[發(fā)明專利]一種氣體冷卻加速器生產(chǎn)放射性同位素的靶室裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010224009.6
• 申請(qǐng)日: 2020-03-26
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111683450B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-10-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張宇皓;姜沖
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西安邁斯拓?fù)淇萍加邢薰?/a>
• 主分類號(hào): H05H6/00
• 分類號(hào): H05H6/00
• 代理公司: 西安智邦專利商標(biāo)代理有限公司 61211
• 代理人: 汪海艷

本發(fā)明涉及一種加速器生產(chǎn)放射性同位素的靶室裝置，尤其涉及一種氣體冷卻加速器生產(chǎn)放射性同位素的靶室裝置。解決在利用電子加速器的光核反應(yīng)生產(chǎn)放射性同位素時(shí)，樣品靶冷卻過(guò)程中存在的冷卻效率低、樣品靶氧化，侵蝕以及可能爆炸的問(wèn)題，主要包括殼體、氣路裝配體、真空管道及靶片裝配體；氣路裝配體位于殼體內(nèi)部，靶片裝配體位于氣路裝配體的腔體內(nèi)部；真空管道的一端穿入殼體，另一端與電子加速器真空管道相連通；真空管道內(nèi)的電子束以垂直于靶片的方向轟擊靶片組合體，氣路裝配體內(nèi)的冷卻氣體對(duì)靶片組合體進(jìn)行冷卻。本發(fā)明針對(duì)樣品靶具有較高的冷卻效率，且不會(huì)氧化樣品靶。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種加速器生產(chǎn)放射性同位素的靶室裝置，尤其涉及一種氣體冷卻加速器生產(chǎn)放射性同位素的靶室裝置。

背景技術(shù)

利用電子加速器的光核反應(yīng)生產(chǎn)放射性同位素時(shí)，電子束先通過(guò)轉(zhuǎn)換靶轉(zhuǎn)換為韌致輻射X射線，X射線再與樣品靶元素(如¹⁰⁰Mo)發(fā)生光核反應(yīng)生成放射性同位素(如⁹⁹Mo)。在這兩個(gè)物理反應(yīng)過(guò)程中，來(lái)自加速器的電子束將電子功率的絕大部分能量作為熱量形式沉積到轉(zhuǎn)換靶和樣品靶中，從而使轉(zhuǎn)換靶和樣品靶溫度很快升高到數(shù)百度，甚至更高，這樣就可能破壞樣品靶及其周?chē)骷男阅芎徒Y(jié)構(gòu)。樣品靶的尺寸、結(jié)構(gòu)以及通過(guò)該方法生產(chǎn)的放射性同位素(如⁹⁹Mo)的產(chǎn)額及比活度等都會(huì)受到樣品靶的熱性能的限制和影響。因此對(duì)樣品靶室裝置設(shè)計(jì)和冷卻就變得尤為重要。對(duì)樣品靶的冷卻一般是用冷卻劑(如水、油或氣體)降低樣品靶溫度。一般采用空氣作為冷卻劑，其會(huì)與容器和冷卻對(duì)象發(fā)生氧化反應(yīng)，造成容器和冷卻對(duì)象的腐蝕，且冷卻效果不佳。水(一般選去離子水或蒸餾水)是最方便和經(jīng)濟(jì)的冷卻劑。為了提高冷卻效率，通常增加冷卻劑與樣品靶的接觸面積。在用電子加速器光核反應(yīng)等方法生產(chǎn)放射性同位素時(shí)，為了提高冷卻效率，樣品靶是由幾個(gè)甚至幾十個(gè)具有一定厚度的薄盤(pán)或薄片狀的靶體疊堆而成的靶片組合體，且靶片組合體中相鄰的兩個(gè)薄片之間具有一定空隙，讓去離子水通過(guò)其間空隙可大大提高靶的冷卻效率。但這種水冷卻方式也存在嚴(yán)重不足，由于冷卻劑水在很高輻射水平的照射下可發(fā)生輻射裂解而形成的強(qiáng)的自由基和過(guò)氧化物，因此產(chǎn)生的氧化作用，使樣品靶表面被氧化產(chǎn)生黑色殘留物等，破壞和影響樣品靶性能。而且在冷卻水中也檢測(cè)到了被生產(chǎn)的核素(如⁹⁹Mo)，樣品靶不僅被氧化，而且被冷卻水侵蝕。同時(shí)高水平輻射對(duì)水的裂解可能產(chǎn)生一些氫氣，氫氣和氧氣混合達(dá)到一定的比例，容易引起爆炸問(wèn)題，破環(huán)靶系統(tǒng)，甚至更嚴(yán)重會(huì)破壞加速器的真空系統(tǒng)，后果很?chē)?yán)重。濃縮¹⁰⁰Mo的昂貴費(fèi)用強(qiáng)烈地要求在生產(chǎn)⁹⁹Mo過(guò)程中不侵蝕、破壞樣品靶，而且也要消除可能爆炸的風(fēng)險(xiǎn)。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決在利用電子加速器的光核反應(yīng)生產(chǎn)放射性同位素時(shí)，樣品靶冷卻過(guò)程中存在的冷卻效率低、樣品靶氧化，侵蝕以及可能爆炸的問(wèn)題，本發(fā)明提供一種利用氣體冷卻加速器生產(chǎn)放射性同位素的靶室裝置，該裝置將稀有惰性氣體，如氦氣作為冷卻劑，既保證了在冷卻過(guò)程中樣品靶的穩(wěn)定性又大大提高了靶的冷卻效率。

本發(fā)明的技術(shù)解決方案是提供一種利用氣體冷卻加速器生產(chǎn)放射性同位素的靶室裝置，其特殊之處在于：主要包括殼體、氣路裝配體、真空管道及靶片裝配體；

所述氣路裝配體包括腔體、盲板及分別與腔體左右兩側(cè)壁密封相連通的進(jìn)氣管道與出氣管道；所述腔體位于殼體內(nèi)部，腔體的上端開(kāi)口，且開(kāi)口端伸出殼體固定在殼體上；所述盲板以可拆卸的方式密封固定在腔體開(kāi)口端；所述進(jìn)氣管道與出氣管道伸出殼體與外部氦氣冷環(huán)路系統(tǒng)相連；

所述靶片裝配體位于氣路裝配體的腔體內(nèi)部，且其一端與盲板固連，另一端用于固定靶片組合體，所述靶片組合體中的單個(gè)靶片與進(jìn)氣管道及出氣管道的中心軸線平行，確保氣體管道中的冷卻氣體吹入靶片組合體的各個(gè)間隙；

所述真空管道的一端穿入殼體，另一端與電子加速器真空管道相連通；所述真空管道的中心軸線與進(jìn)氣管道及出氣管道的中心軸線垂直，真空管道內(nèi)的電子束以垂直于靶片的方向轟擊靶片組合體。