[发明专利]中子产生装置用的靶及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及照射质子束来产生中子的中子产生装置用的靶及其制造方法。

背景技术

已知有如下这样的作为治疗方法的硼中子捕获疗法：利用包含有容易聚集于癌细胞而不易聚集于正常细胞的硼元素(¹⁰B)的硼化合物的¹⁰B(n、α)⁷Li反应，并使用硼(¹⁰B)在捕获热中子或超热中子时产生的α粒子和锂原子核(⁷Li)，选择性地破坏癌细胞。以往，使用研究用反应堆来实施该硼中子捕获疗法，但需要调整研究用反应堆的运用计划，不容易安排治疗日程，或者在现有的研究用反应堆的维持管理费或寿命方面存在问题。此外，在普通医院中，从费用和运用管理等方面来看，将反应堆用作中子产生装置是极其难以实现的。

因此，近年，利用加速器来加速质子并将加速到规定能量的质子照射于规定的靶材来产生中子的中子产生装置受到关注。这样的中子产生装置与反应堆相比，设备变得简洁。

通常，作为该目的下的中子产生装置的靶材，如专利文献1、2中记载的那样，研究了利用⁷Li(p、n)⁷Be反应的锂、利用⁹Be(p、n)反应的铍、利用基于高能量的质子或氘的核裂变反应的铀、钽、钨、铅、铋、水银等固体重金属。

但是，在利用加速器对高能量的质子或氘进行加速而照射于固体重金属的靶材、通过核裂变反应产生高密度中子的中子产生装置中，加速器大型化且昂贵，无法设置在通常的医院中。

此外，由核裂变反应产生的中子的能量极高，需要大型的中子照射部，该大型的中子照射部在内部包含具有靶材的靶，并具有减速材料和屏蔽材料，所述减速材料使中子的能量减速到硼中子捕获疗法中所使用的热中子或超热中子的能量，而屏蔽材料则抑制高能量中子的泄漏。

因此，如专利文献3中记载的那样，提出了如下方案：由于⁷Li(p、n)⁷Be反应所需的质子的能量阈值为1.889MeV，因此，对质子进行加速的加速器也可以采用小型且价格较低的设备，作为加速后的质子所照射的靶材，使用锂金属(⁷Li)的薄膜。但是，锂金属的活性高，在空气中容易与氧、氮或水分发生反应。因此，提出了如下靶的结构：利用蒸镀等方法在金属基板上形成几十μm左右厚度的⁷Li的薄膜后，从其上方，利用极薄的不锈钢薄板对金属基板进行密封，并且，使保持锂金属的金属基板具有使冷却材料循环来进行冷却的冷却材料流路(参照专利文献3)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2008-22920号公报

专利文献2：日本特开2007-303983号公报

专利文献3：国际公开第2008/025737号

另外，在硼中子捕获疗法中，为了在不迫使患者受到长时间的中子照射的情况下得到照射患部所需程度的热中子或超热中子的中子束，例如，质子束的电流值需要为所需的程度以上。

然而，在从不锈钢薄板侧向保持锂金属的靶照射质子束时，不锈钢薄板被加热而鼓起。在不锈钢薄板鼓起而使锂金属与不锈钢薄板不再接触时，不锈钢薄板不再得到冷却，有可能使不锈钢薄板损坏而破坏锂金属的密封性。

此外，作为专利文献3所述结构的靶，锂金属的熔点也比较低，为180℃，因此，由不锈钢薄板密封的锂金属难以避免熔融，不锈钢薄板鼓起，液化的锂偏向于靶的金属基板的一部分处，可能会导致靶的功能极度劣化。因此，需要在成为上述这样的状态之前，更换昂贵的靶。

发明内容

发明要解决的问题

本发明解决了上述现有的问题，目的在于提供一种长寿命的中子产生装置用的靶及其制造方法，所述靶的结构简单，且即使实施作为靶材的锂金属的加热，也能够维持靶的功能。

用于解决问题的手段

为了解决所述问题，在本发明的中子产生装置用的靶中，向作为靶材的锂照射由加速器加速后的质子束，利用⁷Li(p、n)⁷Be反应产生中子，其中，

所述中子产生装置用的靶具有：金属基板，其保持靶材；以及密封金属薄膜，其在金属基板上的保持靶材的保持面侧，对靶材进行密封，

在金属基板的保持面侧具有：边框部；以及凹凸结构，在该凹凸结构中，在被边框部围着的内部保留有与边框部相同高度的多个岛部，使得边框部和多个岛部以外的其它区域成为减薄了靶材的厚度的量后的凹部，