[發(fā)明專利]應(yīng)用于BNCT靶體更換的遙控維護(hù)系統(tǒng)及其維護(hù)工藝

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010427394.4
• 申請日: 2020-05-19
• 公開（公告）號: CN112230607A
• 公開（公告）日: 2021-01-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 趙崇光;張銳強(qiáng);童劍飛;梁天驕
• 申請（專利權(quán)）人: 散裂中子源科學(xué)中心;中國科學(xué)院高能物理研究所
• 主分類號: G05B19/418
• 分類號: G05B19/418
• 代理公司: 廣東眾達(dá)律師事務(wù)所 44431
• 代理人: 王睿

本發(fā)明涉及遙控維護(hù)技術(shù)領(lǐng)域，尤指一種在輻射環(huán)境中通過遠(yuǎn)程遙控實現(xiàn)靶體插件更換維護(hù)的應(yīng)用于BNCT靶體更換的遙控維護(hù)系統(tǒng)及其維護(hù)工藝；所述的遙控維護(hù)系統(tǒng)整體服役于密閉空間內(nèi)，包括遙操作系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)、靶體結(jié)構(gòu)和靶體存儲結(jié)構(gòu)，所述的靶體存儲結(jié)構(gòu)，主要包括屏蔽容器與載重運(yùn)輸系統(tǒng)，安裝在靶體拖車側(cè)，與遙操作機(jī)器人共用安裝基座；載重運(yùn)輸系統(tǒng)的電機(jī)、遙操作機(jī)器人及其工具通過密閉空間的預(yù)留孔道內(nèi)穿電纜，與密閉空間外的控制面板相連；本發(fā)明的各系統(tǒng)的工作單獨運(yùn)行，系統(tǒng)與工具的工作相互獨立、互不干擾，但相輔相成，互相配合，共同協(xié)作構(gòu)成穩(wěn)定可靠安全的BNCT靶體更換的遙控維護(hù)工藝。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及遙控維護(hù)技術(shù)領(lǐng)域，尤指一種在輻射環(huán)境中通過遠(yuǎn)程遙控實現(xiàn)靶體插件更換維護(hù)的應(yīng)用于BNCT靶體更換的遙控維護(hù)系統(tǒng)及其維護(hù)工藝。

背景技術(shù)

隨著核技術(shù)的發(fā)展與核科學(xué)的普及，中子源的很多種用途被挖掘，包括藥物治療、同位素生產(chǎn)、爆炸性/核裂變材料檢測、貴金屬礦石分析、成像等，例如硼中子俘獲治療（Boron-Neutron Capture Therapy (BNCT)），該技術(shù)是將一種特制的含硼特殊化合物預(yù)先注射到腫瘤病人體內(nèi)，這種化合物與癌細(xì)胞有很強(qiáng)的親和力，進(jìn)入人體后，迅速聚集于癌細(xì)胞內(nèi)，而其他組織內(nèi)分布很少；然后BNCT的超熱中子射線照射病人腫瘤，這種射線安全穿透人體的正常組織，與進(jìn)入癌細(xì)胞里的硼發(fā)生很強(qiáng)的核反應(yīng)。這種核反應(yīng)會釋放出很強(qiáng)的α射線，這種射線的射程很短，只有一個癌細(xì)胞的長度，能從內(nèi)部破壞癌細(xì)胞，最大限度減小對周圍正常細(xì)胞的影響，從而達(dá)到治療癌癥的效果。

在BNCT裝置中，產(chǎn)生中子的部件稱為靶體，靶體插件是BNCT的核心部件，也是中子束的源頭， BNCT治療室的作用是讓經(jīng)過加速器加速的高能質(zhì)子束流轟擊重金屬靶并通過散裂效應(yīng)產(chǎn)生高能中子，其工作環(huán)境為獨立、具有放射性特征的環(huán)境，由于輻照損傷等影響，靶體需要頻繁更換，由于BNCT治療室內(nèi)換靶期間的輻射強(qiáng)度大，所以很多靶體相關(guān)遙控維護(hù)工藝的研究都是以靶體插件為維護(hù)重點而展開。

在靶體系統(tǒng)工作進(jìn)行時，靶體插件長期受質(zhì)子轟擊，其活化程度較高，因此對靶體插件的維護(hù)需要在遙操作環(huán)境下進(jìn)行，但遙操作環(huán)境屬于強(qiáng)輻照環(huán)境，一方面，輻射對電子電路的損傷最為嚴(yán)重，失效的控制電路或者傳感器將無法實現(xiàn)可靠的維護(hù)效果，因此需要一個耐輻照的遙控維護(hù)系統(tǒng)以達(dá)到長期有效維護(hù)的目標(biāo)，另一方面，為避免操作員遭受輻射傷害，遙操作環(huán)境必須為完全封閉的密閉空間，由此使得在治療室內(nèi)對靶體的維護(hù)需要依靠可靠的遠(yuǎn)程遙控而進(jìn)行，但對密閉環(huán)境內(nèi)的零部件進(jìn)行遠(yuǎn)程遙控維護(hù)的操作具有一定難度，其難度體現(xiàn)在需要同時兼顧監(jiān)測與操作，還需對工作過程中發(fā)生的參數(shù)改變進(jìn)行實時觀測并作出處理。

為解決密閉空間內(nèi)遙控維護(hù)難度較大的問題，人們在研發(fā)過程中想出了一些解決辦法，如專利號為ZL 2014 1 0582912.4的一種靶體插件更換的遙控維護(hù)系統(tǒng)及其維護(hù)工藝公開文獻(xiàn)，該文獻(xiàn)中的發(fā)明創(chuàng)造公開了CSNS靶體的遙控維護(hù)工藝，該發(fā)明創(chuàng)造實現(xiàn)了靶體維護(hù)的遠(yuǎn)程操控可行性；又如專利號為ZL 2014 1 0626273.7的一種更換靶體插件的遙控定位與翻轉(zhuǎn)系統(tǒng)的公開文獻(xiàn)，該文獻(xiàn)中的發(fā)明創(chuàng)造公開了遙操作靶體翻轉(zhuǎn)臺架等設(shè)計，實現(xiàn)靶體維護(hù)的遠(yuǎn)程操控進(jìn)入屏蔽桶；在結(jié)合上述發(fā)明創(chuàng)造的基礎(chǔ)上，可為靶體維護(hù)創(chuàng)造了可靠實用的維護(hù)系統(tǒng)，也對維護(hù)工作帶來較大方便，但是，在強(qiáng)輻照的密閉空間內(nèi)由于遙控操作靈活性不強(qiáng)，使得相關(guān)的細(xì)節(jié)工作得不到有力的維護(hù)支持，如系統(tǒng)中若僅依靠一個機(jī)械手是無法完成所有部件維護(hù)的，尤其對于靶體插件更換的維護(hù)，若無完善的操作系統(tǒng)與完整的操作工藝相配合便無法解決關(guān)鍵問題，因此我們需要一種各部件可相對獨立工作且具有完善的操作工藝配合，使得BNCT靶體插件更換的遙控維護(hù)更具可操作性和可靠性。

發(fā)明內(nèi)容

針對目前在輻射環(huán)境下更換靶體插件存在的各種問題，本發(fā)明旨在提供一種遙控維護(hù)技術(shù)，尤指一種應(yīng)用于BNCT靶體更換的遙控維護(hù)系統(tǒng)及其維護(hù)工藝。