[发明专利]水平中子束照射方法、微型堆中子治疗装置及医疗系统

说明书

本发明公开了一种水平中子束照射方法、微型堆中子治疗装置及医疗系统，涉及医疗器械技术领域，以解决现有的用于医院中子照射器的微型核反应堆无法治疗位于深层的肿瘤，或一座微型核反应堆仅有一个用于照射治疗深层肿瘤的孔道的技术问题。本发明所述的微型堆中子治疗装置，包括：用于产生高超热中子通量的中子束流微型堆，其包括：反应堆中心区，以及包围设置在其四周的燃料板区，底部铍反射层和顶部铍反射层；反应堆中心区由按三角形栅格或等距同心圆周排列的燃料棒组成，燃料棒由锆包壳和含有低浓铀的二氧化铀芯体构成；燃料板区由按正多边形布置的多个含有低浓铀的燃料板构成，并形成密闭或开放的环形结构。

技术领域

本发明涉及医疗器械技术领域，特别涉及一种水平中子束照射方法、微型堆中子治疗装置及医疗系统。

背景技术

现有的中子放射治疗系统是采用质子加速器照射靶件产生中子作为中子源或者采用核反应堆作为中子源。从中子源射出的中心对准患者病灶位置进行放射治疗。这种系统的缺陷为：加速器通常为线性加速器，占地面积过大，且加速器只有一个出口，只能对应于一个检查室或治疗室。

为解决上述缺陷，现有技术中，有采用微型核反应堆作为中子源，其具有两个辐照孔道，可以辐照治疗人体表面和浅层的肿瘤，但是超热中子的中子通量较低，无法治疗位于深层的肿瘤；还有在位于堆芯底部的具有较高通量的超热中子束，其具有三个照射孔道，在堆芯底部的照射孔道具有较高的超热中子通量，能够治疗深度到7cm的肿瘤，然而超热中子通量的提高已经达到了极限，无法进一步提高，且采用此种布置，一座微型核反应堆仅有一个用于照射治疗深层肿瘤的孔道。

因此，如何提供一种能够提高水平中子束照射通量的微型堆中子治疗装置、微型堆医疗系统、以及提高水平中子束照射通量的方法，已成为本领域技术人员亟需解决的技术问题。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一种微型堆中子治疗装置、微型堆医疗系统，以解决现有的用于医院中子照射器的微型核反应堆无法治疗位于深层的肿瘤，或一座微型核反应堆仅有一个用于照射治疗深层肿瘤的孔道的技术问题。

本发明提供一种微型堆中子治疗装置，包括：中子束流微型堆，所述中子束流微型堆用于产生高超热中子通量；所述中子束流微型堆包括：反应堆中心区，以及包围设置在所述反应堆中心区四周的燃料板区，底部铍反射层和顶部铍反射层；所述反应堆中心区由按三角形栅格或等距同心圆周排列的燃料棒组成，所述燃料棒由锆包壳和含有低浓铀的二氧化铀芯体构成；所述燃料板区由按正多边形布置的多个含有低浓铀的燃料板构成，并形成密闭或开放的环形结构。

实际应用时，所述低浓铀的富集度小于20％。

其中，所述燃料板的芯体包括铀铝合金或者铀锆合金，或者二氧化铀陶瓷。

可替换地，所述燃料棒的芯体包括二氧化铀陶瓷。

具体地，所述燃料棒的包壳包括锆合金。

可替换地，所述燃料板的包壳包括铝合金或锆合金。

进一步地，所述燃料板区的多个所述燃料板包括沿所述反应堆中心区的圆周方向成闭环设置；多个所述燃料板包括6至16个。

优选8个。

更进一步地，所述微型堆中子治疗装置还包括：铝筒体，所述反应堆中心区和所述燃料板区均设置在所述铝筒体的内部，在所述铝筒体内的间隙内充满去离子水作为所述反应堆的冷却剂和慢化剂。

相对于现有技术，本发明所述的微型堆中子治疗装置具有以下优势：