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Procédé et installation
pour la production d'un radioisotope
Domaine technique
[0001] La présente invention concerne un procédé de
production d'un radioisotcpe et une installation pour la mise
en uvre de ce procédé.
Etat de la technique
[0002] En médecine
nucléaire, la tomographie à émission de
positions est une technique d'imagerie nécessitant des radie-
isotopes émetteurs de positrons ou des molécules marquées par
ces mêmes radio-isotopes. Le radioisotope F esL un des
radioisotopes les plus couramment utilisés. D'autres
radioisotopes couramment utilisés sont : ; ; et nC. Le
radioisotope 18F possède un temps de demi-vie de 109,6 min et
peut ainsi être acheminé vers d'autres sites que son site de
production.
[0003] Le 18r est le
plus souvent produit sous sa forme
ionique. Il est obtenu par le bombardement de protons
accélérés sur une cible comprenant de l'eau enrichie en 3-'30.
De nombreuses cibles ont été développées, toutes ayant pour
même but de produire du 19F en un temps réduit avec le
meilleur rendement. Généralement, un dispositif de production
de radio-isotopes comprend un accélérateur de protons et une
cible refroidie par un dispositif de refroidissement. Cette
cible comprend une cavité fermée hermétiquement par une
fenêtre d'irradiation pour constituer une cellule hermétique
à l'intérieur de laquelle est inclus un précurseur de radio-
isotope sous forme liquide ou gazeuse.
[0004] Généralement, l'énergie du faisceau de protons
dirigé sur la cible est de l'ordre de quelques MeV à une
vingtaine de MeV. Une telle énergie de faisceau provoque un
échauffement de la cible ainsi qu'une vaporisation du liquide
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contenant le précurseur de radio-isotope. Vu que la phase
vapeur a un pouvoir d'arrêt moins élevé, une plus grande
quantité de particules du faisceau d'irradiation traversent
la cellule hermétique sans être absorbées par le précurseur
de radio-isotope, ce qui diminue non seulement le rendement
de production de radioisotopes, mais échauffe aussi davantage
la cible. Ce phénomène bien connu est couramment appelé
tunneling effect .
[0005] Il est
connu de réduire l'importance du tunneling
effect à l'aide d'un système
de pressurisation de la
cellule hermétique, comme par exemple décrit dans les
documents W02010007174. Un tel système pressurise la cellule
hermétique de la cible avec un gaz inerte, de sorte à
augmenter la température d'évaporation du liquide précurseur
à l'intérieur de la cellule hermétique. Cette solution a
cependant le désavantage de devoir travailler avec une
pression plus élevée dans la cellule hermétique de la cible,
ce qui nécessite une cible conçue pour résister à des
pressions plus élevées. Une telle cible a pour désavantage
d'avoir une paroi de plus grande épaisseur par rapport aux
cibles traditionnelles. Elle nécessite par conséquent une
énergie de faisceau relativement élevée pour irradier le
précurseur de radioisotope.
[0006] Le
document JP2009103611 décrit un dispositif de
production de radioisotopes comprenant un système de
pressurisation de la cellule hermétique apte à maintenir une
pression interne constante à l'intérieur de la cellule
hermétique. Pour éviter une rupture de la fenêtre
d'irradiation suite à un accroissement de pression, le
document JP 2009103611 propose d'équiper la cellule
hermétique d'une vanne de contrôle permettant une décharge
contrôlée de fluide précurseur de radioisotope si la pression
dans la cellule hermétique dépasse une valeur seuil. Cette
solution a notamment le désavantage de causer la perte du
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volume de fluide précurseur de radioisotope contenu dans la
cellule hermétique. Or, certains fluides précurseurs de
radioisotopes peuvent être très chers, de sorte qu'il faut à
tout prix éviter des décharges intempestives. Pour éviter des
décharges intempestives, il faut que la pression de travail
dans la cellule hermétique de la cible soit substantiellement
inférieure à la pression de décharge.
[0007] Lorsqu'une cible destinée à la production de
radioisotopes est journellement irradiée par un faisceau de
protons pendant plusieurs heures, certaines zones de la cible
peuvent se fragiliser au cours du temps. L'échauffement de la
cellule d'irradiation peut ainsi endommager les joints
assurant l'étanchéité de la cavité fermée par la fenêtre
d'irradiation, causant des fuites. Des fuites peuvent
également apparaître au niveau de la fenêtre d'irradiation.
D'autre part, l'irradiation de la cible produit des
radiations secondaires susceptibles d'endommager des pièces
avoisinantes, comme par exemple des conduits, des vannes ou
un capteur de pression équipant la cible, causant également
des fuites. Or, si le dispositif de pressurisation
susmentionné a pour avantage de maintenir le fluide
précurseur de radio-isotope dans un état condensé ou semi-
condensé, d'éventuelles fuites dans la cellule d'irradiation
et/ou un mauvais remplissage de la cible du par exemple à une
vanne défectueuse, ne peuvent pas être détectées à temps. En
effet, si le dispositif de surveillance de la pression
interne dans la cellule hermétique enregistre une diminution
de cette pression, le dispositif de pressurisation va
normalement injecter du gaz inerte dans la cible pour ré-
augmenter sa pression interne. Il sera aussi noté que des
impuretés résultant d'un lavage de la cible suivi d'un
mauvais séchage peuvent également causer une surpression, qui
risque d'être masquée par le dispositif de pressurisation
susmentionné.
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[0008] Lorsque l'on irradie une cible qui n'est pas
suffisamment remplie, outre les mauvais rendements de
radioisotopes obtenus, certaines parties de la cible peuvent
s'échauffer rapidement à cause du tunneling effect
jusqu'à déformer la cible, les joints assurant l'étanchéité
ou la fenêtre d'irradiation. Des fuites peuvent apparaitre
sans être détectées à temps à cause du système de
pressurisation qui ré-augmente la pression interne de la
cible suite à la variation de pression.
[0009] Plus le degré de remplissage de la cellule
hermétique avec le fluide précurseur de radioisotope est
élevé, plus la pression interne dans la cellule hermétique
augmente lors de l'irradiation. Cr, si la pression interne
dans la cellule hermétique dépasse un certain seuil, ceci
peut provoquer une rupture de la fenêtre d'irradiation,
entraînant des conséquences extrêmement néfastes.
[0010] Il faut dès lors aussi bien éviter une rupture de
la fenêtre d'irradiation suite à un accroissement de pression
que détecter à temps des problèmes de fuites ou de
remplissage inadéquat.
Exposé de l'invention
[0011] Un objectif de la présente invention est, dans la
production de radioisotopes, de détecter à temps des
problèmes de fuites ou de mauvais remplissage d'une cible et
d'éviter une détérioration de la cible soit par ledit
tunneling effect soit par un accroissement excessif de
pression.
[0012] Cet objectif est atteint par le procédé décrit dans
les revendications 1 et suivantes ou l'installation décrite
dans les revendications 10 et suivantes.
[0013] Plus précisément, un procédé selon l'invention
comprend les étapes connues en soi constituées par une
irradiation d'un volume de fluide précurseur de radioisdtope
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contenu dans une cellule hermétique d'une cible, ceci à
l'aide d'un faisceau de particules d'un courant donné, qui
est produit par un accélérateur de particules. La cible est
refroidie, et on mesure de la pression interne dans la
cellule hermétique. Selon un aspect de l'invention, on laisse
la pression interne (P) librement s'établir dans la cellule
hermétique pendant l'irradiation, sans essayer de la
contrôler par une injection d'un gaz de pressurisation et/ou
une vanne de dépressurisation, et on interrompt l'irradiation
ou on réduit son intensité, lorsque la pression interne (P)
dans la cellule hermétique sort d'un premier intervalle de
tolérance, qui est défini en fonction de différents
paramètres ayant une influence sur l'évolution de la pression
interne dans la cellule hermétique lors de l'Irradiation. De
tels paramètres comprennent, pour une cible et un fluide
précurseur de radioisotope donnés, notamment le degré de
remplissage de la cellule hermétique, la puissance de
refroidissement de la cible et le courant de faisceau (I).
[0014] Par cette façon de procéder, lorsque la pression
tombe en-dessous de la limite inférieure du premier
intervalle de tolérance, on interrompt l'irradiation ou on
réduit son intensité de manière à éviter une surchauffe de la
cible. Cette limite inférieure correspond à un écart trop
important par rapport à une pression interne optimale
déterminée pour une cellule hermétique contenant un volume
donné de fluide précurseur de radioisotopes et irradiée par
un courant de faisceau donné.
[0015] Lorsque la pression dépasse la limite supérieure du
premier intervalle de tolérance on interrompt l'irradiation
ou on réduit son intensité de manière à éviter aussi une
rupture de la fenêtre d'irradiation due à un accroissement
excessif de la pression dans la cellule hermétique. Cette
limite supérieure peut en effet être définie de façon-à-ce
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qu'elle représente une sécurité suffisante par rapport à la
pression de rupture de la fenêtre d'irradiation.
[0016] Il sera apprécié que cette façon de procéder ne
nécessite aucune injection d'un gaz de pressurisation, qui
augmenterait la pression totale dans la cellule hermétique,
c'est-à-dire la pression nominale pour laquelle la cible doit
être conçue, et risquerait aussi de masquer des fuites. Elle
ne nécessite pas non plus une dépressurisation par une
décharge causant une perte de fluide de précurseur de
radioisotope coûteux.
[0017] Pour interrompre l'irradiation ou réduire son
intensité, on agit normalement directement sur l'accélérateur
de particules. On peut cependant aussi agir sur le faisceau
de particules (par exemple en déviant le faisceau ou en
intercalant un obstacle sur son chemin), soit sur la cible
(par exemple en l'écartant de la trajectoire du faisceau de
particules).
[0018] De façon préférée, on détermine, par exemple
expérimentalement ou à l'aide d'un modèle mathématique, une
courbe P = f(I), fournissant la pression interne (P) dans la
cellule hermétique pour différents courants de faisceau (I),
ceci pour une cible donnée, un volume donné d'un fluide
précurseur de radioisotope donné et une puissance de
refroidissement donnée de la cible. Le premier intervalle de
tolérance présente alors une limite inférieure de pression et
une limite supérieure de pression, définies pour le courant
de faisceau donné (I) sur base de la courbe P = f(I). La
limite inférieure de pression interne est définie de façon-à-
ce qu'elle soit inférieure, de préférence entre 5% à 20%
inférieure, à la valeur de pression déduite de ladite courbe
P - f(I) pour le courant de faisceau donné (I). La limite
supérieure de pression interne est une pression comprise
entre la valeur de pression déduite de la courbe P - f(I)
pour le courant de faisceau donné (I) et une valeur de
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pression nominale (Pmax) de la cellule hermétique. Cette
valeur de pression nominale (Pmax) étant censée représenter
la valeur de pression maximale pour laquelle la cellule
hermétique est garantie.
[0019] La limite supérieure de pression interne du premier
intervalle de tolérance est avantageusement inférieure d'au
moins 20% par rapport à la valeur de pression nominale (Pmax)
de la cellule hermétique. Ceci procure normalement une
sécurité suffisante contre une rupture de la fenêtre
d'irradiation.
[0020] De façon préférée, la limite supérieure de pression
interne du premier intervalle de tolérance est entre 5 et 10
bars plus élevée que la valeur de pression déduite de la
courbe P = f(I) pour le courant de faisceau donné (I) et est
de surcroît plafonnée à une valeur de pression (P2)
inférieure d'une valeur de X bar à la valeur de pression
nominale (Pmax) de ladite cellule hermétique. Cette façon de
procéder permet de détecter un mauvais remplissage de la
cellule hermétique ou d'éventuelles impuretés provenant du
lavage de la cellule et d'éviter ainsi une montée trop rapide
de la pression à haute valeur de courant de faisceau..
[0021] Un dispositif de contrôle déclenche avantageusement
une alarme lorsque la pression interne (P) dans ladite
cellule hermétique sort d'un deuxième intervalle de tolérance
déterminé pour ledit courant de faisceau (I) donné, un volume
donné de fluide précurseur de radioisotope et une puissance
de refroidissement donnée de ladite cible, ce deuxième
intervalle de tolérance étant inclus dans le premier
intervalle de tolérance. L'opérateur est ainsi averti que
l'évolution de la pression dans la cellule hermétique risque
de provoquer prochainement une interruption de l'irradiation,
et il peut éventuellement encore prévenir cette interruption
automatique.
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[0022] Le second intervalle de tolérance présente une
limite inférieure de pression et une limite supérieure de
pression, fixées sur base de la courbe P = f(I), mentionnée
plus haut. La limite inférieure de pression interne du second
intervalle de tolérance est fixée de façon-à-ce qu'elle soit
inférieure, de préférence d'au moins 2%, à la valeur de
pression déduite de ladite courbe P = f(I) pour le courant de
faisceau (I) donné, tout en restant cependant supérieure à la
limite inférieure de pression interne du premier intervalle
de tolérance. La limite supérieure de pression interne du
second intervalle de tolérance est fixée de façon-à-ce
qu'elle soit supérieure à la valeur de pression déduite de la
courbe P = f(I) pour le courant de faisceau (I) donné, tout
en restant inférieure à la limite supérieure de pression
interne du premier intervalle de tolérance.
[0023] Lorsque la pression interne (P) dans la cellule
hermétique dépasse une limite supérieure de pression interne
qui est fixée de façon-à-ce qu'elle soit supérieure à la
valeur de pression déduite de ladite courbe P = f(I) pour le
courant de faisceau (I) donné, mais inférieure à la limite
supérieure de pression interne du premier intervalle de
tolérance, on diminue avantageusement le courant de faisceau.
De cette façon on peut éventuellement encore prévenir une
interruption de l'irradiation.
[0024] Le degré de remplissage de la cellule hermétique
est avantageusement optimisé de façon à obtenir un rendement
de production de radioisotopes élevé.
[0025] Le précurseur de radioisotope est avantageusement
un précurseur de I1C, 13N, 150 ou 8F.
[0026] On présente aussi une installation pour la mise en
uvre du procédé décrit. Cette installation comprend une
cible avec une cellule hermétique apte à contenir un volume
de fluide précurseur, cette cellule hermétique étant garantie
pour résister à une pression nominale (Pmax), un accélérateur
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de particules apte à produire et à diriger un faisceau de
particules accélérées d'un courant donné (I) sur la cible, un
système de surveillance de la pression interne de la cellule
hermétique, et un dispositif de contrôle programmé pour
interrompre le faisceau de particules ou réduire son
intensité lorsque la pression interne (P) dans la cellule
hermétique sort d'un premier intervalle de tolérance
déterminé en fonction de différents paramètres ayant une
influence sur l'évolution de la pression interne dans la
cellule hermétique lors de l'irradiation.
[0027] Le dispositif de contrôle est avantageusement
programmé pour déclencher une alarme lorsque la pression
interne de la cellule hermétique se situe en dehors d'un
second intervalle compris dans ledit premier intervalle de
tolérance.
[0028] Le dispositif de contrôle peut aussi être
avantageusement programmé pour causer une diminution du de
l'intensité du courant de faisceau lorsque la pression
interne (P) dans ladite cellule hermétique dépasse une limite
supérieure de pression interne.
[0029] Dans une exécution préférée, le dispositif de
contrôle est programmé avec une courbe P = f(I), fournissant
la pression interne (P) de la cellule hermétique pour
différents courants de faisceau (I), ceci pour un volume
donné de fluide précurseur de radioisotope et une puissance
de refroidissement donnée de ladite cible ; cette courbe P =
f(I) étant utilisée par ledit dispositif de contrôle pour
déterminer ledit premier intervalle de tolérance en fonction
du courant de faisceau (I).
Brève description des dessins
[0030] D'autres caractéristiques et avantages ressortiront
de la description détaillée de différents modes de
réalisation de l'invention, qui sont décrits ci-après, à
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titre d'illustration, en se référant aux dessins en annexe,
dans lesquels :
Fig. 1 est un schéma d'une installation de production de
radioisotopes selon la présente invention ;
Fig. 2 est un graphique montrant une courbe expérimentale
P =f(I), représentant l'évolution de la pression interne
en fonction du courant de faisceau (I), et des courbes
d'intervalles de tolérance de pression interne, ceci
pour une cible de géométrie donnée, une puissance de
refroidissement donnée et un volume de précurseur de
radioisotope donné.
Description de modes de réalisation de l'invention
[0031] Un mode d'exécution non limitatif d'une
installation 10 de production de radioisotopes selon la
présente invention est illustré sur base du schéma de la
Fig. 1. Cette installation 10 comprend une cible, globalement
identifiée par le signe de référence 12. Cette cible 12
comprend une cellule hermétique 14 renfermant un volume de
fluide précurseur de radioisotope. Elle est équipée, de façon
connue en soi, d'un circuit de refroidissement 16.
[0032] L'installation 10 comprend en outre un accélérateur
de particules 18 apte à produire un faisceau 20 de particules
accélérées, qui est dirigé sur la cible 12 pour irradier le
précurseur de radioisotope dans la cellule hermétique 14. Le
faisceau 20 entre dans la cellule hermétique 14 par une
fenêtre d'irradiation 22 d'une épaisseur de l'ordre de
quelques dizaines de micromètres. La pression interne
maximale que peut supporter la cible 12 dépend en particulier
de l'épaisseur de cette fenêtre d'irradiation. On appelle
pression nominale (Pmax) de la cible 12, la pression interne
maximale dans la cellule hermétique 14 garantie par le
producteur de la cible. Aussi longtemps que la pression
interne dans la cellule hermétique 14 reste inférieure à la
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pression nominale (Pmax), le producteur de la cible garantit
que la fenêtre d'irradiation 22 résiste à la pression. Cette
pression nominale (Pmax) est bien entendu fonction de la
géométrie de la cellule hermétique 14.
[0033] Le signe de référence 24 repère une représentation
schématique d'un capteur de pression, qui mesure de la
pression interne dans la cellule hermétique 14. Un signal
représentatif de cette pression mesurée est transmise, par
exemple à travers un bus de données 26, à un dispositif de
contrôle 28. Sur base de ce signal de pression, le dispositif
de contrôle 28 surveille la pression dans la cellule
hermétique 14 de façon continue ou quasi-continue.
[0034] L'installation 10 comprend avantageusement une
vanne 30 à plusieurs voies, qui permet de faire communiquer
la cellule hermétique 14 avec différents équipements
auxiliaires. Un premier port A de cette vanne 30 est par
exemple connecté à une vanne à trois voies 32, elle-même
connectée à un réservoir 34 contenant le précurseur de
radioisotope et à un dispositif de pipetage 36, comme par
exemple une seringue. Un second port B est connecté à un
premier port de la cellule hermétique 14 par un conduit 38
destiné au remplissage et à la vidange de la cellule
hermétique 14. Un troisième port C est connecté à un
récipient 40, destiné à recevoir le produit irradié lorsque
l'irradiation est terminée. Un quatrième port D est connecté
à un récipient de trop-plein 42 destiné à la récolte du
fluide excédentaire introduit dans la cellule hermétique 14.
Un cinquième port E est connecté à un second port de la
cellule hermétique 14, par un conduit 44. Ce conduit 44 qui
sert à l'évacuation du fluide excédentaire introduit dans la
cellule hermétique 14, respectivement à l'introduction d'un
gaz de gaz de purge dans la cellule hermétique 14. Ce gaz de
purge est contenu dans un réservoir 46, connecté à un sixième
port F.
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[0035] Le système de contrôle 12 contrôle les différentes
vannes 30, 32, le dispositif de pipetage 36, le dispositif de
refroidissement 16, le débit de la bombonne de gaz de purge
et l'accélérateur de particules 18. Lors du remplissage de
la cellule hermétique 14, la vanne 30 connecte le port A avec
le port B et le port D avec le port E. La vanne à trois voies
32 connecte le réservoir 34 contenant le précurseur de
radioisotope avec le dispositif de pipetage 36 qui prélève
une quantité de fluide comprenant le précurseur de
radioisotope. La vanne à trois voies 32 connecte ensuite le
dispositif de pipetage 36 avec le port A de la vanne 30. Le
dispositif de pipetage 36 peut maintenant injecter le fluide
contenant le précurseur de radioisotope dans la cellule
hermétique 14, l'éventuel liquide excédentaire étant évacué
vers le récipient de trop-plein 42. Lorsque la cellule
hermétique 14 est remplie, la vanne 30 ferme tous les ports,
et l'accélérateur 18 produit le faisceau irradiant la cible
12. Lorsque l'irradiation de la cible 12 est terminée, la
vanne 30 connecte le port F avec le port E, et le port B avec
le port C, de sorte que le gaz de purge soit injecté dans la
cellule hermétique 14, et le fluide irradié soit évacué de la
cible 12 pour être ensuite récolté dans le récipient de
produit irradié 40.
[0036] Il sera noté que pendant l'opération d'irradiation
de la cible 12, on laisse librement s'établir la pression
interne (P) dans la cellule hermétique 14. Ceci signifie
qu'on n'a pas besoin de dispositif pour régler la pression
interne dans la cellule hermétique 14, sur base d'un système
pressurisation à l'aide d'un gaz de pressurisation et d'un
système de dépressurisation à l'aide d'une vanne de purge.
[0037] La pression interne (P) dans la cellule hermétique
14 est mesurée par le capteur de pression 24 et surveillée
par le dispositif de contrôle 28. Lorsque la pression interne
(P), sort d'un premier intervalle de tolérance défini, le
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contrôleur 28 interrompt simplement l'irradiation de la cible
12 ou réduit son intensité. Il sera noté que, pour une cible
12 donnée, ce premier intervalle de tolérance est défini de
façon spécifique pour le courant I du faisceau 20, le volume
V de fluide précurseur de radioisotope contenu dans la
cellule hermétique 14 et la puissance de refroidissement de
la cible 12. (Normalement, la puissance de refroidissement
est gardée constante.)
[0038] Le système de contrôle 12 est par conséquent
programmé pour interrompre l'irradiation de la cible 12,
lorsque la pression interne (P) dans la cellule hermétique 14
sort d'un premier intervalle de tolérance défini. Il est par
ailleurs avantageusement programmé pour déclencher une alarme
préalableõ et/ou réduire l'intensité d'irradiation, lorsque
la pression interne (P) dans la cellule hermétique 14 sort
d'un deuxième intervalle de tolérance fixé, qui est inclus
dans le premier intervalle de tolérance.
[0039] Une définition avantageuse de ces intervalles de
tolérance est maintenant décrite en se référant à la Fig. 2,
qui montre notamment une courbe expérimentale P = f(I),
représentant l'évolution de la pression interne (P) dans la
cellule hermétique 14 en fonction du courant de faisceau (I),
ceci pour une cible 12 donnée, un certain volume de liquide
précurseur de radioisotope dans la cellule hermétique 14 et
une certaine puissance de refroidissement de la cible 12.
L'exemple de courbe P = f(I) représenté sur la Fig. 2 a par
exemple été déterminé pour une cellule hermétique 14 de
géométrie donnée, d'un volume de 3,5 ml, remplie avec un
volume de fluide précurseur de radioisotope de 2,5 ml. Pour
enregistrer cette courbe P - f(I), on a augmenté
graduellement le courant de faisceau, en mesurant la pression
interne de la cible à l'aide du capteur de pression 24. Ces
mesures ont été effectuées jusqu'à atteindre la valeur de
pression nominale (Pmax) garantie pour la cible 12 pour un
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courant faisceau I d'environ 60 A. Pendant toute les
mesures, le débit de liquide de refroidissement a été gardé
sensiblement constant, de même que la température d'entrée du
liquide de refroidissement dans la cible 12.
[0040] Il sera noté que la courbe P = f(I) représentée sur
la Fig. 2 ne constitue pas une limitation de l'invention. En
effet, la courbe P = f(I) varie en fonction de la qualité du
faisceau produit par l'accélérateur, de la géométrie de la
cible, de la puissance de refroidissement, du volume et de la
nature liquide précurseur de radioisotope. La courbe P = f(I)
peut également être déterminée théoriquement par simulation,
en tenant compte des paramètres du faisceau, du volume de
fluide précurseur de radioisotope, de la puissance du système
de refroidissement et de la géométrie de la cible 1, des
caractéristiques du liquide précurseur de radioisotope.
[0041] Le premier intervalle de tolérance présente une
limite inférieure de pression et une limite supérieure de
pression, toutes les deux définies pour ledit courant de
faisceau donné (I) sur base de la courbe P = f(I). La limite
inférieure de pression interne est définie de façon-à-ce
qu'elle soit de préférence entre 5% à 20% inférieure à la
valeur de pression déduite de la courbe P = f(I) pour le
courant de faisceau donné (I). Sur la Fig. 2, la courbe
f(I) = P-(0,2*P) représente par exemple le cas d'une limite
inférieure de pression interne définie de façon-à-ce qu'elle
soit 20% inférieure à la valeur de pression déduite de la
courbe P = f(I) pour un courant de faisceau donné (I). La
limite supérieure de pression interne est une pression
comprise entre la valeur de pression déduite de la courbe
P = f(I) pour le courant de faisceau donné et une valeur de
pression nominale (Pmax) de la cellule hermétique. Elle est
avantageusement entre 5 et 10 bars plus élevée que la valeur
de pression déduite de ladite courbe P - f(I) pour un courant
de faisceau donné (I), et est plafonnée à une valeur de
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pression (P2) inférieure à la valeur de pression nominale
(Pmax) de la cellule hermétique 14. La courbe f(I) = P+5 sur
la Fig. 2 représente par exemple le cas d'une limite
supérieure de pression interne fixée de façon-à-ce qu'elle
soit 5 bar plus élevée que la pression déduite de la courbe P
= f(I) pour un courant de faisceau donné (I). Sur la Fig. 2,
la limite supérieure de pression interne est de préférence
limitée vers le haut à un valeur P2 = 30 bar, ce qui
représente 75% de la pression nominale Pmax, qui est égale à
40 bar.
[0042] Le second intervalle de pression est compris dans
le premier intervalle de tolérance se situe également autour
de la courbe f(I) = P. La limite inférieure de pression
interne du second intervalle de tolérance est définie de
façon-à-ce qu'elle soit inférieure, de préférence d'au moins
2%, à la valeur de pression déduite de la courbe P = f(I)
pour le courant de faisceau (I) donné, tout en restant
supérieure à la limite inférieure de pression interne du
premier intervalle de tolérance. La limite supérieure de
pression interne du second intervalle de tolérance est
déterminée de façon-à-ce qu'elle soit supérieure à la valeur
de pression déduite de la courbe P = f(I) pour le courant de
faisceau (I) donné, tout en restant inférieure à la limite
supérieure de pression interne du premier intervalle de
tolérance.
[0043] Un exemple de second intervalle de tolérance est
également illustré sur la Fig. 2. La limite inférieure de
pression interne est représentée par la courbe
f(I) = P-0,1*P) et la limite supérieure de pression interne
est représentée par la courbe f(I) = P+2.
[0044] Le dispositif de contrôle 12, qui contrôle
également l'intensité du courant de faisceau, est
avantageusement programmé pour causer une diminution du de
l'intensité du courant de faisceau lorsque la pression
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interne (P) dans la cellule hermétique 14 dépasse une limite
supérieure de pression interne. Cette limite supérieure est
alors définie de façon-à-ce qu'elle soit supérieure à la
valeur de pression déduite de ladite courbe P = f(I) pour le
courant de faisceau (I) donné, mais inférieure à la limite
supérieure de pression interne dudit premier intervalle de
tolérance.
[0045] Pour optimiser le procédé, on peut notamment jouer
sur le degré de remplissage de la cellule hermétique 14. En
effet, afin d'optimiser le rendement de production de
radioisotopes, il est utile d'optimiser le degré de
remplissage de la cellule hermétique. En connaissant la
valeur de la pression nominale (Pmax) de la cellule
hermétique, tout en mesurant la pression interne de la
cellule hermétique, on irradie pendant une période définie
(par exemple deux heures), pour différents volumes de fluide
précurseur de radioisotopes, la cible avec un courant de
faisceau I de telle sorte à ne pas dépasser la pression
nominale (Pmax). On calcule alors le rendement de
radioisotopes produit pour chacun des volumes. On établit une
courbe du rendement de production de radioisotopes en
fonction du degré de remplissage de la cellule qui en
pratique montre un rendement constant au-dessus d'un degré de
remplissage critique et une forte chute de rendement en
dessous de ce même degré de remplissage critique . Afin de
minimiser les contraintes de pression dans la cible, tout en
minimisant le tunneling effect , on se fixe un degré de
remplissage de la cellule hermétique correspondant à ce degré
de remplissage critique ou à un degré de remplissage
légèrement supérieur, et on établit soit expérimentalement,
soit théoriquement la courbe de la pression P en fonction du
courant de faisceau I pour ce degré de remplissage de la
cellule hermétique.
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[0046] Reste à noter que l'installation et le procédé
décrits sont particulièrement adaptés pour produire des
radioisotopes tels que '1C, "N, 150 ou F.
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Liste des signes de référence
installation de 32 vanne à trois voies
production de 34 réservoir contenant le
radioisotopes précurseur de
12 cible radioisotope
14 cellule hermétique 36 dispositif de pipetage
16 circuit de 38 conduit
refroidissement 40 récipient destiné à
18 accélérateur de recevoir le produit
particules irradié
faisceau de particules 42 récipient de trop-
22 fenêtre d'irradiation plein
24 capteur de pression 44 conduit
26 bus de données 46 réservoir avec gaz de
28 dispositif de contrôle purge
vanne à plusieurs
voies
