同位素生产系统和回旋加速器技术方案

一种回旋加速器，其包括磁轭，该磁轭具有围绕加速室的轭体。该回旋加速器还包括磁体组件以产生磁场以沿期望路径引导充电粒子。该磁体组件位于加速室中。磁场经加速室并在磁轭内传播，其中磁场的一部分作为杂散场逸出磁轭之外。该回旋加速器还包括与轭体直接联接的真空泵。该真空泵构造成将真空导入加速室。该磁轭尺寸设置为使得真空泵不会经受超过75高斯的磁场。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术的实施例总体涉及回旋加速器，且更具体地涉及用于生产放射性同位素的回旋加速器。
技术介绍
放射性同位素(也叫做放射性核素)在医疗、成像和研究以及与医疗无关的其它应用方面具有若干应用。生产放射性同位素的系统典型地包括粒子加速器，例如回旋加速器，其使一束带电粒子加速并将该束引入靶材以生成同位素。回旋加速器使用电场和磁场来使粒子加速并沿加速室内的螺旋状轨道引导粒子。当使用回旋加速器时，将加速室抽空以去除会与加速的粒子互相作用的不希望的气体粒子。例如，当加速的粒子是负氢离子 OD时，加速室内的氢气分子(H2)或水分子可从氢离子剥离弱约束电子。当从此离子剥离该电子时，离子变成不再受加速室内的电场和磁场影响的中性粒子。该中性粒子不可恢复地被损失并且还可能导致加速室内其它不希望的反应。为了维持加速室的抽空状态，回旋加速器使用与该腔室流体联接的真空系统。然而，常规的真空系统可能具有不理想的质量或特性。例如，常规的真空系统会是大型的并需要很大的空间。这可能是有问题的，尤其是当回旋加速器和真空系统必须在本来不是为使用大型系统而设计的病房内使用时。此外，现有的真空系统典型地具有若干互相连接的构件，例如多个泵(包括不同类型的泵)、阀、管道和夹具。为了有效地操作真空系统，可能需要监视每个构件(例如，通过传感器和仪表)并单独控制这些构件中的一些。此外，对于若干互相连接的构件，可能存在较多其中可能由于零件损坏或磨损而发生泄漏的接口或区域。这可能使得真空系统的维护费钱和费时。除以上外，常规的真空系统可能使用扩散泵。例如，在一种已知的真空系统中，若干扩散泵与加速室流体联接。扩散泵使用工作流体(例如，油)以通过使油沸腾为蒸气并引导该蒸气通过喷射组件来产生真空。然而，扩散泵内的油可能回流到回旋加速器的加速室内。这可能降低真空系统去除气体粒子的能力，这又负面地影响回旋加速器的效率。此外，加速室内的油可导致损坏由回旋加速器用来形成电场的电气构件的放电。因此，需要从加速室去除不希望的气体粒子的改进的真空系统。还需要与已知的真空系统相比空间要求较低、维护要求较低、复杂度较低或者较便宜的真空系统。
技术实现思路
根据一个实施例，提供了一种回旋加速器，其包括磁轭，该磁轭具有围绕加速室的轭体。该回旋加速器还包括磁体组件，以产生沿期望路径引导带电粒子的磁场。该磁体组件位于加速室中。磁场穿过加速室并在磁轭内传播，其中磁场的一部分作为杂散场逸出磁轭之外。该回旋加速器还包括与轭体直接联接的真空泵。该真空泵构造成将真空导入加速室。该磁轭尺寸定制为使得真空泵不会经受超过75高斯的磁场。根据另一实施例，提供了一种回旋加速器，其包括磁轭，该磁轭具有围绕加速室的轭体。该回旋加速器还包括磁体组件，以产生沿期望路径引导带电粒子的磁场。该磁体组件位于加速室中。磁场穿过加速室并在磁轭内传播，其中磁场的一部分作为杂散场逸出磁轭之外。该回旋加速器还包括与轭体直接联接的真空泵。该真空泵构造成将真空导入加速室。该真空泵是具有用以产生真空的旋转风扇的无流体泵。根据又一实施例，提供了一种同位素生产系统，其包括磁轭，该磁轭具有围绕加速室的轭体。该同位素生产系统还包括磁体组件，以产生沿期望路径引导带电粒子的磁场。该磁体组件位于加速室中。磁场穿过加速室并在磁轭内传播，其中磁场的一部分作为杂散场逸出磁轭之外。该同位素生产系统还包括与轭体直接联接的真空泵。该真空泵构造成将真空导入加速室。该磁轭尺寸定制为使得真空泵不会经受超过75高斯的磁场。该同位素生产系统还包括定位成接受用于生成同位素的带电粒子的靶系统。附图说明图1是根据一个实施例形成的同位素生产系统的框图。图2是根据一个实施例形成的回旋加速器的侧视图。图3是图2中所示的回旋加速器的底部的侧视图。图4是可与图2中所示的回旋加速器一起使用的真空泵和涡轮分子泵的侧视图。图5是可与图2中所示的回旋加速器一起使用的轭体的一部分的透视图。图6是可与图2中所示的回旋加速器一起使用的磁体和轭组件的平面图。图7A是回旋加速器的底部的正视截面图，示出了其中经受的磁场。图7B是回旋加速器的底部的正视截面图，示出了其中经受的磁场。图8是根据另一实施例形成的同位素生产系统的透视图。图9是可与图6中所示的同位素生产系统一起使用的备选回旋加速器的侧视截面图。图10A-10E是示出泵接纳(PA)腔内沿延伸穿过该PA腔的平面经受的磁场的曲线图。具体实施例方式图1是根据一个实施例形成的同位素生产系统100的框图。系统100包括回旋加速器102，该回旋加速器102具有若干子系统，包括离子源系统104、电场系统106、磁场系统 108和真空系统110。在回旋加速器102的使用过程中，通过离子源系统104将带电粒子置于回旋加速器102内或喷射到回旋加速器102中。磁场系统108和电场系统106生成互相5配合以产生带电粒子的粒子束112的相应场。带电粒子沿预定路径在回旋加速器102内被加速和引导。系统100还具有提取系统115和包括靶材116的靶系统114。为了生成同位素，粒子束112由回旋加速器102沿束传输路径117引导通过提取系统115并被引入靶系统114，使得粒子束112入射在位于对应的靶区120的靶材116上。 系统100可具有多个靶区120A-120C，单独的靶材116A-116C位于该处。可使用转移装置或系统(未示出)来相对于粒子束112转移靶区120A-120C，使得粒子束112入射在不同的靶材116上。在转移过程中也可维持真空。备选地，回旋加速器102和提取系统115可以沿不止一条路径引导粒子束112，而是可以针对每个不同的靶区120A-120C沿独特的路径引导粒子束112。美国专禾IjNo. 6，392，246、No. 6，417，634、No. 6，433，495 和 7，122，966 以及美国专利申请公报No. 2005/0283199中描述了具有上述子系统中的一个或多个的同位素生产系统和/或回旋加速器的实例，所有这些专利通过引用而整体结合在本文中。美国专利 No. 5，521，469、No. 6，057，655 和美国专利申请公报 No. 2008/0067413 和 2008/0258653 中还提供了另外的实例，所有这些专利全文通过引用而整体结合在本文中。系统100构造成生产可用于医学成像、研究和治疗中的放射性同位素(也叫做放射性核素)，而且还用于与医学无关的其它应用，例如科学研究和分析。当用于医学用途例如核医学(NM)成像或正电子反射断层造影术(PET)成像时，放射性同位素也可叫做示踪物。举例而言，系统100可生成用以制造液体形式的18F_同位素、作为(X)2的11C同位素和作为NH3的13N同位素的质子。用于制造这些同位素的靶材116可为增浓的18O水、天然14N2 气体和16O水。系统100也可生成氘核以便生产15O气体(氧气、二氧化碳和一氧化碳)和 %标记水。在一些实施例中，系统100使用1F技术并使带电粒子变成具有大约10-30 μ A的束电流的低能量(例如，约7.8MeV)。在此类实施例中，负氢离子被加速并引导通过回旋加速器102且进入提取系统115。然后，负氢离子可撞击提取系统115的剥离箔(未示出)， 从而去除该对电子并使粒子本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·诺尔林，T·埃里克松，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：