KR102264831B1

KR102264831B1 - Powder type target with improved beam irradiation efficiency, apparatus for producing nuclides comprising the same, and production method

Info

Publication number: KR102264831B1
Application number: KR1020190091638A
Authority: KR
Inventors: 오세영; 임상무; 이교철; 강주현
Original assignee: 한국원자력의학원
Priority date: 2019-07-29
Filing date: 2019-07-29
Publication date: 2021-06-15
Also published as: KR20210013885A

Abstract

본 발명은, 방사성 핵종 생성을 위한 반응 챔버 내부에 구비되며, 내측에 파우더형 물질이 수용될 수 있도록 적재부가 구비되며, 수평방향과 예각을 이루어 조사되는 입자빔의 경로상에 배치되는 파우더형 타겟, 이를 포함하는 핵종 생산 장치 및 이를 이용한 핵종 생산 방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 빔 조사 효율이 향상된 파우더형 타겟 및 이를 포함하는 핵종 생산 장치 및 생산방법은 핵반응 중에 부분적인 균일도를 유지할 수 있으며. 핵반응이 일어나는 영역을 증가시킬 수 있고, 냉각면적 또한 증가시킬 수 있어 생산시간을 단축시키며, 생산효율을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.According to the present invention, a powder-type target is provided inside a reaction chamber for generating radionuclides, a loading part is provided so that a powder-type material can be accommodated therein, and is disposed on a path of a particle beam irradiated at an acute angle to the horizontal direction. , to a nuclide production apparatus including the same, and to a nuclide production method using the same.
A powder-type target with improved beam irradiation efficiency according to the present invention, and a nuclide production apparatus and production method including the same can maintain partial uniformity during a nuclear reaction. It is possible to increase the area where the nuclear reaction takes place, and the cooling area can also be increased, thereby reducing production time and improving production efficiency.

Description

빔 조사 효율이 향상된 파우더형 타겟 및 이를 포함하는 핵종 생산 장치 및 생산방법{Powder type target with improved beam irradiation efficiency, apparatus for producing nuclides comprising the same, and production method}Powder type target with improved beam irradiation efficiency, apparatus for producing nuclides comprising the same, and production method including the same

본 발명은 빔 조사 효율이 향상된 파우더형 타겟 및 이를 포함하는 핵종 생산 장치 및 생산방법에 관한 것이며, 보다 상세하게는 파우더 형 물질을 이용한 핵반응 수행시에 빔 조사 효율 및 냉각효율을 증가시킬 수 있는 캐리어 및 이를 포함하는 핵종 생산 장치 및 생산방법에 관한 것이다.The present invention relates to a powder-type target with improved beam irradiation efficiency, an apparatus for producing nuclide and a production method including the same, and more particularly, a carrier capable of increasing beam irradiation efficiency and cooling efficiency when performing a nuclear reaction using a powder-type material And it relates to a nuclide production apparatus and production method comprising the same.

핵종 생산 장치는 특정 물질에 빔을 조사하여 핵반응을 일으키는 장치를 뜻하며, 빔이 조사되는 타겟은 기체, 액체 또는 고체와 같은 상태에 따라 다르게 구성된다. 고체 상태의 타겟 중 파우더형 타겟은 분말 상태의 물질을 담아 밀봉한 상태에서 핵반응을 일으키는 방법이 사용되고 있다.A nuclide production device refers to a device that causes a nuclear reaction by irradiating a beam to a specific material, and the target to which the beam is irradiated is configured differently depending on the state such as gas, liquid, or solid. Among the solid-state targets, a powder-type target contains a powder-state material and a method of causing a nuclear reaction in a sealed state is used.

이와 같은 종래기술과 관련하여 유럽 등록특허 제0962942호가 개시되어 있다. 그러나 이와 같은 종래기술은 핵반응 중 열에 의한 파우더의 용융과 같은 상태변화에 의해 부분적으로 밀도차이가 발생하게 되며, 부분별 핵반응에 편차가 발생하고 결국 생산 수율이 낮아지는 문제점이 있다. 또한 종래의 파우더형 타겟은 빔의 직선 경로상에 배치되어 좁은 영역에서 핵반응이 일어나 발열이 집중되므로 냉각효율이 저하되었으며, 따라서 빔 전류를 증가시키지 못해 핵반응에 많은 시간이 소요되는 문제점이 있었다.European Patent Registration No. 0962942 is disclosed in relation to the prior art. However, in the prior art, there is a problem in that the density difference occurs partially due to a change in state such as melting of powder due to heat during a nuclear reaction, a deviation occurs in the nuclear reaction for each part, and consequently, a production yield is lowered. In addition, the conventional powder-type target is disposed on a straight path of the beam, so that the nuclear reaction occurs in a narrow area and heat is concentrated, so the cooling efficiency is lowered. Therefore, there is a problem that the nuclear reaction takes a lot of time because the beam current cannot be increased.

유럽 등록특허 제0962942호(2003.04.23.)European Patent Registration No. 0962942 (2003.04.23.)

본 발명은 종래의 파우더형 타겟의 효율을 상승시킬 수 있는 빔 조사 효율이 향상된 파우더형 타겟 및 이를 포함하는 핵종 생산 장치 및 생산방법을 제공하는 것에 그 목적이 있다.An object of the present invention is to provide a powder-type target with improved beam irradiation efficiency capable of increasing the efficiency of a conventional powder-type target, and an apparatus for producing nuclide and a production method including the same.

상기 과제의 해결 수단으로서, 방사성 핵종 생성을 위한 반응 챔버 내부에 구비되며, 내측에 파우더형 물질이 수용될 수 있도록 적재부가 구비되며, 수평방향과 예각을 이루어 조사되는 입자빔의 경로상에 배치되는 파우더형 타겟이 제공될 수 있다.As a means of solving the above problems, it is provided inside the reaction chamber for generating radionuclides, a loading part is provided so that a powdery material can be accommodated therein, and is disposed on the path of the irradiated particle beam at an acute angle to the horizontal direction. A powdery target may be provided.

한편, 적재부는 수평방향으로 연장되어 형성되는 바닥면 및 내측에 파우더형 물질이 수용될 수 있도록 바닥면상에서 상측으로 소정길이로 연장되어 형성되는 측벽으로 정의 될 수 있다.On the other hand, the loading part may be defined as a bottom surface extending in a horizontal direction and a side wall extending upward by a predetermined length on the bottom surface so that a powder-like material can be accommodated therein.

한편, 입자빔의 조사영역이 적재부의 내부에 형성될 수 있도록 구성될 수 있다.On the other hand, the irradiation area of the particle beam may be configured to be formed in the inside of the loading unit.

한편, 타원형 또는 직사각형으로 형성되는 입자빔의 조사영역의 장축방향으로 적재부가 형성될 수 있도록 장축방향으로 연장된 벽을 포함할 수 있다.On the other hand, it may include a wall extending in the long axis direction so that the loading part can be formed in the long axis direction of the irradiation area of the particle beam formed in an oval or rectangular shape.

또한, 측벽은 타원형의 조사영역에 대응하여 타원형 경로를 따라 구비될 수 있다.In addition, the side wall may be provided along an elliptical path corresponding to the elliptical irradiation area.

또한 측벽은 직사각형의 조사영역에 대응하여 사각형 경로를 따라 구비될 수 있다.In addition, the side wall may be provided along a rectangular path corresponding to the rectangular irradiation area.

한편, 하면은 냉각부와 접촉되도록 구성될 수 있다.On the other hand, the lower surface may be configured to be in contact with the cooling unit.

추가로, 입자빔을 가속할 수 있도록 구성되는 사이클로트론, 내부에 입자빔이 유입되어 핵반응이 일어나는 반응공간이 구비된 반응 챔버, 일측이 사이클로트론과 연결되어 입자빔이 통과하도록 구성되며, 타측이 수평면과 예각을 이루면서 반응챔버의 일측과 연결되도록 구성되는 빔라인, 반응공간에 구비되며, 파우더형 물질이 수평방향으로 펼쳐져 적재되어 입자빔이 예각을 이루어 조사될 수 있도록 구성되는 파우더형 타겟 및 파우더형 타겟을 냉각시킬 수 있도록 구성되는 냉각부를 포함하는 방사성 핵종 생산 장치가 제공될 수 있다.In addition, a cyclotron configured to accelerate a particle beam, a reaction chamber equipped with a reaction space in which a particle beam is introduced and a nuclear reaction occurs, one side is connected to the cyclotron and configured to pass the particle beam, and the other side is connected to a horizontal plane A beam line configured to be connected to one side of the reaction chamber while forming an acute angle, a powder-type target and a powder-type target provided in the reaction space, the powder-type material is spread and loaded in the horizontal direction, so that the particle beam can be irradiated at an acute angle A radionuclide production device including a cooling unit configured to be cooled may be provided.

여기서, 사이클로트론은 수직형 타입으로 구성되며, 입자빔을 수평면과 예각을 이루어 방출하며, 빔라인은 수평면과 예각을 이루면서 사이클로트론과 챔버를 직선상으로 연결하도록 구성될 수 있다.Here, the cyclotron is of a vertical type, and emits a particle beam at an acute angle to a horizontal plane, and the beamline may be configured to connect the cyclotron and the chamber in a straight line while forming an acute angle with the horizontal plane.

한편, 파우더형 타겟의 위치는 사이클로트론의 입자빔의 방출구보다 낮은 위치에 구비될 수 있다.On the other hand, the position of the powder-type target may be provided at a lower position than the emission port of the particle beam of the cyclotron.

한편, 사이클로트론은 수평방향으로 입자빔을 방출하며, 빔라인은 수평방향으로 이동하는 입자빔의 각도를 수평방향과 예각으로 조절할 수 있도록 구성될 수 있다.On the other hand, the cyclotron emits a particle beam in a horizontal direction, and the beam line may be configured to adjust the angle of the particle beam moving in the horizontal direction to the horizontal direction and the acute angle.

또한, 빔라인은 수평면과 6도 내지 10도의 각도를 이루어 반응챔버의 일측과 연결될 수 있다.In addition, the beam line may be connected to one side of the reaction chamber by forming an angle of 6 to 10 degrees with the horizontal plane.

여기서, 파우더형 타겟은 파우더 상태의 Radium-226 이 적재되며, 입자빔은 양성자 빔이며, 핵반응으로 Actinium-225가 생성할 수 있도록 구성될 수 있다.Here, the powder-type target is loaded with Radium-226 in a powder state, and the particle beam is a proton beam, and may be configured so that Actinium-225 can be generated by nuclear reaction.

추가로, 파우더형 물질을 파우더형 타겟에 적재하는 단계, 파우더형 타겟을 반응 챔버 내부에 수평방향으로 배치하는 단계 및 입자가속기로부터 가속된 입자빔을 수평면과 예각을 이루어 파우더형 타겟에 조사하는 단계를 포함하는 방사선 핵종 생산 방법이 제공될 수 있다.In addition, the steps of loading the powdery material onto the powdery target, arranging the powdery target in a horizontal direction inside the reaction chamber, and irradiating the powdery target with the particle beam accelerated from the particle accelerator at an acute angle with the horizontal plane A radionuclide production method comprising a may be provided.

여기서, 파우더형 물질은 Ra-226 이며, 입자빔이 조사되어 핵반응으로 Ac-225 가 생성될 수 있다.Here, the powdery material is Ra-226, and Ac-225 can be generated by nuclear reaction by irradiating a particle beam.

본 발명에 따른 빔 조사 효율이 향상된 파우더형 타겟 및 이를 포함하는 핵종 생산 장치 및 생산방법은 수평방향으로 타겟을 배치하여 핵반응 중 열에 의한 파우더의 용융과 같은 상태변화에 의해에 부분적으로 밀도차이가 발생하더라도 수율을 확보할 수 있다. 또한 수평방향으로 배치된 파우더형 타겟에 예각으로 입자빔을 조사하여 조사면적을 확대하면서도 냉각 면적을 확보할 수 있으므로 생산효율을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.A powder-type target with improved beam irradiation efficiency according to the present invention, and a nuclide production apparatus and production method including the same, by arranging the target in a horizontal direction, a density difference occurs partially due to a change in state such as melting of powder due to heat during a nuclear reaction Even so, the yield can be secured. In addition, by irradiating the particle beam at an acute angle to the powder-type target arranged in the horizontal direction, it is possible to secure the cooling area while expanding the irradiation area, thereby improving the production efficiency.

도 1은 종래의 파우더형 타겟의 일 예를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 파우더형 타겟이 구비된 핵종 생산장치의 개념도이다.
도 3은 본 발명에 따른 파우더형 타겟의 개념도이다.
도 4는 본 발명에 따른 파우더형 타겟을 상측에서부터 바라본 평면도이다.
도 5는 본 발명에 따른 파우더형 타겟의 핵반응시의 상태를 도시한 개념도이다.
도 6은 본 발명에 따른 핵종 생산 장치의 일 실시예를 도시한 개념도이다.
도 7은 본 발명에 따른 핵종 생산 장치의 다른 실시예를 도시한 개념도이다.
도 8은 본 발명에 따른 핵종 생산 장치의 다른 실시예를 도시한 개념도이다.
도 9는 본 발명에 따른 핵종 생산 방법의 순서도이다.
도 10 및 도 11은 본 발명에 따른 핵종 생산 장치의 또 다른 실시예를 도시한 개념도이다.1 is a view showing an example of a conventional powder-type target.
2 is a conceptual diagram of a nuclide production apparatus equipped with a powder-type target according to the present invention.
3 is a conceptual diagram of a powder-type target according to the present invention.
4 is a plan view of the powder-type target according to the present invention viewed from the upper side.
5 is a conceptual diagram illustrating a state during a nuclear reaction of a powder-type target according to the present invention.
6 is a conceptual diagram illustrating an embodiment of an apparatus for producing nuclide according to the present invention.
7 is a conceptual diagram illustrating another embodiment of the apparatus for producing nuclide according to the present invention.
8 is a conceptual diagram illustrating another embodiment of the apparatus for producing nuclide according to the present invention.
9 is a flowchart of a method for producing nuclide according to the present invention.
10 and 11 are conceptual views illustrating another embodiment of the apparatus for producing nuclide according to the present invention.

이하, 본 발명의 실시 예에 따른 빔 조사 효율이 향상된 파우더형 타겟 및 이를 포함하는 핵종 생산 장치 및 생산방법에 대하여, 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 그리고 이하의 실시예의 설명에서 각각의 구성요소의 명칭은 당업계에서 다른 명칭으로 호칭될 수 있다. 그러나 이들의 기능적 유사성 및 동일성이 있다면 변형된 실시예를 채용하더라도 균등한 구성으로 볼 수 있다. 또한 각각의 구성요소에 부가된 부호는 설명의 편의를 위하여 기재된다. 그러나 이들 부호가 기재된 도면상의 도시 내용이 각각의 구성요소를 도면내의 범위로 한정하지 않는다. 마찬가지로 도면상의 구성을 일부 변형한 실시예가 채용되더라도 기능적 유사성 및 동일성이 있다면 균등한 구성으로 볼 수 있다. 또한 당해 기술 분야의 일반적인 기술자 수준에 비추어 보아, 당연히 포함되어야 할 구성요소로 인정되는 경우, 이에 대하여는 설명을 생략한다.Hereinafter, a powder-type target with improved beam irradiation efficiency according to an embodiment of the present invention, an apparatus for producing nuclide and a production method including the same, will be described in detail with reference to the accompanying drawings. And in the description of the embodiments below, the name of each component may be called another name in the art. However, if they have functional similarity and identity, even if a modified embodiment is employed, it can be regarded as an equivalent configuration. In addition, the code added to each component is described for convenience of description. However, the contents shown in the drawings in which these symbols are indicated do not limit each component to the scope within the drawings. Similarly, even if an embodiment in which the configuration in the drawings is partially modified is employed, it can be regarded as an equivalent configuration if there is functional similarity and identity. In addition, in view of the level of a general engineer in the art, if it is recognized as a component to be included of course, a description thereof will be omitted.

한편, 이하에서 참조하는 도면은 설명의 편의를 위해 일부 구성요소는 확대 또는 축소되거나 과장되어 표현될 수 있다.Meanwhile, in the drawings referenced below, some components may be enlarged, reduced, or exaggerated for convenience of description.

도 1은 종래의 파우더형 타겟의 일 예를 도시한 도면이다. 도시된 바와 같이, 종래의 파우더형 타겟은 파우더 상태의 물질을 캡슐 내부에 적재하고 밀봉한 상태에서 반응챔버(20) 내부에 설치하게 된다. 이때, 수직방향으로 길게 연장된 형태로 배치되며, 입자빔(50)은 수평방향으로 조사되는 모습이 도시되어 있다. 이와같은 종래기술에는 핵반응이 일어남에 따라 타겟 내부에서 열변형에 의해 밀도가 변화되고 중력에 의해 분말들이 아래방향으로 이동하게 되면서 타겟 내부의 하측 영역이 고밀도 상태로 바뀌게 된다. 따라서 전체적으로 불균일한 핵반응이 일어나게 되는 문제점이 있다. 또한 입자빔(50)이 수평방향으로 조사되므로 빔의 조사영역이 원형으로 이루어지고, 좁은 원형영역 내에서 큰 발열이 이루어지고, 좁은 면적을 통하여 냉각이 이루어지므로 냉각효율이 떨어지는 문제점이 있었다. 이와 같은 현상은 입자빔의 조사 단면적이 사각형 또는 원형으로 이루어 지더라도 동일하게 발생하게 된다.1 is a view showing an example of a conventional powder-type target. As shown, the conventional powder-type target is installed inside the reaction chamber 20 in a sealed state after loading a powdery material into the capsule. At this time, it is arranged in a vertically elongated form, and the particle beam 50 is shown to be irradiated in the horizontal direction. In the prior art, as the nuclear reaction takes place, the density is changed by thermal deformation inside the target, and the powder moves downward by gravity, so that the lower region inside the target is changed to a high-density state. Therefore, there is a problem in that an overall non-uniform nuclear reaction occurs. In addition, since the particle beam 50 is irradiated in the horizontal direction, the irradiation area of the beam is made in a circular shape, large heat is generated in the narrow circular area, and cooling is performed through the narrow area, so there is a problem that the cooling efficiency is lowered. The same phenomenon occurs even if the irradiation cross-sectional area of the particle beam is square or circular.

도 2는 본 발명에 따른 캐리어(100)이 구비된 핵종 생산장치의 개념도이다. 2 is a conceptual diagram of a nuclide production apparatus provided with a carrier 100 according to the present invention.

도시된 바와 같이, 본 실시예에서 입자빔(50)은 하측방향을 향해 경사진 각도로 방출되며, 빔라인(30)을 통과하여 반응챔버(20) 내부로 조사된다. 캐리어(100)은 반응챔버(20) 안에 구비되며, 수평방향과 소정각도를 이루어 조사되는 입자빔(50) 라인의 경로상에 배치될 수 있다. 캐리어(100)은 수평방향으로 배치되며, 파우더형 타겟(1)은 적재된 후 중력에 의해 고정되어 타겟(100)으로부터 이탈되지 않는다. 한편 파우더형 타겟(1)은 다양한 종류의 원소가 될 수 있으며, 일 예로 Ra-226(Radium)이 될 수 있으며, 핵반응 이후 Ac-225(Actinium)가 생성될 수 있다.도 3은 본 발명에 따른 캐리어(100)의 개념도이다. 도시된 바와 같이, 캐리어(100)은 수평방향으로 연장된 상태에서 파우더형 타겟(1)이 적재되고, 비스듬한 각도로 조사되는 입자빔(50)의 경로상에 배치된다. 여기서 비스듬한 각도는 수평면과 예각(θ)을 이루는 각도로 선정될 수 있으며, 바람직하게는 6도 내지 10도의 각도를 두어 조사될 수 있다.As shown, in this embodiment, the particle beam 50 is emitted at an inclined angle toward the downward direction, and passes through the beam line 30 and is irradiated into the reaction chamber 20 . The carrier 100 is provided in the reaction chamber 20 and may be disposed on the path of the particle beam 50 line irradiated at a predetermined angle with the horizontal direction. The carrier 100 is arranged in a horizontal direction, and the powder-type target 1 is fixed by gravity after being loaded so as not to be separated from the target 100 . Meanwhile, the powder-type target 1 may be various types of elements, for example Ra-226 (Radium), and Ac-225 (Actinium) may be generated after a nuclear reaction. It is a conceptual diagram of the carrier 100 according to the. As shown, the carrier 100 is placed on the path of the particle beam 50 irradiated at an oblique angle, the powder target 1 is loaded in a state extending in the horizontal direction. Here, the oblique angle may be selected as an angle forming an acute angle θ with the horizontal plane, and preferably may be irradiated at an angle of 6 to 10 degrees.

캐리어(100)의 상측에는 적재부(140)가 형성되고, 하측은 냉각부(200)와 접촉되도록 구성될 수 있다. 적재부(140)는 길이방향으로 연장되어 형성될 수 있다. 여기서 길이 방향은 입자빔(50)이 조사되는 수평성분의 방향과 일치하는 방향을 뜻한다. 캐리어(100)의 평평한 상면은 적재부(140)의 바닥면(120)이 되며, 바닥면(120)상에서 상측 방향으로 소정높이로 돌출되어 있는 측벽(110)을 포함하여 구성된다. 결국 적재부(140)는 바닥면(120)과 측벽(110)으로 정의되며, 바닥면(120)과 측벽(110) 중 내면이 파우더형 타겟(1)과 접촉하면(130)서 파우더형 타겟(1)을 적재할 수 있게 된다.The loading unit 140 may be formed on the upper side of the carrier 100 , and the lower side may be configured to be in contact with the cooling unit 200 . The loading unit 140 may be formed to extend in the longitudinal direction. Here, the longitudinal direction means a direction coincident with the direction of the horizontal component to which the particle beam 50 is irradiated. The flat top surface of the carrier 100 becomes the bottom surface 120 of the loading unit 140 , and includes a side wall 110 protruding upward at a predetermined height on the bottom surface 120 . As a result, the loading unit 140 is defined by a bottom surface 120 and a side wall 110 , and when the inner surface of the bottom surface 120 and the side wall 110 contacts the powder type target 1 , 130 , the powder type target (1) can be loaded.

캐리어(100)의 하측은 길이방향으로 연장된 넓은 면적이 냉각부(200)와 접촉하도록 구성될 수 있다. 냉각부(200)는 일 예로 수냉식으로 구성될 수 있으며, 냉각제를 순환시키면서 열 에너지를 외부로 배출할 수 있다.The lower side of the carrier 100 may be configured such that a large area extending in the longitudinal direction is in contact with the cooling unit 200 . The cooling unit 200 may be configured as, for example, a water cooling type, and may discharge thermal energy to the outside while circulating the coolant.

도 4는 본 발명에 따른 캐리어(100)을 상측에서부터 바라본 평면도이다. 도 4(a) 및 도 4(b)에 도시된 바와 같이, 원형 단면을 가진 입자빔(50)이 캐리어(100)의 적재부(140)에 조사될 때 수평방향과 예각(θ)을 두어 조사되므로 조사영역(51)은 타원형으로 형성된다. 여기서 입자빔(50)의 각도가 작아질수록 타원형의 장축이 더 길어지게 된다. 캐리어(100)은 입자빔(50)의 조사영역(51)이 적재부(140)의 상면 내에 위치할 수 있도록 적절한 크기로 결정될 수 있다. 다만, 전술한 바와 같이 적재부(140)의 형상은 도 4(a)와 같이 직육면체의 공간을 형성할 수 있도록 구성될 수 있으며, 도 4(b)에 나타난 바와 같이, 타원형으로 형성되는 조사영역(51)에 대응되는 타원형 기둥 형상의 적재부(140)를 형성할 수 있도록 구성될 수 있다. 한편, 도 4(c)에는 입자빔(50)의 단면형상이 사각형인 경우, 기울어진 조사 경로를 따라 타겟에 조사될 때 조사영역(51)이 직사각형으로 형성되는 개념이 도시되어 있다. 도 4(c)는 도 4(b) 및 도 4(a)와 유사하하게 조사영역(51)이 적재부(140) 내에 형성될 수 있다.4 is a plan view of the carrier 100 according to the present invention as viewed from above. 4(a) and 4(b), when the particle beam 50 having a circular cross section is irradiated to the loading part 140 of the carrier 100, the horizontal direction and the acute angle θ are placed Since it is irradiated, the irradiation area 51 is formed in an elliptical shape. Here, as the angle of the particle beam 50 decreases, the long axis of the ellipse becomes longer. The carrier 100 may be determined to have an appropriate size so that the irradiation area 51 of the particle beam 50 may be positioned within the upper surface of the loading unit 140 . However, as described above, the shape of the loading part 140 may be configured to form a space of a rectangular parallelepiped as shown in FIG. 4( a ), and as shown in FIG. 4( b ), the irradiation area formed in an elliptical shape It may be configured to form the loading part 140 of the elliptical column shape corresponding to the (51). On the other hand, when the cross-sectional shape of the particle beam 50 is a quadrangle, FIG. 4(c) shows a concept in which the irradiation area 51 is formed in a rectangle when the target is irradiated along an inclined irradiation path. In FIG. 4( c ), an irradiation area 51 may be formed in the loading part 140 similarly to FIGS. 4 ( b ) and 4 ( a ).

도 5는 본 발명에 따른 캐리어(100)의 핵반응시의 상태를 도시한 개념도이다.5 is a conceptual diagram illustrating a state during a nuclear reaction of the carrier 100 according to the present invention.

도시된 바와 같이, 입자빔(50)이 적재부(140)와 예각을 이루면서 조사되고, 적재부(140)에 적재되어 있는 파우더형 타겟(1)의 상면에 조사된다. 적재부(140)에서는 입자빔(50)이 조사되는 상면과 입자빔(50)이 투과하는 일정 깊이에서 핵반응이 이루어지게 된다. 핵반응이 이루어짐에 따라 파우더형 타겟(1)의 온도가 증가하게 되고, 부분적으로 용융 또는 입자들이 서로 뭉치게 되며, 부분적으로 불균일해지는 물질들은 중력의 작용으로 상하방향으로 이동이 이루어지게 된다. 그러나 상하??향의 이동이 이루어지더라도 입자빔(50)이 조사되는 전 영역에서 고르게 이루어지게 되므로 적재부(140) 내에서 입자빔(50)이 부분적으로 불균일하게 투과되는 것을 방지할 수 있게 된다. 이와 비교하여 다시 도 1에 나타난 종래의 수직형 파우더 타겟(100)을 참고하여 보면, 핵반응이 일어남에 따라 상측에서 밀도가 낮아져 입자빔(50)이 타겟(100)을 통과하여 용기 자체가 방사화 될 수 있는 문제점을 내포하고 있다. 또한 하측에서는 밀도가 높아지는 경우 투과 깊이가 짧아지고 충분한 핵반응이 이루어지지 않게 된다.As illustrated, the particle beam 50 is irradiated while forming an acute angle with the loading unit 140 , and is irradiated onto the upper surface of the powder-type target 1 loaded on the loading unit 140 . In the loading unit 140 , the nuclear reaction is performed at the upper surface to which the particle beam 50 is irradiated and at a predetermined depth through which the particle beam 50 penetrates. As the nuclear reaction takes place, the temperature of the powder-type target 1 increases, partially molten or particles are agglomerated with each other, and the partially non-uniform materials are moved in the vertical direction by the action of gravity. However, even if the vertical movement is made, the particle beam 50 is uniformly formed in the entire area to be irradiated, so that it is possible to prevent the particle beam 50 from being partially non-uniformly transmitted within the loading unit 140 . do. In comparison, referring again to the conventional vertical powder target 100 shown in FIG. 1 , as the nuclear reaction occurs, the density is lowered from the upper side, and the particle beam 50 passes through the target 100 and the container itself is irradiated. It contains possible problems. In addition, when the density increases on the lower side, the penetration depth becomes shorter and a sufficient nuclear reaction does not occur.

다시 도 5를 살펴보면, 입자빔(50)이 조사되어 핵반응이 일어남과 동시에 캐리어(100)의 하측에는 냉각수가 순환되어 타겟(100)을 냉각시킨다. 캐리어(100)의 하면(130)은 전체가 냉각부(200)와 접촉하여 냉각이 이루어지도록 구성될 수 있다. Referring back to FIG. 5 , the particle beam 50 is irradiated to cause a nuclear reaction, and at the same time, cooling water is circulated under the carrier 100 to cool the target 100 . The lower surface 130 of the carrier 100 may be configured to be cooled in contact with the cooling unit 200 as a whole.

캐리어(100)에서는 입자빔(50)의 조사면적이 길이방향으로 연장되어 형성되므로 발열면적이 넓어지게 되는 것에 대응하여, 넓은 냉각면적을 확보할 수 있으므로 냉각을 위한 열전달(h)이 원활하게 이루어질 수 있게 된다. 즉, 캐리어(100)의 하면(130)이 전체적으로 냉각부(200)와 접촉되어 있으므로 발열량이 증가하더라도 냉각면적이 충분히 확보되어 캐리어(100)가 과열되는 것을 방지할 수 있다.In the carrier 100, since the irradiation area of the particle beam 50 is extended in the longitudinal direction, it is possible to secure a large cooling area in response to the enlarged heating area, so that heat transfer (h) for cooling is smoothly performed. be able to That is, since the lower surface 130 of the carrier 100 is in contact with the cooling unit 200 as a whole, even if the amount of heat is increased, the cooling area is sufficiently secured to prevent the carrier 100 from being overheated.

일반적으로 입자가속기(10)와 빔라인(30)에서 조사되는 입자빔(50)은 입자빔(50)의 단면적이 증가될 수 있는 한계가 결정되어 있다. 따라서 생산효율을 높이기 위해서는 입자빔(50)의 에너지 또는 플럭스(flux)를 높여 사용하게 되나, 종래기술과 같이 좁은 영역에 고 에너지 또는 플럭스를 증가시켜 입자빔(50)을 조사하는 경우 발열량을 해결하지 못해 에너지 또는 플럭스 증가에 한계를 갖게 되는 것이다.In general, the particle beam 50 irradiated from the particle accelerator 10 and the beam line 30 has a limit to which the cross-sectional area of the particle beam 50 can be increased. Therefore, in order to increase the production efficiency, the energy or flux of the particle beam 50 is increased and used. However, when irradiating the particle beam 50 by increasing high energy or flux in a narrow area as in the prior art, the amount of heat is solved. Failure to do so will limit the increase in energy or flux.

그러나 본 발명에 따르면 고에너지를 갖는 입자빔(50)을 이용하여 조사하더라도 수평면과 예각으로 조사되어 입자빔의 조사면적이 극적으로 증가되므로 핵반응 영역, 즉 발열영역을 분산시킬 수 있다. 따라서 발열영역에 대응하여 냉각면적 또한 넓게 구성할 수 있으므로 고에너지를 이용한 핵반응을 구현하여 생산효율을 극대화할 수 있게 된다.However, according to the present invention, even when irradiated using the high-energy particle beam 50, it is irradiated at an acute angle to the horizontal plane, so that the irradiated area of the particle beam is dramatically increased, so that the nuclear reaction region, that is, the exothermic region can be dispersed. Therefore, since the cooling area can be configured to be wide in response to the heat generating area, it is possible to maximize the production efficiency by realizing the nuclear reaction using high energy.

이하에서는 도 6 내지 도 8을 참조하여 본 발명에 따른 핵종 생산 장치의 배열에 대하여 상세히 설명하도록 한다. 한편 이하의 실시예에서는 전술한 캐리어(100)의 구성이 동일하게 적용될 수 있으므로 중복설명을 피하기 위하여 그 설명을 생략하도록 한다. 한편, 도시되지는 않았으나, 본 발명에 따른 핵종 생성 장치는 일반적으로 널리 사용되는 구성이 추가되어 구비될 수 있다. 또한, 이하의 실시예에서는 일반적으로 널리 사용되고 있는 핵종 생산 장치에 포함되는 다양한 구성요소들을 포함할 수 있으나, 이러한 구성요소에 대하여는 그 설명을 생략하고, 본 발명에 따른 핵종 생산 장치의 배열의 특징에 대하여만 설명하도록 한다.Hereinafter, the arrangement of the nuclide production apparatus according to the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 6 to 8 . Meanwhile, in the following embodiments, since the configuration of the above-described carrier 100 may be applied in the same manner, a description thereof will be omitted to avoid overlapping description. On the other hand, although not shown, the nuclide generating apparatus according to the present invention may be provided by adding a generally widely used configuration. In addition, in the following embodiments, various components included in the generally widely used nuclide production apparatus may be included, but the description of these components will be omitted, and the characteristics of the arrangement of the nuclide production apparatus according to the present invention may be included. only to be explained.

도 6은 본 발명에 따른 핵종 생산 장치의 일 실시예를 도시한 개념도이다. 6 is a conceptual diagram illustrating an embodiment of an apparatus for producing nuclide according to the present invention.

도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 핵종 생산 장치는 입자가속기(10), 빔라인(30), 밴딩 마그넷(40) 및 반응챔버(20)를 포함한다. As shown, the apparatus for producing nuclide according to the present invention includes a particle accelerator 10 , a beamline 30 , a bending magnet 40 , and a reaction chamber 20 .

도 6(a)에는 수평형 입자가속기(10)가 구비되었을 때의 배열이 도시되어 있으며, 도 6(b)에는 수직형 입자가속기(10)가 구비되었을 때의 배열이 도시되어 있다. 수평형(horizontal) 입자가속기(10)는 지면과 수직한 방향의 중심축을 기준으로 입자를 회전시키고 방출한다. 수평형 타입은 구조적인 한계로 인하여 방출되는 입자가 수평면과 평행하게 방출된다. 도 6(b)에서와 같이, 수직형으로 구성되는 경우 초기 방출 각도를 조절할 수 있으나, 수평방향으로 방출할 수 있도록 설치될 수 있다. 사이클로트론으로부터 방출된 입자는 빔라인(30)을 따라 이동한다. 빔라인을 따라 이동하는 과정에서 밴딩 마그넷(40)은 입자빔(50)의 경로를 하측방향으로 소정각도로 밴딩시킨다. 여기서 소정각도는 수평면과 예각이 될 수 있으며, 바람직하게는 6도 내지 10도의 각도가 될 수 있다. 최종적으로 캐리어(100)에 조사될 수 있다. 한편, 본 실시예에서는 입자빔(50)을 수평면과 예각을 이루면서 하측을 바라보면서 조사될 수 있도록 반응챔버(20)가 입자가속기(10)보다 낮은 높이로 설치될 수 있다.Fig. 6(a) shows the arrangement when the horizontal particle accelerator 10 is provided, and Fig. 6(b) shows the arrangement when the vertical particle accelerator 10 is provided. The horizontal particle accelerator 10 rotates and emits particles based on a central axis in a direction perpendicular to the ground. In the horizontal type, the emitted particles are emitted parallel to the horizontal plane due to structural limitations. As shown in FIG. 6(b) , when configured in a vertical type, the initial emission angle can be adjusted, but it may be installed so as to be discharged in a horizontal direction. Particles emitted from the cyclotron travel along a beamline 30 . In the process of moving along the beamline, the bending magnet 40 bends the path of the particle beam 50 downward at a predetermined angle. Here, the predetermined angle may be an acute angle with the horizontal plane, preferably an angle of 6 to 10 degrees. Finally, it may be irradiated to the carrier 100 . Meanwhile, in the present embodiment, the reaction chamber 20 may be installed at a lower height than the particle accelerator 10 so that the particle beam 50 may be irradiated while looking downward while forming an acute angle with the horizontal plane.

즉, 입자가속기(10)의 방출구의 높이가 캐리어(100)보다 높은 위치에 구비될 수 있다.That is, the height of the outlet of the particle accelerator 10 may be provided at a position higher than that of the carrier 100 .

도 7은 본 발명에 따른 핵종 생산 장치의 다른 실시예를 도시한 개념도이다. 7 is a conceptual diagram illustrating another embodiment of the apparatus for producing nuclide according to the present invention.

도시된 바와 같이, 본 실시예에서는 입자가속기(10)가 수직형(vertical) 으로 구성되며, 수평면상에 형성된 중심축을 기준으로 입자를 회전시키면서 가속하고 수평면과 소정각도를 이루면서 방출하게 된다. 빔라인(30)은 방출구와 반응챔버(20)를 직선상으로 연결하며, 빔라인(30)이 연결된 직선의 각도는 수평면과 예각을 이루도록 구성될 수 있다. 이후 원하는 에너지를 갖도록 입자빔(50)을 가속한 뒤 직선상의 경로로 반응챔버(20)로 이동하여 최종적으로 캐리어(100)에 조사된다. 본 실시예에서는 도 6에서 설명한 실시예와 유사하게 반응챔버(20)의 설치면이 입자가속기(10)의 설치면보다 다소 낮은 위치가 될 수 있다.As shown, in this embodiment, the particle accelerator 10 is configured in a vertical type, and accelerates while rotating the particles based on the central axis formed on the horizontal plane, and is emitted while forming a predetermined angle with the horizontal plane. The beamline 30 connects the discharge port and the reaction chamber 20 in a straight line, and the angle of the straight line to which the beamline 30 is connected may be configured to form an acute angle with a horizontal plane. After accelerating the particle beam 50 to have a desired energy, it moves to the reaction chamber 20 along a straight path and is finally irradiated to the carrier 100 . In this embodiment, similar to the embodiment described with reference to FIG. 6 , the installation surface of the reaction chamber 20 may be at a position somewhat lower than the installation surface of the particle accelerator 10 .

도 8은 본 발명에 따른 핵종 생산 장치의 다른 실시예를 도시한 개념도이다.8 is a conceptual diagram illustrating another embodiment of the apparatus for producing nuclide according to the present invention.

도 8(a)는 입자가속기(10)가 수평형으로 구성되며, 도 8(b)에는 입자가속기(10)가 수직형으로 구성된 구성이 나타나 있다. 본 도면에서 가속된 입자가 수평면과 평행한 방향으로 빔라인(30)을 향하여 방출된다. 이후 1차 밴딩 마그넷(40)에 의해 상측방향으로 경로가 전환되며, 이후 2차 밴딩 마그넷(40)에 의해 하측방향을 향하여 이동될 수 있도록 경로가 전환된다. 입자빔(50)은 2차 밴딩 마그넷(40)에 의해 수평면과 예각을 이루는 각도로 이동하게 되며, 최종적으로 캐리어(100)과 예각을 이루어 조사될 수 있다. 본 실시예에서는 반응챔버(20)의 설치면이 입자가속기(10)의 설치면과 동일한 설치면으로 설치될 수 있다. 또한 도시되지는 않았으나, 캐리어(100)가 사이클로트론보다 높은 위치에 설치되더라도 빔라인의 경로를 전환하여 최종적으로 입자빔이 캐리어(100)에 예각으로 조사될수 있도록 구성될 수 있다. 본 실시예는 공간적인 한계가 있는 경우에 유용하게 적용될 수 있다.FIG. 8(a) shows the particle accelerator 10 is configured in a horizontal type, and FIG. 8(b) shows a configuration in which the particle accelerator 10 is configured in a vertical type. In this figure, the accelerated particles are emitted toward the beamline 30 in a direction parallel to the horizontal plane. Thereafter, the path is switched in the upward direction by the primary bending magnet 40 , and then the path is switched so that it can be moved downward by the secondary bending magnet 40 . The particle beam 50 is moved at an angle forming an acute angle with the horizontal plane by the secondary bending magnet 40 , and may finally be irradiated at an acute angle with the carrier 100 . In this embodiment, the installation surface of the reaction chamber 20 may be installed in the same installation surface as the installation surface of the particle accelerator (10). Also, although not shown, even if the carrier 100 is installed at a position higher than the cyclotron, the path of the beamline is switched so that the particle beam can be finally irradiated to the carrier 100 at an acute angle. This embodiment can be usefully applied when there is a spatial limitation.

전술한 도 6 내지 도 8에 나타난 핵종 생산 장치에서는 입자가속기(10)로부터 방출된 입자가 반응챔버(20)로 진입하는 각도가 예각을 이룰 수 있도록 구성된 다양한 실시예를 나타내었다. 다만, 도시되지는 않았으나, 본 발명에 따른 핵종 생산 장치에서 입자가속기(10), 빔라인(30) 및 반응챔버(20)의 배열은 입자빔(50)이 반응챔버(20)로 진입하는 각도가 수평면과 예각을 이루는 구성으로 다양하게 변형되어 적용될 수 있다.In the above-described nuclide production apparatus shown in FIGS. 6 to 8 , various embodiments are shown in which the angle at which the particles emitted from the particle accelerator 10 enter the reaction chamber 20 can form an acute angle. However, although not shown, in the arrangement of the particle accelerator 10 , the beam line 30 and the reaction chamber 20 in the apparatus for producing nuclide according to the present invention, the angle at which the particle beam 50 enters the reaction chamber 20 is It can be applied with various modifications to the configuration forming an acute angle with the horizontal plane.

이하에서는 본 발명에 따른 다른 실시예인 핵종 생산 방법에 대하여 도 9를 참조하여 상세히 설명하도록 한다.Hereinafter, a method for producing a nuclide, which is another embodiment according to the present invention, will be described in detail with reference to FIG. 9 .

도 9는 본 발명에 따른 핵종 생산 방법의 순서도이다.9 is a flowchart of a method for producing nuclide according to the present invention.

도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 핵종 생산 방법은 파우더형 타겟(1)을 캐리어(100)에 적재하는 단계(S100), 캐리어(100)을 반응챔버(20) 내부에 수평방향으로 배치하는 단계(S200) 및 입자빔(50)을 수평면과 예각을 이루어 캐리어(100)에 조사하는 단계(S300)를 포함할 수 있다.As shown, the method for producing nuclide according to the present invention includes the steps of loading a powder-type target 1 on the carrier 100 ( S100 ), arranging the carrier 100 in a horizontal direction inside the reaction chamber 20 . (S200) and irradiating the particle beam 50 to the carrier 100 at an acute angle with the horizontal plane (S300).

파우더형 타겟(1)을 캐리어(100)에 적재하는 단계(S100)는 분말 상태의 파우더형 타겟(1)의 적정량을 캐리어(100)에 적재하는 단계이다. 여기서 캐리어(100)은 일측이 개방되어 있는 용기형상이 될 수 있으며, 적재된 경우 중력과 타겟(100)의 구조물에 의해 고정되도록 구성된다. 여기서 파우더형 타겟(1)은 일 예로 Actinium-225을 생산하기 위한 Radium-226 파우더가 될 수 있다.The step of loading the powder-type target 1 on the carrier 100 ( S100 ) is a step of loading an appropriate amount of the powder-type target 1 in the powder state on the carrier 100 . Here, the carrier 100 may have a container shape with one side open, and is configured to be fixed by gravity and the structure of the target 100 when loaded. Here, the powder-type target 1 may be, for example, Radium-226 powder for producing Actinium-225.

캐리어(100)을 반응챔버(20) 내부에 수평방향으로 배치하는 단계(S200)는 파우더형 타겟(1)이 적재된 타겟(100)을 핵반응이 이루어지는 반응챔버(20) 내부에 배치하고 고정하는 단계에 해당한다. 여기서 캐리어(100)은 반응챔버(20) 내부에서 수평면과 평행한 방향으로 배치될 수 있다.The step of arranging the carrier 100 in the horizontal direction inside the reaction chamber 20 (S200) is to arrange and fix the target 100 on which the powder-type target 1 is loaded inside the reaction chamber 20 where the nuclear reaction takes place. corresponds to the stage. Here, the carrier 100 may be disposed in a direction parallel to the horizontal plane inside the reaction chamber 20 .

입자빔(50)을 수평면과 예각을 이루어 파우더형 타겟(1)에 조사하는 단계(S300)는 입자가속기(10)로부터 가속된 입자를 수평면과 예각을 이루면서 파우더형 타겟(1)에 조사하여 핵반응을 일으키는 단계에 해당한다. 여기서 예각은 일 예로 수평면과 6도 내지 10도를 이루는 각이 될 수 있다. 여기서 입자빔(50)은 양성자가 될 수 있다.In the step (S300) of irradiating the particle beam 50 to the powder-type target 1 at an acute angle with the horizontal plane, the particles accelerated from the particle accelerator 10 are irradiated to the powder-type target 1 while forming an acute angle with the horizontal plane for nuclear reaction. It corresponds to the step that causes Here, the acute angle may be, for example, an angle forming 6 to 10 degrees with the horizontal plane. Here, the particle beam 50 may be a proton.

한편, 도시되지는 않았으나, 파우더형 물질을 이용하여 핵반응을 일으킨 후 방사성 물질을 분리하고 정제하는 추가적인 단계가 수행될 수 있으며, 이에 대하여는 종래의 다양한 방법이 적용될 수 있다.On the other hand, although not shown, an additional step of separating and purifying the radioactive material may be performed after the nuclear reaction has occurred using the powdery material, and various conventional methods may be applied thereto.

도 10 및 도 11은 본 발명에 따른 핵종 생산 장치의 또 다른 실시예를 도시한 개념도이다.10 and 11 are conceptual views illustrating another embodiment of the apparatus for producing nuclide according to the present invention.

도시된 바와 같이, 본 실시예에서는 방사성 물질을 격리하기 위한 격리부가 구비될 수 있다. 격리부(300)는 방사선 물질이 빔라인 및 사이클로트론으로 유입되는 것을 방지하기 위해 구비될 수 있다.As shown, in this embodiment, an isolation unit for isolating radioactive materials may be provided. The isolation unit 300 may be provided to prevent the radiation material from entering the beamline and the cyclotron.

도 10에 도시된 바와 같이, 격리부(300)는 챔버(20)와 빔라인(30)의 연결부위에 구비될 수 있다. 격리부(300)는 챔버(20) 내부의 환경과 빔라인(30) 내부의 환경을 격리하여 챔버 내에서 방사성 물질이 빔라인(30) 측으로 이동되는 것을 방지할 수 있다. 격리부(300)는 포일 형태로 구성될 수 있다. 한편 포일로 구성되는 경우 입자빔이 조사되면서 발생되는 열을 외부로 배출할 수 있도록 냉각될 수 있다. 격리부(300)의 냉각은 헬륨 또는 냉각수를 이용하여 수행될 수 있다. 냉각이 헬륨(He)을 이용하여 수행되는 경우 포일이 한쌍으로 구성되어 포일 사이의 공간으로 헬륨을 유동시키면서 냉각이 수행될 수 있다. 또한, 수냉식으로 구성되는 경우 포일 주변에 유로가 구비되어 냉각수를 유동시켜 냉각이 수행될 수 있다.As shown in FIG. 10 , the isolation unit 300 may be provided at a connection portion between the chamber 20 and the beamline 30 . The isolation unit 300 isolates the environment inside the chamber 20 and the environment inside the beamline 30 to prevent the radioactive material from moving toward the beamline 30 in the chamber. The isolation unit 300 may be configured in a foil form. On the other hand, if it is composed of a foil, it may be cooled so that heat generated while the particle beam is irradiated can be discharged to the outside. Cooling of the isolation unit 300 may be performed using helium or cooling water. When cooling is performed using helium (He), the foil is configured as a pair, and cooling may be performed while flowing helium into the space between the foils. In addition, in the case of a water cooling type, a flow path is provided around the foil to flow cooling water so that cooling can be performed.

한편, 도 11에 나타난 바와 같이, 격리부(300)는 캐리어(100)의 상측면에 구비되어 캐리어(300)를 밀봉하여 방사성 물질이 외부로 유출되는 것을 방지할 수 있도록 구성될 수 있다. 본 실시예에서도 도 10(a)에 나타난 실시예와 마찬가지로 헬륨 또는 냉각수를 이용하여 격리부(300)의 냉각이 수행될 수 있다.Meanwhile, as shown in FIG. 11 , the isolation unit 300 may be provided on the upper side of the carrier 100 to seal the carrier 300 to prevent the radioactive material from leaking to the outside. In this embodiment, as in the embodiment shown in FIG. 10( a ), cooling of the isolation unit 300 may be performed using helium or cooling water.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 빔 조사 효율이 향상된 파우더형 타겟 및 이를 포함하는 핵종 생산 장치 및 생산방법은 핵반응 중에 부분적인 균일도를 유지할 수 있으며. 핵반응이 일어나는 영역을 증가시킬 수 있고, 냉각면적 또한 증가시킬 수 있어 생산시간을 단축시키며, 생산효율을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.As described above, the powder-type target with improved beam irradiation efficiency according to the present invention, and the nuclide production apparatus and production method including the same can maintain partial uniformity during the nuclear reaction. It is possible to increase the area where the nuclear reaction takes place, and the cooling area can also be increased, thereby reducing production time and improving production efficiency.

1: 파우더형 물질
10: 입자가속기
20: 반응챔버
30: 빔라인
40: 밴딩마그넷
50: 입자빔
51: 입자빔 조사영역
100: 캐리어
110: 측벽
120: 바닥면
130: 하면
140: 적재부
200: 냉각부
300: 격리부1: powdery substance
10: particle accelerator
20: reaction chamber
30: beam line
40: banding magnet
50: particle beam
51: particle beam irradiation area
100: carrier
110: side wall
120: bottom surface
130: if
140: loading unit
200: cooling unit
300: containment unit

Claims

방사성 핵종 생성을 위한 반응 챔버 내부에 구비되며,
내측에 파우더형 물질이 수용될 수 있도록 적재부가 구비되며,
수평방향과 예각을 이루어 조사되는 입자빔의 경로상에 배치되며,
상기 적재부는 상기 파우더형 물질의 상면에 상기 입자빔이 직접 조사될 수 있도록 상측이 개방된 파우더형 타겟.It is provided inside the reaction chamber for the generation of radionuclides,
A loading part is provided so that the powder-type material can be accommodated inside,
It is disposed on the path of the irradiated particle beam at an acute angle to the horizontal direction,
The loading part is a powder-type target with an upper side open so that the particle beam can be directly irradiated onto the upper surface of the powder-type material.

제1 항에 있어서,
상기 적재부는,
수평방향으로 연장되어 형성되는 바닥면; 및
내측에 파우더형 물질이 수용될 수 있도록 상기 바닥면상에서 상측으로 소정길이로 연장되어 형성되는 측벽으로 정의되는 것을 특징으로 하는 파우더형 타겟.According to claim 1,
The loading unit,
a bottom surface extending in the horizontal direction; and
A powder-type target, characterized in that it is defined as a side wall that is formed by extending a predetermined length upward on the bottom surface so that a powder-type material can be accommodated therein.

제2 항에 있어서,
상기 입자빔의 조사영역이 상기 적재부의 내부에 형성될 수 있도록 구성되는 것을 특징으로 하는 파우더형 타겟.3. The method of claim 2,
Powder-type target, characterized in that it is configured so that the irradiation area of the particle beam can be formed inside the loading part.

제3 항에 있어서,
상기 측벽은,
타원형 또는 직사각형으로 형성되는 입자빔의 조사영역의 장축방향으로 상기 적재부가 형성될 수 있도록 장축방향으로 연장된 벽을 포함하는 것을 특징으로 하는 파우더형 타겟.4. The method of claim 3,
the side wall,
A powder-type target comprising a wall extending in the long axis direction so that the loading portion can be formed in the long axis direction of the irradiation area of the particle beam formed in an elliptical or rectangular shape.

제4 항에 있어서,
상기 측벽은 상기 타원형의 조사영역에 대응하여 타원형 경로를 따라 구비되는 것을 특징으로 하는 파우더형 타겟.5. The method of claim 4,
The sidewall is a powder-type target, characterized in that provided along an elliptical path corresponding to the elliptical irradiation area.

제4 항에 있어서,
상기 측벽은 직사각형으로 형성되는 입자빔의 조사영역에 대응하여 사각형 경로를 따라 구비되는 것을 특징으로 하는 파우더형 타겟.5. The method of claim 4,
The sidewall is a powder-type target, characterized in that it is provided along a rectangular path corresponding to the irradiation area of the particle beam formed in a rectangular shape.

제3 항에 있어서,
하면은 냉각부와 접촉되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 파우더형 타겟.4. The method of claim 3,
Powder-type target, characterized in that the lower surface is configured to be in contact with the cooling unit.

입자빔을 가속할 수 있도록 구성되는 사이클로트론;
내부에 상기 입자빔이 유입되어 핵반응이 일어나는 반응공간이 구비된 반응 챔버;
일측이 상기 사이클로트론과 연결되어 상기 입자빔이 통과하도록 구성되며, 타측이 수평면과 예각을 이루면서 상기 반응챔버의 일측과 연결되도록 구성되는 빔라인;
상기 반응공간에 구비되며, 상측이 개방되며 내측으로 파우더형 물질이 수평방향으로 펼쳐져 적재되어 상기 입자빔이 예각을 이루어 조사될 수 있도록 구성되는 파우더형 타겟; 및
상기 파우더형 타겟을 냉각시킬 수 있도록 구성되는 냉각부를 포함하는 방사성 핵종 생산 장치.a cyclotron configured to accelerate the particle beam;
a reaction chamber having a reaction space in which the particle beam is introduced and a nuclear reaction occurs;
a beam line having one side connected to the cyclotron so that the particle beam passes, and the other side being connected to one side of the reaction chamber while forming an acute angle with a horizontal plane;
a powder-type target provided in the reaction space, the upper side of which is open, and the powder-type material is spread and loaded in the horizontal direction so that the particle beam is irradiated at an acute angle; and
A radionuclide production device comprising a cooling unit configured to cool the powder-type target.

제8 항에 있어서,
상기 사이클로트론은,
수직형 타입으로 구성되며, 상기 입자빔을 상기 수평면과 예각을 이루어 방출하며,
상기 빔라인은 상기 수평면과 예각을 이루면서 상기 사이클로트론과 상기 챔버를 직선상으로 연결하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 방사성 핵종 생산 장치.9. The method of claim 8,
The cyclotron is
It is composed of a vertical type, and emits the particle beam at an acute angle to the horizontal plane,
The beamline is a radionuclide production device, characterized in that it is configured to connect the cyclotron and the chamber in a straight line while forming an acute angle with the horizontal plane.

제9 항에 있어서,
상기 파우더형 타겟은 상기 사이클로트론의 상기 입자빔의 방출구는 보다 낮은 위치에 구비되는 것을 특징으로 하는 방사성 핵종 생산 장치.10. The method of claim 9,
The powder-type target is a radionuclide production device, characterized in that the emission port of the particle beam of the cyclotron is provided at a lower position.

제8 항에 있어서,
상기 사이클로트론은 수평방향으로 상기 입자빔을 방출하며,
상기 빔라인은 상기 수평방향으로 이동하는 입자빔의 각도를 상기 수평방향과 예각으로 조절할 수 있도록 구성되는 것을 특징으로 하는 방사성 핵종 생산 장치.9. The method of claim 8,
The cyclotron emits the particle beam in a horizontal direction,
The beamline is a radionuclide production device, characterized in that it is configured to adjust the angle of the particle beam moving in the horizontal direction to the acute angle and the horizontal direction.

제8 항에 있어서,
상기 빔라인은 상기 수평면과 6도 내지 10도의 각도를 이루어 상기 반응챔버의 일측과 연결되는 것을 특징으로 하는 방사성 핵종 생산 장치.9. The method of claim 8,
The beamline is a radionuclide production apparatus, characterized in that connected to one side of the reaction chamber by forming an angle of 6 to 10 degrees with the horizontal plane.

제8 항에 있어서,
상기 파우더형 타겟은 파우더 상태의 Radium-226 이 적재되며,
상기 입자빔은 양성자 빔이며,
핵반응으로 Actinium-225가 생성할 수 있도록 구성되는 것을 특징으로 하는 방사성 핵종 생산 장치.9. The method of claim 8,
The powder-type target is loaded with Radium-226 in powder state,
The particle beam is a proton beam,
A radionuclide production device, characterized in that it is configured so that Actinium-225 can be generated by a nuclear reaction.

파우더형 물질을 상측이 개방된 파우더형 적재부에 적재하는 단계;
상기 파우더형 적재부를 반응 챔버 내부에 수평방향으로 배치하는 단계; 및
입자가속기로부터 가속된 입자빔을 수평면과 예각을 이루어 상기 파우더형 적재부에 적재된 상기 파우더형 물질에 조사하는 단계를 포함하는 방사성 핵종 생산 방법.loading the powdery material into the powdery loading part with an open upper side;
disposing the powder-type loading unit in a horizontal direction inside the reaction chamber; and
A radionuclide production method comprising the step of irradiating a particle beam accelerated from a particle accelerator to the powder-type material loaded in the powder-type loading unit at an acute angle with a horizontal plane.

제14 항에 있어서,
상기 파우더형 물질은 Radium-226 이며,
상기 입자빔이 조사되어 핵반응으로 Actinium-225 가 생성되는 것을 특징으로 하는 방사성 핵종 생산 방법.15. The method of claim 14,
The powdery material is Radium-226,
The radionuclide production method, characterized in that Actinium-225 is generated by nuclear reaction by irradiating the particle beam.