が供給されるときに、粒子ビーム390は、嵌合軸線291(または指定された軸線295)(図3に示す)と平行に発射されてもよい。粒子ビームと、ターゲット材料との相互作用によって核反応が生じ、指定された放射性同位元素の生成につながる。粒子ビーム390が、生成チャンバ214内で、箔290、およびターゲット材料に印加されると、生成チャンバ214内の熱エネルギーが、熱伝達壁328を通って伝達される。熱エネルギーは、熱伝達壁328を通って伝達されて、冷却キャビティ326に入ることができる。冷却キャビティ326を通って流れる液体は、生成チャンバ214から熱エネルギーを奪うことができる。粒子ビームが印加された後に、ターゲット材料は、例えば不活性ガス(例えば、アルゴン)を用いて、生成チャンバ214から除去されてもよい。

図5は、取り付けプラットフォーム202(図2)と共に用いられてもよい、例示的なステージアダプタ209の斜視図である。前述したように、ステージアダプタ209は、プラットフォームベース207に固定されるように構成された個別の部品である。ステージアダプタ209は、ボルト(図10に示す)などの器具を用いて、プラットフォームベース207に固定されてもよい。ステージアダプタ209は、受け取りステージ210を有する。しかしながら、他の実施形態では、プラットフォームベース207が、受け取りステージ210、および/またはステージアダプタ209の機能を有するように構成されてもよい。受け取りステージ210は、ステージ表面338を含む、アダプタ本体336を有する。いくつかの実施形態において、アダプタ本体336は、ターゲット組立体204(図2)をプラットフォームベース207から電気的に分離または隔離するために、誘電性材料、または絶縁性材料を含む。受け取りステージ210は、受け取りステージ210に沿って、またはより詳細には、ステージ表面338に沿って配置された、第1のステージポート340と、第2のステージポート342とをさらに備える。例示的な実施形態において、第1のステージポート340は、同位体生成システムの動作中に、ターゲット組立体204(図2)に流体を供給するように構成され、第2のステージポート342は、同位体生成システムの動作中に、ターゲット組立体204から流体を受けるように構成される。

受け取りステージ210は、ステージ貫通孔344をさらに有し、これは、ターゲットネック254(図3)を受ける大きさおよび形状にされる。ステージ貫通孔344は、ビーム通路460(図11に示す)の一部を形成してもよい。必要に応じて、受け取りステージ210は、電気接点346、および/またはロック装置350の可動アクチュエータ348をさらに有してもよい。電気接点346は、受け取りステージ210に沿って配置され、取り付け動作中に、接触領域252(図3)その他の電気接点と係合するように構成される。電気接点346は、電線などの導体(図示せず)に結合されるように構成される。電気接点346、および/または導体は、アダプタ本体336を通って延びる、導電経路を形成してもよい。導電経路は、ターゲット組立体204内の電流を監視するために、通信可能に制御システム(図示せず)に結合されてもよい。電気接点346、および可動アクチュエータ348は、それぞれステージ表面338から離れるように突出している。可動アクチュエータ348は、取り付け動作中に、ターゲット組立体204と係合するように構成される。

特定の実施形態において、出口ステージポート340と、入口ステージポート342と、電気接点346と、可動アクチュエータ348とはそれぞれ、取り付け動作中に、ターゲット組立体204の嵌合側面222と動作可能に係合する。しかしながら、他の実施形態では、出口ステージポート340、入口ステージポート342、電気接点346、および可動アクチュエータ348の1つ以上が、取り付け動作中に嵌合側面222と係合しない。このような実施形態では、対応する部品を結合するために、個別の動作が必要とされてもよい。例えば、ターゲット組立体204がステージアダプタ209と嵌合した後で、ターゲット組立体204に電線が接続されてもよい。電線は、生成チャンバ内の電流を監視するための電気接続を確立することができる。

図6は、ステージアダプタ209の分解図である。移動可能な電気接点346は、軸線354に沿って前後に移動可能なポゴ型ピン352を含んでもよい。ポゴ型ピン352は、アダプタ本体336に押し込まれてもよい。しかしながら、ばねフィンガなどの、他の種類の移動可能な電気接点が用いられてもよいことを理解されたい。電気接点346は、接触領域252(図3)と直接係合して、その間に電気接続を確立するように構成される。

これも図示されているように、出口ステージポート340は、ポート通路362を画定する、ポート接続具360を含む。ポート通路362は、アダプタ本体336を貫通する。出口ステージポート340は、可動導管364と、付勢部材366とをさらに有する。示されているように、付勢部材366はコイルばねであるが、付勢部材366は、他の実施形態では、他の種類のばね、板金から型押し成形されたばねフィンガ、またはプラスチックで成形されたばねフィンガなどの、他の種類の付勢部材であってもよい。付勢部材366は、アダプタ本体336から離れる導管の動きに抵抗する、ゴムバンドに類似したものであってもよい。可動導管364は、外部開口372と、内部開口374、376とを有する、導管通路370を含む。入口ステージポート342は、出口ステージポート340と同様であるか、または同一であってもよく、ポート通路と、可動導管と、付勢部材とを有する、ポート接続具を含む。

図5に戻ると、可動導管364は、ポート通路362内に配置される大きさおよび形状にされる。可動導管364の前縁378は、外部開口372を画定する。前縁378は、第1のターゲットポート224(図3)に挿入されるように構成される。より詳細には、取り付け動作中に、第1のターゲットポート224は、可動導管364に位置合わせされる。ターゲット組立体204(図2)が受け取りステージ210に向かって移動されると、前縁378は、第1のターゲットポート224の中に移動して、ターゲット本体212、または第1のターゲットポート224内の密封部材と係合する。付勢部材366によって、ターゲット組立体204が、アダプタ本体336を介して可動導管364を動かすことが可能になり、その結果、内部開口374、376は、アダプタ本体336の後側375を通過する。屈曲または圧縮された位置にあるときに、付勢部材366は、ターゲット組立体204に向かって付勢力377Aを加える。付勢力377Aは、同位体生成システムが動作している間は残留することができる。本明細書では説明されないが、入口ステージポート342は、付勢力377Bを加えるように同様の方法で動作してもよく、付勢力377Bは、同位体生成システムが動作している間は残留する。

図6に戻ると、ターゲット組立体204が受け取りステージ210に動作可能に取り付けられると、可動導管364は、内部開口374、376の少なくとも1つが、プラットフォームベース207のベースチャネルと流れ連通するように、変位した位置になる。このように、プラットフォームベース207からくる流体は、可動導管364を通って誘導されて、ターゲット組立体204に入ることができる。しかしながら、ターゲット組立体が受け取りステージ210から取り外されたときは、付勢部材366は、内部開口374、376がベースチャネルと流れ連通しないように、導管364を移動させてもよい。例えば、内部開口374、376は、アダプタ本体336内に配置されてもよい。したがって、1つ以上の実施形態が、ターゲット組立体が取り付けプラットフォームに取り付けられたときに流体回路を開き、ターゲット組立体が取り付けプラットフォームから取り外されたときに流体回路を自動的に閉じる、ばね荷重導管を含んでもよい。

これも図6に示すように、ロック装置350は、取り付けプラットフォーム202に対して、ターゲット組立体204を係合させ、かつこれをロック位置に保持するために相互作用する、いくつかの部品を含む。例えば、図示されている実施形態において、ロック装置350は、可動アクチュエータ348と、アクチュエータばね380と、ロックリング382と、ロック支柱384と、開放ばね386とを有する。ロック支柱384と、開放ばね386とは、アダプタ本体336の側面に沿って、穴に挿入される。可動アクチュエータ348と、アクチュエータばね380とは、ステージ表面338に沿って開いているキャビティに挿入される。アダプタ本体336の側面に沿った穴と、ステージ表面338に沿って開いているキャビティとは、互いに交差してもよい。ロック支柱384は、穴およびキャビティを通って延びてもよい。図示されているように、可動アクチュエータ348は、ロック支柱384を受ける穴を有する。ロック装置350については、図5、図6、および図11を参照して、より詳細に後述する。いくつかの実施形態において、ロック装置350は、ターゲット組立体204が受け取りステージ210に取り付けられると作動する。例えば、ターゲット組立体204を受け取りステージ210に流体結合し、かつ電気的に結合する動作または手順によっても、ロック装置350は始動され得る。

図7および図8はそれぞれ、プラットフォームベース207の背面斜視図、および前面斜視図である。プラットフォームベース207は、第1のプラットフォーム側面206と、第1のプラットフォーム側面206に対向する、ベース側面402とを有する。例示的な実施形態では、ベース側面402は、そこにステージアダプタ209(図2)が取り付けられるように構成される。プラットフォームベース207は、ベース縁部412、414を有し、これは、第1のプラットフォーム側面206とベース側面402とに沿って、かつこれらの間に延びている。ベース縁部412、414はそれぞれ、カバー受けキャビティ413、415を有し、これは、対応するカバーまたは蓋418(図2に示す)を受けるように構成される。

示されているように、カバー受けキャビティ413、415は、ベースチャネル421、422、423への開口を有する。対応するカバー418が、カバー受けキャビティ413、415内に配置されると、ベースチャネル421〜423が密封される。ベースチャネル421〜423は、流体がその中を通って流れることを可能にする。特定の実施形態において、プラットフォームベース207は、粒子ビームから熱エネルギーを吸収してもよい。例えば、熱エネルギーは、ベース貫通孔410を画定する表面を通して伝達される場合がある。ベースチャネル421〜423は、ベース貫通孔410から熱エネルギーを吸収するために、これに近接して、プラットフォームベース207を通るように経路指定される。

示されているように、プラットフォームベース207は、複数のベース貫通孔410を有する。図8に示すように、プラットフォームベース207は、対応するステージアダプタ209(図2)が固定されるようにそれぞれ構成された、複数のベース領域404A、404B、404Cを有する。プラットフォームベース207は、ベース側面402に開いている、複数の回路ポート406と、複数の回路ポート408とを備える。回路ポート406は、出口回路ポート406と呼ばれてもよく、回路ポート408は、入口回路ポート408と呼ばれてもよい。各回路ポート406、408は、プラットフォームベース207内の対応するチャネルに、流体的なアクセスを提供する。出口回路ポート406、および入口回路ポート408は、各ベース領域404A〜404Cが、1つの出口回路ポート406と、1つの入口回路ポート408とを有するように配置される。

ステージアダプタ209(図2)が、プラットフォームベース207に動作可能に固定されると、ステージアダプタ209は、対応するベース領域404A、404B、または404Cに対して、ステージ貫通孔344(図6)が、対応するベース貫通孔410に位置合わせされ、出口回路ポート406、および入口回路ポート408が、それぞれ、出口ステージポート340、および入口ステージポート342(図6)を受けるように配置される。より詳細には、付勢部材366(図6)、および可動導管364(図6)は、少なくとも部分的に、対応する回路ポート内に配置されてもよい。内部開口374、376(図6)は、後述するように、対応する回路ポートに入り、かつここから出るように構成される。

図9は、プラットフォームベース207の断面である。ベースチャネル421〜423はそれぞれ、プラットフォームベース207の幅にわたって延び、2つのポートと流れ連通している。より詳細には、ベースチャネル421は、プラットフォームポート432と、ベース領域404A(図8)の回路ポート408との間に延び、ベースチャネル422は、ベース領域404Aの回路ポート406と、ベース領域404B(図8)の回路ポート408との間に延び、ベースチャネル423は、ベース領域404Bの回路ポート406と、ベース領域404C(図8)の回路ポート408との間に延びている。ベースチャネル421〜423は、隣接するベース貫通孔410同士の間に延びている。示されているように、プラットフォームベース207は、プラットフォームポート434をさらに有する。プラットフォームポート434は、ベース領域404Cの回路ポート406と流れ連通する。カバー受けキャビティ413、415は、対応するカバー418(図2)がその中にそれぞれ配置されると、流体が、対応するステージアダプタ209(図2)、およびターゲット組立体204(図2)を流れることによって、ベースチャネル421〜423のみを通るようになる。

図10は、取り付けプラットフォーム202の正面図である。例示を目的として、1つ以上のターゲット組立体204、および/または1つ以上の接続ブロック205(図2)が図示されていない。取り付けプラットフォーム202は、ステージアダプタ209の対応する電気接点346に電気的に結合して、電気コネクタ444につながる、複数の電線441、442、443をさらに有する。電気コネクタ444は、電気接点346によって検知された信号(例えば、電流)を監視できる、制御システム(図示せず)に通信可能に結合される。

取り付けプラットフォーム202は、プラットフォームポート432、434(図9)にそれぞれ結合される、流れコネクタ436、438を備える。図9および図10に関して、同位体生成システムの動作中は、冷却流体(例えば、水またはヘリウムなどのガス)が、流れコネクタ438を通して圧送されて、プラットフォームポート434に入ってもよい。冷却流体は、次に、ベース領域404C(図8)に関連付けられた出口ステージポート340を流れて、対応するターゲット組立体204(または必要に応じて接続ブロック205)の入口ターゲットポート224(図3)に入ってもよい。冷却流体が、ターゲット組立体204に入る場合は、冷却流体は、ターゲット組立体204から熱エネルギーを吸収して、そこから熱エネルギーを移送するために、冷却キャビティ326などの1つ以上のチャネルを流れてもよい。

冷却流体は、次に、ターゲット組立体204の出口ターゲットポート226(図3)を流れて、ベース領域404Cに関連付けられた、入口ステージポート342に入る。冷却流体は、ベース領域404Cに関連付けられた、入口回路ポート408を通って流れ、ベースチャネル423に入る。冷却流体は、ベースチャネル423を流れて、ベース領域404Bに関連付けられた、出口回路ポート406に至る。出口回路ポート406から、冷却流体は、ベース領域404Bに関連付けられた出口ステージポート340を流れて、隣接するターゲット組立体204(または隣接する接続ブロック205)の入口ターゲットポート224に入る。冷却流体がターゲット組立体204に流れ込む場合は、冷却流体は、ターゲット組立体204を流れ、出口ターゲットポート226を通って、ベース領域404Bに関連付けられた入口ステージポート342に入る。冷却流体は、ベース領域404Bに関連付けられた、入口回路ポート408を通って流れ、ベースチャネル422に入る。冷却流体は、ベースチャネル422を流れ、ベース領域404Aに関連付けられた、出口回路ポート406に至る。出口回路ポート406から、冷却流体は、ベース領域404Aに関連付けられた出口ステージポート340を流れて、隣接するターゲット組立体204(または隣接する接続ブロック205)の入口ターゲットポート224に入る。冷却流体がターゲット組立体204に流れ込む場合は、冷却流体は、ターゲット組立体204を流れ、出口ターゲットポート226を通って、ベース領域404Aに関連付けられた入口ステージポート342に入る。冷却流体は、ベース領域404Aに関連付けられた、入口回路ポート408を通って流れ、ベースチャネル421に入る。冷却流体は、次に、プラットフォームポート432を通って流れる。ベース領域404A〜404Cのいずれかに関連付けられたステージアダプタ209が、対応するターゲット組立体204に結合されない場合は、接続ブロック205が、代わりにそこに結合されてもよい。接続ブロック205は、ステージアダプタ209の出口ステージポート340と入口ステージポート342とを相互接続する、本体チャネルを有してもよい。

したがって、取り付けプラットフォーム202と、ターゲット組立体204(または必要に応じて接続ブロック205)とは、同位体生成システムの動作中に、集合的に流体回路を形成する。より詳細には、取り付けプラットフォーム202は、流体回路の一部である複数のチャネルを含んでもよく、各ターゲット組立体204は、流体回路の一部である1つ以上のチャネルを含んでもよい。このように、ターゲット組立体204を冷却する同一の冷却媒体が、プラットフォームベース207をさらに冷却することができる。接続ブロック205は、流体が接続ブロック205を通って流れることを可能にする、対応するポートおよびチャネルを有する。

例示的な実施形態において、受け取りステージ210のいずれか1つが、ターゲット組立体204、または接続ブロック205によって占有されていないときは、流体回路の一部が閉じられるか、または遮断される。例えば、ターゲット組立体204(または必要に応じて接続ブロック205)が、受け取りステージ210のうちの1つに動作可能に取り付けられていない場合は、流体が他の1つ以上のターゲット組立体を通って流れないように、流体回路が閉じられてもよい。この自動遮断機能は、本明細書で述べるように、付勢部材366と、可動導管364とによって提供することができる。しかしながら、代替的な実施形態では、自動遮断機能はなくてもよい。このような実施形態では、流体回路は、1つ以上の受け取りステージが、ターゲット組立体204、または接続ブロック205によって占有されていなくても、ターゲット組立体を介して流体を供給することが可能であってもよい。

図11は、生成組立体200の拡大した断面であり、取り付けプラットフォーム202に対応するステージアダプタ209の、受け取りステージ210の1つに動作可能に取り付けられた、例示的なターゲット組立体204を示している。示されているように、ステージアダプタ209のアダプタ本体336は、ターゲット組立体204の前部240と、プラットフォームベース207との間に配置される。前部240、およびプラットフォームベース207は、アルミニウムなどの金属を含んでもよい。絶縁性のアダプタ本体336は、ターゲット組立体204と、プラットフォームベース207との間に配置され、ターゲット組立体204と、プラットフォームベース207とを電気的に分離する。

ターゲット組立体204の前部240は、ビームキャビティ216を画定する、ターゲットネック254を備える。示されているように、前部240は、互いに流れ連通する、内部ポート464、466をさらに備える。内部ポート464、466は、生成チャンバ214に近接してビームキャビティ216を囲む、冷却チャネルを介して相互接続される。冷却チャネルは、生成チャンバ214(図4)、または箔290(図4)の前で生成された熱エネルギーを吸収するように構成された、第2の冷却チャネルであってもよい。指定された軸線295は、ビームキャビティ216の中央を通って延びており、粒子ビームがとる経路に対応していてもよい。ターゲットネック254は、指定された軸線295から径方向に離れて対向する、外側導管表面450を有する。外側導管表面450は、導管縁部454へと延びる、遠位端部452を有する。導管縁部454は、キャビティ開口220を画定する。

示されているように、遠位端部452は、指定された軸線295に対して、度付けされる、または面取りされる。遠位端部452は、ターゲット組立体204(図2)が取り付けプラットフォーム202と嵌合したときに、取り付けプラットフォーム202の密封部材456(例えば、Oリング)と係合するように構成される。取り付け動作中に、ターゲット組立体204は、受け取りステージ210に対して、ターゲットネック254がビーム通路460に挿入されてもよいように配置される。ターゲット組立体204は、取り付けプラットフォーム202に向かって、またはより詳細には、ステージアダプタ209に向かって、嵌合軸線291(または軸線295)に沿って、取り付け方向468に移動される。例示的な実施形態において、取り付け動作は、取り付けプラットフォーム202に向かって、ターゲット組立体204を1度のみ移動させることを含む。

図示されている実施形態では、ステージ貫通孔344と、ベース貫通孔410とが組み合わされたときに、ビーム通路460が形成される。ビーム通路460は、受け取りステージ210へと開いており、ターゲット組立体204が受け取りステージ210に取り付けられると、ビームキャビティ216(図2)と位置が合うように構成される。ターゲットネック254がビーム通路460に挿入されると、遠位端部452は、密封部材456と係合して、ネック表面450とプラットフォームベース207との間で、密封部材456を圧縮することができる。よって、ビーム通路460と、ビームキャビティ216とを含む、粒子ビーム用の真空密封経路を確立することができる。同位体生成システムの動作中に、粒子ビームは、ビーム通路460を通って発射され、受け取りステージ210を通ってビームキャビティ216に入り、そこで粒子ビームは、ターゲット材料に入射する。

ネック表面450は、ネック凹部458をさらに画定する。例示的な実施形態では、ネック凹部458は、指定された軸線295の周囲を周方向に延びる。しかしながら、他の実施形態では、ネック凹部458は、指定された軸線295の周囲を部分的にのみ延びていてもよい。ネック凹部458は、ロックリング382を受けるように構成される。ターゲット組立体204が受け取りステージ210に取り付けられると、ターゲット組立体204は、可動アクチュエータ348(図5)と係合して、ロック支柱384をロックリング382と係合させ、ロックリング382がネック凹部458に入るように移動させる。可動アクチュエータ348がターゲット組立体204によって移動されると、可動アクチュエータ348は、ロック支柱384と係合して、指定された軸線295から径方向に離れるように、あるいは指定された軸線295に向かうようにロック支柱384を駆動させ、これによって、ロックリング382をネック凹部458の中へ移動させる横力461が生じる。横力461は、ロック支柱384の長さと平行であってもよい。図示されている実施形態では、ロック支柱384は、ターゲットネック254から離れるように移動される。他の実施形態では、ロック支柱384は、ターゲットネック254に向かって移動されてもよい。ロックリング382がネック凹部458内に配置されると、ロックリング382は、ターゲットネック254、および結果的にはターゲット組立体204が、意図せず引き抜かれるのを防止する。このような構成では、ロック装置350(図6)が、取り付けプラットフォーム202に対して、ターゲット組立体204をロック位置に保持する。ターゲット組立体204が、ロック位置で受け取りステージ210に固定されると、ロックリング382は、ターゲット組立体204が受け取りステージ210から引き抜かれたり取り外されたりしないように、少なくとも部分的にネック凹部458内に配置される。

ターゲット組立体204を取り外すには、使用者は、ロック支柱384を、指定された軸線295に向かって径方向内側に押してもよく、これによって、ロックリング382をネック凹部458から移動させる。このように、ターゲット組立体204は、取り付けプラットフォーム202に対して、自在に取り外されてもよい。アクチュエータばね380が、可動アクチュエータ348を、ステージ表面338から離してもよい。いくつかの実施形態において、付勢部材366、およびアクチュエータばね380は、取り付けプラットフォーム202に対してターゲット組立体204を取り外すのを容易にするために、ターゲット組立体204に取り外す力462を加えることができる。

したがって、ターゲット組立体204を取り付けプラットフォーム202に向かって1度移動させることによって、ターゲット組立体204と、取り付けプラットフォーム202とを流体的、電気的、かつ機械的に結合することができる。流体接続は、冷却流体(例えば、液体または気体)、ターゲット材料(例えば、液体または気体)、および粒子ビームの生成中に、ビーム通路460内で真空を維持できるように、真空密封係合を提供するための接続を含んでもよい。いくつかの実施形態において、ターゲット材料のための流体接続は、取り付け動作の前または後に生じる。例えば、ノズル312、314(図3)、およびそれぞれの管(図示せず)は、取り付け動作の前または後に、ターゲット本体212(図2)に流体接続されてもよい。

代替的な実施形態では、取り付け動作は、複数のステップを含んでもよい。例えば、前述の取り付け動作と同様の1つの動きによって、流体接続および電気接続が生じてもよい。その後、使用者が付加的な動作を行って、ターゲット組立体204を取り付けプラットフォーム202に固定してもよい。例えば、使用者が、取り付けプラットフォーム202、またはターゲット組立体204に取り付けられたレバーを引いてもよく、これによって、取り付けプラットフォーム202と、ターゲット組立体204とを互いに固定する、ラッチ機構を作動させる。

図12は、同位体生成システムで使用できる、1つの実施形態によって形成された生成組立体500を示す。生成組立体500は、生成組立体200(図2)と類似の、または同一の部品を有してもよい。例えば、生成組立体500は、プラットフォームベース502と、ターゲット組立体504と、ステージアダプタ506とを備える。ステージアダプタ506は、プラットフォームベース502と、ターゲット組立体504との間に配置され、プラットフォームベース502と、ターゲット組立体504とを動作可能に相互接続するように構成される。また、ステージアダプタ506は、プラットフォームベース502と、ターゲット組立体504とを電気的に絶縁してもよい。図示されている実施形態では、ステージアダプタ506は、プラットフォームベース502に固定される前に、ターゲット組立体504に固定される。このように、ステージアダプタ506は、ターゲット組立体504の一部になることを特徴としてもよい。しかしながら、他の実施形態では、ステージアダプタ506は、ターゲット組立体504に結合される前に、プラットフォームベース502に固定されてもよい。

示されているように、ターゲット組立体504は、生成チャンバ512を画定する、ターゲット本体510を有する。生成チャンバ512は、同位体生成用のターゲット材料を保持するように構成される。ターゲット組立体504は、取り外し可能にステージアダプタ506と係合するように構成された、嵌合側面514を有する。嵌合側面514は、ターゲットポート516〜519(例えば、ノズル)と、生成チャンバ512に位置合わせされた、ビームキャビティ520とを備える。ターゲットポート516、519は、ターゲット組立体504を通って延びる、本体チャネル522と流れ連通する。ターゲットポート517、518は、ターゲット組立体504を通って延びる、本体チャネル524と流れ連通する。図示の実施形態において、本体チャネル522は、生成チャンバ512から熱エネルギーを除去するように構成された冷却チャネルであり、本体チャネル524は、生成チャンバ512と流れ連通して、ターゲット材料が生成チャンバ512に向かうように、かつ生成チャンバ512から離れるように、誘導するよう構成された、材料チャネルである。ターゲット組立体504もまた、電気接点528を有し、これは、ポゴ型ピン352(図6)と同様、または同一であってもよい。ステージアダプタ506が嵌合側面514に結合されると、電気接点528、およびターゲットポート516〜519は、ステージアダプタ506を貫通して、通過することができる。いくつかの実施形態において、ステージアダプタ506をターゲット組立体504に固定するために、ロック装置(図示せず)が用いられてもよい。

プラットフォームベース502は、ビーム通路530と、ビーム通路530から離れたステージポート536〜539とを有する。粒子ビームは、ビーム通路530を通って発射されるように構成される。ステージポート536〜539は、ターゲットポート516〜519にそれぞれ流体結合されるように構成される。生成組立体500を組み立てるために、ステージアダプタ506は、ターゲット組立体504の嵌合側面514に固定されてもよい。この結合構造物は、その後、取り付け動作中に、プラットフォームベース502に固定されてもよい。より詳細には、プラットフォームベース502のターゲットネック534は、ステージアダプタ506の貫通孔540を通して挿入されて、ビームキャビティ520に入ってもよい。ターゲットネック534は、ターゲット組立体504と、プラットフォームベース502との間に真空密封を形成するために、ビームキャビティ520内に配置された密封部材(図示せず)と係合してもよい。

生成組立体500は、ロック装置550をさらに備えてもよい。例えば、ロック装置550は、ターゲット組立体504に結合された、ラッチ552を有する。いくつかの実施形態において、ステージアダプタ506と、ターゲット組立体504とがプラットフォームベース502に取り付けられた後に、ラッチ552が、プラットフォームベース502に固定されたフック554と係合するように、使用者によって作動されてもよい。他の実施形態において、ラッチ552は、ステージアダプタ506に固定されてもよい。さらに代替的な実施形態において、ラッチ552はプラットフォームベース502に固定されてもよく、フック554は、ステージアダプタ506、またはターゲット組立体504に固定されてもよい。さらに他の実施形態において、ロック装置550は、ロック装置350と同様であってもよい。

生成組立体200および500によって示されるように、部品の多くは、プラットフォームベース、ステージアダプタ、またはターゲット組立体のいずれかに結合されてもよい。例えば、ターゲットネックは、ターゲット組立体、またはプラットフォームベースに結合されてもよい。ステージアダプタが、ターゲットネックを備えることも考えられる。さらに、プラットフォームベースまたはターゲット組立体のいずれかが、それぞれの部品から離れて突出する、電気接点を有してもよい。

図示されている実施形態では、プラットフォームベース502は、単一のターゲット組立体504と係合するように構成される。他の実施形態において、プラットフォームベース502は、取り付けプラットフォーム202(図2)のように、複数のターゲット組立体504と係合するように構成されてもよい。他の実施形態において、本明細書で述べるロック装置は、より少ない、またはより多い構造部品を含んでもよい。例えば、ロック装置は、ターゲットネックがビーム通路から外れるのを阻止するために、互いに動作可能に結合される、より多い、または少ないリンク機構(例えば、リンクまたはばね)を有してもよい。他の実施形態において、ロック装置は、アダプタ本体(またはプラットフォームベース)をターゲット組立体に直接結合してもよい。より詳細には、ターゲットネックと係合する代わりに、ロック装置は、ターゲット本体と係合してもよい。ターゲット組立体が、ロック装置を備える場合、ロック装置は、アダプタ本体、および/またはプラットフォームベースと係合してもよい。

これも示されているように、プラットフォームベース502は、同位体生成システム(図示せず)の流体制御システム560と流れ連通する。流体制御システム560は、1つ以上のポンプ、弁、および貯蔵容器を備えてもよい。流体制御システム560は、生成組立体500を通る流体(例えば、液体または気体)の流れを制御するように構成される。例えば、流体制御システム560は、プラットフォームベース502、およびターゲット組立体504に冷却液を供給し、かつターゲット組立体504にターゲット材料を供給してもよい。これも示されているように、同位体生成システムは、制御システム562を含んでもよい。制御システム562は、同位体生成システムの動作を制御または監視してもよい。例えば、制御システム562は、流体制御システム560の動作を制御し、かつ/またはターゲット組立体504を監視してもよい。流体制御システム560、および制御システム562は、米国特許出願公開第2011/0255646号明細書、および米国特許出願第12/492200号明細書、米国特許出願第12/435903号明細書、米国特許出願第12/435949号明細書、米国特許出願第12/435931号明細書、米国特許出願第14/575993号明細書、米国特許出願第14/575914号明細書、米国特許出願第14/575958号明細書、米国特許出願第14/575885号明細書、および_(代理人整理番号281973(553−1949))に記載の対応するシステムに類似している場合があり、これはそれぞれ、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。

上記の説明は例示するものであって、限定することを意図したものではないことを理解すべきである。例えば、上記の実施形態(および/またはその態様)は、互いに組み合わせて用いることができる。さらに、本発明の範囲を逸脱せずに特定の状況または材料を本発明の主題の教示に適応させるために、多くの修正を行うことができる。本明細書に記載した様々な構成要素の寸法、材料の種類、方向、ならびに数および位置は、特定の実施形態のパラメータを規定するためのものであって、決して限定するものではなく、単に例示的な実施形態にすぎない。特許請求の範囲の趣旨および範囲に含まれる多くの他の実施形態および修正は、上記の説明を精査すれば、当業者にとって明らかであろう。したがって、本発明の主題の範囲は、添付の特許請求の範囲を、このような特許請求の範囲によって権利が与えられる均等物の全範囲と共に、参照することによって決定されるべきである。添付の特許請求の範囲において、「含む(including)」および「ここにおいて(in which)」という用語は、「備える(comprising)」および「ここにおいて(wherein)」というそれぞれの用語の平易な英語(plain−English)の均等物として用いられる。さらに、以下の特許請求の範囲において、「第1の(first)」「第2の(second)」および「第3の(third)」等の用語は、単に標識として用いられ、その対象に数値的な必要条件を与えることを意図するものではない。また、以下の特許請求の範囲の制限は、このようなクレームの制限が、さらなる構造を欠いた機能の記述の後に、明示的に「〜する手段(means for)」という語句を用いていない限り、ミーンズプラスファンクションの形式では書かれておらず、米国特許法112条に基づいて解釈されることを意図していない。

本明細書は、様々な実施形態を開示するために実施例を用いており、また、当業者が様々な実施形態を実施することができるように実施例を用いており、任意のデバイスまたはシステムを製作し使用し、任意の組み込まれた方法を実行することを含んでいる。様々な実施形態の特許可能な範囲は、特許請求の範囲によって定義され、当業者が想到するその他の実施例を含むことができる。このような他の実施例が請求項の文字通りの言葉と異ならない構造要素を有する場合、または、実施例が請求項の文字通りの言葉と実質的な差異がなく等価な構造要素を含む場合には、このような他の実施例は特許請求の範囲内であることを意図している。

本発明の主題の特定の実施形態の前述の説明は、添付の図面と併せて読めばより良く理解されるであろう。図面が様々な実施形態の機能ブロックの図を示す程度まで、機能ブロックは必ずしも器具回路間の分割を示しているわけではない。したがって、例えば、機能ブロック(例えば、プロセッサまたはメモリ)のうちの1つまたは複数は、単一の器具(例えば、汎用信号プロセッサ、マイクロコントローラ、ランダムアクセスメモリ、ハードディスクなど)内に実装することができる。同様に、プログラムは、スタンドアロンのプログラムであってもよいし、オペレーティングシステム内のサブルーチンとして組み込まれてもよいし、あるいはインストールされたソフトウェアパッケージの機能などであってもよい。様々な実施形態は、図面に示す配置および手段に限定されない。

100 同位体生成システム 102 粒子加速器 104 制御キャビネット 108 磁石アセンブリ 111、112 ヨーク部 113 矢印 114 軸線 116 ビームパイプ 120 生成アセンブリ 121 端部 122 ターゲットアセンブリ 124 外側取り付けプラットフォーム 200 生成アセンブリ 202 取り付けプラットフォーム 204 ターゲットアセンブリ 205 接続ブロック 206 第1のプラットフォーム側面 207 プラットフォームベース 208 第2のプラットフォーム側面 209 ステージアダプタ 210 受け取りステージ 211 受け取りステージの組 212 ターゲット本体 213 境界面 214 生成チャンバ 215 表面 216 ビームキャビティ 220 キャビティ開口 222 嵌合側面 224 第1の(入口)ターゲットポート 226 第2の(出口)ターゲットポート 228 第1の材料ポート 229 開口 230 第2の材料ポート 231 開口 232 後側 233、234、235、236 側壁 240 前部 242 中間部 244 後部 246 前面 250 凹部 252 接触領域 254 ターゲットネック 255 距離 256 器具凹部 260 器具 264 導管(ネック)縁部 290 箔 291 嵌合軸線 292 第1の横方向軸線 293 第2の横方向軸線 295 指定された軸線 304 背面 310 側縁 312、314 ノズル 326 冷却キャビティ 328 熱伝達壁 332、334 内部ポート 336 アダプタ本体 338 ステージ表面 340 第1の(出口)ステージポート 342 第2の(入口)ステージポート 344 ステージ貫通孔 346 電気接点 348 可動アクチュエータ 350 ロック装置 352 ポゴ型ピン 354 軸線 360 ポート接続具 362 ポート通路 364 可動導管 366 付勢部材 370 導管通路 372 外部開口 374 内部開口 375 後側 376 内部開口 377A、377B 付勢力 378 前縁 380 アクチュエータばね 382 ロックリング 384 ロック支柱 386 開放ばね 390 粒子ビーム 402 ベース側面 404A、404B、404C ベース領域 406 出口回路ポート 408 入口回路ポート 410 ベース貫通孔 412 ベース縁部 413 カバー受けキャビティ 414 ベース縁部 415 カバー受けキャビティ 418 カバーまたは蓋 421、422、423 ベースチャネル 432、434 プラットフォームポート 436、438 流れコネクタ 441、442、443 電線 444 電気コネクタ 450 外側導管(ネック)表面 452 遠位端部 454 導管(ネック)縁部 456 密封部材 458 導管(ネック)凹部 460 ビーム通路 461 横力 462 ロック力 464、466 内部ポート 468 取り付け方向 500 生成アセンブリ 502 プラットフォームベース 504 ターゲットアセンブリ 506 ステージアダプタ 510 ターゲット本体 512 生成チャンバ 514 嵌合側面 516、517、518、519 ターゲットポート 520 ビームキャビティ 522、524 本体チャネル 528 電気接点 530 ビーム通路 534 ターゲットネック 536、537、538、539 ステージポート 540 貫通孔 550 ロック装置 552 ラッチ 554 フック 560 流体制御システム 562 制御システム

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