中子捕获治疗系统及用于粒子线产生装置的靶材的制作方法

文档序号:14997889发布日期:2018-07-24 19:12阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种中子捕获治疗系统,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,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,所述散热层包括由多个管并排组成的管状件。

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、冷却出口及设置在冷却进口和冷却出口之间的冷却通道,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,所述管状件的各个管内部组成所述冷却通道的至少一部分。

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,所述散热层包括由多个管并排组成的管状件。

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,所述粒子线产生装置为中子线产生装置,所述作用层的材料为Li或其合金,所述作用层与入射质子束发生7Li(p,n)7Be核反应来产生中子;或所述作用层的材料为Be或其合金,所述作用层与入射质子束发生9Be(p,n)9B核反应来产生中子。

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,所述靶材还包括抗氧化层,所述抗氧化层的材料包括Al、Ti、Be及其合金或者不锈钢中的至少一种,所述作用层和基座层之间设置附着层,所述附着层的材料包括Cu、Al、Mg或Zn中的至少一种,所述散热层由导热材料或既能导热又能抑制发泡的材料制成,所述基座层由抑制发泡的材料制成,抑制发泡的材料或既能导热又能抑制发泡的材料包括Fe、Ta或V中的至少一种,导热材料包括Cu、Fe、Al中的至少一种,所述散热层和所述基座层通过HIP工艺连接,所述作用层与所述基座层通过铸造、蒸镀或溅射工艺连接。

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,所述管状件同时作为所述基座层,所述管状件的材料为Ta,所述作用层与所述管状件通过蒸镀或溅射工艺连接。

8.如权利要求4-7中任一项所述的用于粒子线产生装置的靶材,其特征在于,所述管状件的每个管上的作用层至少覆盖管外周的1/4,作用层在圆周方向与管中心线的夹角至少为45度,所述管状件在相邻的管之间形成连接部,所述连接部由基座层、作用层和抗氧化层组成。

9.如权利要求4-7中任一项所述的用于粒子线产生装置的靶材,其特征在于,所述散热层还包括支撑件,所述支撑件的材料为Cu,所述管状件与所述支撑件焊接或可拆卸连接,所述支撑件和/或管状件具有冷却通道。

10.如权利要求9所述的用于粒子线产生装置的靶材,其特征在于,所述支撑件包括设置在所述管状件两端的第一支撑部和第二支撑部,所述第一支撑部具有冷却进口和第一冷却通道,所述第二支撑部具有冷却出口和第二冷却通道,冷却介质从所述冷却进口进入通过所述第一冷却通道进入所述管状件的各个管内部,然后通过所述第二冷却通道从所述冷却出口出来,所述冷却介质为水,所述支撑件还包括连接所述第一、第二支撑部的第三支撑部,所述第三支撑部与所述管状件连接所述作用层的一侧相对的另一侧接触,所述第三支撑部具有冷却通道,冷却介质仅通过所述支撑件或者既经过所述管状件的各个管内部又经过所述支撑件的第三支撑部或者既经过管内部又经过支撑件的第一、第二和第三支撑部。

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