[发明专利]用于近距离放射治疗的加速器驱动的中子激活器

权利要求书

1.一种用于材料的中子激活的中子激活器，所述中子激活器被配置为通过与沿着射束轴线发射的质子束(7)的相互作用制备中子，该质子束(7)具有16MeV至100MeV的能量，和最高为1mA的射束强度，中子激活器包括：

-中子源，其包括金属靶(1)，所述金属靶(1)具有纵向轴，该纵向轴旨在平行于射束轴线布置，和

-铍第一反射器-减速器(4)，其位于中子源的外围并包含中子激活区(10)，所述中子激活区(10)配置为容纳中子源和待激活的材料，铍第一反射器-减速器(4)的中子激活区(10)包含完全在铍第一反射器-减速器中机加工出的孔，所述孔沿孔轴线延伸并配置为容纳中子源，使得孔轴线和纵向轴同轴；

其特征在于，所述铍第一反射器-减速器(4)的中子激活区(10)还包含至少一个激活通道(5)，所述激活通道(5)完全在铍第一反射器-减速器中机加工出并且在孔附近沿着平行于孔轴线的通道轴线延伸，所述激活通道(5)配置为装载待激活的材料。

2.根据权利要求1所述的中子激活器，其中所述中子激活区(10)包含围绕孔分布的多个激活通道(5)。

3.根据权利要求1所述的中子激活器，其中所述中子激活区(10)包含围绕孔均匀分布的多个激活通道(5)。

4.根据权利要求1所述的中子激活器，其中金属靶(1)具有中空的锥形，所述锥形的纵向轴与质子束对齐，并且还包含与靶(1)的外表面直接接触的冷却区，其在中子产生过程中用于接收冷却靶(1)的流体流。

5.根据权利要求4所述的中子激活器，其中优化中空的锥形靶(1)的开口和它的侧壁厚度，使得

(i)从质子束(7)接收的部分质子具有足够的能量，以释放对应于金属靶(1)外的布拉格峰的一部分热能，

(ii)与从质子束(7)接收的所有质子在靶(1)内释放它们热能的靶内功率密度相比，靶内功率密度降低到至少50％，并且

(iii)靶内产生的中子数量等于具有从质子束(7)接收的所有质子在靶(1)内释放它们热能的厚度的靶(1)内产生的中子数量的至少70％。

6.根据权利要求4所述的中子激活器，其中优化中空的锥形靶(1)的开口和它的侧壁厚度，使得

(i)从质子束(7)中接收的质子在金属靶(1)内失去其所有能量，并且

(ii)由靶(1)内的温度梯度产生的应力保持在金属靶(1)的弹性极限内，同时仍保持冷却液温度低于沸点。

7.根据权利要求4所述的中子激活器，其还包含容纳在铍第一反射器-减速器(4)中的：

-入口通道(8)，其将冷却流体输送至导流器(2)，

-导流器(2)，其限定冷却区，用于沿着靶(1)的外表面引导作为从入口通道(8)至出口通道(9)的流的冷却流体，

-出口通道(9)，其用于从导流器(2)中除去冷却流体。

8.根据权利要求7所述的中子激活器，其中导流器(2)至少部分是锥形的，使得所述锥形导流器覆盖锥形靶(1)的外表面，从而限定围绕锥形靶(1)的外表面的冷却区。

9.根据权利要求4所述的中子激活器，其中锥形靶(1)的开口为20°至45°。

10.根据权利要求1所述的中子激活器，其中金属靶(1)由铍或钽制成。

11.根据权利要求1所述的中子激活器，其中所述铍第一反射器-减速器(4)是沿孔轴线的圆柱形。

12.根据权利要求1所述的中子激活器，其整体尺寸不超过1米边长的立方体的体积。

13.根据权利要求12所述的中子激活器，其整体尺寸不超过0.75米边长的立方体的体积。