强流电子直线加速器核素制备系统技术方案

本发明专利技术公开了一种强流电子直线加速器核素制备系统，其包括强流电子加速器模块、制靶打靶模块和核药提纯分离模块，所述强流电子加速器模块用于产生39.8MeV的高能电子束，所述高能电子束轰击在所述制靶打靶模块上，以产生大量轫致辐射的伽马射线γ和次级中子束，所述伽马射线γ和次级中子束轰击设置在所述核药提纯分离模块内的Mo样品靶，以产生

【技术实现步骤摘要】
强流电子直线加速器核素制备系统


[0001]本专利技术涉及核医学
，尤其涉及一种强流电子直线加速器核素制备系统。

技术介绍

[0002]核医学行业面临放射性核素供应短缺的现象愈发严峻，原因在于全球范围内的放射性核素依赖于极少数的研究用反应堆制备。这些研究用反应堆建堆时间久远、维护成本高、年产量低，并且面临废物处置难的安全性问题。除了已关闭的研究用反应堆外，多数计划于2025年前后关闭，将造成永久性减产，导致中游核医学企业原材料采购资源紧张且采购成本上升。国际上加拿大trumpy实验室和日本有相应的电子加速器驱动制备同位素的方案，但国内关于电子加速器驱动制备同位素的技术方案仍然是空白。
[0003]另外，现有技术只能提供小于等于10MeV的电子束，能量不够高，没有大于35MeV的强流电子直线加速器，能够用于放射性同位素的制备，且现有技术也无法解决利用加速器打靶制备
99
Mo同位素的整套方案。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种强流电子直线加速器核素制备系统，提供了能够生产制备
99
Mo放射性同位素的整体方案，且该方案能够产生足够能量的伽马射线γ，以实现在允许时间内制备出满足实际需求的
99
Mo同位素。
[0005]为了实现上有目的，本专利技术公开了一种强流电子直线加速器核素制备系统，其包括强流电子加速器模块、制靶打靶模块和核药提纯分离模块，所述强流电子加速器模块用于产生39.8MeV的高能电子束，所述高能电子束轰击在所述制靶打靶模块上，以产生大量轫致辐射的伽马射线γ和次级中子束，所述伽马射线γ和次级中子束轰击设置在所述核药提纯分离模块内的Mo样品靶，以产生
99
Mo放射性同位素。
[0006]与现有技术相比，本专利技术的强流电子加速器模块产生39.8MeV的高能电子束，以轰击在制靶打靶模块上，以产生大量轫致辐射的伽马射线γ和次级中子束，再使伽马射线γ和次级中子束轰击设置在核药提纯分离模块内的Mo样品靶，以产生Mo样品靶的Mo放射性同位素，使得本专利技术能够产生足够能量的伽马射线γ，以实现在允许时间内制备出满足实际需求的
99
Mo同位素。
[0007]较佳地，所述Mo样品靶为高浓缩的
100
Mo样品靶。
[0008]较佳地，所述伽马射线γ和次级中子束轰击所述
100
Mo样品靶后，产生如下核反应：
[0009]100
Mo+γ
→
99
Mo+n。
[0010]具体地，所述伽马射线γ的阈值能量大于或等于9.1MeV。
[0011]较佳地，所述伽马射线γ和次级中子束轰击所述
100
Mo样品靶后，产生如下核反应：
[0012]100
Mo+γ
→
99m
Nb+p；
[0013]99m
Nb(T
1/2
＝15s)
→
99
Mo+β。
[0014]较佳地，所述伽马射线γ和次级中子束轰击所述
100
Mo样品靶后，产生如下核反应：
[0015]100
Mo+γ
→
99m
Nb+p；
[0016]99m
Nb(T
1/2
＝12.6m)
→
99
Mo+β。
[0017]较佳地，所述伽马射线γ和次级中子束轰击所述
100
Mo样品靶后，产生如下核反应：
[0018]100
Mo+n
→
99
Mo+2n。
[0019]较佳地，所述制靶打靶模块包括转换靶，所述高能电子束轰击在所述转换靶上，所述转换靶为具有元素W的金属靶。
[0020]具体地，所述转换靶呈圆片状，所述转换靶的直径为1.5cm，厚度为5mm；所述Mo样品靶呈圆片状，所述Mo样品靶的直径为1cm，厚度为1.5mm。
附图说明
[0021]图1是本专利技术的强流电子直线加速器核素制备系统的结构示意图；
[0022]图2是多种金属靶的的性能参数对比图。
具体实施方式
[0023]为详细说明本专利技术的
技术实现思路
、构造特征、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图详予说明。
[0024]请参阅图1和图2所示，本实施例的强流电子直线加速器核素制备系统100，提供了能够生产制备
99
Mo放射性同位素的整体方案，制备得到的
99
Mo放射性同位素可输送至Mo
‑
Tc发生器200，作为Mo
‑
Tc发生器200的原材料使用，这里的Mo
‑
Tc发生器200为核素发生器，用于将子体同位素从母体同位素中分离出来。该强流电子直线加速器核素制备系统100包括强流电子加速器模块10、制靶打靶模块20和核药提纯分离模块30，其中，强流电子加速器模块10用于产生39.8MeV的高能电子束，可以理解的是，强流电子加速器模块10产生的高能电子束为平均流强为39.8MeV的高能电子束。
[0025]高能电子束轰击在制靶打靶模块20上，以产生大量轫致辐射(bremsstrahlung)的伽马射线γ和次级中子束。这里的轫致辐射是指高速电子骤然减速产生的辐射，泛指带电粒子在碰撞(尤指它们之间的库仑散射)过程中发出的辐射。具体地，高能电子束轰击在制靶打靶模块20上，其轰击过程导致高能电子束速度骤减，以使高能电子束产生大量轫致辐射的伽马射线γ和次级中子束。
[0026]伽马射线γ和次级中子束轰击设置在核药提纯分离模块30内的Mo样品靶，以产生Mo样品靶的
99
Mo放射性同位素。优选地，本实施例的Mo样品靶为高浓缩的
100
Mo样品靶，以使伽马射线γ和次级中子束轰击
100
Mo样品靶产生的核反应后，能够直接产生足量的
99
Mo放射性同位素，以满足后续使用需求。
[0027]较佳地，伽马射线γ和次级中子束轰击
100
Mo样品靶后，产生如下核反应：
[0028]100
Mo+γ
→
99
Mo+n，
[0029]其中，这里的n为中子。
[0030]具体地，伽马射线γ的阈值能量需要大于或等于9.1MeV，才能进行上述核反应。经实验测得，当伽马射线γ的阈值能量为14.5MeV时，上述核反应过程的核反应截面达到最大值，约为150mb。
[0031]值得注意的是，该核反应是本实施例获得
99
Mo放射性同位素的主要方式，事实上，
在伽马射线γ和次级中子束轰击
100
Mo样品靶后，还会产生其他的能够生成
99
Mo放射性同位素的核反应，下面对其余的核反应过程本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种强流电子直线加速器核素制备系统，其特征在于：包括强流电子加速器模块、制靶打靶模块和核药提纯分离模块，所述强流电子加速器模块用于产生39.8MeV的高能电子束，所述高能电子束轰击在所述制靶打靶模块上，以产生大量轫致辐射的伽马射线γ和次级中子束，所述伽马射线γ和次级中子束轰击设置在所述核药提纯分离模块内的Mo样品靶，以产生
99
Mo放射性同位素。2.如权利要求1所述的强流电子直线加速器核素制备系统，其特征在于：所述Mo样品靶为高浓缩的
100
Mo样品靶。3.如权利要求2所述的强流电子直线加速器核素制备系统，其特征在于：所述伽马射线γ和次级中子束轰击所述
100
Mo样品靶后，产生如下核反应：
100
Mo+γ
→
99
Mo+n。4.如权利要求3所述的强流电子直线加速器核素制备系统，其特征在于：所述伽马射线γ的阈值能量大于或等于9.1MeV。5.如权利要求2所述的强流电子直线加速器核素制备系统，其特征在于：所述伽马射线γ和次级中子束轰击所述
100
Mo样品靶后，产生如下核反应：
100
Mo+γ
→
99m
Nb+p；
99m...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄永盛，陈沅，贺远强，
申请(专利权)人：中山大学，
类型：发明
国别省市：