[发明专利]具有振动装置的靶组件同位素产生系统和靶组件

说明书

用于同位素产生系统的靶组件。所述靶组件包括靶体，所述靶体具有产生腔室和与所述产生腔室相邻的束腔。所述产生腔室被配置成盛放液态靶。所述束腔向所述靶体的外部开放且被配置成接收入射于所述产生腔室上的粒子束。所述靶组件还包括固定到所述靶体的振动装置。所述振动装置被配置成产生在所述产生腔室内经历的振动。

技术领域

本文公开的主题大体上涉及同位素产生系统，且更确切地说，涉及具有利用粒子束照射的液态靶的同位素产生系统。

背景技术

放射性同位素（也称作放射性核素）在药物治疗、成像和研究以及无关医疗的其它应用中有着若干应用。产生放射性同位素的系统通常包括例如回旋加速器的粒子加速器，其加速带电粒子（例如，H-离子）束且将所述束引导到靶材料中以产生同位素。回旋加速器包括将粒子提供到加速腔室的中心区域的粒子源。回旋加速器使用电场和磁场来沿着加速腔室内的预定轨道加速和导引粒子。磁场由电磁体和包围加速腔室的磁轭提供。电场由位于加速腔室内的一对射频（RF）电极（或D型盒（dee））产生。RF电极电连接到RF发电机，RF发电机给RF电极通电以提供电场。电场和磁场使粒子呈现具有增大的半径的螺旋状轨道。当粒子到达轨道的外部部分时，粒子可形成粒子束，所述粒子束被引向用于产生同位素的靶材料。

靶材料（也称为起始材料）通常容纳于定位在粒子束的路径内的靶组件的腔室内。在一些系统中，靶材料是液体（下文称为液态靶）。腔室可由靶体内的凹槽和覆盖所述凹槽的箔界定。粒子束入射于箔和腔室内的液态靶上。粒子束在相对小体积的液态靶（例如，1到3毫升）内沉积相对大量的功率（例如，1到2千瓦）。腔室内所产生的热能驱使液态靶进入沸腾状态。因此，沿着箔的表面的液态靶内或从液态靶体积内产生气泡。

气泡可导致一些不合需要的影响。举例来说，产生腔室通常分成液体区域和定位于液体区域上方的气体或蒸汽区域。液态区域内所产生的气泡最终上升到气体区域。当液体区域内存在较大比例的气泡时，气泡可准许粒子束完全行进通过液体区域而不产生所要的变成液态靶同位素的变化。由此，气泡可减小放射性同位素产生效率。此外，液体区域内较大比例的气泡可减小液态靶从箔吸收热能的能力。可能有必要较频繁地更换或修整靶组件。

减小气泡形成的常规方法包括通过使液体或气体流动通过接近于产生腔室的通道来冷却所述产生腔室。还可通过使用例如氦或氩的惰性气体对产生腔室加压来减少气泡形成。然而，此类方法可能仅具有有限的效力。

发明内容

在实施例中，提供一种用于同位素产生系统的靶组件。所述靶组件包括靶体，所述靶体具有产生腔室和与所述产生腔室相邻的束腔。所述产生腔室被配置成盛放液态靶。所述束腔向所述靶体的外部开放且被配置成接收入射于所述产生腔室上的粒子束。所述靶组件还包括固定到所述靶体的振动装置。所述振动装置被配置成产生在所述产生腔室内经历的振动。

在一些实施例中，所述振动装置可包括例如（a）压电致动器或（b）电动机中的至少一个。视需要，所述靶体包括在相对于彼此固定的位置固定到彼此的第一和第二主体区段。所述产生腔室由所述第一主体区段或所述第二主体区段中的至少一个界定。所述振动装置固定到所述第一主体区段或所述第二主体区段中的至少一个。

在实施例中，提供一种同位素产生系统。所述同位素产生系统包括：粒子加速器，其被配置成产生粒子束；以及靶组件，其包括靶体，所述靶体具有产生腔室和与所述产生腔室相邻的束腔。所述产生腔室被配置成盛放液态靶。所述束腔经定位以接收来自所述粒子加速器的粒子束，使得所述粒子束入射于所述产生腔室上。所述靶组件包括固定到所述靶体的振动装置。所述同位素产生系统还包括控制系统，所述控制系统可操作地连接到所述粒子加速器和所述靶组件。所述控制系统被配置成在启动粒子束时启动所述振动装置。所述振动装置被配置成产生在所述产生腔室内经历的振动。

视需要，所述控制系统被配置成响应于对粒子束已获得阈值射束电流的确认而启动所述振动装置。视需要，所述振动装置被配置成在一定工作频率范围内操作。所述控制系统可被配置成基于粒子束的射束电流来选择振动装置的工作频率。