[发明专利]同位素生成靶

说明书

背景技术

放射性钼（⁹⁹Mo）用来生成锝（^99mTc），锝是医护行业中所使用的多种放射性药剂中的一种成分。在全球所有的核医疗操作中，大约80%需要锝同位素的持续供应，仅在美国，每天进行的诊断操作就有将近50,000例。随着世界人口老龄化，此项需求会持续增长。

常规的钼的生成在高功率反应堆（例如能够生成超过十兆瓦热能的核反应堆）中进行。当前法规对于利用高浓缩铀（HEU）产生诸如钼的同位素的高功率反应堆允许有限的或受约束的使用。然而，由于对HEU扩散的担忧，日益加强的详细审查可能最终会限制或禁止此材料用于钼和其他放射性同位素的生成。

各个国家（诸如美国）可能会在未来的钼生成问题上达成妥协。当前，北美唯一的钼源位于加拿大，而且人们日益担忧，来自此钼源的持续钼供应会在不久的将来终结。尽管在欧洲存在其他钼源，但是钼的半衰期很短（2.75天），使得环球运输的解决方案无法实现。因此，对于许多国家来说，钼的本地生成是唯一可行的长期选择。

附图说明

图1所示为示例性的同位素靶。

图2所示为图1的示例性的同位素靶的截面。

图3所示为示例性的同位素生成靶。

图4所示为示例性的靶和靶芯。

图5所示为图4的示例性的靶的截面。

图6所示为显示示例性的同位素生成率的图表。

图7所示为示例性的靶组件。

图8所示为图7的示例性的靶组件的截面。

图9所示为同位素生成组件的分解图。

图10所示为图7的示例性的靶组件的另一个截面。

图11所示为含真空腔室的靶。

图12所示为示例性的格型构造。

图13所示为显示在各种靶之间的比较的图表。

图14所示为示例性的靶和多层源结构。

图15所示为同位素生成的示例性的过程。

具体实施方式

图1所示为示例性的同位素靶10。同位素靶10可用来生成诸如钼（⁹⁹Mo）的放射性同位素。同位素靶10示出为圆柱体形状，具有外径壁3和内径壁9。但是，本发明也涵盖具有其他形状的靶，包括六边形截面和其他几何形状。

外径壁3可与第一直径相关，内径壁9可与第二直径相关。第一直径大于第二直径。同位素靶10可包含中央区域15，中央区域15从同位素靶10的第一末端12延伸到同位素靶10的第二末端14。中央区域15可包含中空部分、通道、空腔、通孔、管等。

图2所示为图1的示例性的同位素靶10的截面20。同位素靶10可包含第一管2和第二管4。第二管4可嵌套于第一管2中以形成靶腔室1。第一管2可包含同位素靶10的外径壁3和内壁5。第二管4可包含同位素靶10的内径壁9和外壁7。靶腔室1可位于第一管2的内壁5与第二管4的外壁7之间。

在一个实例中，靶腔室1基本上可延伸至同位素靶10的整个长度。靶腔室1可在同位素靶10的第一末端12（图1）和第二末端14（图1）处密封。另外，包括同位素源或其他放射性和/或裂变材料，诸如铀（例如²³⁵U）的靶材料，可位于靶腔室1中。该靶材料可位于内径壁9与外径壁3之间。在一个实例中，该靶材料可散布有一个或多个空隙区域。

中央区域15可位于内径壁9内。在一个实例中，中央区域15可构造为容纳中子热化体（neutron thermalization volume）。例如，该中子热化体可包含水、重水、石墨、锆、塑料、蜡状物、石蜡、含氢材料、其他类型的中子减速剂，或其任何组合。中央区域15可以形成水道，该水道构造为允许水流动通过同位素靶10。例如，水可通过第一末端12（图1）进入中央区域15，并在第二末端14（图1）处离开中央区域15。在另一个实例中，中央区域15可包含完全封闭的腔室，该腔室构造为容纳中子热化体。

中央区域15可构造为使得由位于靶腔室1中的靶材料中产生的中子在再次进入靶材料之前由中子热化体热化。在裂变事件期间和/或同位素生成过程期间，还可使用中子热化体（例如水或一次冷却剂）从同位素靶10上除热和/或冷却同位素靶10。该靶材料可以各种不同的几何形状位于靶腔室1内。

图3所示为示例性的同位素生成靶30，其图以示例方式示出同位素靶的截面图，与图1中示出的同位素靶10相似。同位素生成靶30可包含外包层32和内包层34。靶材料31可位于外包层32与内包层34之间。靶材料31可包含裂变材料36和一个或多个空隙区域38。