ターゲットアセンブリの生成チャンバ内の固体ターゲットを作製するためのシステムおよび方法

本明細書に開示する主題は、一般的には、同位体生成システムに関し、より詳細には、粒子ビームで照射されるターゲット材料を有する同位体生成システムに関する。

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、加速チャンバ内の所定の軌道に沿って荷電粒子を加速し誘導するために、電界および磁界を使用する複雑なシステムである。粒子が軌道の外側部分に到達すると、荷電粒子は、同位体生成のためのターゲット材料を保持するターゲットアセンブリに向かって導かれる粒子ビームを形成する。

ターゲット材料は、ターゲットアセンブリのチャンバ内に収容されている。ターゲットアセンブリは、粒子ビームを受け取り、粒子ビームがチャンバ内のターゲット材料に入射することを可能にするビーム通路を形成する。チャンバ内にターゲット材料を収容するために、ビーム通路は、1つまたは複数のフォイルによってチャンバから分離されている。例えば、チャンバは、ターゲット本体内の空隙によって画定されてもよい。ターゲットフォイルが一方の側のボイドを覆い、ターゲットアセンブリの一部がボイドの反対側を覆い、その間にチャンバを画定することができる。粒子ビームはターゲットフォイルを通過し、ターゲット材料に入射する。

米国特許第8239159号明細書

異なるタイプのターゲット材料は、異なるターゲットアセンブリを必要とする場合がある。固体金属および/または圧縮金属粉末を照射するように設計されたターゲットアセンブリは、通常、照射されるターゲット材料をチャンバとの間で移送するための支持システムを必要とする。これは、照射される材料を保持する「シャトル」が圧縮空気またはターゲット自体と同様のものによって押される大径ホースをしばしば含む。これらの周囲のシステムは、通常、かさばり、適合するために大きなアクセス領域を必要とする。少なくともいくつかのサイクロトロンの設計では、そのようなターゲットアセンブリに利用可能なスペースがない。一般的に、よりかさばらない設計を有することも望ましい。

一実施形態では、生成チャンバを有するターゲットアセンブリを含むシステムが提供される。ターゲットアセンブリは、電極と、生成チャンバに露出された導電性ベースと、を含む。ターゲットアセンブリは、生成チャンバへのアクセスを提供する流体ポートを有する。このシステムはまた、電解液を保持するように構成された貯蔵容器と、ターゲットアセンブリの流体ポートに接続する流体ラインと、を有する流体制御システムを含む。ターゲットアセンブリの貯蔵容器および生成チャンバは、流体ラインのうちの少なくとも1つを通って流体連通する。このシステムはまた、電極および導電性ベースに電気的に接続されるように構成された電源を含む。生成チャンバ内に電解液が配置されている場合には、生成チャンバと電極と導電性ベースとが電解槽を形成する。電源は、導電性ベースに沿って固体ターゲットを堆積させるために、電極および導電性ベースに電圧を印加するように構成される。

いくつかの態様では、ターゲットアセンブリは、電極と導電性ベースとの間に配置された中間本体部分を含む。中間本体部分は絶縁性である。中間本体部分は、電極および導電性ベースに固定され、集合的に、生成チャンバを画定することができる。

いくつかの態様では、システムはまた、流体制御システムを使用して、生成チャンバ内への電解液の流れを誘起するように構成された1つもしくは複数の回路またはプロセッサを含む。1つもしくは複数の回路またはプロセッサはまた、電源を用いてターゲットアセンブリに電圧を印加し、それによって導電性ベース上に金属イオンを堆積させるように構成される。1つもしくは複数の回路またはプロセッサはまた、電圧が印加された後に、流体制御システムを用いて生成チャンバから出る電解液の流れを誘起するように構成される。ターゲットアセンブリは、電極と導電性ベースとの間に配置された中間本体部分を含むことができる。任意選択的に、1つもしくは複数の回路またはプロセッサは、電圧が印加されている間に、(a)生成チャンバ内の電解液の流れを誘起すること、または(b)生成チャンバ内の振動を引き起こす振動装置を作動させること、の少なくとも一方を行うように構成される。

いくつかの態様では、ターゲットアセンブリは、生成チャンバへの開口部を覆うフォイルを含む。フォイルは、生成チャンバの一部を画定する。

いくつかの態様では、ターゲットアセンブリは、粒子ビームを受け取るように構成された生成チャンバへの開口部を含む。導電性ベースは、粒子ビームが導電性ベースに沿って固体ターゲットに入射するように、開口部と位置合わせされる。

一実施形態では、粒子ビームを生成するように構成された粒子加速器と、生成チャンバを有するターゲットアセンブリと、を含むシステム(例えば、同位体生成システム)が提供される。ターゲットアセンブリは、電極と、生成チャンバに露出された導電性ベースと、を含む。ターゲットアセンブリは、生成チャンバへのアクセスを提供する流体ポートを有する。このシステムはまた、電解液を保持するように構成された貯蔵容器と、ターゲットアセンブリの流体ポートに接続する流体ラインと、を有する流体制御システムを含む。ターゲットアセンブリの貯蔵容器および生成チャンバは、流体ラインのうちの少なくとも1つを通って流体連通する。このシステムはまた、電極および導電性ベースに電気的に接続されるように構成された電源を含む。生成チャンバ内に電解液が配置されている場合には、生成チャンバと電極と導電性ベースとが電解槽を形成する。流体制御システムは、生成チャンバと流体連通する少なくとも1つのポンプを含む。少なくとも1つのポンプは、生成チャンバ内への電解液の流れを誘起し、電源によって電圧が印加された後に、生成チャンバから出る電解液の流れを誘起するように構成される。

いくつかの態様では、システムはまた、1つまたは複数のプロセッサと、1つまたは複数のプロセッサによってアクセス可能なプログラムされた命令を格納するように構成された記憶媒体と、を含む制御システムを含む。1つまたは複数のプロセッサは、少なくとも1つのポンプおよび電源を制御して、生成チャンバ内への電解液の流れを誘起し、ターゲットアセンブリに電圧を印加し、それによって導電性ベースに沿って固体ターゲットを堆積させるように構成される。1つまたは複数のプロセッサはまた、電圧が印加された後に、生成チャンバから出る電解液の流れを誘起するように構成される。

任意選択的に、制御システムは、粒子加速器を制御して、粒子ビームを生成チャンバ内の固体ターゲット上に導くように構成される。任意選択的に、電解液は第2の電解液であり、固体ターゲットが堆積される前に、1つまたは複数のプロセッサは、少なくとも1つのポンプおよび電源を制御して、生成チャンバ内への第1の電解液の流れを誘起し、ターゲットアセンブリに電圧を印加し、それによって導電性ベースに沿ってベース層を堆積させるように構成される。1つまたは複数のプロセッサはまた、電圧が印加された後に、生成チャンバから出る第1の電解液の流れを誘起するように構成され、固体ターゲットはベース層に沿って堆積される。

いくつかの態様では、ターゲットアセンブリは、電極と導電性ベースとの間に配置された中間本体部分を含む。中間本体部分は絶縁性である。

いくつかの態様では、粒子ビームが固体ターゲット上に導かれた後に、少なくとも1つのポンプは、溶解液の生成チャンバ内への流れを誘起するように構成される。溶解液は、固体ターゲットが粒子ビームによって活性化された後に、固体ターゲットを溶液中に溶解させるように構成される。

いくつかの態様では、ターゲットアセンブリは、粒子ビームを受け取るように構成された生成チャンバへの開口部を含む。導電性ベースは、粒子ビームが導電性ベースに沿って固体ターゲットに入射するように、開口部と位置合わせされる。

いくつかの態様では、少なくとも1つのポンプは、電圧が印加されている間に、(a)生成チャンバ内の電解液の流れを誘起すること、または(b)生成チャンバ内で電解液を実質的に静的に保持することの少なくとも一方を行うように構成される。

一実施形態では、固体ターゲットを生成する方法が提供される。本方法は、電解液をターゲットアセンブリの生成チャンバ内に流すステップを含む。ターゲットアセンブリは、生成チャンバ内に配置された電極および導電性ベースを含む。生成チャンバと電極と導電性ベースと電解液とは、電解槽を形成する。本方法はまた、ターゲットアセンブリに電圧を印加し、それによって導電性ベースに沿って固体ターゲットを堆積させるステップを含む。本方法はまた、電圧が印加された後に、生成チャンバから電解液を流出させるステップを含む。

いくつかの態様では、ターゲットアセンブリは、電極と導電性ベースとの間に配置された中間本体部分を含む。中間本体部分は絶縁性である。

いくつかの態様では、本方法は、生成チャンバ内の固体ターゲット上に粒子ビームを導くように粒子加速器を制御するステップを含む。粒子ビームが固体ターゲット上に導かれた後に、本方法はまた、固体ターゲットの活性化された材料を除去するステップを含む。例えば、本方法は、溶解液を生成チャンバ内に流すステップを含むことができる。溶解液は、固体ターゲットが粒子ビームによって活性化された後に、固体ターゲットを溶液中に溶解させるように構成される。

いくつかの態様では、本方法はまた、電圧がターゲットアセンブリに印加される際に生成チャンバ内で生成されるガスを排気するステップを含む。

いくつかの態様では、本方法はまた、電圧が印加されている間に、生成チャンバ内で電解液を移動させるステップを含む。

一実施形態による同位体生成システムのブロック図である。

一実施形態による抽出システムおよびターゲットシステムの側面図である。

一実施形態によるターゲットアセンブリの背面斜視図である。

図3のターゲットアセンブリの正面斜視図である。

図3のターゲットアセンブリの分解図である。

別の観点からの図3のターゲットアセンブリの分解図である。

一実施形態により形成されたターゲットアセンブリの断面図である。

生成チャンバが電解液で満たされた場合のターゲットアセンブリの断面図である。

粒子ビームで照射中のターゲットアセンブリの断面図である。

粒子ビームで照射し、溶解液で満たした後のターゲットアセンブリの断面図である。

一実施形態による固体ターゲットを生成する方法を示す図である。

上記の概要および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ブロックの図を示す程度まで、ブロックは必ずしもハードウェア間の分割を示しているわけではない。したがって、例えば、1つまたは複数のブロックを、単一のハードウェアまたは複数のハードウェアで実現することができる。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、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、「一実施形態」という言及は、記載した特徴を含む追加の実施形態の存在を除外すると解釈されるべきではない。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。

本明細書に記載の実施形態は、医療画像、科学研究、療法、または他の可能な用途のための放射性同位体(放射性核種または放射性医薬品とも呼ばれる)を調製するために使用することができる固体ターゲットを生成するように構成される。固体ターゲットが別個のプレートまたはバッキング上に準備され、次にそれがターゲットアセンブリに装填される従来のターゲット調製とは異なり、本明細書に記載の実施形態は、固体ターゲットをその場で生成することができ、言い換えると、固体ターゲットを照射するために使用される同じターゲット本体内に固体ターゲットを生成することができる。例えば、固体ターゲットは、その後に粒子ビームによって照射されるターゲット本体内の同じ位置に電気めっきすることができる。

特定の実施形態では、固体ターゲットを照射するために使用される同位体生成システム内で固体ターゲットを生成することができる。複数のターゲットアセンブリを有するシステムの場合には、別のターゲットアセンブリが照射のために準備されているか、照射されているか、または活性化された材料が除去されている間に、固体ターゲットをターゲットアセンブリ内で生成することができる。他の実施形態では、固体ターゲットは、同位体生成システムとは別個のターゲットアセンブリのターゲット本体内で生成される。次いで、ターゲットアセンブリは、同位体生成システムに動作可能に結合されてもよい。

図1は、一実施形態により形成されたシステム100のブロック図である。特定の実施形態では、システム100は、イオン源システム104、電界システム106、磁界システム108、真空システム110、冷却システム122、ターゲットシステム114、および流体制御システム125を含むいくつかのサブシステムを有する粒子加速器102(例えば、サイクロトロン)を含む同位体生成システム100である。しかしながら、実施形態はより少ないサブシステムを有してもよい。例えば、いくつかの実施形態では、システム100は、ターゲットアセンブリ、流体制御システム、および電源を含むことができる。ターゲットシステム114は、1つまたは複数のターゲットアセンブリ140を含むことができる。図示する実施形態では、ターゲットシステム114は、複数のターゲットアセンブリ140を含む。ターゲットアセンブリ140の各々は、互いに固定された複数の部分を含むことができるターゲット本体142を有する。ターゲット本体142は、ターゲット材料116が配置される生成チャンバ120を有する。粒子加速器102によって粒子ビーム112が生成され、ターゲット材料116上に導かれ、それにより、指定された同位体が生成される。本明細書で説明するように、ターゲット材料116は、対応する生成チャンバ120内で生じる電気めっきプロセスによって生成される固体ターゲットであってもよい。しかしながら、いくつかの実施形態では、1つまたは複数のターゲットアセンブリ140を、液体または気体ターゲットを支持するように構成してもよい。

同位体生成システム100の使用中に、ターゲット材料116(例えば、固体ターゲットまたはターゲット液体)が、ターゲットアセンブリ140の指定された生成チャンバ120に供給される。ターゲット材料116は、流体制御システム125を介して生成チャンバ120に供給されてもよい。流体制御システム125は、1つまたは複数のバルブ(例えば、電磁バルブ、チェックバルブ、ハンドバルブ、噴射バルブ、圧力調整器など)、1つまたは複数のポンプ(例えば、シリンジポンプ、圧縮空気ポンプ、真空ポンプなど)、1つまたは複数のコントローラ(例えば、質量流量コントローラ)、複数の流体ライン(例えば、可撓性チューブ、ターゲットハウジングの各部分を通る通路など)、1つまたは複数のフィルタ、ならびに複数の容器(例えば、貯蔵容器、廃棄容器、バイアル、溶液トラップ)を含むことができる。さらに、流体制御システムは、流体制御システムの動作を監視し、制御システム118と通信することができる複数のセンサ、検出器、またはトランスデューサ(例えば、圧力センサ、電流検出器、電圧検出器、流量センサ、温度センサ)を含むことができる。図1では、ポンプおよびバルブは集合的に符号144で参照され、ターゲットアセンブリ140を通る流体の流れを制御するように構成される。ポンプおよびバルブは、流体制御システム125内の様々な位置に配置されてもよいことを理解されたい。例えば、シリンジポンプを生成チャンバ120の上流または下流に配置することができる。ポンプは、負圧および/または正圧を流体ライン、生成チャンバなどに加えることによって、流体制御システム125内の流体の流れを制御してもよいことも理解されたい。

流体は、例えば、1つまたは複数の電解液、1つまたは複数のガス、ならびに1つまたは複数の生成物溶液を含むことができる。電解液は、固体ターゲットを導電性ベースまたはバッキング上に堆積させるか、またはめっきするために使用される指定された金属イオンを含む。生成物溶液は、ターゲット材料が粒子ビーム112によって照射された後に、溶解したターゲット材料を含む。図示するように、流体制御システム125はまた、貯蔵容器146および貯蔵容器148を含む。貯蔵容器146は、電解液を保持するように構成されている。貯蔵容器148は、生成物溶液を受け取るように構成されている。

流体制御システム125は、1つまたは複数のポンプおよびバルブ144を通って生成チャンバ120への電解液の流れを制御することができる。流体制御システム125はまた、生成チャンバ120内に不活性ガスを供給することによって、生成チャンバ120内で受ける圧力を制御することができる。粒子加速器102の動作中に、荷電粒子は、イオン源システム104を介して粒子加速器102内に配置されるか、または粒子加速器102に注入される。磁界システム108および電界システム106は、荷電粒子の粒子ビーム112を生成する際に互いに協働するそれぞれの場を生成する。

同位体生成システム100はまた、抽出システム115を有する。ターゲットシステム114は、粒子加速器102に隣接して配置されてもよい。同位体を生成するために、粒子ビーム112は、粒子加速器102によって、抽出システム115を通ってビーム輸送経路またはビーム通路117に沿ってターゲットシステム114内に導かれ、粒子ビーム112が指定された生成チャンバ120に配置されたターゲット材料116に入射する。いくつかの実施形態では、粒子加速器102およびターゲットシステム114は、空間または隙間によって分離されない(例えば、距離によって分離されない)、および/または別個の部分ではないことに留意されたい。したがって、これらの実施形態では、粒子加速器102およびターゲットシステム114は、構成要素または部品間のビーム通路117が提供されないように、単一の構成要素または部品を形成してもよい。

同位体生成システム100は、医学的な撮像、研究、および治療に使用できる放射性同位元素(放射性核種または放射性医薬品とも呼ばれる)を生成するように構成されているが、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。同位体生成システム100は、同位体を、医用撮像または治療に使用するための個々の用量などの、所定の量またはバッチで生成することができる。一例として、同位体生成システム100は、固体ターゲットを照射した後に同位体を生成することができる。あるいは、同位体生成システム100は、硝酸中の⁶⁸Zn硝酸塩を含むターゲット液体から⁶⁸Ga同位体を生成することができる。同位体生成システム100はまた、液体形態の¹⁸F⁻同位体を生成するために陽子を生成するように構成されてもよい。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、または¹⁶O−水であってもよい。いくつかの実施形態では、同位体生成システム100は、¹⁵O標識水を生成するために陽子または重水素を生成することもできる。様々なレベルの活性を有する同位体を提供することができる。

いくつかの実施形態では、同位体生成システム100は¹H⁻技術を使用し、荷電粒子を約10〜30μAのビーム電流で低エネルギー(例えば、約8MeV)にする。このような実施形態では、負の水素イオンが加速され、粒子加速器102を通って抽出システム115に導かれる。次いで、負の水素イオンは、抽出システム115のストリッピングフォイル(図1には示さず)に当たって、それによって一対の電子を除去し、その粒子を正イオン¹H⁺にすることができる。しかし、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115は、粒子ビームをターゲット材料116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。様々な実施形態は、低エネルギーシステムでの使用に限定されず、例えば25MeVおよびより高いビーム電流までの高エネルギーシステムで使用されてもよいことに留意されたい。

同位体生成システム100は、それぞれの構成要素によって生成された熱を吸収するために、冷却流体(例えば、水またはヘリウムなどのガス)を異なるシステムの様々なコンポーネントに輸送する冷却システム122を含むことができる。例えば、1つまたは複数の冷却チャネルは、生成チャンバ120に近接して延在し、そこから熱エネルギーを吸収することができる。同位体生成システム100はまた、様々なシステムおよび構成要素の動作を制御するために使用することができる制御システム118を含むことができる。制御システム118は、同位体生成システム100を自動的に制御し、および/または特定の機能の手動制御を可能にするために必要な回路を含むことができる。例えば、制御システム118は、1つまたは複数のプロセッサまたは他の論理ベースの回路と、1つまたは複数のプロセッサによってアクセス可能なプログラムされた命令を格納するように構成された記憶媒体と、を含むことができる。制御システム118は、本明細書に記載されるステップまたは動作の少なくともいくつか、例えば生成チャンバ内の固体ターゲットを生成するための、および/または固体ターゲット上に粒子ビームを導くためのステップまたは動作などを自動化するように構成することができる。しかしながら、いくつかの実施形態では、これらのステップまたは動作のうちの1つまたは複数は自動化されていないが、手動で(例えば、技術者によって)実行されてもよい。例えば、同位体生成システム100は、固体ターゲットを生成するために、または照射されたターゲットを溶解するために、個人がバルブを開閉して、1つまたは複数のポンプを作動させることを可能にすることができる。

制御システム118は、粒子加速器102およびターゲットシステム114に近接してまたは遠隔に位置する1つまたは複数のユーザインターフェースを含むことができる。図1には示していないが、同位体生成システム100はまた、粒子加速器102およびターゲットシステム114のための1つまたは複数の放射および/または磁気シールドを含むことができる。

同位体生成システム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、同位体生成システム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、同位体生成システム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、同位体生成システム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してもよい。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してもよい。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。

同位体生成システム100は、別個のターゲット材料116A〜Cが配置された複数の生成チャンバ120A〜Cを有することができる。粒子ビーム112が異なるターゲット材料116に入射するように、シフト装置またはシステム(図示せず)を使用して粒子ビーム112に対して生成チャンバ120A〜Cをシフトさせることができる。シフトプロセス中にも真空を維持することができる。あるいは、粒子加速器102および抽出システム115は、粒子ビーム112をただ1つの経路に沿って導かなくてもよく、粒子ビーム112をそれぞれの異なる生成チャンバ120A〜120Cの固有の経路に沿って導いてもよい。さらに、ビーム通路117は、粒子加速器102から生成チャンバ120まで実質的に直線であってもよく、あるいは、ビーム通路117は、それに沿って1つまたは複数の点で湾曲または折り返してもよい。例えば、ビーム通路117に沿って配置された磁石は、異なる経路に沿って粒子ビーム112を方向転換するように構成することができる。

電気めっきプロセスを実行するために、電解液が生成チャンバ120内に導かれる。本明細書で説明するように、ターゲットアセンブリ140は、電極と、電解液に曝された導電性ベースまたはバッキングと、を含む。集合的に、生成チャンバ、電解液、電極、および導電性ベースは、電解槽を形成する。電源127は、電極および導電性ベースに電気的に接続されている。電源127は、電極と導電性ベースとの間に電圧を印加し、それによって電解液中の金属イオンが導電性ベースに沿って層を形成するように構成される。

電解液は、例えば、可溶性無機塩(例えば、塩化物、硫酸塩、過塩素酸塩)、酸(例えば、硝酸、硫酸、塩酸または過塩素酸)または塩基(例えば、水酸化ナトリウム、アンモニア)を含むことができる。任意選択的に、金属の堆積を改善するために添加剤を使用することができる。そのような添加剤は、試薬、界面活性剤、カソードまたはアノードデポラライザ、および応力緩和剤を含むことができる。

所望の固体ターゲットを得るために、様々なパラメータを制御することができる。このようなパラメータには、印加電圧(例えば、固定または可変)、電流密度、溶液の温度、および電解液の組成(例えば、金属濃度、pH、および任意の錯化剤、界面活性剤、デポラライザおよび応力緩和剤)を含む。他のパラメータは、電極および導電性ベース(またはアノードおよびカソード)の表面積を含むことができる。

電源(例えば、バッテリ、整流器など)は、所望の固体ターゲットを得るために、電圧および/または電流を制御することができる。例えば、電源は、定電圧または定電流または電圧および/もしくは電流を変化させる波形を提供するように制御されてもよい。定電圧は、時間の関数としてのめっき電流または電流密度を変化させることができる。定電流電解では、指定された電流が電解槽を通して設定され、指定された電流が電解槽内に維持されるように、電圧を調整(例えば、時間の経過とともに増加)することができる。いくつかの実施形態では、電流はパルス化されてもよいし、振幅が変化してもよい。

いくつかの実施形態では、電解液は、電気めっきプロセス中に移動する。電解液の移動は、固体ターゲットがより均一に堆積することができるように、電気めっきプロセスの間に金属イオンが特定の領域でより濃縮される可能性を低減することができる。移動は、1つまたは複数の機構を使用して達成することができる。一例として、実施形態は、ターゲット本体142に振動を生じさせ、それによって電解液を生成チャンバ内で移動させるように構成された攪拌または振動装置126(126A、126B、126Cとして参照される)を含むことができる。各装置126は、バイブレータまたはシェーカーと呼ぶこともできる。図示するように、装置126は、ターゲット本体142の外部に結合される。しかしながら、装置126は、ターゲット本体142の内部に配置されてもよい。いくつかの実施形態では、装置126は、制御システム118によって制御されてもよい。例えば、制御システム118は、電気めっきプロセス中に装置126を作動させることができる。

上記に代えて、または上記に加えて、流体制御システム125は、電解めっきプロセス中に、生成チャンバ120を通って電解液を移動させるように構成されてもよい。例えば、生成チャンバ120は、2つ以上の流体ポートを通してアクセス可能であってもよい。流体制御システム125は、電気めっきプロセス中に、生成チャンバ120内で電解液を繰り返し前後に移動させてもよい。例えば、正圧が加えられると、溶液は、第1のポートを通って生成チャンバ120に流入し、第2のポートを通って生成チャンバ120から流出することができ、負圧が加えられると、溶液は、第2のポートを通って生成チャンバ120に流入し、第1のポートを通って生成チャンバ120から流出することができる。

上記に代えて、または上記に加えて、ターゲットアセンブリ140は、電気めっきプロセス中に攪拌されてもよい。このような実施形態では、ターゲットアセンブリ140は、電気めっきプロセス中にシステム100の残りの部分に対して分離され、電気めっきプロセス後に接続されてもよい。

別の例として、装置126は、電気めっきプロセス中に生成チャンバ内に堆積されてもよい。そのような実施形態では、装置126は攪拌機と呼ばれてもよい。1つまたは複数の装置126は、電解液と共に生成チャンバ120に流入することができる。装置126は、電解液内で一定の動きをしてもよく、または設計された時間で(例えば、溶液中を流れる電流によって)活性化されてもよい。電気めっきプロセス中に、装置126は電解液を移動させる(例えば、攪拌する)。電気めっきプロセスの後に、装置126は電解液と共に生成チャンバから流出することができる。

本明細書に記載の1つまたは複数のサブシステムを有する同位体生成システムおよび/またはサイクロトロンの例は、米国特許出願公開第2011/0255646号に見出すことができ、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。さらに、本明細書に記載の実施形態と共に使用することができる同位体生成システムおよび/またはサイクロトロンはまた、米国特許出願第12/492,200号、第12/435,903号、第12/435,949号、第12/435,931号、および米国特許出願第14/754,878号(代理人整理番号第281969号(553−1948)を有する)に記載されており、上記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。本明細書に記載される振動装置(またはバイブレータまたはシェーカー)は、米国特許第8,653,762号に記載されている電気機械モータと同様であってもよく、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。

図2は、システム100(図1)または粒子加速器102(図1)などの同位体生成システムおよび粒子加速器と共に使用することができる抽出システム150およびターゲットシステム152の側面図である。ターゲットシステム152は、ターゲットシステム114(図1)を置き換えることができる。図示する実施形態では、抽出システム150は、それぞれフォイルホルダ158および1つもしくは複数の抽出フォイル160(ストリッパフォイルとも呼ばれる)を含む第1および第2の抽出ユニット154、156を含む。抽出プロセスは、ストリッピングフォイルの原理に基づくことができる。より具体的には、荷電粒子(例えば、加速された負イオン)が抽出フォイル160を通過する際に、荷電粒子の電子が除去される。粒子の電荷は負電荷から正電荷に変化し、それにより磁界中の粒子の軌道が変化する。抽出フォイル160は、正に帯電した粒子を含む外部粒子ビーム162の軌道を制御するように配置され、外部粒子ビーム162を指定されたターゲット位置164に向けて導くために使用することができる。

図示した実施形態では、フォイルホルダ158は、1つまたは複数の抽出フォイル160を保持することができる回転可能なカルーセルである。しかしながら、フォイルホルダ158は回転可能である必要はない。フォイルホルダ158は、トラックまたはレール166に沿って選択的に配置されてもよい。抽出システム150は、1つまたは複数の抽出モードを有することができる。例えば、抽出システム150は、1つの外部粒子ビーム162のみが出口ポート168に導かれる単一ビーム抽出用に構成されてもよい。図2では、6つの出口ポート168があり、それらは1〜6として列挙されている。

抽出システム150はまた、2つの外部ビーム162が2つの出口ポート168に同時に誘導されるデュアルビーム抽出用に構成されてもよい。デュアルビームモードでは、抽出システム150は、各抽出ユニットが粒子ビームの一部(例えば、上半分および下半分)を遮断するように抽出ユニット156、158を選択的に配置することができる。抽出ユニット156、158は、異なる位置の間でトラック166に沿って移動するように構成される。例えば、駆動モータを使用して抽出ユニット156、158をトラック166に沿って選択的に配置することができる。各抽出ユニット156、158は、出口ポート168の1つまたは複数をカバーする動作範囲を有する。例えば、抽出ユニット156を出口ポート4、5、6に割り当て、抽出ユニット158を出口ポート1、2、3に割り当てることができる。各抽出ユニットを使用して、粒子ビームを割り当てられた出口ポート内に導くことができる。

フォイルホルダ158は、除去された電子の電流測定を可能にするように絶縁されてもよい。抽出フォイル160は、ビームが最終エネルギーに到達したビーム通路の半径に位置する。図示する実施形態では、フォイルホルダ158の各々は、複数の抽出フォイル160(例えば、6つのフォイル)を保持し、ビーム通路内に異なる抽出フォイル160を配置することを可能にするように、軸170の周りに回転可能である。

ターゲットシステム152は、複数のターゲットアセンブリ172を含む。全部で6つのターゲットアセンブリ172が示され、各々はそれぞれの出口ポート168に対応する。粒子ビーム162が選択された抽出フォイル160を通過すると、粒子ビーム162は、それぞれの出口ポート168を通って対応するターゲットアセンブリ172に入る。粒子ビームは、対応するターゲット本体174のターゲットチャンバ(図示せず)に入る。ターゲットチャンバはターゲット材料(例えば、液体、気体または固体材料)を保持し、粒子ビームはターゲットチャンバ内のターゲット材料に入射する。粒子ビームは、以下でより詳細に説明するように、最初にターゲット本体174内の1つまたは複数のターゲットシートに入射することができる。ターゲットアセンブリ172は電気的に絶縁されており、ターゲット材料、ターゲット本体174、および/またはターゲット本体174内のターゲットシートもしくは他のフォイルに入射するときに、粒子ビームの電流を検出することができる。

本明細書に記載の1つまたは複数のサブシステムを有する同位体生成システムおよび/またはサイクロトロンの例は、米国特許出願公開第2011/0255646号に見出すことができ、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。さらに、本明細書に記載の実施形態と共に使用することができる同位体生成システムおよび/またはサイクロトロンはまた、米国特許出願第12/492,200号、第12/435,903号、第12/435,949号、第12/435,931号、および米国特許出願第14/754,878号に記載されており、上記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。

図3および図4は、一実施形態により形成されたターゲットアセンブリ200のそれぞれ背面および正面の斜視図である。図5および図6は、ターゲットアセンブリ200の分解図である。ターゲットアセンブリ200は、溶液(例えば、電解液または溶解液)を受け入れて保持するように構成される。ターゲットアセンブリ200はまた、照射中に他の実施形態において液体ターゲット材料を保持するように構成されてもよい。しかしながら、他の実施形態では、ターゲットアセンブリ200は、電気めっきプロセス中に電解液を受け入れ、同位体生成中に固体ターゲットを保持するように構成されてもよい。

ターゲットアセンブリ200は、ターゲット本体201と、ターゲット本体201に取り付けられるように構成された攪拌または振動装置225(図3、図5および図6に示す)と、を含む。ターゲット本体201は、図3および図4では完全に組み立てられている。ターゲット本体201は、3つの本体部分202、204、206およびターゲットインサート220(図5および図6)から形成されている。本体部分202、204、206は、ターゲット本体201の外側構造を画定する。具体的には、ターゲット本体201の外側構造は、本体部分202(前方本体部分またはフランジともいう)と、本体部分204(中間本体部分ともいう)と、本体部分206(後方本体部分ともいう)と、から形成される。本体部分202、204、206は、様々な特徴を形成するためのチャネルおよび凹部を有する剛性材料のブロックを含む。チャネルおよび凹部は、ターゲットアセンブリ200の1つまたは複数の構成要素を保持することができる。本体部分202、204、206は、対応するワッシャ210をそれぞれ有する複数のボルト208(図3、図5、および図6)として示される適切な締結具によって互いに固定されてもよい。互いに固定されると、本体部分202、204、206は封止されたターゲット本体201を形成する。

いくつかの実施形態では、ターゲット本体201は、互いに分離されたアノードおよびカソードを含む電解槽の一部を形成することができる。このような実施形態は、以下のターゲット本体302と同様であってもよい。この目的のために、本体部分204の一部分(または下位部分)および/またはターゲットインサート220の一部分(または下位部分)は、絶縁材料を含むことができる。したがって、絶縁部分または下位部分は、電解槽のアノードおよびカソードを分離してもよい。あるいは、個別の絶縁本体部分(図示せず)をターゲット本体201に追加してもよい。例えば、絶縁本体部分は、ターゲットインサート220と本体部分204との間に配置されてもよい。

また図示するように、ターゲットアセンブリ200は、後面213に沿って配置された複数の継手212を含む。継手212は、ターゲット本体201内に流体アクセスを提供するポートとして動作することができる。継手212は、流体制御システム125(図1)などの流体制御システムに動作可能に結合されるように構成される。継手212は、ヘリウムおよび/または冷却水のための流体アクセスを提供することができる。継手212によって形成されるポートに加えて、ターゲットアセンブリ200は、流体ポート214および第2の流体ポート215を含むことができる。第1および第2の流体ポート214、215は、ターゲットアセンブリ200の生成チャンバ218(図5)と流体連通している。第1および第2の流体ポート214、215は、流体制御システムに動作可能に結合される。

例示的な実施形態では、第2の流体ポート215は、電解液および別個に溶解液を生成チャンバ218に提供することができ、第1の流体ポート214は、生成チャンバ218内の溶液が受ける圧力を制御するための、および/または生成チャンバ218内および同位体生成システム全体にわたって溶液を移動させるための、作動ガス(例えば、不活性ガス)を提供することができる。しかし、他の実施形態では、第1の流体ポート214がターゲット材料を提供し、第2の流体ポート215が作動ガスを提供してもよい。異なる実施形態では、第1および第2の流体ポート214、215が他の位置を有してもよいことを理解されたい。さらに、実施形態は追加の流体ポートを含んでもよい。

ターゲット本体201は、粒子ビーム(例えば、陽子ビーム)が生成チャンバ218内のターゲット材料に入射することを可能にするビーム通路またはキャビティ221を形成する。粒子ビーム(図5の矢印Pで示す)は、通路開口部219(図4および図5)を通ってターゲット本体201に入ることができる。粒子ビームは、ターゲットアセンブリ200を通って、通路開口部219から生成チャンバ218(図5)に移動する。動作中に、生成チャンバ218は、液体、例えば約2.5ミリリットル(ml)の溶液で満たされる。生成チャンバ218は、例えば、ターゲットインサート220の片側に開口するキャビティ222(図5)を有するニオブ材料を含むことができるターゲットインサート220内に画定される。ターゲットインサート220は、第1および第2の材料ポート214、215を含む。第1および第2の材料ポート214、215は、例えば継手またはノズルを受け入れるように構成されている。

図5および図6に関して、ターゲットインサート220は、本体部分206と本体部分204との間に位置合わせされる。ターゲットアセンブリ200は、本体部分206とターゲットインサート220との間に配置された封止リング226を含むことができる。ターゲットアセンブリ200はまた、フォイル部材228および封止境界236(例えば、Helicoflex(登録商標)境界)を含む。フォイル部材228は、例えば、Havar(登録商標)などの熱処理可能なコバルト基合金を含む金属合金ディスクを含むことができる。フォイル部材228は、本体部分204とターゲットインサート220との間に配置され、キャビティ222を覆い、それによって生成チャンバ218を取り囲む。本体部分206はまた、封止リング226およびターゲットインサート220の一部をその中に受け入れるような形状および大きさのキャビティ230(図5)を含む。さらに、本体部分206は、フォイル部材228の一部をその中に受け入れるような大きさおよび形状のキャビティ232(図5)を含む。フォイル部材228はまた、本体部分204を通る通路への開口部238(図6)と位置合わせされる。

任意選択的に、フォイル部材240は、本体部分204と本体部分202との間に設けられてもよい。フォイル部材240は、フォイル部材228と同様の合金ディスクであってもよい。フォイル部材240は、周囲に環状リム242(図5)を有する本体部分204の開口部238と位置合わせされる。図5に示すように、封止244、封止リング246、および封止リング250は、本体部分202の開口部248と同心状に位置合わせされ、本体部分202のリム252上に結合する。封止244、封止リング246、および封止リング250は、フォイル部材240と本体部分202との間に設けられる。より多くのまたはより少ない数のフォイル部材を設けてもよいことに留意されたい。例えば、いくつかの実施形態では、フォイル部材228のみが含まれる。したがって、単一のフォイル部材または複数のフォイル部材構成が、様々な実施形態によって企図される。

フォイル部材228、240は、ディスクまたは円形に限定されず、異なる形状、構成および配置で提供されてもよいことに留意されたい。例えば、1つもしくは複数のフォイル部材228、240、または追加のフォイル部材は、とりわけ、正方形、長方形、または楕円形であってもよい。また、フォイル部材228、240は、特定の材料から形成されることに限定されず、様々な実施形態では、本明細書でより詳細に説明するような放射活性が誘起され得る中程度のまたは高い活性化材料などの活性化材料から形成されることに留意されたい。いくつかの実施形態では、フォイル部材228、240は金属であり、1つまたは複数の金属から形成される。

図5および図6に示すように、複数のピン254が、本体アセンブリ202、204、206の各々の開口部256内に受け入れられて、ターゲットアセンブリ200が組み立てられる際にこれらの構成要素を位置合わせする。さらに、複数の封止リング258が本体部分204の開口部260と位置合わせされ、それを通して本体部分202のボア262(例えば、ねじボア)内に固定されるボルト208を受け入れる。

動作中に、粒子ビームがターゲットアセンブリ200を通過して本体部分202から生成チャンバ218に入ると、フォイル部材228、240が高く活性化され得る(例えば、放射活性が誘起される)。フォイル部材228、240は、例えば薄い(例えば、5〜50マイクロメートルまたはミクロン(μm))フォイル合金ディスクであってもよく、加速器、特に加速器室の内部の真空をキャビティ222内の液体から隔離する。フォイル部材228、240はまた、冷却ヘリウムがフォイル部材228、240を通って、ならびに/あるいはフォイル部材228、240の間を通過することを可能にする。フォイル部材228、240は、粒子ビームがそこを通過することができる厚さを有するように構成されていることに留意されたい。その結果、フォイル部材228、240は、高度に放射され、活性化され得る。

いくつかの実施形態は、ターゲットアセンブリ200を能動的にシールドして、活性化されたフォイル部材228、240からの放射がターゲットアセンブリ200から出るのをシールドおよび/または防止する、ターゲットアセンブリ200の自己シールドを提供する。したがって、フォイル部材228、240は、能動的な放射シールドによってカプセル化される。具体的には、本体部分202、204、206の少なくとも1つ、およびいくつかの実施形態では、それらのすべてが、ターゲットアセンブリ200内の、特にフォイル部材228、240からの放射を減衰させる材料から形成される。本体部分202、204、206は、同一の材料、異なる材料、あるいは同一または異なる材料の異なる量または組み合わせから形成されてもよいことに留意されたい。例えば、本体部分202、204は、アルミニウムなどの同じ材料から形成されてもよく、本体部分206は、アルミニウムとタングステンの組み合わせから形成されてもよい。

本体部分202、本体部分204および/または本体部分206は、それぞれ、特にフォイル部材228、240とターゲットアセンブリ200の外側との間の厚さが、そこから放出される放射を低減するシールドを提供するように形成される。本体部分202、本体部分204および/または本体部分206は、アルミニウムの密度値よりも大きい密度値を有する任意の材料から形成されてもよいことに留意されたい。また、本体部分202、本体部分204および/または本体部分206の各々は、本明細書でより詳細に説明するように、異なる材料または材料の組み合わせから形成されてもよい。

攪拌または振動装置225は、本体部分の少なくとも1つに固定されるように構成される。本明細書で使用される場合、攪拌または振動装置が構成要素に「固定される」ときには、攪拌または振動装置は、構成要素に振動を伝達するのに十分な方法で構成要素に取り付けられる。攪拌または振動装置は、1つまたは複数の要素によって固定されてもよい。例えば、攪拌または振動装置は、ハードウェア(例えば、ねじまたはボルト)を介してターゲット本体に固定されるハウジングを含むことができる。その代わりに、またはハードウェアに加えて、攪拌または振動装置は、他のタイプの締結具(例えば、ラッチ、留め具、ベルトなど)および/または接着剤によりターゲット本体に固定されてもよい。一例として、ターゲット本体201などのターゲット本体は、互いに固定され、互いに対して固定された位置を有する第1および第2の本体部分を含むことができる。生成チャンバは、第1の本体部分または第2の本体部分の少なくとも一方によって画定されてもよい。攪拌または振動装置は、第1の本体部分または第2の本体部分の少なくとも一方に固定されてもよい。

図3、図5および図6に示すように、攪拌または振動装置225は本体部分206に固定される。しかし、他の実施形態では、攪拌または振動装置225は、本体部分204、本体部分202、またはターゲットインサート220に固定されてもよい。他の実施形態では、攪拌または振動装置225は、2つ以上の本体部分に同時に固定されてもよい。例えば、2つの本体部分の外面が同一平面上または均一である場合には、攪拌または振動装置225は、2つの本体部分の間の界面を横切って延在してもよい。

図示する実施形態では、攪拌または振動装置225は、本体部分206の外側表面または外面207に固定される。他の実施形態では、攪拌または振動装置225は、ターゲットアセンブリ200の凹部、キャビティまたはチャンバ内に配置されてもよい。図示した実施形態では、攪拌または振動装置225は、1つまたは複数のワイヤ227を通して、制御システム118(図1)などの制御システム(図示せず)に電気的に接続され、制御システムは、攪拌または振動装置225の動作を制御し、および/または電力を供給することができる。しかし、振動装置225は、無線で制御され、および/または無線伝送電力によって電力を受け取ってもよいと考えられる。

図7は、一実施形態により形成されたターゲットアセンブリ300の少なくとも一部の断面図である。ターゲットアセンブリ300は、ターゲットアセンブリ200(図3)に関して説明したような、図示していない追加の構成要素を含むことができる。ターゲットアセンブリ300は、生成チャンバ304を画定するターゲット本体302を含む。ターゲット本体302はまた、流体ポート306、307を含む。任意選択的に、ターゲット本体302は、流体ポート308、309などの追加のポートを含むことができる。流体ポート306〜309は、流体(例えば、気体または液体)が生成チャンバ304の内外に導かれるように、生成チャンバ304への流体アクセスを提供する。この流れは、流体制御システム125(図1)などの流体制御システムによって制御することができる。図示した実施形態では、流体ポート306〜309は、単一の断面平面が流体ポート306〜309の各々と交差するように配置される。他の実施形態では、流体ポート306〜309は、互いに対しておよびターゲット本体302に対して異なる位置を有してもよい。

いくつかの実施形態では、流体ポート306〜309は指定された機能を有することができる。例えば、流体ポート306、308は常に流体を受け取る入口ポートであってもよく、流体ポート307、309は常に流体がそこから出る出口ポートであってもよい。他の実施形態では、流体ポート306〜309のうちの1つまたは複数によって、流体がどちらの方向にも流れるようにすることができる。

いくつかの実施形態では、1つまたは複数の流体ポート306〜309は、電気めっきプロセス(または電解)の間に生成されるH₂およびO₂などのガスの除去を可能にするように構成することができる。生成チャンバ304からガスを除去することを、排気と呼ぶことができる。例えば、排気用に構成された流体ポートは、ガスが蓄積する可能性がある生成チャンバのガス蓄積領域に隣接して配置することができる。図7を参照すると、ガスは、流体ポート306、308に隣接するガス蓄積領域305内に上方に移動することができる。流体ポート306、308のうちの少なくとも一方は、ガス蓄積領域305からガスを生成チャンバ304から引き出すように構成されたポンプと流体連通することができる。任意選択的に、ターゲット本体302の内面350、352は、排気のために構成された流体ポートに向けてガスを導き、かつ/または電気めっきプロセスに望ましくない影響を及ぼすことなく、ガスを生成チャンバ304内に蓄積させるための空間を提供するような形状にすることができる。

ターゲットアセンブリ300はまた、ターゲットフォイルまたはシート310を含む。ターゲットフォイル310は、ビーム通路312と位置合わせされてもよく、および/またはビーム通路312内に配置されてもよい。粒子ビーム325(参照用に示す矢印)は、ターゲットフォイル310に入射するように構成されている。ターゲットフォイル310はまた、生成チャンバ304への開口部314を覆うことができる。このように、生成チャンバ304は、ターゲット本体302の内面350、352およびターゲットフォイル310の内面311によって本質的に画定される空隙であってもよい。

ターゲット本体302は、互いに固定された複数の本体部分を含むことができる。例えば、ターゲット本体302は、後方本体部分316、中間本体部分317、および前方本体部分318を含むことができる。前方本体部分318は、前方フランジと呼ぶこともできる。いくつかの実施形態では、後方本体部分316および前方本体部分318は、アルミニウム、銅、タングステン、ニオブ、タンタル、または上記または他の材料の1つもしくは複数の組み合わせを含む合金などの金属材料を含む。いくつかの実施形態では、中間本体部分317は絶縁材料を含む。より具体的には、絶縁材料は、電気めっきプロセスを実施することができるように、生成チャンバ304内の電極と導電性ベースとを電気的に分離するように設計される。さらに、絶縁材料は、同位体生成中に発生する熱に耐えるように設計されている。例として、絶縁材料は、高性能熱可塑性プラスチック(例えば、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)、ポリエーテルケトン(PEK))またはセラミック材料を含むことができる。使用される絶縁材料に基づいて、中間本体部分317は、流体ポート306、307を含んでも含まなくてもよい。

ターゲットアセンブリ300はまた、生成チャンバ304に露出された電極320および導電性ベース322を含む。例えば、導電性ベース322の内面352は、生成チャンバ304を部分的に画定し、ターゲットフォイル310の内面311は、生成チャンバ304を部分的に画定する。図示した実施形態では、電極320は、ターゲットフォイル310とターゲット本体302の前方本体部分318とによって形成される。導電性ベース322は、後方本体部分316によって形成される。生成チャンバ304内に電解液が配置されると、生成チャンバ304、電極320、および導電性ベース322が電解槽335を形成する。電気めっきプロセス中に、電極320はアノードとして機能し、導電性ベース322はカソードとして機能することができる。導電性ベース322(または後方本体部分316)は、生成チャンバ304の一部を画定する内面352を有する。電極320および導電性ベース322はまた、それぞれ第1および第2の電極、またはそれぞれアノードおよびカソードと呼ぶことができる。中間本体部分317は、内面350を含む。

図8は、電解液330が生成チャンバ304を満たした後のターゲットアセンブリ300の断面図である。電解液330は、流体制御システムによって生成チャンバ304内に導くことができる。図示するように、電源(例えば、バッテリまたは整流器などの電源)332は、電極320および導電性ベース322に電気的に接続される。電源332が電極320と導電性ベース322との間に電圧を印加している間に、電解液330内の金属イオンが内面352に沿って堆積され、固体ターゲット(またはターゲット層)326を形成または生成する。一定期間後に、固体ターゲット326は、同位体生成のために十分な厚さを有することができる。電気めっきプロセスは、設定された時間が経過した後に、または指定された1つまたは複数の条件(例えば、検出された電圧)が満たされたと判断した後に終了することができる。上記は単一層を有する固体ターゲットの生成を説明しているが、複数層を生成するために複数の電気めっきプロセスを実施することができることを理解されたい。例えば、図9に関して、固体ターゲット326は、内面352に直接結合された第1の下位層326A(例えば、銅)と、第1の下位層326Aに結合され、照射されるターゲット材料を構成する第2の下位層326Bと、を含むことができる。

上記に代えて、または上記に加えて、固体ターゲット326は、ターゲットフォイル310の内面311に沿って堆積されてもよい。したがって、実施形態は、内面352、内面311、または内面352および内面311の両方に沿って配置された固体ターゲット326を有してもよい。固体ターゲットが内面352および内面311の両方に沿って配置される実施形態では、任意に第3の電極を使用してもよい。例えば、ターゲット本体は、これらの追加の本体部分の1つが別の電極として機能する1つまたは複数の追加の本体部分を含むことができる。

任意選択的に、電解液330を移動(例えば、攪拌、かき回し、ポンプ輸送など)させて、固体ターゲット326が生成されるときに望ましくない場合がある金属イオンの勾配(例えば、より大きな濃度の領域)が発生する可能性を低減することができる。上述のように、1つまたは複数の機構を使用して、電気めっきプロセス中に電解液を移動させることができる。例えば、振動装置340は、ターゲット本体302に固定され、ターゲット本体302に振動を生じさせることによって、電解液を生成チャンバ304内で移動させるように構成することができる。図示するように、装置340は、ターゲット本体302の外部に固定される。しかし、装置340は、ターゲット本体302の凹部内に配置されてもよい。

上記に代えて、または上記に加えて、流体制御システム125は、電解めっきプロセス中に、生成チャンバ304を通って電解液を移動させるように構成されてもよい。例えば、流体制御システムは、電解液がポート306〜309を通って移動するように、電解液330に様々な量の圧力を提供することができる。変化する圧力の組み合わせを使用して、生成チャンバ304内で所望の動きを生じさせることができる。上記に代えて、または上記に加えて、ターゲット本体302は、電気めっきプロセス中に攪拌されてもよい。

別の例として、1つまたは複数の攪拌装置342を、電気めっきプロセス中に生成チャンバ304内に堆積させることができる。そのような実施形態では、1つまたは複数の攪拌装置342が、電解液330と共に生成チャンバ304に流入することができる。攪拌装置342は、電解液330内で一定の動きをしてもよく、または設計された時間で(例えば、溶液中を流れる電流によって)活性化されてもよい。電気めっきプロセス中、攪拌装置342は、電解液330を移動させる(例えば攪拌する)。電気めっきプロセスの後に、攪拌装置342は、電解液330と共に生成チャンバから流出することができる。

図8では、後方本体部分316は、生成チャンバ304の容積の一部を取り囲んで画定し、中間本体部分317は、生成チャンバ304の容積の一部を取り囲んで画定する。任意選択的に、本体部分316、317、318のサイズおよび形状は、所望の性能を達成するように選択されてもよい。例えば、本体部分316、317、318のサイズおよび形状は、電極320の所望の表面積および導電性ベース322の所望の表面積を提供するように選択することができる。より具体的には、導電性ベース322は、ターゲット本体301の後方壁全体(および後方壁のみ)を画定するカバー356を提供するような形状にすることができる。別の例として、導電性ベース322は、ターゲット本体301の後方壁の一部のみを画定するキャップ358を提供するような形状にすることができる。いずれの例においても、中間本体部分317および後方本体部分316は、ターゲット本体302を完成させるような形状にすることができる。このような場合には、電極320(またはアノード)と導電性ベース322(またはカソード)の表面積の指定された比を得ることができる。さらに、固体ターゲット326が堆積される表面領域は、より明確に画定されてもよく、または局在化されてもよい。図示するように、カバー356およびキャップ358は、粒子ビーム325に対して垂直に配向される。任意選択的に、カバー356およびキャップ358は、粒子ビーム325に対して垂直でない角度に配向されてもよい。

図9および図10は、粒子ビーム325の照射中および固体ターゲット326の溶解中のターゲットアセンブリの断面を示す。照射の前に、ガス(例えば、ヘリウムまたはアルゴン)を2つ以上のポート306〜309を通して導き、電解液を吸引するかまたは乾燥させることができる。生成チャンバ304はまた、照射前に大量のガスを除去するために(例えば、ポンプによって)排気されてもよい。照射の後に(図10に示すように)、溶解液344を流体制御システムによって生成チャンバ304内に導くことができる。溶解液344は、生成チャンバ304内に保持され、固体ターゲット326の材料を溶解させることができる。指定された時間の後に、溶液(ここでは生成物溶液と呼ぶ)は、生成チャンバ304から出て、溶液を処理して放射性同位体を得るように構成されたシステムに導かれてもよい。

図11は、一実施形態による方法400を示す。方法400は、例えば、本明細書に記載の様々な実施形態の構造または態様(例えば、同位体生成システム、ターゲットシステム、および/または方法)を使用することができる。方法400は、例えば、固体ターゲットを生成する方法または放射性同位体を生成する方法であってもよい。いくつかの実施形態では、方法400は自動化されてもよい。例えば、1つもしくは複数のプロセッサおよび記憶媒体を含む1つもしくは複数の回路および/または制御システムが、方法400の1つまたは複数のステップを実行することができる。記憶媒体は、1つまたは複数のプロセッサによってアクセス可能なプログラムされた命令を格納することができる。他の実施形態では、1つまたは複数の動作を手動で行ってもよい。複数のターゲットアセンブリを含む実施形態では、方法400は、1つまたは複数の他のターゲットアセンブリが粒子ビームを受け取っている間に、1つまたは複数のターゲットアセンブリ内に固体ターゲットを生成するように実行することができる。固体ターゲットがターゲットアセンブリ内に生成された後に、他のターゲットアセンブリが照射されたターゲットを除去するために溶解液を受け取る間に、これらのターゲットアセンブリを照射することができる。その後に、他のターゲットアセンブリを使用して固体ターゲットを生成することができる。

本方法は、電解液をターゲットアセンブリの生成チャンバに流すステップ402を含む。ターゲットアセンブリは、電極と、生成チャンバに露出された表面を有する導電性ベースと、を含むことができる。電解液、電極、および導電性ベースは、効果的に電解槽を形成することができる。

ステップ404では、電解液が生成チャンバ内にある間に、電極と導電性ベースとの間に電圧が印加され、それによって電気めっきプロセスが生じる。電圧は、電源(例えば、バッテリまたは整流器などの電源)によって印加することができる。任意選択的に、ステップ404で電圧が印加される際に、ステップ406において電解液を移動させることができる。生成チャンバ内の移動は、電気めっきプロセス中に、溶液中の金属イオンが特定の領域でより濃縮される可能性を低減させる任意の動作であってもよい。本明細書で使用される場合、「生成チャンバ内」という語句は、溶液を固定された容積内に収容する必要はない。例えば、電解液は、電気めっきプロセス中に、生成チャンバの内外にポンプ輸送されてもよい。この移動は一定であってもよいし、断続的であってもよい。例えば、電圧が印加されると、電解液の流れが生成チャンバを通って連続的に循環してもよい。別の例として、電解液が周期的に移動してもよい(例えば、1秒間循環させ、1秒間保持し、1秒間循環させるなど)。電解液はまた、電解液の動きを引き起こすために様々な圧力を受けてもよい。

電気めっきプロセス中に、ガスが生成チャンバ内で生成され、生成チャンバのガス蓄積ポケットまたは領域に集まる。任意選択的に、ステップ407において、ガスを排出または除去することができる。例えば、このガス蓄積領域に隣接して流体ポートを配置することができる。ガスは、流体ポートを通って流れることができる。いくつかの実施形態では、ポンプは、ガスを除去するのに十分な速度で、または電気めっきプロセスにおいてガスが有し得る望ましくない影響を防止するのに十分な速度で、ガスを流体ポートを通して引き込むように構成することができる。動作406、407は、図11の異なる時間に実施されるように見えるが、ステップ404で電圧が印加されると同時に、ステップ406でガスを排出することができ、ステップ406で電解液を移動させることができることを理解されたい。

あるいは、電解液は、電圧が印加されると、生成チャンバ内で実質的に静的に保持されてもよい。「実質的に静的に」という語句は、例えば、生成チャンバ内で生成されたガスによる圧力変化によって引き起こされる何らかの運動を可能にすることができる。そのような場合には、電圧が印加されたとき、または電圧が印加された後に、ガスを除去または排気することができる。

ステップ408では、電解液が生成チャンバの外に導かれる。任意選択的に、ステップ408で電解液を除去した後に、リンスまたは吸引ステップを行ってもよい。任意選択的に、後方本体部分316は、電気めっきプロセス中、または電解液が除去された後に、(例えば、ヒーターにより)熱エネルギーを受けることができる。ステップ402、404、406、408を繰り返して、複数層を有する固体ターゲットを成長させることができることを理解されたい。このような実施形態は、例えば、ターゲット本体の金属材料がターゲット材料との十分な結合を形成できないときに、望ましい場合がある。したがって、固体ターゲットの1つまたは複数のベース層を、ターゲット本体の表面と照射されるターゲット材料との間に設けることができる。任意選択的に、固体ターゲットが完成した後に、望ましくない残留物を除去するために、および/または生成チャンバの表面を乾燥させるために、1つまたは複数の流体(例えば、液体または気体)を生成チャンバ通って導くことができる。また固体ターゲットに熱を加えてもよい。

固体ターゲットが生成された後に、固体ターゲットを用いて放射性同位体を生成することができる。より具体的には、固体ターゲットは、ステップ410で、粒子ビームで照射されてもよい。ステップ412で、活性化された材料を除去することができる。例えば、溶解液を生成チャンバ内に導き、照射された固体ターゲットを溶解させることができる。次いで、生成チャンバ内の溶液(生成物溶液と呼ばれる)を除去することができる。放射性同位元素は、生成物溶液から回収/捕獲することができる。活性化された材料を除去する他の方法を実施してもよいと考えられる。

図示していないが、システムはターゲット処理システムを含むことができる。ターゲット処理システムは、ターゲットアセンブリに隣接して配置されてもよく、シールドされたエンクロージャを含んでもよい。ターゲット処理システムは、照射された固体ターゲットを放射性医薬品に加工するために使用される機器および材料を有することができる。

実施形態は、1つまたは複数の放射性医薬品を生成するように構成することができる。放射性医薬品の非限定的な例は、銅64(Cu⁶⁴)、ガリウム68(Ga⁶⁸)、ガリウム67(Ga⁶⁷)、ヨウ素123(I¹²³)、ヨウ素124(I¹²⁴)、タリウム201(Tl²⁰¹)、インジウム111(In¹¹¹)、スカンジウム44(Sc⁴⁴)、亜鉛63(Zn⁶³)、パラジウム103(Pd¹⁰³)、およびコバルト57(Co⁵⁷)を含むことができる。特定の実施形態では、生成された放射性医薬品は、銅64(Cu⁶⁴)、ガリウム68(Ga⁶⁸)、ガリウム67(Ga⁶⁷)、ヨウ素123(I¹²³)、またはタリウム201(Tl²⁰¹)のうちの少なくとも1つを含む。しかし、本明細書に記載の実施形態では、他の放射性医薬品を生成することができることを理解されたい。

電解液(またはめっき溶液)は、所望の固体ターゲットに基づく。ターゲット材料の非限定的な例は、ニッケル(Ni)、亜鉛(Zn)、テルル(Te)、タリウム(Tl)、ロジウム(Rh)、カドミウム(Cd)、または銀(Ag)を含む。ターゲット材料は、Ni⁵⁸、Ni⁶⁴、Zn⁶⁸、またはCd¹¹²などの指定された同位体で選択または富化されてもよい。

本明細書で説明するように、電気めっきプロセスは、ターゲット本体の内面上に、またはターゲット本体の内面に予め電気めっきされたベース層(例えば、銅、金、または銀)上に、固体ターゲットまたはターゲット層を生成することができる。

溶解液は、照射された固体ターゲット用に構成することができる。溶解液の非限定的な例は、塩酸(HCl)、酸化アルカリ溶液、硝酸(HNO₃)、硫酸(H₂SO₄)、過酸化水素(H₂O₂)、重硫酸ナトリウム(NaHSO₄)、または臭化水素酸(HBr)を含む。照射された固体ターゲットを溶解した後に、放射性医薬品を生成するために、固体ターゲットまたはターゲット層の組成に基づいて、様々な処理ステップを実行することができる。これらのステップは、例えば、生成物溶液を分離、溶出、精製、または蒸発させるステップを含むことができる。

本明細書に記載の実施形態は、医療用途のための放射性同位体の生成に限定することを意図しておらず、他の同位体を生成し、他のターゲット材料を使用することもできる。また様々な実施形態は、異なる方向(例えば、垂直方向または水平方向)を有する異なる種類のサイクロトロン、ならびにスパイラル加速器の代わりに線形加速器またはレーザ誘起加速器などの異なる加速器に関連して実施することができる。さらに、本明細書に記載の実施形態は、上述した同位体生成システム、ターゲットシステム、およびサイクロトロンを製造する方法を含む。

本明細書で使用される場合、「プロセッサ」は、本明細書で説明されるような1つまたは複数のタスク、機能、またはステップを実行するように構成された処理回路を含む。例えば、プロセッサは、メモリなどの有形かつ非一時的なコンピュータ可読媒体に格納された命令に基づいて動作を実行する論理ベースの装置であってもよい。プロセッサは、1つまたは複数のASICおよび/またはFPGAを含んでもよい。本明細書で使用する「プロセッサ」は、必ずしも単一のプロセッサまたは単一のハードワイヤードデバイスに限定されるものではないことに留意されたい。例えば、プロセッサは、単一のプロセッサ(例えば、1つまたは複数のコアを有する)のみ、複数の個別プロセッサ、1つもしくは複数の特定用途向け集積回路(ASIC)、および/または1つもしくは複数のフィールドプログラマブルゲートアレイ(FPGA)を含んでもよい。いくつかの実施形態では、プロセッサは、本明細書に記載のアルゴリズムなどの動作を実行するように適切にプログラムまたは命令された既製の装置である。

実施形態はまた、本明細書に記載したような1つまたは複数の動作、タスク、機能、またはステップを実行するハードワイヤードデバイス(例えば、1つまたは複数の電子回路)を含んでもよい。性能は、ハードワイヤードロジックによって決定されてもよい。例えば、1つまたは複数の回路は、バルブを自動的に開閉し、所望するようにポンプを作動させるように設計されてもよい。

1つもしくは複数の回路またはプロセッサは、様々なサブシステムから信号(例えば、データまたは情報)を受信するように構成されてもよい。1つもしくは複数の回路またはプロセッサは、本明細書に記載の方法の1つまたは複数のステップを実行するように構成されてもよい。プロセッサはまた、メモリまたは記憶媒体を含むか、あるいはメモリまたは記憶媒体に通信可能に結合されてもよい。いくつかの実施形態では、メモリは不揮発性メモリを含んでもよい。例えば、メモリは、リードオンリメモリ(ROM)、ランダムアクセスメモリ(RAM)、電気的に消去可能なプログラマブルリードオンリメモリ(EEPROM)、フラッシュメモリなどであってもよく、これらを含んでもよい。メモリは、システムの様々なパラメータに関するデータを格納するように構成されてもよい。

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されたい。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」、「第2の」、および「第3の」などの用語は、単にラベルとして用いており、それらの対象物に対して数の要件を課す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(f)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、任意の装置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。このような他の例は、特許請求の範囲の文言との差がない構造要素を有する場合、または特許請求の範囲の文言との実質的な差がない等価の構造要素を含む場合には、特許請求の範囲内にある。

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ハードウェア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、単一のハードウェア(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。 [実施態様1] システム(100)であって、 生成チャンバ(304)を有するターゲットアセンブリ(300)であって、電極(320)と、前記生成チャンバ(304)に露出された導電性ベース(322)と、を含み、前記生成チャンバ(304)へのアクセスを提供する流体ポート(306〜309)を有するターゲットアセンブリ(300)と、 電解液(330)を保持するように構成された貯蔵容器(146)と、前記ターゲットアセンブリ(300)の前記流体ポート(306〜309)に接続する流体ラインと、を有する流体制御システム(125)であって、前記ターゲットアセンブリ(300)の前記貯蔵容器(146)および前記生成チャンバ(304)は、前記流体ラインのうちの少なくとも1つを通って流体連通する、流体制御システム(125)と、 前記電極(320)および前記導電性ベース(322)に電気的に接続されるように構成された電源(332)であって、前記生成チャンバ(304)内に前記電解液(330)が配置されている場合には、前記生成チャンバ(304)と前記電極(320)と前記導電性ベース(322)とが電解槽(335)を形成し、導電性ベース(322)に沿って固体ターゲット(326)を堆積させるために、前記電極(320)および前記導電性ベース(322)に電圧を印加するように構成された電源(332)と、を含むシステム(100)。 [実施態様2] 前記ターゲットアセンブリ(300)は、前記電極(320)と前記導電性ベース(322)との間に配置された中間本体部分(317)を含み、前記中間本体部分(317)は絶縁性である、実施態様1に記載のシステム(100)。 [実施態様3] 1つもしくは複数の回路またはプロセッサをさらに含み、前記1つもしくは複数の回路またはプロセッサは、 前記流体制御システム(125)を用いて、前記生成チャンバ(304)内への前記電解液(330)の流れを誘起し、 前記電源(332)を用いて前記ターゲットアセンブリ(300)に前記電圧を印加し、それによって前記導電性ベース(322)上に金属イオンを堆積させ、 前記電圧が印加された後に、前記流体制御システム(125)を用いて生成チャンバ(304)から出る前記電解液(330)の流れを誘起するように構成される、実施態様1に記載のシステム(100)。 [実施態様4] 前記ターゲットアセンブリ(300)は、前記電極(320)と前記導電性ベース(322)との間に配置された中間本体部分(317)を含み、前記中間本体部分(317)は絶縁性である、実施態様3に記載のシステム(100)。 [実施態様5] 前記1つもしくは複数の回路またはプロセッサは、前記電圧が印加されている間に、(a)前記生成チャンバ(304)内の前記電解液(330)の流れを誘起すること、または(b)前記生成チャンバ(304)内の振動を引き起こす振動装置(340)を作動させること、の少なくとも一方を行うように構成される、実施態様3に記載のシステム(100)。 [実施態様6] 前記ターゲットアセンブリ(300)は、前記生成チャンバ(304)への開口部を覆うフォイル(310)を含み、前記フォイル(310)は前記生成チャンバ(304)の一部を画定する、実施態様1に記載のシステム(100)。 [実施態様7] 前記ターゲットアセンブリ(300)は、粒子ビーム(325)を受け取るように構成された前記生成チャンバ(304)への開口部を含み、前記導電性ベース(322)は、前記粒子ビーム(325)が前記導電性ベース(322)に沿って前記固体ターゲット(326)に入射するように、前記開口部と位置合わせされる、実施態様1に記載のシステム(100)。 [実施態様8] システム(100)であって、 粒子ビーム(325)を生成するように構成された粒子加速器(102)と、 生成チャンバ(304)を有するターゲットアセンブリ(300)であって、電極(320)と、前記生成チャンバ(304)に露出された導電性ベース(322)と、を含み、前記生成チャンバ(304)へのアクセスを提供する流体ポート(306〜309)を有するターゲットアセンブリ(300)と、 電解液(330)を保持するように構成された貯蔵容器(146)と、前記ターゲットアセンブリ(300)の前記流体ポート(306〜309)に接続する流体ラインと、を有する流体制御システム(125)であって、前記ターゲットアセンブリ(300)の前記貯蔵容器(146)および前記生成チャンバ(304)は、前記流体ラインのうちの少なくとも1つを通って流体連通する、流体制御システム(125)と、 前記電極(320)および前記導電性ベース(322)に電気的に接続されるように構成された電源(332)であって、前記生成チャンバ(304)内に前記電解液(330)が配置されている場合には、前記生成チャンバ(304)と前記電極(320)と前記導電性ベース(322)とが電解槽(335)を形成する電源(332)と、を含み、 前記流体制御システム(125)は、前記生成チャンバ(304)と流体連通する少なくとも1つのポンプ(144)を含み、前記少なくとも1つのポンプ(144)は、前記生成チャンバ(304)内への前記電解液(330)の流れを誘起し、前記電源(332)によって電圧が印加された後に、前記生成チャンバ(304)から出る前記電解液(330)の流れを誘起するように構成される、システム(100)。 [実施態様9] 1つまたは複数のプロセッサと、前記1つまたは複数のプロセッサによってアクセス可能なプログラムされた命令を格納するように構成された記憶媒体と、を含む制御システム(118)をさらに含み、前記1つまたは複数のプロセッサは、前記少なくとも1つのポンプ(144)および前記電源(332)を制御して、 前記生成チャンバ(304)内への前記電解液(330)の前記流れを誘起し、 前記ターゲットアセンブリ(300)に前記電圧を印加し、それによって前記導電性ベース(322)に沿って固体ターゲット(326)を堆積させ、 前記電圧が印加された後に、生成チャンバ(304)から出る前記電解液(330)の前記流れを誘起するように構成される、実施態様8に記載のシステム(100)。 [実施態様10] 前記制御システム(118)は、前記粒子加速器(102)を制御して、前記粒子ビーム(325)を前記生成チャンバ(304)内の前記固体ターゲット(326)上に導くように構成される、実施態様9に記載のシステム(100)。 [実施態様11] 前記電解液(330)は第2の電解液(330)であり、前記固体ターゲット(326)が堆積される前に、前記1つまたは複数のプロセッサは、前記少なくとも1つのポンプ(144)および前記電源(332)を制御して、 前記生成チャンバ(304)内への第1の電解液(330)の流れを誘起し、 前記ターゲットアセンブリ(300)に電圧を印加し、それによって前記導電性ベース(322)に沿ってベース層を堆積させ、 前記電圧が印加された後に、生成チャンバ(304)から出る前記第1の電解液(330)の前記流れを誘起するように構成され、前記固体ターゲット(326)は前記ベース層に沿って堆積される、実施態様9に記載のシステム(100)。 [実施態様12] 前記ターゲットアセンブリ(300)は、前記電極(320)と前記導電性ベース(322)との間に配置された中間本体部分(317)を含み、前記中間本体部分(317)は絶縁性である、実施態様8に記載のシステム(100)。 [実施態様13] 前記粒子ビーム(325)が前記固体ターゲット(326)上に導かれた後に、前記少なくとも1つのポンプ(144)は、溶解液(344)を前記生成チャンバ(304)内に流すように構成され、前記溶解液(344)は、前記固体ターゲット(326)が前記粒子ビーム(325)によって活性化された後に、前記固体ターゲット(326)を前記溶液中に溶解させるように構成される、実施態様8に記載のシステム(100)。 [実施態様14] 前記ターゲットアセンブリ(300)は、粒子ビーム(325)を受け取るように構成された前記生成チャンバ(304)への開口部を含み、前記導電性ベース(322)は、前記粒子ビーム(325)が前記導電性ベース(322)に沿って前記固体ターゲット(326)に入射するように、前記開口部と位置合わせされる、実施態様8に記載のシステム(100)。 [実施態様15] 前記少なくとも1つのポンプ(144)は、前記電圧が印加されている間に、(a)前記生成チャンバ(304)内の前記電解液(330)の流れを誘起すること、または(b)前記生成チャンバ(304)内で前記電解液(330)を実質的に静的に保持することの少なくとも一方を行うように構成される、実施態様8に記載のシステム(100)。 [実施態様16] 固体ターゲット(326)を生成する方法(400)であって、 電解液(330)をターゲットアセンブリ(300)の生成チャンバ(304)内に流すステップ(402)であって、前記ターゲットアセンブリ(300)は、前記生成チャンバ(304)内に配置された電極(320)および導電性ベース(322)を含み、前記生成チャンバ(304)と前記電極(320)と前記導電性ベース(322)と前記電解液(330)とは電解槽(335)を形成する、ステップと、 前記ターゲットアセンブリ(300)に電圧を印加し、それによって前記導電性ベース(322)に沿って固体ターゲット(326)を堆積させるステップ(404)と、 前記電圧が印加された後に、生成チャンバ(304)から前記電解液(330)を流出させるステップ(408)と、を含む方法(400)。 [実施態様17] 前記ターゲットアセンブリ(300)は、前記電極(320)と前記導電性ベース(322)との間に配置された中間本体部分(317)を含み、前記中間本体部分(317)は絶縁性である、実施態様16に記載の方法(400)。 [実施態様18] 前記生成チャンバ(304)内の前記固体ターゲット(326)上に粒子ビーム(325)を導くように粒子加速器(102)を制御するステップをさらに含み、前記粒子ビーム(325)が前記固体ターゲット(326)上に導かれた後に、前記方法(400)は、溶解液(344)を前記生成チャンバ(304)内に流すステップをさらに含み、前記溶解液(344)は、前記固体ターゲット(326)が前記粒子ビーム(325)によって活性化された後に、前記固体ターゲット(326)を前記溶液中に溶解させるように構成される、実施態様16に記載の方法(400)。 [実施態様19] 前記電圧が前記ターゲットアセンブリ(300)に印加される際に前記生成チャンバ(304)内で生成されるガスを排気するステップ(407)をさらに含む、実施態様16に記載の方法(400)。 [実施態様20] 前記電圧が印加されている間に、前記生成チャンバ(304)内で前記電解液(330)を移動させるステップ(406)をさらに含む、実施態様16に記載の方法(400)。

1 出口ポート 2 出口ポート 3 出口ポート 4 出口ポート 5 出口ポート 6 出口ポート 100 同位体生成システム 102 粒子加速器 103 パラジウム 104 イオン源システム 106 電界システム 108 磁界システム 110 真空システム 111 インジウム 112 粒子ビーム 114 ターゲットシステム 115 抽出システム 116 ターゲット材料 117 ビーム通路 118 制御システム 120 生成チャンバ 122 冷却システム 125 流体制御システム 126 振動装置 127 電源 140 ターゲットアセンブリ 142 ターゲット本体 144 バルブ 146 貯蔵容器 148 貯蔵容器 150 抽出システム 152 ターゲットシステム 154 抽出ユニット 156 抽出ユニット 158 フォイルホルダ、抽出ユニット 160 抽出フォイル 162 外部粒子ビーム 164 ターゲット位置 166 トラック、レール 168 出口ポート 170 軸 172 ターゲットアセンブリ 174 ターゲット本体 200 ターゲットアセンブリ 201 ターゲット本体 202 本体アセンブリ、本体部分 204 本体アセンブリ、本体部分 206 本体アセンブリ、本体部分 207 外面 208 ボルト 210 ワッシャ 212 継手 213 後面 214 材料ポート、流体ポート 215 材料ポート、流体ポート 218 生成チャンバ 219 通路開口部 220 ターゲットインサート 221 キャビティ 222 キャビティ 225 振動装置 226 封止リング 227 ワイヤ 228 フォイル部材 230 キャビティ 232 キャビティ 236 封止境界 238 開口部 240 フォイル部材 242 環状リム 244 封止 246 封止リング 248 開口部 250 封止リング 252 リム 254 ピン 256 開口部 258 封止リング 260 開口部 262 ボア 300 ターゲットアセンブリ 301 ターゲット本体 302 ターゲット本体 304 生成チャンバ 305 ガス蓄積領域 306 ポート、流体ポート 307 ポート、流体ポート 308 ポート、流体ポート 309 ポート、流体ポート 310 ターゲットフォイル、シート 311 内面 312 ビーム通路 314 開口部 316 後方本体部分 317 中間本体部分 318 前方本体部分 320 電極 322 導電性ベース 325 粒子ビーム 326 固体ターゲット 326A 下位層 326B 下位層 330 電解液 332 電源 335 電解槽 340 振動装置 342 撹拌装置 344 溶解液 350 内面 352 内面 356 カバー 358 キャップ P 矢印