[實用新型]一種超導回旋加速器液氦容器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201720905574.2
• 申請日: 2017-07-25
• 公開（公告）號: CN207099419U
• 公開（公告）日: 2018-03-13
• 發(fā)明（設計）人: 尹蒙;王川;張素平
• 申請（專利權）人: 中國原子能科學研究院
• 主分類號: H05H7/00
• 分類號: H05H7/00;H05H13/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型屬于超導回旋加速器領域，特別涉及一種超導回旋加速器液氦容器。

背景技術

回旋加速器是一種粒子加速器，其利用磁場和電場的共同作用，使帶電粒子作回旋運動，并以高頻電場對回旋運動的帶電粒子進行反復加速的裝置。其中，超導回旋加速器是目前醫(yī)用質子治療加速器的核心設備。

醫(yī)用質子治療加速器是當今世界最尖端的放射治療設備，其能夠利用微觀的質子、重離子射線治療腫瘤，療效顯著，具有良好的發(fā)展前景和巨大的商業(yè)價值，目前僅有個別發(fā)達國家掌握并應用該技術；而我國正處于研制階段，尚無成熟技術可供采用。然而出于商業(yè)利益等方面考慮，有關醫(yī)用質子治療加速器的許多關鍵技術至今未被公開，使得我國的研制工作需要對有關關鍵技術進行逐一突破才能得以完成，而超導回旋加速器用液氦容器便是其中之一。

超導回旋加速器的磁場主要由超導線圈提供，超導線圈進入超導態(tài)需要一定的低溫條件，若不滿足超導線圈的低溫條件，超導線圈將發(fā)生失超，影響超導回旋加速器的使用，嚴重時甚至會發(fā)生超導線圈燒毀事故。

為解決這一問題，通?？梢钥紤]采用液氦來形成這種低溫條件，這就要求設計一種液氦容器以容納液氦。但是，在沒有現有技術可以利用、參考的情況下，液氦容器采用何種設計結構才能保證超導線圈的冷卻效果，并且還要能夠與超導回旋加速器的其它結構良好兼容，這成為醫(yī)用質子治療加速器研制過程中必須解決的問題。

實用新型內容

為解決我國醫(yī)用質子治療加速器研制中沒有成熟的液氦容器可以利用、參考的問題，本實用新型提供了一種超導回旋加速器液氦容器。

該液氦容器采用圓環(huán)結構，包括均貫通于所述圓環(huán)結構環(huán)向內部的第一環(huán)形液氦通道和第二環(huán)形液氦通道，所述第一環(huán)形液氦通道和第二環(huán)形液氦通道之間采用孔道連通，所述第一環(huán)形液氦通道上設有開口。

所述第一環(huán)形液氦通道和第二環(huán)形液氦通道均采用分體式設計為優(yōu)選，以便利超導線圈的置入，且分體式結構各部分之間密封連接。

所述分體式設計為環(huán)形槽與環(huán)形帶的分體式組合為優(yōu)選，且環(huán)形槽與環(huán)形帶之間密封連接。

所述環(huán)形槽的槽口方向朝向所述圓環(huán)結構外部為優(yōu)選。

所述環(huán)形槽與環(huán)形帶之間的密封連接優(yōu)選為焊接。

所述液氦容器的材質優(yōu)選為不銹鋼。

所述第一環(huán)形液氦通道和第二環(huán)形液氦通道之間的非中空部分還留有所述圓環(huán)結構徑向上的徑向通道為優(yōu)選，以便于有關加速器結構的穿過。

本實用新型的液氦容器在圓環(huán)結構的基礎上，采用了兩個環(huán)形液氦通道的設計，通過第一環(huán)形液氦通道上設置的開口引入液氦，將超導線圈浸泡在液氦中，實現了液氦冷卻的功能，冷卻效果好。與此同時，兩個環(huán)形液氦通道內部還具有容納超導線圈的功能，使得本實用新型液氦容器兼具超導線圈骨架的作用。由于本實用新型的液氦容器兼具上述兩種功能，因此其具有結構緊湊，體積小等優(yōu)點。另外，第一環(huán)形液氦通道上設置的開口還是超導線圈和溫度傳感器引出線的通道。

綜上所述，本實用新型成功設計了一種超導回旋加速器液氦容器，其能夠有效解決超導線圈的冷卻問題。該液氦容器實際上兼具液氦容器和超導線圈骨架兩種功能，具有結構緊湊，體積小，可靠性高，應用方便等優(yōu)點，為我國醫(yī)用質子治療加速器的成功研制奠定了基礎。

附圖說明

圖1本實用新型的超導回旋加速器用液氦容器示意圖。

圖2本實用新型的超導回旋加速器用液氦容器圓環(huán)結構截面圖(開口處)。

附圖標記：1.第一環(huán)形液氦通道，2.第二環(huán)形液氦通道，3.孔道，4.開口，5.徑向通道。

具體實施方式

下面結合附圖對本實用新型的實施方式做進一步的說明。

實施例

如附圖1-2所示，本實用新型的超導回旋加速器用液氦容器為圓環(huán)結構，可采用不銹鋼材質，其第一環(huán)形液氦通道1和第二環(huán)形液氦通道2內部各容納一組超導線圈。第一環(huán)形液氦通道1上的開口4用于向液氦容器內部引入液氦，第一環(huán)形液氦通道1和第二環(huán)形液氦通道2之間采用孔道3連通，以便液氦由第一環(huán)形液氦通道1進入第二環(huán)形液氦通道2，共同形成4.2K低溫壓力容器，確保超導線圈的工作溫度；該開口4同時作為超導線圈和溫度傳感器引出線通道。

將上述液氦容器應用于某超導回旋加速器的研制過程中。具體應用前，首先對其進行真空檢漏，要求漏率低于1×10^-10PaL/s，以便滿足真空要求。通過超導回旋加速器的實際運行考驗，證明該液氦容器能夠有效解決超導線圈的冷卻問題，具有方便可靠的優(yōu)點。