[發(fā)明專利]一種用于放射性同位素生產(chǎn)系統(tǒng)的靶設(shè)備

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201280029863.0
• 申請日: 2012-06-13
• 公開（公告）號: CN103621189A
• 公開（公告）日: 2014-03-05
• 發(fā)明（設(shè)計）人: J.諾爾林;T.埃里克松
• 申請（專利權(quán)）人: 通用電氣公司
• 主分類號: H05H6/00
• 分類號: H05H6/00
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 肖日松;譚祐祥

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明總體上涉及一種同位素生產(chǎn)系統(tǒng)，確切地說，涉及一種同位素生產(chǎn)系統(tǒng)的靶設(shè)備，所述靶設(shè)備配置成控制靶室內(nèi)的熱能。

背景技術(shù)

放射性同位素（也稱為放射性核素）具有許多醫(yī)療、成像和研究領(lǐng)域中的應(yīng)用，以及非醫(yī)學(xué)相關(guān)的其他應(yīng)用。產(chǎn)生放射性同位素的系統(tǒng)通常包括產(chǎn)生粒子束的粒子加速器。所述粒子加速器將粒子束定向到靶室中的靶材料。在某些情況下，靶材料是液體（也稱為啟動液體（starting?liquid）），例如富集水（enriched?water）。放射性同位素通過在粒子束入射到靶室中的啟動液體上時發(fā)生的核反應(yīng)產(chǎn)生。

但是，入射粒子束還可以大幅增加啟動液體的熱能，從而將至少一部分的啟動液體轉(zhuǎn)換成蒸汽。所述蒸汽提高靶室內(nèi)的壓力。為了限制液體轉(zhuǎn)換成蒸汽，傳統(tǒng)系統(tǒng)可以將射束電流減小到預(yù)定水平和/或?qū)⒐ぷ鳉怏w（例如，氦氣）注入靶室內(nèi)，以便有效地提高所述啟動液體的沸點溫度。但是，減小射束電流還可能減少放射性同位素的產(chǎn)量。

發(fā)明內(nèi)容

根據(jù)一個實施例，本發(fā)明提供了一種放射性同位素生產(chǎn)系統(tǒng)的靶設(shè)備。所述靶設(shè)備包括生產(chǎn)室，所述生產(chǎn)室配置成容納啟動液體。所述生產(chǎn)室配置成接納粒子束，所述粒子束入射到所述啟動液體上，從而產(chǎn)生放射性同位素并且將所述啟動液體的一部分轉(zhuǎn)換成蒸汽。所述靶設(shè)備還包括冷凝室和流體通道，所述流體通道將所述生產(chǎn)室和冷凝室流體連通，并且配置成允許所述蒸汽從所述生產(chǎn)室流動到所述冷凝室。所述冷凝室配置成將蒸汽轉(zhuǎn)換成冷凝液體。

所述冷凝室和所述流體通道可以相對于彼此設(shè)置大小和形狀，以便進入所述冷凝室的蒸汽膨脹，從而減小蒸汽壓力并促進所述蒸汽轉(zhuǎn)換成冷凝液體。作為以上的替代或附加，所述冷凝室的內(nèi)表面的表面溫度可以小于所述流體通道的內(nèi)表面的表面溫度，從而促進蒸汽轉(zhuǎn)換成冷凝液體。

根據(jù)另一個實施例，提供了一種同位素生產(chǎn)系統(tǒng)，所述同位素生產(chǎn)系統(tǒng)包括：粒子加速器，所述粒子加速器配置成產(chǎn)生粒子束；以及靶設(shè)備，所述靶設(shè)備具有配置成接納粒子束的窗口。所述靶設(shè)備還包括單獨的生產(chǎn)室和冷凝室。所述生產(chǎn)室配置成容納啟動液體，并且定位成使所述粒子束入射到所述啟動液體上，從而產(chǎn)生放射性同位素并將所述啟動液體的一部分轉(zhuǎn)換成蒸汽。所述靶設(shè)備還包括流體通道，所述流體通道在所述生產(chǎn)室與冷凝室之間延伸并流體流通這兩者；并且配置成從所述生產(chǎn)室穿過所述流動通道延伸到所述冷凝室內(nèi)。所述冷凝室配置成將所述冷凝室中的蒸汽轉(zhuǎn)換成冷凝液體。

根據(jù)另一個實施例，提供了一種用于在同位素生產(chǎn)系統(tǒng)運行期間控制靶設(shè)備中的熱能的方法。所述方法包括提供靶設(shè)備，所述靶設(shè)備具有生產(chǎn)室和冷凝室以及流體通道，所述流體通道將所述生產(chǎn)室和冷凝室流體連通。所述方法還包括將粒子束定向到所述啟動液體上，從而將所述啟動液體的一部分轉(zhuǎn)換成蒸汽。所述蒸汽經(jīng)由所述流體通道延伸到所述冷凝室中，并且轉(zhuǎn)換成冷凝液體。所述冷凝室具有所述冷凝液體的液體體積并且所述生產(chǎn)室具有所述啟動液體的液體體積。隨著所述冷凝液體經(jīng)由所述流體通道返回到所述生產(chǎn)室并且蒸汽經(jīng)由所述流體通道進入所述冷凝室，所述生產(chǎn)室和所述冷凝室的液體體積逆相關(guān)（inversely?related）并波動。

附圖說明

圖1是根據(jù)一個實施例形成的同位素生產(chǎn)系統(tǒng)的方框圖，所述同位素生產(chǎn)系統(tǒng)具有靶設(shè)備。

圖2是根據(jù)一個實施例形成的靶設(shè)備的分解圖。

圖3是圖2所示靶設(shè)備的側(cè)視圖。

圖4是沿圖4中的線5-5截取的靶設(shè)備的截面圖。

圖5是圖4中所示的截面的放大圖。

圖6是根據(jù)一個實施例的方法的方框圖，所述方法為操作同位素生產(chǎn)系統(tǒng)的方法。

具體實施方式

結(jié)合附圖閱讀可以更好地理解上述概要，以及下文對特定實施例的具體說明。對于示出多個實施例的方框圖的附圖，其中的框并不必需指示硬件或結(jié)構(gòu)之間的分割。因此，例如，一個或多個框可以實施于單個硬件或多個硬件中。應(yīng)了解，多個實施例并不限于附圖中示出的裝置和工具。

在本說明書中，以單數(shù)形式或者與“一個”或“一種”結(jié)合使用的元件或步驟應(yīng)理解為不排除多個所述元件或步驟，除非對此類排除做出明確說明，例如通過說明“只有一個”元件或步驟。此外，對“一個實施例”的參考并不旨在解釋為排除存在同樣包含所述特征的額外實施例。此外，除非明確做出相反規(guī)定，否則“包括”或“具有”具有特定性質(zhì)的一個或多個元件的實施例可以包括不具有該性質(zhì)的其他此類元件。