CN100496784C - 制造包含锎放射源的细线的方法 - Google Patents

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Abstract

一种减小包含锎的放射性金属陶瓷线(17)的截面直径，并且同时将线的直径改善至更接近圆形截面的方法。通过受控制的加压脉冲利用夹头夹具(15)减小线的直径，并且同时改善线的截面直径。该方法尤其适合于在高放射性物质屏蔽室内使用以生产优化的金属陶瓷短距离放射治疗源，所述源包含大量的放射性锎-252。

Description

制造包含锎放射源的细线的方法
关于联邦发起的研究或进展的声明
根据美国能源部与UT-Battelle，LLC之间的No.DE-AC05-00OR22725的合约规定，美国政府拥有该发明中的权利。
技术领域
本发明涉及包含放射性锎-252的线的制造。尤其是，通过使用用于线成形装置的夹头夹具的一系列加压步骤，获得了具有更接近圆形截面的更细的线。
背景技术
短距离放射治疗是一种治疗癌症的方法，其中放射源被放置在身体内的肿瘤位置处。使用锎-252(Cf-252)放射源的中子短距离放射治疗已经使用了30年，典型地使用低剂量率(LDR)治疗，或对于某些肿瘤使用高剂量率(HDR)治疗。由于治疗时间短，因此优选HDR治疗。然而，到今天，仅有相对大(外径约为3mm)的源包含充足的Cf-252物质以在HDR范围内提供中子密度。当前的HDR源太大了而不能用于间隙(器官内)治疗，但是对于腔内治疗(妇科，直肠，头部，颈部，以及口腔治疗等)是非常理想的。因此，间隙治疗已经被限制于LDR范围。
高比放射性(HAS)的Cf-252源物质以前没有以这样的形式应用，该形式足够细以用于间隙治疗的(例如，大脑，前列腺，胸部，肺部等)用的适当尺寸的较小的源。本发明寻求通过提供更细的高比放射性Cf-252源物质来克服上述限制。
奥克里季国家实验室(Oak Ridge National Laboratory，缩写为ORNL)是美国唯一的Cf-252的生产源。另一个生产中心位于俄罗斯。这两个地方都生产Cf-252医学放射源。俄罗斯的Cf-252源形式的比放射性没有从ORNL获得的Cf-252金属陶瓷线形式的比放射性高。
用于短距离放射治疗源的非常细的伽玛或光子发射源线的制造通常比包含Cf的金属陶瓷线的制造容易。常规伽玛源的非常大的优点在于，首先可以用非放射性材料制造非常细的线，然后放到核反应堆的中心内，在那里被激活到所需要的放射性。然后这些被激活的线段作为放射源被密封并被使用。已经报道了在短距离放射治疗源中使用细达0.0134″的铱-192线。
不幸的是，人造元素锎不能在高度防护的密封容器(例如高放射性物质屏蔽室)外操作。锎-252通过溶解、提纯、沉淀的化学湿加工方法获得，线在高度防护的和高度污染的高放射性物质屏蔽室内加工。所有的操作必须遥控进行，由于高浓度的中子放射，因此用手工操作合成的金属陶瓷线是不可能的。作为具有陶瓷杂质(氧化锎)的金属基体，金属陶瓷线的性质增加了生产结构好的线，尤其是高载荷(>1％，按Cf-252的重量)的金属陶瓷线的难度。
ORNL的金属陶瓷线包含掺合在钯金属基体内的氧化锎。所述陶瓷氧化物作为钯金属内的杂质，当氧化物的浓度增加到高于1％(按重量计算)时，降低了钯的可加工性。所述线通过宝石轧制机(jeweler’srolling mill)的越来越小的槽来轧制预先熔融的金属陶瓷小球而形成。当前在Californium Facility的高放射性物质屏蔽室中使用的轧制机能够生产具有接近0.75mm可测量尺寸的线。然而，由于线的梯形截面，它的有效直径接近1mm。
现有技术的一个例子是D.S.Erickson和A.Feiring发明的，发明名称为“导线操作把手和其使用方法”，公开日为1998年5月26日，专利号为US5755695的专利申请。
我们已经研制了显著减小ORNL的高载荷(heavily loaded)(>1％，按Cf-252的重量计)的金属陶瓷线的截面的有效方法。它的特殊优点在于，我们的方法非常适合于在高放射性物质屏蔽室中使用，在那里生产高含量的微型Cf-252源。
发明内容
本发明的第一个目的是提供一种小型化的锎-252金属陶瓷线。
本发明的另一个目的是生产一种与当前的梯形线相比的圆柱形线。
本发明又一个目的是提供一种直线段以简化切割过程并且防止加工过程中的破损。
在优选实施例中，本发明是一种成形金属陶瓷线的方法。该方法包括步骤：a)在气动操作的夹头夹具中定位一部分金属陶瓷线，b)利用夹头夹具对金属陶瓷线的圆周施加受控制的加压脉冲，c)旋转金属陶瓷线一圈的一部分，并且随着受控制的加压脉冲使金属陶瓷线通过夹头夹具前进一个短的距离，d)重复步骤b)和c)，直到金属陶瓷线在整个长度上的直径减小。
附图说明
唯一的附图是根据本发明的线成形装置。
具体实施方式
本发明为一种线成形装置和方法，其中使用气动致动的夹头爪来对放射性金属陶瓷短距离放射源线的圆周施加受控制的压力，。一种工业气动操作夹头夹具被用做线的“成形”装置。借助于通过夹头夹具在顺序增加压力的情况下重复加工线的长度，获得了比以前更细的线。
在附图中，具有气动致动爪16的工业夹头夹具15安装在基座14上以便使用气动开关(未示出)手动操作。气体压力启动压缩一部分金属陶瓷线17的夹头爪或夹头指。在金属陶瓷线被挤压后，关掉气体压力，使夹头爪释放金属陶瓷线。具有不同夹爪尺寸开口的两个夹头用于顺序处理金属陶瓷线。一个夹头使从常规轧制机获得的线的直径减少，另一个夹头进一步将线缩小至目标直径。
重要的是，所述方法实质上还将线的截面改善至更接近圆形，使它更适合于在随后的加工过程中操作。尤其是，所述方法取消了对用最好的现有技术生产的菱形或梯形截面形状的线的使用。在我们的加工中，长度达几英寸的成形线在切割夹具(cutter fixture)中被切成短段。然后将每一段放置到医学源盒内。新的线成形方法相当简单，非常适合于在高放射性物质屏蔽室的短距离放射治疗源盒加工过程中使用。
再次参考附图，线夹具18安装于夹头夹具15的上方。线夹具18用于手动地通过使用由手柄20控制的螺旋机构19的成形器来推进线17。线夹具18用于夹紧并且相对于夹头夹具15定位线17。每次加压脉冲使夹头爪挤压线延长小于1/8英寸的长度，因此在脉冲之间，线必须被推进通过夹头爪一个短的距离。此外，每次通过时线在线夹具内倒置以便确保两个端部都被成形，这样线在整个长度上都具有均匀的直径。在脉冲之间，把手被旋转一圈的一部分，同时在每次压力设定时，整个线通过成形器前进。利用一系列增加的空气压力设定重复该过程，直到线的直径已经减小到需要的尺寸。
使用40psi的初始压力来成形线。在完成以40psi的压力成形线后，所述压力升高10至20psi，完成另一根线通过成形器。所述压力继续增加，直到获得具有均匀截面的目标线直径。这由线通过目标直径的过/不过端量规来确定。线成形步骤典型地使用40-60psi范围的压力，尽管可以使用最高90psi的压力。线需要在高温下周期退火以便减轻线的由于成形导致的加工硬化；也就是，减少线的阻力以便进一步成形至减小的直径。在线的直径更小时，需要更频繁的退火。
实际上，能够从常规轧机中得到的最细线被用于线成形机的供给材料。尽管名义上直径为～0.75cm，但是这些线不能够通过该直径的过端/不过端量规。该线通过线成形器进行加工，重复该过程直到获得0.0225英寸(0.572mm)的目标直径。由过端/不过端量规进行确认。原则上，采用通过另一个更窄的夹头连续成形可以获得更细的线。在使用锰铜合金线作为金属陶瓷线替代品的实验室验证中，证明了线的厚度小至0.017英寸(0.43mm)。
具有更小夹爪开口的夹头可用于提供更细的线，小于厚度为0.0225英寸(0.57mm)包含Cf的线验证产品和厚度为0.017英寸(0.43mm)替代品线的实验室验证产品。使用该方法的实际最小线厚度还没有确定，但是应该会小于0.4mm。
与其他的线的加工方法相比，例如轧制、锻压和拉拔方法，我们已经生产出比现有技术制造的更细的锎金属陶瓷线。我们的方法操作更加简单并且具有比生产更细线的其他选择更简单的构件设计。所述方法中线的灾难性损害(例如，线没有直接通过轧机槽，被挤压在两个槽之间)的概率更低。该方法比锻压柔和，因此由于金属陶瓷结构中加有太多氧化锎的固有内部缺陷而裂开的可能性更小。这反应了与采用手动操作方法可忽略的每分钟转数相比，锻压过程具有高的每分钟转数(RPM)。在高放射性物质屏蔽室环境内，成形器的气动操作提供了比例如电动马达更可靠的长期操作。不象锻压操作，该方法允许具有很少或不用维修或调节的可靠的屏蔽室内操作。该方法也提供了比当前可得到的成形为薄源的其它源形式更高的比放射性。在生产过程中，为了制造精确匹配的源，我们的金属陶瓷产品可被切割成同等比放射性的多源段。
成形过程可被机械化，这样气动开关和线推进机构(目前手动操作)在金属陶瓷线每次通过成形器的整个过程中可自动同步工作。
当线向前通过成形器时，小的加热套环或加热灯可用于线退火。通过这种方法，线不需要从成形装置取出并放置在用于周期退火的炉子内。
这种技术被特定设计用于通过短距离放射治疗方法(它的主要应用)的癌症治疗。然而，在任何需要非常细的或非常紧凑的中子源时，都可以使用该相同的技术。为了仪器校准或为了特定的物理试验，一个例子是用作线源或点源。
虽然已经描述和说明了目前认为的本发明的最优实施例，但对于本领域的技术人员来说显而易见的是，可以对本发明作出各种改变或修改，而不会背离由所附权利要求限定的本发明的范围。

Claims (6)

1、一种成形锎-252金属陶瓷线的方法，包括步骤：
a)提供包括至少1％的锎-252的金属陶瓷线；
b)在气动操作的夹头夹具中定位至少一部分所述金属陶瓷线；
c)利用所述夹头夹具对金属陶瓷线的圆周施加受控制的加压脉冲；
d)随着所述受控制的加压脉冲将所述金属陶瓷线旋转一圈的一部分并且将所述金属陶瓷线通过所述夹头夹具推进一个短的距离；和
e)重复步骤c)和d)，直到金属陶瓷线的直径在该金属陶瓷线的整个长度上减小到不超过0.572mm(0.0225英寸)的直径。
2、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，使用更高的加压脉冲重复步骤c)和d)，直到金属陶瓷线的直径在该金属陶瓷线的整个长度上减小。
3、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，利用具有更小夹爪尺寸开口的夹头重复步骤c)和d)，直到金属陶瓷线的直径在该金属陶瓷线的整个长度上减小。
4、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤c)和d)被机械化以便在金属陶瓷线每次通过所述夹头夹具的整个过程中同步操作。
5、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在成形过程中，使用加热套环对金属陶瓷线进行退火。
6、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在成形过程中，使用加热灯对金属陶瓷线进行退火。
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Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007053823A2 (en) * 2005-10-31 2007-05-10 Biolucent, Inc. Brachytherapy apparatus and methods of using same
FR2987267B1 (fr) 2012-02-28 2015-01-16 Debregeas Et Associes Pharma Application du modafinil dans le traitement de substitution des cacainomanes
US10580543B2 (en) * 2018-05-01 2020-03-03 Qsa Global, Inc. Neutron sealed source
CN109570421B (zh) * 2018-12-15 2023-11-28 浙江雅晶电子有限公司 一种to管座自动打扁机

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2114171A (en) * 1935-12-04 1938-04-12 Gen Electric Swaging machine
US2203956A (en) * 1937-05-22 1940-06-11 Clark Equipment Co Apparatus for reducing tubular blanks
CN2056099U (zh) * 1989-02-21 1990-04-18 兰州机床修配厂 金属线材缩压机
DE9304905U1 (de) * 1992-04-03 1993-06-24 Bauer, Hans, 8801 Aurach Geschmiedeter Metallkörper
CN1119564A (zh) * 1994-05-25 1996-04-03 吉田桂一郎 异形剖面形状线材加工用镦锻机

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1053960A (zh) * 1900-01-01
US474548A (en) * 1892-05-10 William h
US1867625A (en) * 1927-11-04 1932-07-19 Nat India Rubber Co Process and apparatus for compacting conductors
US2382359A (en) * 1942-05-02 1945-08-14 Budd Edward G Mfg Co Apparatus for applying bands to tubular articles
US2985956A (en) * 1956-01-12 1961-05-30 Appel Process Ltd Method for straightening and for relieving stresses in workpieces
GB1186379A (en) * 1966-07-21 1970-04-02 Btr Industries Ltd Improvements in or relating to Swaging Machines
PL110440B1 (en) * 1977-02-03 1980-07-31 Osrodek Badawczorozwojowy Maszyn Hutniczych Tube pointer
US5141487A (en) * 1985-09-20 1992-08-25 Liprie Sam F Attachment of radioactive source and guidewire in a branchy therapy source wire
US5282781A (en) * 1990-10-25 1994-02-01 Omnitron International Inc. Source wire for localized radiation treatment of tumors
US6217503B1 (en) * 1994-01-21 2001-04-17 The Trustees Of Columbia University In The City Of New York Apparatus and method to treat a disease process in a luminal structure
US5755695A (en) * 1995-05-11 1998-05-26 Microvena Corporation Guidewire steering handle and method of using same
US6551232B1 (en) * 1999-08-19 2003-04-22 New England Medical Center Dosimetry for californium-252(252Cf) neutron-emitting brachytherapy sources and encapsulation, storage, and clinical delivery thereof
US6352500B1 (en) * 1999-09-13 2002-03-05 Isotron, Inc. Neutron brachytherapy device and method
US6319189B1 (en) * 1999-09-13 2001-11-20 Isotron, Inc. Methods for treating solid tumors using neutron therapy
AU1374601A (en) * 1999-11-12 2001-05-30 Angiotech International Ag Compositions and methods for treating disease utilizing a combination of radioactive therapy and cell-cycle inhibitors
US6817995B1 (en) * 2000-04-20 2004-11-16 Isotron ,Inc. Reinforced catheter connector and system
DE10341716B4 (de) * 2003-03-25 2009-12-24 Forschungsgesellschaft Umformtechnik Mbh Vorrichtung zum radialen Umformen von stab-, rohr- oder drahtförmigen Werkstücken
US20050155680A1 (en) * 2004-01-16 2005-07-21 Gyorgy Nagy High ductility, high hot tensile strength tungsten wire and method of manufacture

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2114171A (en) * 1935-12-04 1938-04-12 Gen Electric Swaging machine
US2203956A (en) * 1937-05-22 1940-06-11 Clark Equipment Co Apparatus for reducing tubular blanks
CN2056099U (zh) * 1989-02-21 1990-04-18 兰州机床修配厂 金属线材缩压机
DE9304905U1 (de) * 1992-04-03 1993-06-24 Bauer, Hans, 8801 Aurach Geschmiedeter Metallkörper
CN1119564A (zh) * 1994-05-25 1996-04-03 吉田桂一郎 异形剖面形状线材加工用镦锻机

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Publication number Publication date
RU2391160C2 (ru) 2010-06-10
CN101039763A (zh) 2007-09-19
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RU2007110630A (ru) 2008-10-27
US20060195003A1 (en) 2006-08-31
CA2581071C (en) 2009-11-03
US7093476B2 (en) 2006-08-22
US20060053856A1 (en) 2006-03-16
US8088056B2 (en) 2012-01-03
CA2581071A1 (en) 2007-01-04

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