[发明专利]一种用于BNCT加速器的剥离靶的头部结构和安装方法在审
申请号: | 202110283447.4 | 申请日: | 2021-03-17 |
公开(公告)号: | CN113144439A | 公开(公告)日: | 2021-07-23 |
发明(设计)人: | 管锋平;宋国芳;解怀东;安世忠 | 申请(专利权)人: | 中国原子能科学研究院 |
主分类号: | A61N5/10 | 分类号: | A61N5/10 |
代理公司: | 北京维正专利代理有限公司 11508 | 代理人: | 卓凡 |
地址: | 10248*** | 国省代码: | 北京;11 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 用于 bnct 加速器 剥离 头部 结构 安装 方法 | ||
本发明公开了一种用于BNCT加速器的剥离靶的头部结构和安装方法,该结构包括剥离膜组件、定位锥、剥离靶主轴,其特点是:所述剥离膜组件上设有通过拔插方法即可完成剥离膜组件简便安装和拆卸的剥离膜组件锥孔以及喇叭状长条豁口,还公开了一种安装方法:在定位锥上固定定位锥销钉,拆卸剥离膜组件时,该销钉固定在定位锥上,不需要拆卸;安装剥离膜组件过程中,仅需将损坏的剥离膜组件拔出,向下将剥离膜组件推入到定位锥上,并稍微用力使其锥面贴合,即可完成拆装工作;本发明通过改变要素的形状、位置、大小,取得了预料不到的效果,实现了由量变到质变的飞跃:用机器手代替人工操作,由此彻底解决了长期以来危害人身健康的问题。
技术领域
本发明属于BNCT加速器技术领域,尤其涉及一种用于BNCT加速器的剥离靶的头部结构和安装方法。
背景技术
BNCT(硼中子俘获)癌症治疗是近年来发展起来的新型癌症治疗方式,是目前国际最前沿的抗癌治疗技术之一,其原理是利用含非放射性硼同位素(boron-10)药物作为肿瘤定位药物和中子俘获剂,将药物注射到人体后,等到药物在肿瘤达到一定浓度,利用加速器打靶产生的中子束对人体肿瘤进行照射,中子束与硼同位素(boron-10)发生核反应产生放射性粒子,在癌细胞内精确摧毁癌细胞,不误伤正常组织。是目前国际正在发展的新型癌症治疗技术。
基于强流回旋加速器的小型化BNCT癌症治疗装置是中国原子能科学研究院创新研制的最新一代癌症治疗装置,该装置采用14MeV强流回旋加速器引出1mA以上强流质子束,通过轰击铍靶产生中子束,并通过慢化体得到治疗所需的中子能谱分布。
BNCT强流回旋加速器剥离靶系统是加速器的关键设备,其作用是通过剥离靶上极薄的碳膜将加速器加速的负氢(H-)束流剥离掉两个电子,形成质子(H+)束流,从而实现反方向运行,通过引出口引出到束流线上。
引出1mA以上强流质子束,由于束流功率大,使得剥离靶碳膜上的热沉积相比原有300uA的流强引出高出2倍多,随之带来以下问题:
1)碳膜经常更换、残余剂量对人体危害大。碳膜非常薄,由于一直受到束流轰击和热沉积,使用寿命较短,需要经常更换。而现有技术的剥离靶结构复杂,剥离膜组件更换时间长,同时,剥离靶位置是束流轰击最为严重的区域,其残余剂量对人体的危害也就更大;所述剥离靶结构复杂如图6 所示,剥离靶在安装过程中需要进行两次对位,第一次是定位轴1-4和剥离靶主轴的定位,由于定位轴1-4上下粗细相同,对位时,需要将定位轴 1-42和剥离靶主轴1-3的圆孔严格对准才可以将定位轴1-4插入到剥离靶主轴1-3上;第二次对位是销钉1-4-1和定位轴1-4的定位,由于销钉1-4-1 采用圆孔设计,需要安装好剥离膜组件并将定位孔对准后,才能插上销钉。
2)由于BNCT强流回旋加速器引出束流流强高、束流功率大,则需要进一步提高剥离靶系统的冷却效果,而现有技术的剥离靶结构冷却效果差,如图6所示,原剥离膜组件1-1需要利用1-4定位轴进行冷却,原有定位轴 1-4的结构为带台阶的双圆柱结构,和剥离膜组件的实际冷却接触面仅为台阶位置,两个圆柱面无法实现真正紧密接触,并且定位轴和主轴为不锈钢材质,不锈钢材质相比铜材质,导热效果差,严重影响了冷却效果。
3)销钉易活化等缺点;在非工作状态下,销钉1-1-4的位置会被束流轰击,造成材料活化,严重影响后期维护。
总之,BNCT强流回旋加速器实现1mA以上强流质子束,使得碳膜受到束流轰击和热沉积程度加倍,原有的剥离靶结构复杂,剥离膜组件更换耗费时间长,冷却效果差,销钉易活化等缺点,无法满足剥离靶能够剥离1mA以上负氢束的实际使用需求。
发明内容
针对现有技术存在的问题,本发明针一种用于BNCT加速器的剥离靶的头部结构和安装方法,目的在于解决原有的剥离靶结构复杂,剥离膜组件更换耗费时间长,冷却效果差,销钉易活化、无法满足剥离靶能够剥离1mA以上负氢束的实际使用需求的问题。
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