[发明专利]同位素生产系统和回旋加速器

说明书

相关申请的交叉引用

本申请包括与以下与本申请同时提交的具有题为“ISOTOPE PRODUCTION SYSTEM AND CYCLOTRON HAVING REDUCED MAGNETIC STRAY FIELDS”的代理人卷号No.236099(553-1442US)的专利申请和具有题为“ISOTOPE PRODUCTION SYSTEM AND CYCLOTRON HAVING A MAGNET YOKE WITH A PUMP ACCEPTANCE CAVITY”的代理人卷号No.236098(553-1441US)的专利申请中公开的主题有关的主题，这两个申请整体通过引用结合在本申请中。

技术领域

本发明的实施例总体涉及回旋加速器，且更具体地涉及用于生产放射性同位素的回旋加速器。

背景技术

放射性同位素(也叫做放射性核素)在医疗、成像和研究以及与医疗无关的其它应用方面具有若干应用。生产放射性同位素的系统典型地包括粒子加速器，例如回旋加速器，其使一束带电粒子加速并将该束引入靶材以生成同位素。回旋加速器使用电场和磁场来使粒子加速并沿加速室内的螺旋状轨道引导粒子。当使用回旋加速器时，将加速室抽空以去除会与加速的粒子互相作用的不希望的气体粒子。例如，当加速的粒子是负氢离子(H_-)时，加速室内的氢气分子(H₂)或水分子可从氢离子剥离弱约束电子。当从此离子剥离该电子时，离子变成不再受加速室内的电场和磁场影响的中性粒子。该中性粒子不可恢复地被损失并且还可能导致加速室内其它不希望的反应。

为了维持加速室的抽空状态，回旋加速器使用与该腔室流体联接的真空系统。然而，常规的真空系统可能具有不理想的质量或特性。例如，常规的真空系统会是大型的并需要很大的空间。这可能是有问题的，尤其是当回旋加速器和真空系统必须在本来不是为使用大型系统而设计的病房内使用时。此外，现有的真空系统典型地具有若干互相连接的构件，例如多个泵(包括不同类型的泵)、阀、管道和夹具。为了有效地操作真空系统，可能需要监视每个构件(例如，通过传感器和仪表)并单独控制这些构件中的一些。此外，对于若干互相连接的构件，可能存在较多其中可能由于零件损坏或磨损而发生泄漏的接口或区域。这可能使得真空系统的维护费钱和费时。

除以上外，常规的真空系统可能使用扩散泵。例如，在一种已知的真空系统中，若干扩散泵与加速室流体联接。扩散泵使用工作流体(例如，油)以通过使油沸腾为蒸气并引导该蒸气通过喷射组件来产生真空。然而，扩散泵内的油可能回流到回旋加速器的加速室内。这可能降低真空系统去除气体粒子的能力，这又负面地影响回旋加速器的效率。此外，加速室内的油可导致损坏由回旋加速器用来形成电场的电气构件的放电。

因此，需要从加速室去除不希望的气体粒子的改进的真空系统。还需要与已知的真空系统相比空间要求较低、维护要求较低、复杂度较低或者较便宜的真空系统。

发明内容

根据一个实施例，提供了一种回旋加速器，其包括磁轭，该磁轭具有围绕加速室的轭体。该回旋加速器还包括磁体组件，以产生沿期望路径引导带电粒子的磁场。该磁体组件位于加速室中。磁场穿过加速室并在磁轭内传播，其中磁场的一部分作为杂散场逸出磁轭之外。该回旋加速器还包括与轭体直接联接的真空泵。该真空泵构造成将真空导入加速室。该磁轭尺寸定制为使得真空泵不会经受超过75高斯的磁场。

根据另一实施例，提供了一种回旋加速器，其包括磁轭，该磁轭具有围绕加速室的轭体。该回旋加速器还包括磁体组件，以产生沿期望路径引导带电粒子的磁场。该磁体组件位于加速室中。磁场穿过加速室并在磁轭内传播，其中磁场的一部分作为杂散场逸出磁轭之外。该回旋加速器还包括与轭体直接联接的真空泵。该真空泵构造成将真空导入加速室。该真空泵是具有用以产生真空的旋转风扇的无流体泵。

根据又一实施例，提供了一种同位素生产系统，其包括磁轭，该磁轭具有围绕加速室的轭体。该同位素生产系统还包括磁体组件，以产生沿期望路径引导带电粒子的磁场。该磁体组件位于加速室中。磁场穿过加速室并在磁轭内传播，其中磁场的一部分作为杂散场逸出磁轭之外。该同位素生产系统还包括与轭体直接联接的真空泵。该真空泵构造成将真空导入加速室。该磁轭尺寸定制为使得真空泵不会经受超过75高斯的磁场。该同位素生产系统还包括定位成接受用于生成同位素的带电粒子的靶系统。

附图说明

图1是根据一个实施例形成的同位素生产系统的框图。

图2是根据一个实施例形成的回旋加速器的侧视图。