[發(fā)明專利]用于中子線產生裝置的靶材及中子捕獲治療系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710384408.7
• 申請日: 2017-05-26
• 公開（公告）號: CN108926782A
• 公開（公告）日: 2018-12-04
• 發(fā)明（設計）人: 劉淵豪
• 申請（專利權）人: 南京中硼聯(lián)康醫(yī)療科技有限公司
• 主分類號: A61N5/10
• 分類號: A61N5/10;H05H6/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明提供一種用于中子線產生裝置的靶材及中子捕獲治療系統(tǒng)，能提升靶材的散熱性能，減少起泡，增加靶材壽命。本發(fā)明的中子捕獲治療系統(tǒng)，包括中子產生裝置和射束整形體，中子產生裝置包括加速器和靶材，加速器加速產生的帶電粒子線與靶材作用產生中子線，靶材包括作用層和基座層，作用層與帶電粒子線作用產生中子線，基座層既能抑制由入射粒子線引起的發(fā)泡又能支撐所述作用層，所述基座層的材料為Ta?W合金。

技術領域

本發(fā)明一方面涉及一種用于輻射線照射系統(tǒng)的靶材，尤其涉及一種用于中子線產生裝置的靶材；本發(fā)明另一方面涉及一種輻射線照射系統(tǒng)，尤其涉及一種中子捕獲治療系統(tǒng)。

背景技術

隨著原子科學的發(fā)展，例如鈷六十、直線加速器、電子射束等放射線治療已成為癌癥治療的主要手段之一。然而傳統(tǒng)光子或電子治療受到放射線本身物理條件的限制，在殺死腫瘤細胞的同時，也會對射束途徑上大量的正常組織造成傷害；另外由于腫瘤細胞對放射線敏感程度的不同，傳統(tǒng)放射治療對于較具抗輻射性的惡性腫瘤(如：多行性膠質母細胞瘤(glioblastoma multiforme)、黑色素細胞瘤(melanoma))的治療成效往往不佳。

為了減少腫瘤周邊正常組織的輻射傷害，化學治療(chemotherapy)中的標靶治療概念便被應用于放射線治療中；而針對高抗輻射性的腫瘤細胞，目前也積極發(fā)展具有高相對生物效應(relative biological effectiveness,RBE)的輻射源，如質子治療、重粒子治療、中子捕獲治療等。其中，中子捕獲治療便是結合上述兩種概念，如硼中子捕獲治療，借由含硼藥物在腫瘤細胞的特異性集聚，配合精準的中子射束調控，提供比傳統(tǒng)放射線更好的癌癥治療選擇。

在加速器硼中子捕獲治療中，加速器硼中子捕獲治療通過加速器將質子束加速，質子束加速至足以克服靶材原子核庫倫斥力的能量，與靶材發(fā)生核反應以產生中子，因此在產生中子的過程中靶材會受到非常高能量等級的加速質子束的照射，靶材的溫度會大幅上升，同時靶材的金屬部分容易起泡，從而影響靶材的使用壽命。

因此，有必要提出一種新的技術方案以解決上述問題。

發(fā)明內容

為了解決上述問題，本發(fā)明一方面提供了一種用于中子線產生裝置的靶材，所述靶材包括作用層和基座層，所述作用層能夠與入射粒子線作用產生所述中子線，所述基座層既能抑制由入射粒子線引起的發(fā)泡又能支撐所述作用層，所述基座層的材料為Ta-W合金。在保持Ta防止起泡性能的同時能明顯地改善純鉭強度低、熱傳導性差的劣勢，使得作用層發(fā)生核反應產生的熱量能由基座層及時傳導出去。

作為一種優(yōu)選地，所述入射粒子線為質子線；所述作用層的材料為Li或其合金，所述作用層與所述質子線發(fā)生⁷Li(p,n)⁷Be核反應來產生中子；或所述作用層的材料為Be或其合金，所述作用層與所述質子線發(fā)生⁹Be(p,n)⁹B核反應來產生中子。

作為一種優(yōu)選地，所述Ta-W合金中W的質量百分比為2.5％-20％，以保證基座層抑制發(fā)泡的特性，同時基座層具有更高的強度和熱傳導性，進一步延長靶材使用壽命。

作為一種優(yōu)選地，所述質子線的能量為1.881MeV-10MeV，所述基座層的厚度至少為50μm，以充分吸收多余的質子。

作為一種優(yōu)選地，所述靶材還包括抗氧化層，用于防止作用層氧化，所述抗氧化層的材料包括Al、Ti、Be及其合金或者不銹鋼中的至少一種，不易被作用層腐蝕且能夠減小入射質子束的損耗及質子束導致的發(fā)熱；所述作用層與基座層通過澆注、蒸鍍或濺射工藝連接，所述抗氧化層通過HIP處理將基座層封閉形成一個容腔和/或將作用層包圍。

作為一種優(yōu)選地，所述作用層和基座層之間設置附著層，附著層的材料包括Cu、Al、Mg或Zn中的至少一種，提高基座層與作用層的附著性。