[实用新型]一种用于中子产生的移动靶

说明书

本发明提供的是一种用于中子产生的移动靶，该移动靶包括真空腔体以及安装于该真空腔体内的移动装置和靶体，该移动装置安装于真空腔体的顶部内壁上，该靶体通过挂钩组件可拆卸式安装于移动装置上，该移动装置可控制靶体的往复运动。本发明通过采用移动装置控制靶体左右往复运动，解决了现有静止靶的流束集中导致局部热量高的问题，有效降低了单位体积靶体的热量沉积，也降低了靶体热量集中峰值，因此对质子束流要求降低。

技术领域

本发明涉及中子治疗技术领域，尤其涉及一种用于BNCT装置的中子产生移动靶。

背景技术

在癌症治疗等中，放射线治疗受到较高的评价，特别是，中子俘获疗法 (BNCT：Neutron Capture Therapy)在原理上具有细胞等级的选择性治疗的可能性而受到关注。在BNCT中，与中子具有高俘获截面的稳定同位素预先进入癌细胞中，中子与其发生核反应子产生射程较短而高LET(线状能量传递，Linear Energy Transfer)的重离子，杀死癌细胞对正常细胞影响较小，目前，作为BNCT 利用B、Gd与热中子或超热中子用于癌症治疗。

近年来，加速器将质子加速到规定能量，并照射于特定靶材来产生中子的中子产生装置由于能进入医院受到关注，基于加速器的中子产生装置设备简洁，运行成本低，是未来的发展方向。通常，作为该目的下的中子产生装置的靶材，主要为利用Li(p、n)Be反应的锂和利用Be(p、n)反应的铍，但铍本身有毒，中子产额低，需要更高的加速器能量，而由于锂的低熔点和热导率，对散热要求极高。

为解决靶材快速散热这个难度较大的问题，人们在研发过程中想出了一些解决办法，如美国专利US20100067640A1揭示的一种高能量密度锂靶，采用锥形靶体，设计功率达到了50kW，但是该专利的锥形靶体，需要采用环形束斑，需要将高斯束斑转换为环形束斑，对加速器的要求非常高，对束流损失也增加，另外，冷却介质在锥顶部分的冷却效果较差，在锥顶位置，容易形成气穴，不利于靶体的稳定运行；又如中国专利CN104429168A揭示的一种中子产生装置用的靶及其制造方法，由于其平面静止靶体，需要对需要将质子束均匀化，在一定程度上提高了加速器对质子束均匀化的要求，此外，平面靶还受限于热沉的最高峰；又如中国台湾专利TW201706008A揭示了一种旋转靶，可有效移除热量，但结构复杂，设备占用面积大。

所以，我们需要一种能将靶体内部的热量沉积分散，还能降低靶体热量的集中峰值，还要保证有效改善平面静止靶的散热局限性，因此，本发明旨在提供一种用于中子产生的移动靶。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于中子产生的移动靶，旨在解决现有技术中的铍本身有毒，并且脆，机加工性能差，以铍为靶材的中子产生靶的使用具有局限性，同时中子产额相对于锂较低，用于治疗所需的加速器能量和功率高，装置成本高的问题；也解决现有技术中的平面静止靶需要将质子束均匀化才能降低最高热流密，热量集中不易散热的问题；以及还要解决现有技术中的锥形、楔形靶体降低了单位面积上的热流密度，但对加速器的要求非常高，对束流损失也增加；另外，还要解决现有技术中的旋转靶其结构复杂，设备尺寸大，不利于与慢化器的耦合，中子利用效率不高，同时安装和运行难度较大，稳定性不高的问题。

为实现上述目的，本发明提供的一种用于中子产生的移动靶，包括真空腔体以及安装于该真空腔体内的移动装置和靶体，移动装置安装于真空腔体的顶部内壁上，靶体通过挂钩组件可拆卸式安装于移动装置上，移动装置可控制靶体的往复运动，该移动装置和靶体是竖直布置的。

进一步的优选，移动装置包括直线导轨丝杠装置和步进电机，该直线导轨丝杠装置和步进电机均设于靶体上方，直线导轨丝杠装置安装于真空腔体的顶部内壁上，直线导轨丝杠装置一端与步进电机连接，步进电机驱动丝杠的正转和反转带动靶体左右往复运动，实现分散靶体热量的沉积，适合多种质子束流。