[发明专利]一种BNCT液态锂靶装置

说明书

一种BNCT液态锂靶装置，包括真空泵、锂罐体、过滤罐体、冷却机构、电磁泵、流量计、压力计、阀门、靶室；锂罐体外层电加热丝，锂罐体上端有真空泵接头，过滤罐安装在锂罐体下端内，过滤罐内有多张滤网；冷却管安装在锂罐体内上侧；真空泵接头和真空泵连接；锂罐体和电磁泵连接；电磁泵和流量计连接，流量计和阀门连接，压力计安装在流量计出液端管道一侧；靶室包括外壳体、质子束入管、中子出管、锂靶设备，质子束入管一侧安装在外壳体一侧，外壳体另一侧有中子出口；外壳体上端有光束诊断管；质子束入管上端有冷阱管，质子束入管的另一侧和质子加速器连接；冷阱管的下端有多只挡片，锂靶设备安装在外壳体内。本发明保证了BNCT治疗癌症效果。

技术领域

本发明涉及癌症治疗辅助设备领域，特别是一种BNCT液态锂靶装置。

背景技术

BNCT（硼中子俘获治疗）是一种通过在肿瘤细胞内的核反应来摧毁癌细胞的治疗技术。其基本原理是先给病人注射一种与癌细胞具有很强亲和力的硼化合物。该化合物进入人体后只迅速聚集于癌细胞内，然后用热中子射线对该化合物进行照射，这种射线对人体的损伤不大，但热中子射线与进入癌细胞里的硼能发生很强的核反应，释放出一种杀伤力极强的射线；由于射线的射程很短，只有一个癌细胞的长度，所以过程中只杀死癌细胞，不损伤人体周围组织，能达到较好的癌症治疗效果。

为了尽可能减少治疗中人体受辐照时间，BNCT要求热中子通量须大于1×10¹³ m^－2s^－1；目前只有裂变反应堆产生的中子能满足这一通量密度要求，但是反应堆由于其结构及应用安全考量，不可能建在位于人口稠密区的大型医院内。为了解决这一问题，美国劳伦斯国家实验室研制了利用质子加速器获得的能量、在2.1 - 2.6 MeV和流强为20mA质子束轰击锂靶产生热中子，满足了BNCT要求的热中子通量，整个治疗时间为40分钟左右，在8 cm深处的肿瘤剂量为21Gy-Eq(光子等效吸收剂量)，能达到较好的治疗效果；更为重要的是，采用质子加速器产生中子的主要优点是伴随的射线污染少，费用低，体积较小，可安装在医院中使用。实际应用中，使用基于质子加速器的BNCT，除了产生高能离子束的加速器以外，产生中子的靶是其中两个关键技术点之一。目前，基于质子加速器的BNCT使用的都是固定锂靶，实际应用中固定锂靶热传导不好，容易产生热负荷沉积、导致设备温度上升速度慢，并且对质子加速器产生的高能脉冲引起的冲击效应承受能力有限，这样，会对基于质子加速器的BNCT治疗癌症带来一定影响。

发明内容

为了克服现有基于质子加速器的BNCT，因采用固定锂靶，实际应用中，固定锂靶热传导不好，容易产生热负荷沉积、导致设备温度上升速度慢，对质子加速器产生的高能脉冲引起的冲击效应承受能力有限，会对治疗癌症带来影响的弊端，本发明提供了在各部件共同作用下，能循环产生流动的液态锂靶，液态锂熔点低、沸点高，使得基于质子加速器的BNCT可选择的运行温度和压力较低，更能消除热负荷沉积导致的温度快速上升，并可承受质子加速器产生高能脉冲引起的冲击效应，由此保证了基于质子加速器的BNCT治疗癌症效果的一种BNCT液态锂靶装置。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：