本发明专利技术提供一种用于粒子束产生装置的靶材加工设备及方法，能提升靶材的散热性能，减少起泡，增加靶材寿命。本发明专利技术的靶材包括作用层、抗发泡层、散热层，作用层与带电粒子束作用产生中子束，抗发泡层抑制带电粒子束引起的起泡，第一散热层将沉积在作用层的热量直接快速地传导到第二散热层，并在第二散热层通过冷却介质将热量排出；所述加工设备包括真空室、排气装置、蒸发源、支架和加热装置，排气装置用于对真空室排气以形成真空环境，蒸发源用于将抗发泡层、作用层的材料在真空室中依次蒸发为气体，支架用于放置散热层，加热装置用于将散热层加热后，使得所述气体的材料依次沉积在散热层面向所述蒸发源的表面。层面向所述蒸发源的表面。层面向所述蒸发源的表面。
【技术实现步骤摘要】
用于粒子束产生装置的靶材及其加工设备和加工方法
[0001]本专利技术涉及一种用于辐射线照射系统的靶材，尤其涉及一种用于粒子束产生装置的靶材，另外还涉及靶材的加工设备和加工方法。
技术介绍
[0002]随着原子科学的发展，例如钴六十、直线加速器、电子射束等放射线治疗已成为癌症治疗的主要手段之一。然而传统光子或电子治疗受到放射线本身物理条件的限制，在杀死肿瘤细胞的同时，也会对射束途径上大量的正常组织造成伤害；另外由于肿瘤细胞对放射线敏感程度的不同，传统放射治疗对于较具抗辐射性的恶性肿瘤(如：多行性胶质母细胞瘤(glioblastoma multiforme)、黑色素细胞瘤(melanoma))的治疗成效往往不佳。
[0003]为了减少肿瘤周边正常组织的辐射伤害，化学治疗(chemotherapy)中的标靶治疗概念便被应用于放射线治疗中；而针对高抗辐射性的肿瘤细胞，目前也积极发展具有高相对生物效应(relative biological effectiveness,RBE)的辐射源，如质子治疗、重粒子治疗、中子捕获治疗等。其中，中子捕获治疗便是结合上述两种概念，如硼中子捕获治疗，借由含硼药物在肿瘤细胞的特异性集聚，配合精准的中子射束调控，提供比传统放射线更好的癌症治疗选择。
[0004]在加速器硼中子捕获治疗中，加速器硼中子捕获治疗通过加速器将质子束加速，质子束加速至足以克服靶材原子核库伦斥力的能量，与靶材发生核反应以产生中子，因此在产生中子的过程中靶材会受到非常高能量等级的加速质子束的照射，靶材的温度会大幅上升，同时靶材的金属部分容易起泡，从而影响靶材的使用寿命。
[0005]因此，有必要提出一种新的技术方案以解决上述问题。
技术实现思路
[0006]为了解决上述问题，本专利技术一方面提供了一种用于中子束产生装置的靶材，包括作用层、抗发泡层、散热层和导热层，所述作用层与带电粒子束作用产生中子束，所述抗发泡层沿所述带电粒子束的入射方向位于所述作用层的后面，并能够抑制所述带电粒子束引起的起泡；所述散热层将沉积在所述靶材中的热量传递出来，所述导热层将所述作用层的热量传导到所述散热层。
[0007]作为一种优选地，所述导热层设置在所述作用层和所述抗发泡层之间，所述导热层与所述散热层连接，由于抗发泡层散热性能较差，不能有效将沉积在作用层的热量传导到散热层，设置导热层将沉积在作用层的热量直接快速传导到散热层，并在散热层通过冷却介质将热量排出，降低靶材的温度，防止靶材由温度过高引起的变形，延长靶材寿命；热量传导基本不通过抗发泡层，抗发泡层仅需考虑抗起泡的特性而不用考虑其热传导性。
[0008]进一步地，所述导热层与所述散热层包围所述抗发泡层，所述散热层或者所述导热层形成有用于容纳所述抗发泡层的容纳空间。
[0009]更进一步地，所述容纳空间包括底面和与所述底面相连的侧壁，所述抗发泡层设
置有与所述底面接触的顶面和与所述侧壁接触的外壁。
[0010]作为一种优选地，所述作用层的材料为Li或其化合物或其合金，所述散热层、导热层的材料为Cu或其化合物或其合金，所述抗发泡层的材料为Ta或其化合物或其合金。
[0011]作为一种优选地，所述靶材为平板状并具有垂直于板面的中心轴线，在垂直于所述中心轴线的同一径向上，所述作用层到所述中心轴线的最大距离小于所述抗发泡层到所述中心轴线的最大距离，所述抗发泡层到所述中心轴线的最大距离小于所述散热层和所述导热层到所述中心轴线的最大距离。
[0012]作为一种优选地，所述靶材还包括用于防止作用层被氧化的抗氧化层，所述抗氧化层将所述作用层与空气隔离，沿带电粒子束的入射方向依次设置所述抗氧化层、作用层、导热层、抗发泡层和散热层。
[0013]进一步地，所述作用层、导热层、抗发泡层以形成膜的方式依次加工到所述散热层上，所述抗氧化层以形成膜的方式加工到所述作用层上或所述抗氧化层为高分子薄膜并通过膜覆盖工艺加工到所述作用层上。
[0014]进一步地，所述抗氧化层由Al或Al2O3或聚酰亚胺制成，抗氧化层使得靶材可以暴露在空气中而不需要特殊存储，尤其是在进行靶材安装、更换时十分便利，抗氧化层还可以防止作用层的副产物溢出靶材，抗氧化层的材料同时考虑不易被作用层腐蚀且能够减小入射质子束的损耗及质子束导致的发热。
[0015]更进一步地，所述聚酰亚胺具有如下分子结构式：
[0016][0017]本专利技术第二方面提供一种用于粒子束产生装置的靶材，所述靶材包括作用层、抗发泡层、第一散热层和第二散热层，所述作用层用于产生所述粒子束，所述抗发泡层能够抑制所述作用层在产生所述粒子束过程中的起泡，所述第一、第二散热层将沉积在所述靶材中的热量传递出来，所述抗发泡层设置在所述第一、第二散热层之间，所述第一散热层将所述作用层的热量传导到所述第二散热层。由于抗发泡层散热性能较差，不能有效将沉积在作用层的热量传导到散热层，设置第一散热层将沉积在作用层的热量直接快速传导到第二散热层，并在第二散热层通过冷却介质将热量排出，降低靶材的温度，防止靶材由温度过高引起的变形，延长靶材寿命；热量传导基本不通过抗发泡层，抗发泡层仅需考虑抗起泡的特性而不用考虑其热传导性。
[0018]作为一种优选地，所述第一散热层设置在所述作用层和所述抗发泡层之间，且所述第一散热层与所述第二散热层连接，使得第一散热层具有与作用层较大的接触面积并能够将热量快速传导到第二散热层。
[0019]进一步地，所述第一散热层和所述第二散热层包围所述抗发泡层，所述第一散热层或者所述第二散热层形成有用于容纳所述抗发泡层的容纳空间。热量传导基本不通过抗
发泡层，抗发泡层仅需考虑抗起泡的特性而不用考虑其热传导性。
[0020]更进一步地，所述容纳空间包括底面和与所述底面相连的侧壁，所述抗发泡层具有与所述底面接触的顶面和与所述侧壁接触的外壁。
[0021]作为一种优选地，所述靶材还包括防止所述作用层被氧化的抗氧化层，所述抗氧化层、作用层、第一散热层、抗发泡层和第二散热层依次设置。抗氧化层使得靶材可以暴露在空气中而不需要特殊存储，尤其是在进行靶材安装、更换时十分便利，抗氧化层还可以防止作用层的副产物溢出靶材，抗氧化层的材料同时考虑不易被作用层腐蚀且能够减小入射质子束的损耗及质子束导致的发热。
[0022]进一步地，所述作用层、第一散热层、抗发泡层以形成膜的方式依次加工到所述第二散热层上，所述抗氧化层以形成膜的方式加工到所述作用层上或所述抗氧化层为高分子薄膜并通过膜覆盖工艺加工到所述作用层上。
[0023]进一步地，所述靶材为平板状并具有垂直于板面的中心轴线，在垂直于所述中心轴线的同一径向上，所述作用层到所述中心轴线的最大距离小于所述抗发泡层和所述抗氧化层到所述中心轴线的最大距离，所述抗发泡层到所述中心轴线的最大距离小于所述第一散热层和所述第二散热层到所述中心轴线的最大距离。
[0024]进一步地，所述作用层的材料为Li或其化合物或其合金，所述第一散热层、第本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种用于粒子束产生装置的靶材的加工设备，其特征在于，所述靶材包括作用层、抗发泡层、散热层，所述加工设备包括真空室、排气装置、蒸发源、支架和加热装置；所述排气装置用于对所述真空室排气以形成真空环境，所述蒸发源用于将所述抗发泡层、作用层的材料在所述真空室中依次蒸发为气体，所述支架用于放置所述散热层，所述加热装置用于将所述散热层加热后，使得所述气体的材料依次沉积在所述散热层面向所述蒸发源的表面。2.如权利要求1所述的加工设备，其特征在于，所述加工设备还包括膜厚度检测装置，所述膜厚度检测装置用于检测所述作用层、抗发泡层的厚度并控制气体的沉积速度。3.一种用于粒子束产生装置的靶材，其特征在于，所述靶材包括作用层、抗发泡层、散热层，利用权利要求1或2所述加工设备将所述作用层、抗发泡层以形成膜的方式加工到所述散热层上。4.如权利要求3所述的靶材，其特征在于，所述靶材还包括导热层，所述抗发泡层位于所述导热层与所述散热层之间，所述导热层将所述作用层的热量传导到所述散热层，所述导热层以形成膜的方式加工到所述抗发...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘渊豪，林峻霆，
申请(专利权)人：中硼厦门医疗器械有限公司，
类型：发明
国别省市：
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