[发明专利]中子捕获治疗系统及用于粒子线产生装置的靶材

权利要求书

1.一种中子捕获治疗系统，其特征在于，所述中子捕获治疗系统包括中子产生装置和射束整形体，所述中子产生装置包括加速器和靶材，所述加速器加速产生的带电粒子线与所述靶材作用产生中子线，所述射束整形体包括反射体、缓速体、热中子吸收体、辐射屏蔽体和射束出口，所述缓速体将自所述靶材产生的中子减速至超热中子能区，所述反射体包围所述缓速体并将偏离的中子导回至所述缓速体以提高超热中子射束强度，所述热中子吸收体用于吸收热中子以避免治疗时与浅层正常组织造成过多剂量，所述辐射屏蔽体围绕所述射束出口设置在所述反射体后部用于屏蔽渗漏的中子和光子以减少非照射区的正常组织剂量，所述靶材包括作用层、基座层和散热层，所述作用层与带电粒子线作用产生中子线，所述基座层支撑所述作用层，所述散热层包括曲折状的冷却通道。

2.如权利要求1所述的中子捕获治疗系统，其特征在于，所述中子捕获治疗系统还包括治疗台和准直器，所述中子产生装置产生的中子线通过所述射束整形体照射向所述治疗台上的患者，所述患者和射束出口之间设置辐射屏蔽装置以屏蔽从所述射束出口出来的射束对患者正常组织的辐射，所述准直器设置在所述射束出口后部以汇聚中子线，所述射束整形体内设置第一、第二冷却管，所述靶材具有冷却进口、冷却出口，所述冷却通道设置在所述冷却进口和冷却出口之间，所述第一、第二冷却管的一端分别与所述靶材的冷却进口和冷却出口连接，另一端连接到外部冷却源，所述曲折状的冷却通道的弯曲几何为连续弯曲的平滑曲线或依次首尾相连的曲线段或直线段，所述连续弯曲的平滑曲线为弦波函数。

3.如权利要求2所述的中子捕获治疗系统，其特征在于，所述靶材位于所述射束整形体内，所述加速器具有对带电粒子线进行加速的加速管，所述加速管沿带电粒子线方向伸入所述射束整形体并依次穿过所述反射体和缓速体，所述靶材设置在所述缓速体内并位于所述加速管端部，所述第一、第二冷却管设置在所述加速管与所述反射体和缓速体之间。

4.一种用于粒子线产生装置的靶材，其特征在于，所述靶材包括作用层、基座层和散热层，所述作用层用于产生所述粒子线，所述基座层支撑所述作用层，所述散热层包括曲折状的冷却通道。

5.如权利要求4所述的用于粒子线产生装置的靶材，其特征在于，所述曲折状的冷却通道的弯曲几何为连续弯曲的平滑曲线或依次首尾相连的曲线段或直线段,所述连续弯曲的平滑曲线为弦波函数。

6.如权利要求4所述的用于粒子线产生装置的靶材，其特征在于，所述曲折状的冷却通道包括多个曲折状的壁平行排列形成的多个子平行曲折通道或一个或多个曲折状的壁以螺旋线展开形成的多个子螺旋曲折通道，至少2个相邻的所述子平行曲折通道或子螺旋曲折通道中的冷却介质流通方向不同。

7.如权利要求4所述的用于粒子线产生装置的靶材，其特征在于，所述散热层包括第一板和第二板，所述第一板具有面向所述作用层的第一侧和与所述第一侧相对的第二侧，所述曲折状的冷却通道形成在所述第二侧上或所述第二板上与所述第一板相对的一侧上。

8.如权利要求7所述的用于粒子线产生装置的靶材，其特征在于，所述散热层具有冷却进口和冷却出口，所述曲折状的冷却通道连通所述冷却进口和冷却出口，所述冷却进口和冷却出口均设置在所述第一板和第二板之一上，或分别设置在所述第一板和第二板上。

9.如权利要求7所述的用于粒子线产生装置的靶材，其特征在于，所述第一板和/或第二板的材料为Ta或Ta-W合金或Cu，所述曲折状的冷却通道的横截面形状为矩形、圆形、多边形或椭圆形。

10.如权利要求8所述的用于粒子线产生装置的靶材，其特征在于，所述冷却进口和/或冷却出口外围还设置有周向壁，所述第二板与所述周向壁面向所述第二板的表面紧密接触，在所述第一板和第二板之间形成容腔，使得从所述冷却进口进入的冷却介质只能通过所述冷却出口出去。