[发明专利]一种质子加速器束流冷却装置

说明书

本发明公开了一种质子加速器束流冷却装置，属于质子加速器领域，包括导热束流阻断体，所述导热束流阻断体侧壁上开设有存储凹槽，所述存储凹槽内存储有冷却液；开设有存储凹槽的所述导热束流阻断体与中空管体一端相连，所述中空管体另一端与导热冷凝体相连，所述导热束流阻断体的凹槽、中空管体的内腔和冷凝体之间形成供冷却液冷却的冷却内腔。本发明具有以下优点和效果：其通过热传导的方式散热，不仅能够保证束流阻断体的散热效果，而且能够降低对治疗装置的污染。

技术领域

本发明涉质子加速器领域，尤其涉及一种质子加速器束流冷却装置。

背景技术

质子治疗技术目前是现代肿瘤医学中一项具有重要意义的研究领域。质子束具有穿透力强、能量分布集中、剂量分布可控等特点；所以在治疗过程中能够实现最大限度的保护病灶周围的正常细胞，并将绝大部分能量用于杀死癌细胞的目的。

质子治疗装置主要由质子加速器、束流传输系统及旋转机架等组成，质子加速器提供合适能量和剂量的质子，旋转机架用于任意方向的肿瘤定位与治疗，束流传输系统连接质子加速器和旋转机架，实现将加速器产生的质子传送到旋转机架，使病灶收到足够能量的照射，是质子治疗装置中的重要结构之一。

束流阻断装置作为束流传输系统的一个部件，用于治疗装置的控制系统发出异常束流信号后，对束流进行快速切断，保证患者和医护人员的安全。由于束流能量高，束流阻断装置需要冷却。目前常用的束流阻断装置采用水冷冷却，采用水冷冷却的方式在使用时一旦冷却水活化污染，其就会将污染物带进治疗装置，当污染物进入治疗装置后会使治疗装置的剂量率升高，从而影响治疗装置的治疗效果。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种质子加速器束流冷却装置，其通过热传导的方式散热，不仅能够保证束流阻断体的散热效果，而且能够降低对治疗装置的污染。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种质子加速器束流冷却装置，包括导热束流阻断体，所述导热束流阻断体侧壁上开设有存储凹槽，所述存储凹槽内存储有冷却液；开设有存储凹槽的所述导热束流阻断体侧壁与中空管体一端相连，所述中空管体另一端与导热冷凝体相连，所述导热束流阻断体的凹槽、中空管体的内腔和冷凝体之间形成供冷却液冷却的冷却内腔。

通过采用上述技术方案，当导热束流阻断体的阻挡面在吸收质子束时其本身的温度会升高，由于导热束流阻断体采用导热材料制成，因此导热束流阻断体的阻挡区产生的热量会传递至整个导热束流阻断体，从而会将存储在存储凹槽内的冷却液升温；当传递至冷却液的温度超过冷却液本身的沸点时，存储在存储凹槽内的冷却液就会汽化，汽化的冷却液会在冷却内腔内从靠近存储凹槽一端向靠近冷凝体一端移动；由于冷凝体外侧的空气温度低于冷凝体内侧的温度，且冷凝体也采用导热材料制成，因此通过冷凝体的传导能够降低冷凝体内侧冷却内腔内的温度，当冷凝体内侧冷却内腔内的温度降低后，位于靠近冷凝体一端的汽化冷却液会降温，当汽化的冷却液降温低至其沸点后会液化成液态冷却液，液化的冷却液受到重力的作用回落至存储凹槽内；通过冷却液在冷却内腔内腔循环冷却的方式，将导热束流阻断体吸收的热量能够快速散热从而达到降温的目的；且实现与治疗装置的隔离，降低对治疗装置的污染。

本发明进一步设置为，所述冷凝体为弧形冷凝体，所述弧形冷凝体的内凹槽、中空管体的内腔和导热束流阻断体的存储凹槽之间形成供冷却液冷却的封闭冷却内腔。

通过采用上述技术方案，采用的冷凝体为弧形冷凝体，扩大冷却内腔与冷凝体外侧的空气温度之间的热传导面积，从而能够加快冷却内腔内的温度降低，实现导热束流阻断体的快速降温。

由于弧形冷凝体的内凹槽、中空管体的内腔和导热束流阻断体的凹槽之间形成供冷却液冷却的封闭冷却内腔，封闭的冷却内腔能够实现冷却内腔与治疗装置的隔离，降低对治疗装置的污染。

本发明进一步设置为，所述冷凝体内侧壁上开设有第一散热凹槽，所述冷凝体外侧壁上开设有第二散热凹槽，且所述第一散热凹槽与第二散热凹槽错位设置。