[发明专利]具有格栅区段的靶组件和同位素产生系统

说明书

一种靶组件包括具有产生室和射束通道的靶体。所述靶体包括布置在所述射束通道中的第一格栅区段和第二格栅区段。所述第一格栅区段和所述第二格栅区段中的每一者都具有前侧和后侧。所述第一格栅区段的所述后侧与所述第二格栅区段的所述前侧通过其间的接口彼此邻接。所述第二格栅区段的所述后侧面向所述产生室。所述靶组件还包括定位在所述第一格栅区段与所述第二格栅区段之间的箔。所述第一格栅区段和第二格栅区段中的每一者都具有限定通过所述第一格栅区段和所述第二格栅区段的格栅通道的内壁。所述粒子束被配置成朝向所述产生室穿过所述格栅通道。所述第一格栅区段和所述第二格栅区段的内壁与所述箔的相反两侧相接合。

背景技术

本文公开的主题总体上涉及同位素产生系统，并且更具体地涉及具有用粒子束辐射的靶材料的同位素产生系统。

放射性同位素(也被称为放射性核素)在医学治疗、成像和研究以及其他非医学相关的应用中具有若干应用。产生放射性同位素的系统通常包括粒子加速器，比如回旋加速器，所述回旋加速器加速带电粒子束(例如，H-离子)并将所述带电粒子束引导到靶材料中以生成同位素。回旋加速器是一种复杂的系统，其使用电场和磁场沿加速室内的预定轨道来加速和导向带电粒子。当所述粒子到达轨道的外部时，带电粒子形成粒子束，所述粒子束被引导朝向靶组件，所述靶组件固持用于同位素产生的靶材料。

通常是液体、气体或固体的靶材料包含在靶组件的腔室内。靶组件形成射束通道，所述射束通道接收粒子束并允许粒子束入射在腔室中的靶材料上。为了将靶材料包含在腔室内，射束通道通过一个或多个箔与腔室分开。例如，所述腔室可以由靶体内的空隙限定。靶箔在一侧上覆盖空隙，并且靶组件的区段可以覆盖空隙的相反侧，以在所述靶箔与所述靶组件的区段之间限定腔室。粒子束穿过靶箔并在相对较小体积的靶材料内积聚相对大量的功率，从而导致在腔室内生成大量的热能。这种热能的一部分被传递至靶箔。

至少一些已知的系统使用由冷却室分开的两个箔。第一箔将回旋加速器的加速室中的真空与冷却室分开，并且第二箔(或靶箔)将冷却室与靶材料所在的腔室分开。如上所述，第二箔吸收来自腔室的热能。当粒子束入射在第一箔上时，第一箔也可以生成热能。

将热能传递离开所述箔是重要的。除了升高的温度之外，所述箔可能经历不同的压力。由温度和不同压力引起的应力使得箔易受到破裂、熔化或其他损坏。如果所述箔被损坏，则进入产生室的能量水平增大。较大的能量水平可能生成不希望的同位素或使得靶材料不可用的其他杂质。因此，通过降低箔中的热能可以延长箔的寿命。

为了解决这一挑战，常规系统包括将热能传递离开第一箔和第二箔的冷却系统。冷却系统将冷却介质(例如，氦)引导通过冷却室，所述冷却介质吸收来自箔的热能。然而，这种冷却系统的组装和操作可能是复杂、昂贵且耗时的。

发明内容

在实施例中，提供了一种用于同位素产生系统的靶组件。所述靶组件包括具有产生室和射束通道的靶体。所述产生室被定位成接收被引导穿过所述射束通道的粒子束。所述产生室被配置成固持靶材料。所述靶组件还包括所述靶体的布置在所述射束通道中的第一格栅区段和第二格栅区段。所述第一格栅区段和所述第二格栅区段中的每一者都具有前侧和后侧。所述第一格栅区段的所述后侧与所述第二格栅区段的所述前侧通过其间的接口彼此邻接。所述第二格栅区段的所述后侧面向所述产生室。所述靶组件还包括在所述接口处定位在所述第一格栅区段与所述第二格栅区段之间的箔。所述第一格栅区段和所述第二格栅区段中的每一者分别具有限定通过所述第一格栅区段和所述第二格栅区段的格栅通道的内壁。所述粒子束被配置成朝向所述产生室穿过所述格栅通道。所述第一格栅区段和所述第二格栅区段的内壁与所述箔的相反两侧相接合。

在一些实施例中，所述第二格栅区段具有围绕所述射束通道并限定所述射束通道的一部分的轮廓的径向表面。所述径向表面可以不具有流体耦接至本体通道的端口。

在一些实施例中，冷却通道延伸穿过所述靶体。所述冷却通道被配置成具有穿其而过流动的冷却介质，所述冷却介质吸收来自所述第一格栅区段和所述第二格栅区段的热能并将所述热能传递离开所述第一格栅区段和所述第二格栅区段。