[发明专利]一种用于BNCT加速器的中心区结构

说明书

本发明公开了一种用于BNCT加速器的中心区结构，通过将限束板组件位置进行改进，解决了上法兰盘因缺少有效导热物体而使得螺旋偏转板的上法兰盘的热量散不出去的问题；通过将上偏转板体积增大一倍，使得上偏转板能够和限束板组件连接在一起，从而将上偏转板的热量能够通过限束板组件传递出去；通过对上下法兰之间的束流通道的壁厚进行改进，增强了上偏转板的导热效果；通过在下法兰盘上开设抽真空缝隙，使得法兰盘的作用不仅仅是连接物体，还成为抽真空的通道，通过在下陶瓷绝缘垫的外围增加一个平面高于它的陶瓷绝缘罩，使得单一的陶瓷绝缘垫变成了叠加的陶瓷绝缘垫，陶瓷绝缘垫总体形状、位置、厚度被改变了，由此解决了因绝缘不好打火的问题。

技术领域

本发明属于回旋加速器技术领域，具体涉及一种用于BNCT加速器的中心区结构。

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，采用小型化BNCT癌症治疗装置更加容易进行规模化管理，同时也意味着更低的用地和建造成本，有助于BNCT治疗在更多中小医院的推广、扩大BNCT治疗装置的可用性和易用性。小型化BNCT癌症治疗装置采用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。

加速器中心区结构设计是实现小型化BNCT癌症治疗装置难点之一。加速器中心区用于接收离子源注入的束流、并将束流从垂直方向偏转为水平方向。所述中心区结构难以设计是因为加速器中心区空间很小、全部空间只有不足20厘米，并且，中心区为真空环境，真空环境不能通过对流散热，即使是一点点热量也不能散发出去，时间长久热量就会堆积。在这样狭窄的真空环境内，不仅热量散发不出去，还要将流强从300uA提升到1mA，这就是难点所在。

现有小回旋加速器流强限定在300uA、而不能再提高的原因，是因为中心区散热结构不够好，其一，作为热源的螺旋偏转板的上偏转板，其周围缺少更加有效传递热量的物体，唯一能够将它的热量散发出去的是用于支撑它的一根绝缘支柱，由于绝缘支柱直径比较细、与螺旋偏转板接触面积很少，致使螺旋偏转板的上偏转板的热量散发得很少；其二、由于螺旋偏转板上、下偏转板叠加后的直径只有4.3厘米，所以上偏转板的体积很小、上偏转板体积只是改进前的体积的一半，同样的热量由于体积小了二分之一，致使单位体积存储的热量减少了一倍；其三，螺旋偏转板的下偏转板并非直接散热而是间接散热，散热效果不很理想：下偏转板先连接铜块、再通过铜块连接下法兰，之所以不能直接地连接下法兰，是因为不能解决直接地连接下法兰的安装问题，所以不得已而求其次；其四，由于中心区螺旋形孔道热量不便于散发，如果真空度不够好，致使螺旋偏转板周围当温度升高到一定程度时打火，打火后中心区将出现短路无法偏转束流。

综上，现有技术的中心区散热结构存在的问题是：上偏转板用于热传导的面积小、上偏转板用于储存热量的体积小、下偏转板非直接散热而是间接散热、螺旋偏转板抽真空不畅导致打火。

发明内容

本发明针对现有技术提出的问题，提出一种用于BNCT加速器的中心区结构，目的在于解决现有技术中心区结构热传导面积小、储存热量的体积小、非直接散热而是间接散热、螺旋偏转板抽真空不畅的问题。

本发明为解决其技术问题提出以下技术方案：