[发明专利]一种医用放射性同位素生产装置

说明书

本发明公开一种医用放射性同位素生产装置，包括用于产生电子束团的电子源、用于增强或回收电子束团能量的强流电子加速器、通过电子束团轰击产生γ射线的韧致辐射靶、用于引发核反应的核反应靶、用于收集电子束团的垃圾桶以及多个用于改变电子束团运动方向的磁铁和用于电子束团传输的传输段。本发明通过采用强流电子加速器，提高了电子束团的平均功率，从而提高放射性同位素生产效率，有利于提高产量；并且，通过对打靶后的电子剩余能量进行回收，使得装置具有高的能量利用率，有利于节能降耗。

技术领域

本发明属于核医学领域，具体地说涉及一种医用放射性同位素生产装置。

背景技术

随着核医学的迅速发展，医用放射性同位素在疾病诊断和临床治疗中发挥着越来越重要的作用。其中，^99mTc同位素在临床上可以应用于肿瘤阳性定位诊断和脏器动态观测，尤其在心脑血管系统疾病的动态诊测方面得到了广泛应用，在全世界核医学放射性同位素中的应用比例达到80％以上。因此，发展成熟、高效、低廉的^99mTc同位素生产装置十分必要。目前主要生产方式通过反应堆驱动，高浓缩²³⁵U经反应堆辐照裂变产生⁹⁹Mo，然后⁹⁹Mo经分离纯化后衰变产生^99mTc，主要反应为n+²³⁵U→⁹⁹Mo+X和⁹⁹Mo→^99mTc+β+ν。但是，这种方式存在工序复杂、成本较高、反应堆数量少和老化严重等问题，而且所使用的高浓缩²³⁵U可用于核武器及核爆装置制备，存在一定的核扩散风险。加速器驱动的⁹⁹Mo/^99mTc生产技术需要在加速器内加速初级带电粒子(电子、质子等)，然后轰击靶件产生高能次级粒子(光子、中子)，再与钼靶或铀靶相互作用产生⁹⁹Mo。其中，电子加速器驱动的同位素生产装置虽然具有体积小、结构简单、周期短、成本低的特点，但是对电子能量的利用率相对较低，需要高平均功率电子加速器驱动，造成很大的能源消耗。

因此，现有技术还有待于进一步发展和改进。

发明内容

针对现有技术的种种不足，为了解决上述问题，现提出一种医用放射性同位素生产装置。本发明提供如下技术方案：

一种医用放射性同位素生产装置，包括用于产生电子束团的电子源、用于增强或回收电子束团能量的强流电子加速器、通过电子束团轰击产生γ射线的韧致辐射靶、用于引发核反应的核反应靶、用于收集电子束团的垃圾桶以及多个用于改变电子束团运动方向的磁铁和用于电子束团传输的传输段，电子源产生的电子束团通过强流电子加速器获得能量后轰击到韧致辐射靶上产生γ射线，产生的γ射线再轰击核反应靶进行核反应，穿过韧致辐射靶的电子束团被引回强流电子加速器，将大部分能量交回强流电子加速器后被垃圾桶收集。

进一步的，电子束团经过强流电子加速器加速后，轰击韧致辐射靶产生γ射线，并损失部分能量，所述强流电子加速器和所述韧致辐射靶之间设有用于向韧致辐射靶传输电子束团的匹配传输段和用于向强流电子加速器传输电子束团的返回传输段，所述匹配传输段和所述返回传输段均由二极磁铁和四极磁铁组成。

进一步的，所述电子源和所述强流电子加速器之间设有用于引导电子束团在电子源和强流电子加速器之间运动方向的第一偏转磁铁组。

进一步的，所述第一偏转磁铁组由三个二极磁铁组成，三个二极磁铁按特定方向排布使电子束团运动方向只能从电子源运动到强流电子加速器内，而反方向的电子束团只能从强流电子加速器运动到垃圾桶内。

进一步的，所述第一偏转磁铁组包括第一偏转磁铁、第二偏转磁铁和第三偏转磁铁，其中第一偏转磁铁和第三偏转磁铁磁场方向相同，第二偏转磁铁磁场方向与之相反，电子束团从电子源依次经第一偏转磁铁、第二偏转磁铁和第三偏转磁铁的偏转运动到强流电子加速器内，而反方向的电子束团从强流电子加速器经第三偏转磁铁的偏转运动到垃圾桶内。