[发明专利]应用于BNCT靶体更换的遥控维护系统及其维护工艺

说明书

本发明涉及遥控维护技术领域，尤指一种在辐射环境中通过远程遥控实现靶体插件更换维护的应用于BNCT靶体更换的遥控维护系统及其维护工艺；所述的遥控维护系统整体服役于密闭空间内，包括遥操作系统、监控系统、靶体结构和靶体存储结构，所述的靶体存储结构，主要包括屏蔽容器与载重运输系统，安装在靶体拖车侧，与遥操作机器人共用安装基座；载重运输系统的电机、遥操作机器人及其工具通过密闭空间的预留孔道内穿电缆，与密闭空间外的控制面板相连；本发明的各系统的工作单独运行，系统与工具的工作相互独立、互不干扰，但相辅相成，互相配合，共同协作构成稳定可靠安全的BNCT靶体更换的遥控维护工艺。

技术领域

本发明涉及遥控维护技术领域，尤指一种在辐射环境中通过远程遥控实现靶体插件更换维护的应用于BNCT靶体更换的遥控维护系统及其维护工艺。

背景技术

随着核技术的发展与核科学的普及，中子源的很多种用途被挖掘，包括药物治疗、同位素生产、爆炸性/核裂变材料检测、贵金属矿石分析、成像等，例如硼中子俘获治疗（Boron-Neutron Capture Therapy (BNCT)），该技术是将一种特制的含硼特殊化合物预先注射到肿瘤病人体内，这种化合物与癌细胞有很强的亲和力，进入人体后，迅速聚集于癌细胞内，而其他组织内分布很少；然后BNCT的超热中子射线照射病人肿瘤，这种射线安全穿透人体的正常组织，与进入癌细胞里的硼发生很强的核反应。这种核反应会释放出很强的α射线，这种射线的射程很短，只有一个癌细胞的长度，能从内部破坏癌细胞，最大限度减小对周围正常细胞的影响，从而达到治疗癌症的效果。

在BNCT装置中，产生中子的部件称为靶体，靶体插件是BNCT的核心部件，也是中子束的源头， BNCT治疗室的作用是让经过加速器加速的高能质子束流轰击重金属靶并通过散裂效应产生高能中子，其工作环境为独立、具有放射性特征的环境，由于辐照损伤等影响，靶体需要频繁更换，由于BNCT治疗室内换靶期间的辐射强度大，所以很多靶体相关遥控维护工艺的研究都是以靶体插件为维护重点而展开。

在靶体系统工作进行时，靶体插件长期受质子轰击，其活化程度较高，因此对靶体插件的维护需要在遥操作环境下进行，但遥操作环境属于强辐照环境，一方面，辐射对电子电路的损伤最为严重，失效的控制电路或者传感器将无法实现可靠的维护效果，因此需要一个耐辐照的遥控维护系统以达到长期有效维护的目标，另一方面，为避免操作员遭受辐射伤害，遥操作环境必须为完全封闭的密闭空间，由此使得在治疗室内对靶体的维护需要依靠可靠的远程遥控而进行，但对密闭环境内的零部件进行远程遥控维护的操作具有一定难度，其难度体现在需要同时兼顾监测与操作，还需对工作过程中发生的参数改变进行实时观测并作出处理。

为解决密闭空间内遥控维护难度较大的问题，人们在研发过程中想出了一些解决办法，如专利号为ZL 2014 1 0582912.4的一种靶体插件更换的遥控维护系统及其维护工艺公开文献，该文献中的发明创造公开了CSNS靶体的遥控维护工艺，该发明创造实现了靶体维护的远程操控可行性；又如专利号为ZL 2014 1 0626273.7的一种更换靶体插件的遥控定位与翻转系统的公开文献，该文献中的发明创造公开了遥操作靶体翻转台架等设计，实现靶体维护的远程操控进入屏蔽桶；在结合上述发明创造的基础上，可为靶体维护创造了可靠实用的维护系统，也对维护工作带来较大方便，但是，在强辐照的密闭空间内由于遥控操作灵活性不强，使得相关的细节工作得不到有力的维护支持，如系统中若仅依靠一个机械手是无法完成所有部件维护的，尤其对于靶体插件更换的维护，若无完善的操作系统与完整的操作工艺相配合便无法解决关键问题，因此我们需要一种各部件可相对独立工作且具有完善的操作工艺配合，使得BNCT靶体插件更换的遥控维护更具可操作性和可靠性。

发明内容

针对目前在辐射环境下更换靶体插件存在的各种问题，本发明旨在提供一种遥控维护技术，尤指一种应用于BNCT靶体更换的遥控维护系统及其维护工艺。