用于粒子束产生装置的靶材及其加工设备的制作方法

本技术涉及一种用于辐射线照射系统的靶材，尤其涉及一种用于粒子束产生装置的靶材，另外还涉及靶材的加工设备。

背景技术：

1、随着原子科学的发展，例如钴六十、直线加速器、电子射束等放射线治疗已成为癌症治疗的主要手段之一。然而传统光子或电子治疗受到放射线本身物理条件的限制，在杀死肿瘤细胞的同时，也会对射束途径上大量的正常组织造成伤害；另外由于肿瘤细胞对放射线敏感程度的不同，传统放射治疗对于较具抗辐射性的恶性肿瘤(如：多行性胶质母细胞瘤(glioblastoma multiforme)、黑色素细胞瘤(melanoma))的治疗成效往往不佳。

2、为了减少肿瘤周边正常组织的辐射伤害，化学治疗(chemotherapy)中的标靶治疗概念便被应用于放射线治疗中；而针对高抗辐射性的肿瘤细胞，目前也积极发展具有高相对生物效应(relative biological effectiveness,rbe)的辐射源，如质子治疗、重粒子治疗、中子捕获治疗等。其中，中子捕获治疗便是结合上述两种概念，如硼中子捕获治疗，借由含硼药物在肿瘤细胞的特异性集聚，配合精准的中子射束调控，提供比传统放射线更好的癌症治疗选择。

3、在加速器硼中子捕获治疗中，加速器硼中子捕获治疗通过加速器将质子束加速，质子束加速至足以克服靶材原子核库伦斥力的能量，与靶材发生核反应以产生中子，因此在产生中子的过程中靶材会受到非常高能量等级的加速质子束的照射，靶材的温度会大幅上升，同时靶材的金属部分容易起泡，从而影响靶材的使用寿命。

4、因此，有必要提出一种新的技术方案以解决上述问题。

技术实现思路

1、为了解决上述问题，本实用新型一方面提供了一种用于中子束产生装置的靶材，包括作用层、抗发泡层、散热层和导热层，所述作用层与带电粒子束作用产生中子束，所述抗发泡层沿所述带电粒子束的入射方向位于所述作用层的后面，并能够抑制所述带电粒子束引起的起泡；所述散热层将沉积在所述靶材中的热量传递出来，所述导热层将所述作用层的热量传导到所述散热层。

2、作为一种优选地，所述导热层设置在所述作用层和所述抗发泡层之间，所述导热层与所述散热层连接，由于抗发泡层散热性能较差，不能有效将沉积在作用层的热量传导到散热层，设置导热层将沉积在作用层的热量直接快速传导到散热层，并在散热层通过冷却介质将热量排出，降低靶材的温度，防止靶材由温度过高引起的变形，延长靶材寿命；热量传导基本不通过抗发泡层，抗发泡层仅需考虑抗起泡的特性而不用考虑其热传导性。

3、进一步地，所述导热层与所述散热层包围所述抗发泡层，所述散热层或者所述导热层形成有用于容纳所述抗发泡层的容纳空间。

4、更进一步地，所述容纳空间包括底面和与所述底面相连的侧壁，所述抗发泡层设置有与所述底面接触的顶面和与所述侧壁接触的外壁。

5、作为一种优选地，所述作用层的材料为li或其化合物或其合金，所述散热层、导热层的材料为cu或其化合物或其合金，所述抗发泡层的材料为ta或其化合物或其合金。

6、作为一种优选地，所述靶材为平板状并具有垂直于板面的中心轴线，在垂直于所述中心轴线的同一径向上，所述作用层到所述中心轴线的最大距离小于所述抗发泡层到所述中心轴线的最大距离，所述抗发泡层到所述中心轴线的最大距离小于所述散热层和所述导热层到所述中心轴线的最大距离。

7、作为一种优选地，所述靶材还包括用于防止作用层被氧化的抗氧化层，所述抗氧化层将所述作用层与空气隔离，沿带电粒子束的入射方向依次设置所述抗氧化层、作用层、导热层、抗发泡层和散热层。

8、进一步地，所述作用层、导热层、抗发泡层以形成膜的方式依次加工到所述散热层上，所述抗氧化层以形成膜的方式加工到所述作用层上或所述抗氧化层为高分子薄膜并通过膜覆盖工艺加工到所述作用层上。

9、进一步地，所述抗氧化层由al或al2o3或聚酰亚胺制成，抗氧化层使得靶材可以暴露在空气中而不需要特殊存储，尤其是在进行靶材安装、更换时十分便利，抗氧化层还可以防止作用层的副产物溢出靶材，抗氧化层的材料同时考虑不易被作用层腐蚀且能够减小入射质子束的损耗及质子束导致的发热。

10、更进一步地，所述聚酰亚胺具有如下分子结构式：

11、

12、本实用新型第二方面提供一种用于粒子束产生装置的靶材，所述靶材包括作用层、抗发泡层、第一散热层和第二散热层，所述作用层用于产生所述粒子束，所述抗发泡层能够抑制所述作用层在产生所述粒子束过程中的起泡，所述第一、第二散热层将沉积在所述靶材中的热量传递出来，所述抗发泡层设置在所述第一、第二散热层之间，所述第一散热层将所述作用层的热量传导到所述第二散热层。由于抗发泡层散热性能较差，不能有效将沉积在作用层的热量传导到散热层，设置第一散热层将沉积在作用层的热量直接快速传导到第二散热层，并在第二散热层通过冷却介质将热量排出，降低靶材的温度，防止靶材由温度过高引起的变形，延长靶材寿命；热量传导基本不通过抗发泡层，抗发泡层仅需考虑抗起泡的特性而不用考虑其热传导性。

13、作为一种优选地，所述第一散热层设置在所述作用层和所述抗发泡层之间，且所述第一散热层与所述第二散热层连接，使得第一散热层具有与作用层较大的接触面积并能够将热量快速传导到第二散热层。

14、进一步地，所述第一散热层和所述第二散热层包围所述抗发泡层，所述第一散热层或者所述第二散热层形成有用于容纳所述抗发泡层的容纳空间。热量传导基本不通过抗发泡层，抗发泡层仅需考虑抗起泡的特性而不用考虑其热传导性。

15、更进一步地，所述容纳空间包括底面和与所述底面相连的侧壁，所述抗发泡层具有与所述底面接触的顶面和与所述侧壁接触的外壁。

16、作为一种优选地，所述靶材还包括防止所述作用层被氧化的抗氧化层，所述抗氧化层、作用层、第一散热层、抗发泡层和第二散热层依次设置。抗氧化层使得靶材可以暴露在空气中而不需要特殊存储，尤其是在进行靶材安装、更换时十分便利，抗氧化层还可以防止作用层的副产物溢出靶材，抗氧化层的材料同时考虑不易被作用层腐蚀且能够减小入射质子束的损耗及质子束导致的发热。

17、进一步地，所述作用层、第一散热层、抗发泡层以形成膜的方式依次加工到所述第二散热层上，所述抗氧化层以形成膜的方式加工到所述作用层上或所述抗氧化层为高分子薄膜并通过膜覆盖工艺加工到所述作用层上。

18、进一步地，所述靶材为平板状并具有垂直于板面的中心轴线，在垂直于所述中心轴线的同一径向上，所述作用层到所述中心轴线的最大距离小于所述抗发泡层和所述抗氧化层到所述中心轴线的最大距离，所述抗发泡层到所述中心轴线的最大距离小于所述第一散热层和所述第二散热层到所述中心轴线的最大距离。

19、进一步地，所述作用层的材料为li或其化合物或其合金，所述第一散热层、第二散热层的材料为cu或其化合物或其合金，所述抗发泡层的材料为ta或其化合物或其合金，所述抗氧化层的材料为al或al2o3或聚酰亚胺。

20、更进一步地，所述聚酰亚胺具有如下分子结构式：

21、

22、本实用新型第三方面提供一种用于粒子束产生装置的靶材，所述靶材包括作用层、抗发泡层、第一散热层和第二散热层，所述作用层用于产生所述粒子束，所述抗发泡层能够抑制所述作用层在产生所述粒子束过程中的起泡，所述第一、第二散热层将沉积在所述靶材中的热量传递出来，所述第一、第二散热层相互连接，所述第一散热层设置在所述作用层和所述抗发泡层之间。由于抗发泡层散热性能较差，不能有效将沉积在作用层的热量传导到散热层，设置第一散热层将沉积在作用层的热量直接快速传导到第二散热层，并在第二散热层通过冷却介质将热量排出，降低靶材的温度，防止靶材由温度过高引起的变形，延长靶材寿命；第一散热层具有与作用层较大的接触面积并能够将热量快速传导到第二散热层。

23、作为一种优选地，所述第一散热层和所述第二散热层包围所述抗发泡层，所述第一散热层或者所述第二散热层形成有用于容纳所述抗发泡层的容纳空间。热量传导基本不通过抗发泡层，抗发泡层仅需考虑抗起泡的特性而不用考虑其热传导性。

24、作为一种优选地，所述靶材还包括防止所述作用层被氧化的抗氧化层，所述抗氧化层、作用层、第一散热层、抗发泡层和第二散热层依次设置。抗氧化层使得靶材可以暴露在空气中而不需要特殊存储，尤其是在进行靶材安装、更换时十分便利，抗氧化层还可以防止作用层的副产物溢出靶材，抗氧化层的材料同时考虑不易被作用层腐蚀且能够减小入射质子束的损耗及质子束导致的发热。

25、进一步地，所述作用层、第一散热层、抗发泡层以形成膜的方式依次加工到所述第二散热层上，所述抗氧化层以形成膜的方式加工到所述作用层上或所述抗氧化层为高分子薄膜并通过膜覆盖工艺加工到所述作用层上。

26、进一步地，所述靶材为平板状并具有垂直于板面的中心轴线，在垂直于所述中心轴线的同一径向上，所述作用层到所述中心轴线的最大距离小于所述抗发泡层和所述抗氧化层到所述中心轴线的最大距离，所述抗发泡层到所述中心轴线的最大距离小于所述第一散热层和所述第二散热层到所述中心轴线的最大距离。

27、进一步地，所述作用层的材料为li或其化合物或其合金，所述第一散热层、第二散热层的材料为cu或其化合物或其合金，所述抗发泡层的材料为ta或其化合物或其合金，所述抗氧化层的材料为al或al2o3或聚酰亚胺。

28、更进一步地，所述聚酰亚胺具有如下分子结构式：

29、

30、本实用新型第四方面提供一种用于粒子束产生装置的靶材，所述靶材包括抗氧化层、作用层、抗发泡层和散热层，所述作用层与入射的带电粒子束发生作用产生中子束，所述抗发泡层能够抑制所述作用层在产生所述粒子束过程中的起泡，所述抗氧化层为高分子薄膜，抗氧化层将所述作用层与空气隔离，使得靶材可以暴露在空气中而不需要特殊存储，尤其是在进行靶材安装、更换时十分便利，抗氧化层还可以防止作用层的副产物溢出靶材。

31、作为一种优选地，所述高分子薄膜的材料为聚酰亚胺，所述聚酰亚胺具有如下分子结构式：

32、

33、作为一种优选地，所述抗氧化层通过膜覆盖的工艺加工到所述作用层上。进一步地，所述抗氧化层具有大于5nm的厚度。

34、作为一种优选地，所述靶材还包括导热层，由于抗发泡层散热性能较差，不能有效地将沉积在作用层的热量传导到散热层，设置导热层将沉积在作用层的热量直接快速传导到散热层，并在散热层通过冷却介质将热量排出，降低靶材的温度，防止靶材由于温度过高引起的变形，延长靶材寿命；所述抗发泡层设置在所述导热层和所述散热层之间，所述导热层与所述散热层连接，并且所述导热层或所述散热层形成有用于容纳所述抗发泡层的容纳空间。热量传导基本不通过抗发泡层，抗发泡层仅需考虑抗起泡的特性而不用考虑其热传导性。

35、进一步地，所述容纳空间包括底面和与所述底面相连的侧壁，所述抗发泡层具有与所述底面接触的顶面和与所述侧壁接触的外壁。更进一步地，所述导热层具有5μm-50μm的厚度。

36、进一步地，所述靶材为平板状并具有垂直于板面的中心垂线，在垂直于中心垂线的同一径向上，所述作用层到所述中心轴线的最大距离小于所述抗发泡层到所述中心轴线的最大距离，所述抗发泡层到所述中心轴线的最大距离小于所述导热层和所述散热层到所述中心轴线的最大距离。

37、进一步地，所述作用层、所述导热层、所述抗发泡层以形成膜的方式依次加工到所述散热层上。

38、进一步地，所述作用层的材料为li或其化合物或其合金，所述导热层、所述散热层的材料为cu或其化合物或其合金，所述抗发泡层的材料为ta或其化合物或其合金。更进一步地，所述作用层具有49μm-189μm的厚度，与能量2.2mev-3mev的质子束发生充分反应，降低γ射线污染，也不会过厚造成能量沉积，影响靶材散热性能；所述抗发泡层构造为抑制所述带电粒子束引起的起泡并具有5μm-50μm的厚度，能够快速扩散由入射带电粒子束在靶材中产生的氢，减弱氢的集中度或将氢释放到外部，有效抑制入射带电粒子束引起的起泡，从而避免或减少靶材由起泡引起的变形，延长靶材寿命。

39、本实用新型第五方面提供了一种用于粒子束产生装置的靶材的基材，所述基材包括抗发泡层、第一散热层和第二散热层，所述抗发泡层能够抑制所述靶材在产生所述粒子束过程中的起泡，所述第一、第二散热层将沉积在所述靶材中的热量传递出来，所述抗发泡层设置在所述第一、第二散热层之间，且所述第一散热层与所述第二散热层连接。

40、作为一种优选地，所述第一散热层和所述第二散热层包围所述抗发泡层，所述第一散热层或者所述第二散热层形成有用于容纳所述抗发泡层的容纳空间。进一步地，所述容纳空间包括底面和与所述底面相连的侧壁，所述抗发泡层设置有与所述底面接触的顶面和与所述侧壁接触的外壁。

41、作为一种优选地，所述第一散热层、抗发泡层以形成膜的方式依次加工到所述第二散热层上。

42、作为一种优选地，所述基材为平板状并具有垂直于板面的中心轴线，在垂直于所述中心轴线的同一径向上，所述抗发泡层到所述中心轴线的最大距离小于所述第一散热层和所述第二散热层到所述中心轴线的最大距离。

43、作为一种优选地，所述第一散热层、第二散热层的材料为cu或其化合物或其合金，所述抗发泡层的材料为ta或其化合物或其合金。

44、本实用新型第六方面提供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束与所述靶材作用产生中子束，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，所述靶材包括作用层、抗发泡层、散热层和导热层，所述作用层与带电粒子束作用产生所述中子束，所述抗发泡层沿所述带电粒子束的入射方向位于所述作用层的后面并能够抑制所述带电粒子束引起的起泡，所述散热层沿所述带电粒子束的入射方向位于所述抗发泡层的后面并将沉积在所述靶材中的热量传递出来，所述导热层将所述作用层的热量传导到所述散热层。由于抗发泡层散热性能较差，不能有效将沉积在作用层的热量传导到散热层，设置导热层将沉积在作用层的热量直接快速传导到散热层，并在散热层通过冷却介质将热量排出，降低靶材的温度，防止靶材由温度过高引起的变形，延长靶材寿命。

45、作为一种优选地，所述导热层设置在所述作用层和所述抗发泡层之间，且所述导热层与所述散热层连接，使得导热层具有与作用层较大的接触面积并能够将热量快速传导到散热层。

46、作为一种优选地，所述所述散热层和所述导热层包围所述抗发泡层，且所述导热层与所述散热层连接。热量传导基本不通过抗发泡层，抗发泡层仅需考虑抗起泡的特性而不用考虑其热传导性。进一步地，所述散热层或者所述导热层形成有用于容纳所述抗发泡层的容纳空间。更进一步地，所述容纳空间包括底面和与所述底面相连的侧壁，所述抗发泡层设置有与所述底面接触的顶面和与所述侧壁接触的外壁。

47、作为一种优选地，所述抗发泡层由抑制发泡的材料制成，如在200℃下的氢扩散系数不小于10e-6cm2/s的材料，进一步地，所述抗发泡层的材料包括nb、ta、pd、v及其合金、化合物中的至少一种；所述散热层、导热层由导热材料制成，进一步地，所述散热层、导热层的材料包括cu、fe、al及其合金、化合物中的至少一种。

48、作为一种优选地，所述靶材还包括防止所述作用层被氧化的抗氧化层，所述抗氧化层沿所述带电粒子束的入射方向位于所述作用层的前面，抗氧化层使得靶材可以暴露在空气中而不需要特殊存储，尤其是在进行靶材安装、更换时十分便利，抗氧化层还可以防止作用层的副产物溢出靶材，抗氧化层的材料同时考虑不易被作用层腐蚀且能够减小入射质子束的损耗及质子束导致的发热，进一步地，所述抗氧化层的材料包括al、ti及其合金、化合物或者不锈钢中的至少一种。

49、进一步地，沿所述带电粒子束入射方向依次设置所述抗氧化层、所述作用层、所述导热层、所述抗发泡层和所述散热层。

50、进一步地，所述作用层、导热层、抗发泡层以形成膜的方式依次加工到所述散热层上，所述抗氧化层以形成膜的方式加工到所述作用层上或所述抗氧化层为高分子薄膜并通过膜覆盖工艺加工到所述作用层上。更进一步地，在真空环境下将所述抗氧化层、作用层、导热层、抗发泡层的材料依次蒸发为气体沉积到所述散热层上，能够精确控制靶材各层的厚度。

51、进一步地，所述靶材为平板状并具有垂直于板面的中心轴线，在垂直于所述中心轴线的同一径向上，所述作用层到所述中心轴线的最大距离小于所述抗发泡层和所述抗氧化层到所述中心轴线的最大距离，所述抗发泡层到所述中心轴线的最大距离小于所述散热层和所述导热层到所述中心轴线的最大距离。

52、进一步地，所述作用层的材料为li或其化合物或其合金，所述带电粒子束为质子束，所述散热层、导热层的材料为cu或其化合物或其合金，所述抗发泡层的材料为ta或其化合物或其合金，所述抗氧化层的材料为al或al2o3或聚酰亚胺。

53、更进一步地，所述聚酰亚胺具有如下分子结构式：

54、

55、更进一步地，所述质子束能量为2.2mev-3mev，能够与锂靶产生较高的作用截面，同时不会产生过多的快中子，获得较好的射束品质；所述作用层具有49μm-189μm的厚度，与质子能发生充分的反应，降低γ射线污染，也不会过厚造成能量沉积，影响靶材散热性能；所述抗发泡层具有为5μm-50μm的厚度，能够快速扩散由入射带电粒子束在靶材中产生的氢，减弱氢的集中度或将氢释放到外部，有效抑制入射带电粒子束引起的起泡，从而避免或减少靶材由起泡引起的变形，延长靶材寿命；所述抗氧化层的厚度大于5nm，所述导热层具有5μm-50μm的厚度，所述靶材的使用寿命不小于200ma-h。

56、作为一种优选地，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束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束，所述射束整形体内设置第一、第二冷却管，所述靶材的散热层具有冷却进口、冷却出口和设置在所述冷却进口和冷却出口之间的曲折状的冷却通道，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，所述曲折状的冷却通道的弯曲几何为连续弯曲的平滑曲线或依次首尾相连的曲线段或直线段，所述连续弯曲的平滑曲线为弦波函数。曲折状的通道延长了流通路径，能够增加传热壁面与冷却介质的接触面积从而增加散热表面，同时形成二次流，增加搅混效应，提升传热能力和散热效果，有助于延长靶材的寿命。冷却通道采用连续弯曲的平滑曲线，如弦波函数，能进一步减少流动路径造成的流动阻力。

57、进一步地，靶材位于所述射束整形体内，所述加速器具有对带电粒子束进行加速的加速管，所述加速管沿带电粒子束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。

58、本实用新型第七方面提供了一种中子捕获治疗系统，所述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束与所述靶材作用产生中子束，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，所述靶材包括作用层、抗发泡层、散热层，所述作用层与带电粒子束作用产生所述中子束，所述抗发泡层能够抑制所述作用层在产生中子束过程中的发泡，所述作用层的厚度为49μm-189μm，与质子束能发生充分的反应，降低γ射线污染，也不会过厚造成能量沉积，影响靶材散热性能。

59、作为一种优选地，所述作用层的厚度为97μm。

60、作为一种优选地，所述靶材还包括导热层，所述导热层设置在所述作用层与所述抗发泡层之间，且所述导热层与所述散热层连接，所述导热层将所述作用层的热量传导到所述散热层。由于抗发泡层散热性能较差，不能有效将沉积在作用层的热量传导到散热层，设置导热层将沉积在作用层的热量直接快速传导到散热层，并在散热层通过冷却介质将热量排出，降低靶材的温度，防止靶材由温度过高引起的变形，延长靶材寿命。更进一步地，所述导热层的厚度为5μm-50μm，所述抗发泡层的厚度为5μm-50μm，抗发泡层能够快速扩散由入射带电粒子束在靶材中产生的氢，减弱氢的集中度或将氢释放到外部，有效抑制入射带电粒子束引起的起泡，从而避免或减少靶材由起泡引起的变形，延长靶材寿命。

61、作为一种优选地，所述作用层的材料为li或其化合物或其合金，所述带电粒子束能量为2.2mev-3mev，能够与锂靶产生较高的作用截面，同时不会产生过多的快中子，获得较好的射束品质。

62、进一步地，所述散热层、导热层的材料为cu或其化合物或其合金，所述抗发泡层的材料为ta或其化合物或其合金。

63、进一步地，所述作用层、导热层、抗发泡层以形成膜的方式依次加工到所述散热层上。

64、进一步地，所述靶材为平板状并具有垂直于板面的中心轴线，在垂直于所述中心轴线的同一径向上，所述作用层到所述中心轴线的最大距离小于所述抗发泡层到所述中心轴线的最大距离，所述抗发泡层到所述中心轴线的最大距离小于所述散热层和所述导热层到所述中心轴线的最大距离。

65、作为一种优选地，所述靶材还包括抗氧化层，所述抗氧化层将所述作用层与空气隔离并具有大于5nm的厚度，抗氧化层使得靶材可以暴露在空气中而不需要特殊存储，尤其是在进行靶材安装、更换时十分便利，抗氧化层还可以防止作用层的副产物溢出靶材，抗氧化层的材料同时考虑不易被作用层腐蚀且能够减小入射质子束的损耗及质子束导致的发热；所述抗氧化层由al2o3或聚酰亚胺制成，所述抗氧化层以形成膜的方式加工到所述作用层上或所述抗氧化层为高分子薄膜并通过膜覆盖工艺加工到所述作用层上。

66、本实用新型第八方面提供了一种用于粒子束产生装置的靶材，沿带电粒子束的入射方向依次包括抗氧化层、作用层、抗发泡层和散热层，所述作用层与带电粒子束作用产生中子束并具有49μm-189μm的厚度，与质子能发生充分的反应，降低γ射线污染，也不会过厚造成能量沉积，影响靶材散热性能；所述抗氧化层将所述作用层与空气隔离并具有大于5nm的厚度，抗氧化层使得靶材可以暴露在空气中而不需要特殊存储，尤其是在进行靶材安装、更换时十分便利，抗氧化层还可以防止作用层的副产物溢出靶材，抗氧化层的材料同时考虑不易被作用层腐蚀且能够减小入射质子束的损耗及质子束导致的发热；所述抗发泡层构造为抑制所述带电粒子束引起的起泡并具有5μm-50μm的厚度，能够快速扩散由入射带电粒子束在靶材中产生的氢，减弱氢的集中度或将氢释放到外部，有效抑制入射带电粒子束引起的起泡，从而避免或减少靶材由起泡引起的变形，延长靶材寿命。

67、作为一种优选地，所述带电粒子束的能量为2.2mev-3mev，能够与锂靶产生较高的作用截面，同时不会产生过多的快中子，获得较好的射束品质。

68、作为一种优选地，所述靶材还包括导热层，所述导热层将所述作用层的热量传导到所述散热层，所述导热层具有5μm-50μm的厚度。由于抗发泡层散热性能较差，不能有效将沉积在作用层的热量传导到散热层，设置导热层将沉积在作用层的热量直接快速传导到散热层，并在散热层通过冷却介质将热量排出，降低靶材的温度，防止靶材由温度过高引起的变形，延长靶材寿命。

69、进一步地，所述抗发泡层设置在所述散热层和所述导热层之间，且所述导热层与所述散热层连接，所述散热层或所述导热层形成有用于容纳所述抗发泡层的容纳空间。热量传导基本不通过抗发泡层，抗发泡层仅需考虑抗起泡的特性而不用考虑其热传导性。

70、进一步地，所述作用层的材料为li或其化合物或其合金，所述散热层、导热层的材料为cu或其化合物或其合金，所述抗发泡层的材料为ta或其化合物或其合金，所述抗氧化层由al2o3或聚酰亚胺制成。

71、进一步地，所述作用层、导热层、抗发泡层以形成膜的方式依次加工到所述散热层上，所述抗氧化层以形成膜的方式加工到所述作用层上或所述抗氧化层为高分子薄膜并通过膜覆盖工艺加工到所述作用层上。

72、进一步地，所述靶材为平板状并具有垂直于板面的中心轴线，在垂直于所述中心轴线的同一径向上，所述作用层到所述中心轴线的最大距离小于所述抗发泡层和所述抗氧化层到所述中心轴线的最大距离，所述抗发泡层到所述中心轴线的最大距离小于所述散热层和所述导热层到所述中心轴线的最大距离。

73、本实用新型第九方面提供了一种用于粒子束产生装置的靶材的加工设备，所述靶材包括作用层、抗发泡层、散热层，所述作用层用于产生所述粒子束，所述抗发泡层能够抑制所述作用层在产生所述粒子束过程中的起泡，所述散热层将沉积在所述靶材中的热量传递出来，所述加工设备包括真空室、排气装置、蒸发源、支架和加热装置；所述排气装置用于对所述真空室排气以形成真空环境；所述蒸发源用于将所述抗发泡层、作用层的材料在所述真空室中依次蒸发为气体；所述支架用于放置所述散热层；所述加热装置用于将所述散热层加热后，使得所述气体的材料依次沉积在所述散热层面向所述蒸发源的表面。采用该加工设备，能够精确控制靶材各层的厚度

74、作为一种优选地，所述靶材还包括用于防止所述作用层被氧化的抗氧化层，所述蒸发源将所述作用层蒸发为气体后将所述抗氧化层蒸发为气体。

75、作为一种优选地，所述靶材还包括导热层，所述导热层将所述作用层的热量传导到所述散热层，所述蒸发源将所述抗发泡层蒸发为气体后将所述导热层蒸发为气体，然后再将所述作用层蒸发为气体。由于抗发泡层散热性能较差，不能有效将沉积在作用层的热量传导到散热层，设置导热层将沉积在作用层的热量直接快速传导到散热层，并在散热层通过冷却介质将热量排出，降低靶材的温度，防止靶材由温度过高引起的变形，延长靶材寿命。

76、进一步地，所述加工设备还包括膜厚度检测装置，所述膜厚度检测装置用于检测所述作用层、抗发泡层的厚度并控制气体的沉积速度。

77、本实用新型第十方面提供了一种用于粒子束产生装置的靶材的加工方法，所述靶材包括作用层、抗发泡层、散热层和导热层，所述作用层用于产生所述粒子束，所述抗发泡层能够抑制所述作用层在产生所述粒子束过程中的起泡，所述散热层将沉积在所述靶材中的热量传递出来，所述导热层将所述作用层的热量传导到所述散热层，所述加工方法包括在所述散热层上依次以形成膜的方式加工所述抗发泡层、导热层、作用层。由于抗发泡层散热性能较差，不能有效将沉积在作用层的热量传导到散热层，设置导热层将沉积在作用层的热量直接快速传导到散热层，并在散热层通过冷却介质将热量排出，降低靶材的温度，防止靶材由温度过高引起的变形，延长靶材寿命；采用该加工方法，能够精确控制靶材各层的厚度。

78、作为一种优选地，所述靶材还包括抗氧化层，所述抗氧化层用于防止所述作用层被氧化，所述加工方法包括将薄膜状的抗氧化层覆盖到所述作用层上，或者将所述抗氧化层以形成膜的方式加工到所述作用层上。

79、作为一种优选地，所述形成膜的方式为物理气相沉积、溅镀、热焊镀或原子层沉积。

80、本实用新型第十一方面提供了一种用于中子束产生装置的靶材的加工方法，所述靶材包括抗氧化层、作用层、抗发泡层和散热层，所述作用层与带电粒子束作用产生中子束，所述抗氧化层沿所述带电粒子束的入射方向位于所述作用层的前面并防止所述作用层被氧化，所述抗发泡层沿所述带电粒子束的入射方向位于所述作用层的后面并能够抑制所述带电粒子束引起的起泡，所述散热层沿所述带电粒子束的入射方向位于所述抗发泡层的后面并将沉积在所述靶材中的热量传递出来，所述抗氧化层与所述作用层的加工方法不同。

81、作为一种优选地，所述靶材还包括导热层，所述导热层将所述作用层的热量传导到所述散热层，所述抗发泡层、导热层、作用层以形成膜的方式依次加工到所述散热层上。进一步地，在真空环境下将所述作抗发泡层、导热层、作用层的材料依次蒸发为气体沉积到所述散热层上，能够精确控制靶材各层的厚度。

82、作为一种优选地，所述抗氧化层为高分子薄膜，所述抗氧化层通过膜覆盖工艺加工到所述作用层上。且采用高分子薄膜组装方便，成本较低。

83、本实用新型所述的用于粒子束产生装置的靶材，通过设置导热层或第一散热层将沉积在作用层的热量直接快速传导到散热层或第二散热层，并在散热层或第二散热层通过冷却介质将热量排出，降低靶材的温度，防止靶材由温度过高引起的变形，延长靶材寿命。