[發明專利]適應于BNCT系統的復合中子靶

在審

• 申請號: 202010132209.9
• 申請日: 2020-02-29
• 公開（公告）號: CN111212510A
• 公開（公告）日: 2020-05-29
• 發明（設計）人: 孟瑞君;包尚聯
• 申請（專利權）人: 北京惠康得醫療科技研究院有限公司
• 主分類號: H05H3/06
• 分類號: H05H3/06;A61N5/10
• 代理公司: 北京市卓華知識產權代理有限公司 11299
• 代理人: 周瑞艷

本發明涉及適應于BNCT系統的復合中子靶，包括靶板，所述靶板包括依次分布的鉭靶層、鈹靶層和散熱基層，所述鉭靶層采用金屬鉭和/或鉭合金制成，位于靶板的前部，所述鈹靶層采用金屬鈹和/或鈹合金制成，位于所述鉭靶層和散熱基層之間，所述散熱基層的內部和/或所述散熱基層與所述鈹靶層之間設有冷卻劑流道，所述冷卻劑流道設有進出端口。所述散熱基層由一層散熱單層構成或者由多層散熱單層構成，至少一個散熱單層的靶體內表面開設有一條或多條連通的溝槽，所述冷卻劑流道由開設在散熱單層的靶體內表面上的所述溝槽構成。本發明主要應用于質子照射靶材產生中子的裝置，如硼中子俘獲治療癌癥系統，其中子產額高，散熱效果好。

技術領域

本發明涉及適應于BNCT系統的復合中子靶，主要應用于質子照射靶材產生中子的裝置，如硼中子俘獲治療癌癥（BNCT）系統及其他利用質子照射中子靶產生中子的設備。

背景技術

BNCT是目前為止可以預見到的癌癥最佳治療手段，其通過將具有親腫瘤組織的無毒的含硼（¹⁰B）藥物注入人體血液，待含硼藥物通過自動靶向富集在癌細胞核后，利用超熱中子束照射腫瘤部位，通過人體自身的慢化在治療區域形成熱中子，由于熱中子與¹⁰B的核反應概率很高（3840 barn），通過選擇性的熱中子¹⁰B核反應，放出射程小于癌細胞的長度、具有高線性傳能密度（LET）的放射線（例如α粒子，⁷Li重離子），單位距離上形成高密度電離能，使得DNA的雙鏈同時被打斷,其功能和重離子造成的電離密度相同，從而實現高相對生物效應（RBE）的粒子來殺滅癌細胞，治療過程基本上不損傷癌細胞周圍的正常細胞，是一種具有熱中子對¹⁰B藥物的自動選擇、高LET能量轉移和生物靶向增強的三元放射治療模式。

BNCT系統所使用的中子是由加速器將質子加速到一定能量轟擊中子靶，靶材料中的中子被剝離或轟擊出來，對于從靶中出來的中子進行收集、準直后，經過輸送用于治療癌癥病人。

在現有發明專利中，大都采用單一的靶材。由于加速器發出的質子能量是從低能端到高能端（最大30MeV）的連續分布，而任何單一靶材只有一定能量范圍下才具有較高的中子產額，因此這種單一靶材的中子靶不能有效地利用全部質子能量，影響中子產額，且造成不必要的能量消耗。當用于BNCT時，需要較長的開機和治療時間，對病人產生不利影響。

另外，現有中子靶的散熱效果差，溫升高，影響系統的正常工作和中子靶的使用壽命。

發明內容

為克服現有技術的上述缺陷，本發明提供了適應于BNCT系統的復合中子靶，以期較為有效地利用不同能量的質子，提高中子產額，并改善散熱效果。

本發明的技術方案是：適應于BNCT系統的復合中子靶，包括靶板，所述靶板包括依次分布的鉭（Ta）靶層、鈹（Be）靶層和散熱基層，其中鉭靶層在前，散熱基層在后，鈹靶層在前述兩者之間，所述鉭靶層采用金屬鉭和/或鉭合金制成，所述鈹靶層采用金屬鈹和/或鈹合金制成，所述散熱基層的內部和/或所述散熱基層與所述鈹靶層之間設有冷卻劑流道，所述冷卻劑流道設有進出端口。

使用時所述鉭靶層朝向質子源方向。

所述鉭靶層的厚度優選為1.5-2.5mm。

所述鈹靶層的厚度優選為9-11mm。

所述散熱基層的厚度優選為113-17mm。

所述冷卻劑流道的橫截面形狀為圓形、橢圓形、矩形或三角形等，根據相應溝槽加工上的方便及對阻力、強度等的影響確定，其等效圓孔（與其橫截面積相同的圓孔）直徑優選為0.1-2mm。

所述散熱基層通常采用導熱金屬材料制成，可以根據實際需要選擇導熱性能較高的金屬材料。

例如，用于制備所述散熱基層的導熱金屬材料優選為銅、銅合金、鋁和鋁合金中的任意一種或多種，也可以采用其他導熱金屬。