[发明专利]用于X射线辐照的装置

说明书

本发明涉及一种使用X射线(11x，12x)辐照货物(1g)的装置，包括：第一X射线源(11)，被配置成沿着以纵轴(X)为中心的第一辐照体积(11x)发射X射线；以及传送机构(3h，3v)，被配置成驱动货物使得货物(1g)的第一部分暴露于第一辐照体积；其中，传送机构(3v)被配置成沿着竖轴(Z)驱动目标产品(1)通过辐照体积(11x)。

技术领域

本发明涉及一种使用X射线辐照货物的装置，确保了剂量沉积图案与承载货物的托盘或容器的高度无关。这可以通过特定的传送机构来实现，该传送机构被配置成驱动货物沿着竖轴(Z)而不是沿着水平方向通过X射线源的辐照体积。

背景技术

使用X射线辐照目标产品已经用于不同的目的，包括灭菌、树脂和涂料的交联、预紧装配聚合物片材或管材(例如电缆外周的护套)等。本领域已经出现了医疗设备、工具和服装的X射线灭菌以及食品的灭菌。X射线灭菌优于其他类型的灭菌技术，如γ辐照灭菌、电子束灭菌或环氧乙烷灭菌技术，这是因为X射线可以足够穿透密度高达1.0g/cm³(高于前述技术)的装满的托盘和容器，并且X射线灭菌可以容忍非常大的密度变化。

X射线是一种高能电磁辐射。大多数X射线的波长在10pm到10nm之间，对应的频率在3×10¹⁶Hz到3×10¹⁹Hz之间。一种常见的做法是根据辐射源来区分X射线辐射和γ射线辐射：X射线是通过电子与目标(优选地是高Z金属)的相互作用发射的，而γ射线是由原子核发射的。一种常见的替代方案是根据波长(或等效地，频率或光子能量)来区分这两种类型的辐射，其中γ辐射被定义为短于某个任意波长的辐射，例如10^-11m这两个定义通常是一致的，因为X射线管发出的电磁辐射通常比放射性原子核发出的辐射的波长更长且光子能量更低。

X射线是通过加速(高能)电子与靶材(11t)中的原子相互作用而产生的。当高能电子通过原子核附近时，电子的全部或部分能量与原子核分离并以电磁辐射(X射线)的形式在空间中传播。元素越重(即原子序数或“Z值”越高)，X射线的转换效率就越高。钽(Ta)或钨(W)等金属通常用作靶材。

电子的能量可以通过在加速器中加速电子来增加。市场上有以下加速器：

·L波段直线加速器(在1GHz范围内加速射频；多腔单次加速；例如Impela)

·DC加速器(直流，例如Dynamitron)

·Rhodotron(一种射频型加速器，单腔多次加速，例如TT200)

当入射电子束小于100KeV时，产生的光子在所有方向上均匀地发射。随着入射辐射能量的增加，轫致辐射光束变得更加具有“前向尖峰”，如图4(a)所示。如图4(b)至图4(d)所示，为了控制从转换器(或靶材)发射出的辐照体积的几何形状，使用了扫描喇叭(11h)，其形状为倒漏斗，如图4(b)-图4(d)所示。扫描喇叭的形状和尺寸决定了由具有特定扫描喇叭的第一X射线源产生的第一辐照体积的几何形状和尺寸。

要用X射线辐照的货物可以堆叠在托盘上或装在容器里。容器可以是自支撑的，也可以放置在托盘的上面。这样的货物和托盘和/或容器形成目标产品。如图1(a)、图1(b)和图5(a)所示，在现有技术系统中，目标产品通常是在第一X射线源(11)的前方在传送机构的驱动下沿纵轴(X)水平传送。如本领域公知的，第一辐照体积以Y方向为中心，由于在该Y方向上的吸收，具有这种系统的货物上的剂量沉积分布迅速减少。为了解决这个问题，可以提供第二X射线源(未示出)，其指向与第一X射线源辐照的表面相对的目标产品表面。替代性地，目标产品可以返回到第一X射线源的前方，同时向X射线源示出与其相对的表面(未示出)，或者目标产品可以旋转。

量化沿给定方向或平面的剂量沉积分布的一种方法是计算沿该方向或平面的剂量均匀度比(DUR)，其中DUR＝DM/Dm，其中DM是最大剂量，Dm是沿该方向或平面沉积的最小剂量。当DUR的值等于1DM＝Dm时，定义了沿给定方向或平面的完全均匀的剂量沉积分布。DUR的值越大，剂量沉积沿方向或平面的变化越大。