微型堆中子治疗装置及医疗系统制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种水平中子束照射方法、微型堆中子治疗装置及医疗系统，涉及医疗器械技术领域，以解决现有的用于医院中子照射器的微型核反应堆无法治疗位于深层的肿瘤，或一座微型核反应堆仅有一个用于照射治疗深层肿瘤的孔道的技术问题。本实用新型专利技术所述的微型堆中子治疗装置，包括：用于产生高超热中子通量的中子束流微型堆，其包括：反应堆中心区，以及由内至外依次包围设置在其四周的侧铍反射层和燃料板；反应堆中心区由按三角形栅格或等距同心圆周排列的燃料棒组成，燃料棒由锆包壳和含有低浓铀的二氧化铀芯体构成；侧铍反射层的侧铍环的外侧具有多个均匀减薄的平面，均匀减薄的平面外侧布置含有低浓铀的燃料板，且二者之间设有水隙。

Neutron Therapeutic Device and Medical System for Micro Reactor

The utility model discloses a horizontal neutron beam irradiation method, a miniature reactor neutron treatment device and a medical system, which relates to the technical field of medical devices, in order to solve the technical problem that the existing miniature nuclear reactor for hospital neutron irradiator can not treat the deep-seated tumors, or that a miniature nuclear reactor has only one channel for irradiating the deep-seated tumors. The utility model relates to a neutron treatment device for a micro reactor, which comprises a neutron beam micro reactor for generating high superheat neutron flux, comprising a reactor central area, a side beryllium reflecting layer and a fuel plate arranged around the reactor in turn from inside to outside, a fuel rod arranged in triangular grids or concentric circles at equal distances, and a zirconium cladding and a fuel rod. The core of uranium dioxide containing low-enriched uranium is composed of several uniformly thinned planes on the outer side of beryllium ring on the side of beryllium reflector layer, and fuel plates containing low-enriched uranium are arranged on the outer side of uniformly thinned planes, and there is a water gap between them.

【技术实现步骤摘要】
微型堆中子治疗装置及医疗系统
本技术涉及医疗器械
，特别涉及一种微型堆中子治疗装置及医疗系统。
技术介绍
现有的中子放射治疗系统是采用质子加速器照射靶件产生中子作为中子源或者采用核反应堆作为中子源。从中子源射出的中心对准患者病灶位置进行放射治疗。这种系统的缺陷为：加速器通常为线性加速器，占地面积过大，且加速器只有一个出口，只能对应于一个检查室或治疗室。为解决上述缺陷，现有技术中，有采用微型核反应堆作为中子源，其具有两个辐照孔道，可以辐照治疗人体表面和浅层的肿瘤，但是超热中子的中子通量较低，无法治疗位于深层的肿瘤；还有在位于堆芯底部的具有较高通量的超热中子束，其具有三个照射孔道，在堆芯底部的照射孔道具有较高的超热中子通量，能够治疗深度到7cm的肿瘤，然而超热中子通量的提高已经达到了极限，无法进一步提高，且采用此种布置，一座微型核反应堆仅有一个用于照射治疗深层肿瘤的孔道。因此，如何提供一种能够提高水平中子束照射通量的微型堆中子治疗装置、微型堆医疗系统、以及提高水平中子束照射通量的方法，已成为本领域技术人员亟需解决的技术问题。
技术实现思路
本技术的一个目的在于提供一种微型堆中子治疗装置、微型堆医疗系统，以解决现有的用于医院中子照射器的微型核反应堆无法治疗位于深层的肿瘤，或一座微型核反应堆仅有一个用于照射治疗深层肿瘤的孔道的技术问题。本技术提供一种微型堆中子治疗装置，包括：中子束流微型堆，所述中子束流微型堆用于产生高超热中子通量；所述中子束流微型堆包括：反应堆中心区，以及由内至外依次包围设置在所述反应堆中心区四周的侧铍反射层和燃料板；所述反应堆中心区由按三角形栅格或等距同心圆周排列的燃料棒组成，所述燃料棒由锆包壳和含有低浓铀的二氧化铀芯体构成；所述侧铍反射层的侧铍环的外侧具有多个均匀减薄的平面，所述均匀减薄的平面外侧布置含有低浓铀的所述燃料板，且所述均匀减薄的平面与所述燃料板之间设有水隙。实际应用时，所述低浓铀的富集度小于20％。其中，所述燃料板的芯体包括铀铝合金。可替换地，所述燃料板的芯体包括二氧化铀陶瓷。具体地，所述燃料板的包壳包括铀锆合金。可替换地，所述燃料板的包壳包括铝合金。进一步地，所述燃料板包括有四个，且四个所述燃料板沿所述反应堆中心区的圆周方向均匀分布。更进一步地，所述微型堆中子治疗装置还包括：铝筒体，所述反应堆中心区、所述侧铍反射层、以及所述燃料板均设置在所述铝筒体的内部。相对于现有技术，本技术所述的微型堆中子治疗装置具有以下优势：本技术提供的微型堆中子治疗装置中，包括：中子束流微型堆，该中子束流微型堆用于产生高超热中子通量；其中，中子束流微型堆包括：反应堆中心区，以及由内至外依次包围设置在反应堆中心区四周的侧铍反射层和燃料板；具体地，反应堆中心区由按三角形栅格或等距同心圆周排列的燃料棒组成，燃料棒由锆包壳和含有低浓铀的二氧化铀芯体构成；进一步地，侧铍反射层的侧铍环的外侧具有多个均匀减薄的平面，均匀减薄的平面外侧布置含有低浓铀的燃料板，且均匀减薄的平面与燃料板之间设有水隙。由此分析可知，本技术提供的微型堆中子治疗装置中，由于堆芯的反中子阱布置，堆芯外围的燃料板产生比堆芯高的中子通量，也即充分利用了反中子阱来产生用于辐照治疗用的高超热中子通量的中子束流，从而在不提高堆芯功率的条件下，能够有效提高辐照孔道内的超热中子通量，进而有效解决现有的用于医院中子照射器的微型核反应堆无法治疗位于深层的肿瘤，或一座微型核反应堆仅有一个用于照射治疗深层肿瘤的孔道的技术问题。本技术还提供一种微型堆医疗系统，包括：如上述任一项所述的微型堆中子治疗装置。所述微型堆医疗系统与上述微型堆中子治疗装置相对于现有技术所具有的优势相同，在此不再赘述。本技术的另一个目的在于提供一种提高水平中子束照射通量的方法，以解决现有的用于医院中子照射器的微型核反应堆无法治疗位于深层的肿瘤，或一座微型核反应堆仅有一个用于照射治疗深层肿瘤的孔道的技术问题。本技术提供一种水平中子束照射方法，包括如下步骤：将侧铍反射层的侧铍环的外侧减薄成平面；在所述减薄的平面外侧布置燃料板。相对于现有技术，本技术所述的水平中子束照射方法具有以下优势：本技术提供的水平中子束照射方法中，包括如下步骤：将侧铍反射层的侧铍环的外侧减薄成平面；在减薄的平面外侧布置燃料板。由此分析可知，本技术提供的水平中子束照射方法中，由于堆芯的反中子阱布置，堆芯外围的燃料板产生比堆芯高的中子通量，也即充分利用了反中子阱来产生用于辐照治疗用的高超热中子通量的中子束流，从而在不提高堆芯功率的条件下，能够有效提高辐照孔道内的超热中子通量，进而有效解决现有的用于医院中子照射器的微型核反应堆无法治疗位于深层的肿瘤，或一座微型核反应堆仅有一个用于照射治疗深层肿瘤的孔道的技术问题。附图说明构成本技术的一部分的附图用来提供对本技术的进一步理解，本技术的示意性实施例及其说明用于解释本技术，并不构成对本技术的不当限定。在附图中：图1为本技术实施例提供的一种微型堆中子治疗装置的结构示意图；图2为本技术实施例提供的另一种微型堆中子治疗装置的结构示意图；图3为本技术实施例提供的一种水平中子束照射方法的流程示意图；图4为本技术实施例提供的再一种微型堆中子治疗装置的结构示意图；图5为本技术实施例提供的又一种微型堆中子治疗装置的结构示意图；图6为本技术实施例提供的另一种水平中子束照射方法的流程示意图。图中：1－反应堆中心区；2－侧铍反射层；3－燃料板；21－均匀减薄的平面；4－水隙；5－铝筒体；30－燃料板区。具体实施方式需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本技术。图1为本技术实施例提供的一种微型堆中子治疗装置的结构示意图。如图1所示，本技术实施例提供一种微型堆中子治疗装置，包括：中子束流微型堆，中子束流微型堆用于产生高超热中子通量；中子束流微型堆包括：反应堆中心区1，以及由内至外依次包围设置在反应堆中心区1四周的侧铍反射层2和燃料板3；反应堆中心区1由按三角形栅格或等距同心圆周排列的燃料棒组成，燃料棒由锆包壳和含有低浓铀的二氧化铀芯体构成；侧铍反射层2的侧铍环的外侧具有多个均匀减薄的平面21，均匀减薄的平面21外侧布置含有低浓铀的燃料板3，且均匀减薄的平面21与燃料板3之间设有水隙4。相对于现有技术，本技术实施例所述的微型堆中子治疗装置具有以下优势：本技术实施例提供的微型堆中子治疗装置中，如图1所示，包括：中子束流微型堆，该中子束流微型堆用于产生高超热中子通量；其中，中子束流微型堆包括：反应堆中心区1，以及由内至外依次包围设置在反应堆中心区1四周的侧铍反射层2和燃料板3；具体地，反应堆中心区1由按三角形栅格或等距同心圆周排列的燃料棒组成，燃料棒由锆包壳和含有低浓铀的二氧化铀芯体构成；进一步地，侧铍反射层2的侧铍环的外侧具有多个均匀减薄的平面21，均匀减薄的平面21外侧布置含有低浓铀的燃料板3，且均匀减薄的平面21与燃料板3之间设有水隙4。由此分析可知，本技术实施例提供的微型堆中子治疗装置中，由于堆芯的反中本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种微型堆中子治疗装置，其特征在于，包括：中子束流微型堆，所述中子束流微型堆用于产生高超热中子通量；所述中子束流微型堆包括：反应堆中心区，以及由内至外依次包围设置在所述反应堆中心区四周的侧铍反射层和燃料板；所述反应堆中心区由按三角形栅格或等距同心圆周排列的燃料棒组成，所述燃料棒由锆包壳和二氧化铀芯体构成；所述侧铍反射层的侧铍环的外侧具有多个均匀减薄的平面，所述均匀减薄的平面外侧布置所述燃料板，且所述均匀减薄的平面与所述燃料板之间设有水隙。

【技术特征摘要】
1.一种微型堆中子治疗装置，其特征在于，包括：中子束流微型堆，所述中子束流微型堆用于产生高超热中子通量；所述中子束流微型堆包括：反应堆中心区，以及由内至外依次包围设置在所述反应堆中心区四周的侧铍反射层和燃料板；所述反应堆中心区由按三角形栅格或等距同心圆周排列的燃料棒组成，所述燃料棒由锆包壳和二氧化铀芯体构成；所述侧铍反射层的侧铍环的外侧具有多个均匀减薄的平面，所述均匀减薄的平面外侧布置所述燃料板，且所述均匀减薄的平面与所述燃料板之间设有水隙。2.根据权利要求1所述的微型堆中子治疗装置，其特征在于，所述燃料板的芯体包括铀铝合金。3.根据权利要求1所述的微型堆中子治疗装置，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐刚，田力，邱清，
申请(专利权)人：北京新核医疗科技有限公司，
类型：新型
国别省市：北京,11