CN104206027B - 用于同位素产生系统的靶窗 - Google Patents

Abstract

提供了一种用于同位素产生系统的靶窗。一个靶窗包括呈堆叠布置的多个箔部件。箔部件具有侧面，并且其中，至少一个箔部件的侧面接合至少一个其它箔部件的侧面。另外，至少两个箔部件由不同的材料形成。

Description

用于同位素产生系统的靶窗

技术领域

本文公开的主题大体涉及同位素产生系统，并且更具体而言，涉及用于同位素产生系统的靶窗。

背景技术

放射性同位素(也称为放射性核素)应用于医学治疗、成像和研究中，以及与医学不相关的其他应用中。产生放射性同位素的系统典型地包括粒子加速器，诸如回旋加速器，其具有磁轭，磁轭包围加速室。可在加速室内产生电场和磁场，以使带电粒子加速和沿着极之间的螺旋状轨道引导带电粒子。为了产生放射性同位素，回旋加速器形成带电粒子射束，并且将粒子射束引导出加速室且引导向具有靶材料(也称为原始材料)的靶系统。粒子射束入射到靶材料上，从而产生放射性同位素。

在这些同位素产生系统(诸如正电子发射断层扫描(PET)回旋加速器)中，靶窗设置在靶系统的高能量粒子进入侧和靶材料侧之间。靶窗需要能够在高压力和高温度的状况下不破裂。传统的系统典型地使用哈氏合金(Havar)箔来形成这个窗。但是，哈氏合金箔会激活长寿命放射性同位素。对于某些靶类型，特别是水靶，靶介质直接接触箔，并且长寿命放射性同位素转移到靶介质上。在注射到患者体内之前，通常处理靶介质，这会移除这些同位素，但是在一些应用中，这些同位素将注射到患者体内，这可对患者有害。

发明内容

根据各种实施例，提供一种用于同位素产生系统的靶窗，其包括呈堆叠布置的多个箔部件。箔部件具有侧面，并且其中至少一个箔部件的侧面接合至少一个其它箔部件的侧面。另外，至少两个箔部件由不同的材料形成。

根据其它各种实施例，提供了一种用于同位素产生系统的靶，其包括本体，本体构造成包围靶材料，并且具有用于带电粒子射束的通路。靶还包括在高能量粒子进入侧和靶材料侧之间的靶窗。靶窗包括呈堆叠布置的多个箔部件，其中多个箔部件中的不同箔部件的侧面彼此接合。另外，多个箔部件中的至少两个具有不同的材料属性。

根据另外的其它实施例，提供了一种同位素产生系统，其包括加速器，加速器包括磁轭且具有加速室。同位素产生系统还包括靶系统，其位于加速室附近或离加速室一距离，其中回旋加速器构造成将粒子射束从加速室引导到靶系统。靶系统具有本体，其构造成使靶材料和靶窗在本体内保持在高能量粒子进入侧和靶材料侧之间。靶窗包括呈堆叠布置的多个箔部件，其中多个箔部件中的不同箔部件的侧面彼此接合，并且多个箔部件中的至少两个具有不同的材料属性。

附图说明

图1是示出根据各种实施例形成的靶窗的框图。

图2是根据一个实施例形成的靶窗的图。

图3是根据各种实施例的用于形成靶窗的方法的流程图。

图4是示出根据各种实施例形成的靶箔的不同的属性的变化的曲线图。

图5是同位素产生系统的框图，可在其中实现根据各种实施例形成的靶窗。

图6是用于根据各种实施例的靶系统的靶本体的透视图。

图7是图6的靶本体的另一个透视图。

图8是图6的靶本体的分解图，其显示了其中的构件。

图9是图6的靶本体的另一个分解图，其显示了其中的构件。

具体实施方式

当结合附图来阅读时，将更好理解前述概述以及某些实施例的以下详细描述。关于图示出各种实施例的框图，框不一定表示硬件之间的分隔。因而，例如，一个或多个框可实现在单个硬件块或多个硬件块中。应当理解，各种实施例不限于图中显示的布置和手段。

如本文使用，以单数形式阐述或前面有词语"一个"或"一种"的元件或步骤应当理解为不排除多个所述元件或步骤，除非明确地阐述了这种排除。此外，对"一个实施例"的参照不意图理解为排除存在也结合了所阐述的特征的额外的实施例。此外，除非明确有相反的陈述， "包括"或"具有"带有特定属性的元件或多个元件的实施例可包括不具有该属性的额外的这样的元件。

各种实施例提供用于同位素产生系统的多部件靶窗，同位素产生系统诸如用于产生用于医学成像(例如，正电子放射断层扫描(PET)成像)的同位素。应当注意到，各种实施例可用于不同的类型的粒子加速器中，诸如回旋加速器或线性加速器。另外，各种实施例可用于与用于产生用于医学应用的同位素的同位素产生系统不同的类型的放射性促动器系统中。通过实践各种实施例，减少或消除了靶介质(例如，水)中产生的长寿命同位素的量。应当注意，长寿命同位素大体为具有非常长的半期寿命(即长期保持放射性)的放射性同位素。在一些实施例中，长寿命同位素为具有几个月或更长的半期寿命的同位素。在其它实施例中，长寿命同位素为具有几年或更长的半期寿命的同位素。但是，也可提供具有更短或更长的半期寿命的长寿命同位素。

根据一些实施例，提供了靶窗组件，其包括多个箔(例如，两个或更多个箔)。在各种实施例中，箔具有不同的属性或特性。更具体而言，如图1中显示，可提供用于诸如同位素产生系统的靶窗20，其包括多部件窗结构22。例如，在一个实施例中，多部件窗结构22由两个箔部件24和26形成，以限定双箔靶窗。但是，可如期望的那样或需要的那样提供额外的部件。另外，箔部件24和26的相对尺寸、厚度和材料可如期望的或需要的那样和如本文更详细地描述的那样改变。

在各种实施例中，箔部件24和26为单独的箔或部件，它们以贴靠的布置而对齐，如本文更详细地描述的那样。因而，箔部件24和26是分开来形成或离散的构件或元件，它们在各种实施例中布置成堆叠的布置。例如，箔部件24和26可限定单独的层，其中箔部件24和26中的一个箔部件的一个表面(例如，平坦面)或侧面25以堆叠的或贴靠的布置接合箔部件24和26中的另一个箔部件的一个表面或侧面27。

在示出的实施例中，箔部件24定位在同位素产生系统的高能量粒子进入侧28 上(例如，高能量粒子或其它粒子在这一侧进入靶窗20)，并且箔部件26定位在同位素产生系统的靶材料侧30上，在各种实施例中，靶材料为水靶。如可看到的那样，由于在高能量粒子进入侧28上的真空力和在靶材料侧30上的压力，存在从靶材料侧30到高能量粒子进入侧28的压力(P箭头所示)。例如，在一个实施例中，在靶材料侧30上的压力是高能量粒子进入侧28上的力的5-30倍。应当注意到，高能量粒子进入侧28在不同的系统中可以不同的方式构造。例如，除了其它构造之外，高能量粒子进入侧28的构造可为真空侧或真空和氦侧。

在各种实施例中，基于期望的或需要的属性或特性来选择形成箔部件24和26的材料。例如，在一些实施例中，箔部件24由提供需要的强度的材料形成，以抵抗高压力和高温度状况，诸如由可热处理的钴基合金(诸如哈氏合金)的合金盘。在一个实施例中，例如，箔部件24具有至少1000MPa(兆帕斯卡)的抗拉强度。在一些实施例中，箔部件26由具有特定特性(诸如最大程度地减少长寿命放射性同位素转移到靶介质)的材料或包括与靶介质接触的化学惰性材料(诸如铌材料)形成。但是，可使用其它材料，例如，钛或钽。因而，在一个实施例中，一个箔部件(即箔部件24)为多部件窗结构22提供强度，以抵抗真空力，而另一个箔部件(即箔部件26)减少长寿命同位素的产生。在这个实施例中，箔部件24定位成朝向高能量粒子进入侧28或定位在高能量粒子进入侧28上，并且箔部件26定位成朝向靶材料侧30或定位在靶材料侧30上。

应当注意到，可基于特定属性或特性而使用或选择不同的材料，这可包括额外的箔部件。例如，为了提供散热或传热，部件24和26中的一个或额外的部件由铝或其它散热或传热材料形成，诸如铜。可添加铝部件(或其它散热或传热部件)，在一个实施例中，其可定位在第一和第二部件24和26之间，诸如在哈氏合金和铌部件之间。但是，在其它实施例中，箔部件可以不同的方式堆叠。还应当注意到，不同的部件可布置或堆叠成基于部件的特定属性或特性获得期望的或需要的总属性。因而，在一个实施例中，哈氏合金材料提供强度，铌材料提供化学惰性属性，并且由铝材料形成的可选的部件提供热属性，诸如散热。但是，在其它实施例中，使用较高强度的材料，其可为哈氏合金、具有类似于哈氏合金的属性的材料或具有不同于哈氏合金的属性的材料。在另外的其它实施例中，未提供较高强度的箔部件。例如，在一个实施例中，未提供哈氏合金箔部件。除了使用的材料之外，可诸如基于系统的能量或其它参数改变部件的厚度。

在各种实施例中，基于关注的特定参数来形成或构造不同的箔部件。例如，一些属性可包括：

导热率；

抗拉强度；

化学活性(惰性)；

材料经历的能量衰变属性；

放射激活性；和/或

熔点。

因此，可以不同的顺序形成或堆叠不同的部件，以获得不同的属性或特性。

箔部件24和26可构造成具有不同的形状或尺寸。例如，箔部件24和26可为箔盘，其以堆叠的布置对齐，如图2中显示，图2还示出了可选的部件38，例如，铝部件。箔部件24和26大体以堆叠的或夹心的布置对齐，并且通过高能量粒子进入侧28和靶材料侧30之间的压力差抵靠着诸如框架32而保持就位。框架大体包括通过其中的开口34，其与箔部件24和26一起限定靶窗20。因此，较高压力侧箔在图1中示出为箔部件26，其压靠在较低压力侧箔上，较低压力侧箔在图1中示出为箔部件24，箔部件24压靠在框架32上，诸如框架32的支承区域36(例如，缘边)上。因此，箔部件24为箔部件26提供后部支承结构。

箔部件24和26以及部件38可具有不同的厚度。例如，在一个实施例中，箔部件24由哈氏合金形成，并且具有大约5-200微米(微米)(例如，25-50微米)的厚度，并且箔部件26由铌形成，并且具有大约5-200微米(例如，5-20微米，诸如10微米)的厚度。在一个实施例中，如果包括可选的部件38，则部件38由铝形成且具有大约50-300微米的厚度。但是，可如期望的或需要的那样改变厚度，例如，这取决于系统产生的能量。例如，在一些实施例中，例如基于系统的能量，各种箔部件的厚度范围为大约5微米至大约300微米，如另外期望的或需要的那样。但是，箔部件可具有更大或更小的厚度，例如，高达400微米或更大。箔部件也可具有相同或不同的厚度。

另外，可改变各种部件的材料成分，例如，箔部件24和26。例如，箔部件24和26可由材料的组合形成，诸如用以提供某些属性或特性的复合材料，以及不同的合金。作为另一个示例，箔部件24和26可由具有不同的晶粒大小的材料形成。另外，两个或更多个部件可由相同材料形成，或者单个部件可由具有相同或不同的材料的不同的子部件形成。

图3中显示形成根据各种实施例的靶窗的方法50。可例如在同位素产生系统中使用靶窗，同位素产生系统具有用来产生一种或多种放射性同位素(例如，13N-氨)的粒子加速器。方法50包括在52处提供第一靶箔。第一靶箔提供一种或多种属性或特性，诸如特定抗拉强度和熔点。例如，在一个实施例中，可使用钴基合金箔，诸如哈氏合金。在各种实施例中，第一靶部件具有至少1000MPa的抗拉强度和至少1200摄氏度的熔点。但是，在其它实施例中，可使用具有更高或更低的抗拉强度或熔点的材料。

方法50还包括在54处提供一个或多个靶箔。至少一个额外的靶箔具有不同于第一靶箔的属性或特性，诸如不同的关注属性。例如，在一个实施例中，第二靶箔由化学惰性材料形成，诸如铌。还可提供额外的靶箔，诸如具有散热属性的箔，例如，铝箔。

可基于不同的参数来确定不同的箔的厚度，诸如同位素产生系统的能量或总期望属性。另外，如果部件由合金或复合材料形成，则也可改变不同的材料的量。在各种实施例中，可基于不同的关注参数来确定或选择各个箔的材料，如本文更详细地描述的那样。

方法50进一步包括在56处以确定的顺序对齐或堆叠靶箔。例如，如本文更详细地论述的那样，箔可堆叠成提供单独的或总属性，以结合特定同位素产生系统来使用。如图4的曲线图60和66中显示，曲线图60中的曲线62和64示出的材料的厚度和曲线图66中的曲线68和70所示出的材料的厚度可影响箔的一个或多个属性。另外，当堆叠箔时，曲线图72示出的总属性可受形成各个箔的组合材料的厚度影响，如曲线74所示出。因此，使用曲线图60、66和72，可针对各个箔确定期望的厚度。针对箔部件使用不同的材料和不同的厚度的组合，可限定特定属性。另外，使用不同的组合，并且在一个实施例中，提供了至少一个意外的总属性，诸如具有用于同位素产生系统中的抗拉强度同时几乎完全减少在靶材料(例如，水)中的长寿命同位素的靶窗。应当注意到，对于一些属性或材料，各个属性的不同组曲线图用来提供期望的或需要的属性，但是不使用总属性曲线图。

方法50然后包括在58处将多箔靶窗定位或定向在同位素产生系统中。例如，如本文更详细地描述，一个箔可定位成朝向高能量粒子进入侧，而另一个箔可定位成朝向靶材料侧。

根据各种实施例形成的靶窗可用于不同的类型和构造的同位素产生系统中。例如，图5为根据各种实施例形成的同位素产生系统100的框图，其中，可提供多箔靶窗。系统100包括回旋加速器102，其具有若干个子系统，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的使用期间，带电粒子通过离子源系统104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产生相应的场，它们彼此协作而产生带电粒子的粒子射束112。

还在图5中显示，系统100具有抽取系统115和靶系统114，靶系统114包括靶材料116(例如，水)。靶系统114可定位在回旋加速器102的加速室内部、附近或离加速室一距离。为了产生同位素，粒子射束112被回旋加速器102沿着射束传输路径或射束通道117引导通过抽取系统115且引导到靶系统114中，使得粒子射束112入射到位于对应的靶位置120处的靶材料116上。当用粒子射束112辐射靶材料116时，可产生来自中子射线和伽马射线的辐射，其穿过靶窗20(在图1中显示)。

应当注意到，在一些实施例中，回旋加速器102和靶系统114未分开一空间或间隙(例如，分开一距离)和/或不是单独的部件。因此，在这些实施例中，回旋加速器102和靶系统114可形成单个构件或部件，使得在构件或部件之间不提供射束通道117。

系统100可具有一个或多个端口，例如，一个至十个端口，或更多。具体而言，当定位一个或多个靶材料116时，系统100包括一个或多个靶位置120(在图5中示出具有一个靶材料116的一个位置120)。如果提供多个位置120，则移位装置或系统(未显示)可用来相对于粒子射束112移动靶位置，使得粒子射束112入射到不同的靶材料116上。在移位过程期间，还可保持真空。备选地，回旋加速器102和抽取系统115不可沿着仅一个路径引导粒子射束112，而是可针对各个不同的靶位置120沿着与别个不同的路径引导粒子射束112(如果提供的话)。此外，射束通道117可从回旋加速器102到靶位置120为基本线性的，备选地，射束通道117可在沿着其的一个或多个点处弯曲或转向。例如，定位在射束通道117旁边的磁体可构造成使粒子射束112沿着不同的路径改向。应当注意到，可能结合了使用较小的能量或射束电流的较小的回旋加速器来描述各种实施例，但是可结合具有较高能量或射束电流的较大的回旋加速器来实施各种实施例。

具有一个或多个子系统的同位素产生系统和/或回旋加速器的示例描述在美国专利No.6,392,246、No.6,417,634、No.6,433,495和No.7,122,966以及美国专利申请公开No.2005/0283199中。还在美国专利No.5,521,469、No.6,057,655、No.7,466,085和No.7,476,883中提供额外的示例。此外，可用于本文描述的实施例的同位素产生系统和/或回旋加速器还在共同未决的美国专利申请No.12/492,200、No.12/435,903、No.12/435,949和No.12/435,931中描述。

系统100构造成产生放射性同位素(也称为放射性核素)，其可用于医学成像、研究和医疗中，而且还可用于与医学不相关的其它应用中，诸如科学研究或分析。当用于医学目的时，诸如在核类药物(NM)成像或PET成像中，放射性同位素也可称为示踪剂。作为示例，系统100可产生质子，以制造不同的同位素。另外，系统100还可产生中子或氘核，以便例如产生不同的气体或带标记水。

应当注意到，各种实施例可结合具有带任何能量水平的粒子的系统来实现，如期望的或需要的那样。例如，各种实施例可实现在具有任何类型高能粒子的系统中，诸如结合具有加速器的系统实现，加速器使用非常重的特定原子来加速。

在一些实施例中，系统100使用¹H^-技术且利用大约1-200 uA的射束电流使带电粒子到达低能量(例如，大约16.5MeV)。在这样的实施例中，负氢离子被加速且被引导通过回旋加速器102且进入抽取系统115中。负氢离子然后可撞击抽取系统115的剥离箔(未显示图4)上，从而移除一对电子，并且使粒子为正离子¹H⁺。但是，在备选实施例中，带电粒子可为正离子诸如¹H⁺、²H⁺和³He⁺。在这样的备选实施例中，抽取系统115可包括静电偏转器，其产生电场，电场将粒子射束引导向靶材料116。应当注意到，各种实施例不限于用于较低能量系统中，而是可用于较高能量系统中，例如，高达25MeV和更高的能量或射束电流。例如，射束电流可为大约5μΑ至超过大约200μΑ。

系统100可包括冷却系统122，其将冷却或工作流体传输到不同的系统的各种构件，以便吸收相应的构件产生的热。系统100还可包括控制系统118，其可由技术人员用来控制各种系统和构件的操作。控制系统118可包括一个或多个用户接口，其位于回旋加速器102和靶系统114附近或远处。虽然未在图5中显示，但是系统100还可包括用于回旋加速器102和靶系统114的一个或多个辐射和/或磁护罩，如下面更详细地描述的那样。

系统100可以预先确定的量或批量产生同位素，诸如用于医学成像或医疗中的单独的剂量。因此，可提供具有不同的活性水平的同位素。但是，可以不同的量和不同的方式产生同位素。例如，各种实施例可提供大的同位素产量，使得产生较大的量的同位素，并且而然后分配特定的量或单独的剂量。

系统100可构造成使得带电粒子加速到预先确定的能量水平。例如，本文描述的一些实施例将带电粒子加速到大约18MeV或更低的能量。在其它实施例中，系统100使带电粒子加速到大约16.5MeV或更低的能量。在特定实施例中，系统100使带电粒子加速到大约9.6MeV或更低的能量。在更特定的实施例中，系统100将带电粒子加速到大约8MeV或更低的能量。其它实施例使带电粒子加速到大约18MeV或更高的能量，例如，20MeV或25MeV。在另外的其它实施例中，带电粒子可加速到大于25MeV的能量。

靶系统114包括在靶本体300内的多箔靶窗，如图6至9中示出。在图6和7中显示为组装好(并且在图8和9中以分解图显示)的靶本体300由若干构件(示出为三个构件)形成，从而限定靶本体300的外部结构。具体而言，本体300的外部结构由壳体部分302(例如，前部壳体部分或凸缘)、壳体部分304(例如，冷却壳体部分或凸缘)和壳体部分306(例如，后部壳体部分或凸缘组件)形成。壳体部分302、304和306可为例如子组件，其使用任何适当的紧固件固定在一起，紧固件示出为多个螺钉308，它们各自具有对应的垫圈310。壳体部分302和306可为端部壳体部分，而壳体部分304为中间壳体部分。壳体部分302、304和306形成密封的靶本体300，其在壳体部分306的前部表面上具有多个端口312，在示出的实施例中，端口用作氦和水入口和出口，它们可连接到氦和水供应(未显示)上。另外，额外的端口或开口314可设置在靶本体300的顶部部分和底部部分上。可提供开口314来将配件或端口的其它部分接收在其中。

如下面所描述，在靶本体300内提供用于带电粒子的通路，例如，用于可进入靶本体的质子射束的路径，如图8中箭头P所示出。带电粒子从用作粒子路径入口的管状开口319行进通过靶本体300，到达腔体318(如图8中显示)，腔体318为带电粒子的最终终点。在各种实施例中，腔体318填充了水，例如，大约2.5毫升(ml)的水，从而为经辐射的水(H₂ ¹⁸O)提供位置。在另一个实施例中，使用了大约4毫升的H₂ ¹⁶O。腔体318限定在由例如铌材料形成的本体320内，本体320具有腔体322，腔体322在一个面上具有开口。本体320包括顶部和底部开口314，以例如将配件接收在其中。

应当注意到，在各种实施例中，腔体318填充有不同的液体或气体。在另外的其它实施例中，腔体318可填充有固体靶，其中被辐射的材料例如为适于产生某些同位素的材料形成的固定板本体。但是，应当注意到，当使用固体靶或气体靶时，提供了不同的结构或设计。

本体320在壳体部分306和壳体部分304之间，在壳体部分306附近的密封环326(例如，O形环)和多箔部件328之间对齐，多箔部件328为诸如靶窗20(显示在图1和2中)，例如盘，盘具有由可热处理的钴基合金(诸如哈氏合金)形成的一个箔部件，以及在壳体部分304附近的由化学惰性材料(诸如铌)形成的另一个箔部件。应当注意到，壳体部分306还包括腔体330，其形状和尺寸设置成将密封环326和本体320的一部分接收在其中。另外，壳体部分306包括腔体332，其尺寸和形状设置成将多箔部件328的一部分接收在其中。多箔部件328可包括密封边界336(例如，赫里可弗雷斯材料(Helicoflex)边界)，其构造成配合在本体320的腔体322内，并且多箔部件328还与通往通过壳体部分304的通道的开口338对齐。

另一个箔部件340可选地设置在壳体部分304和壳体部分302之间。箔部件340可为类似于多箔部件328的盘或在一些实施例中可包括仅单个箔部件。箔部件340与壳体部分304的开口338对齐，壳体部分304具有围绕开口338的环形缘边342。密封件344、与壳体部分302的开口348对齐的密封环346和配合到壳体部分302的缘边352上的密封环350设置在箔部件340和壳体部分302之间。应当注意到，可提供更多或更少的箔部件或箔部件。例如，在一些实施例中，包括仅箔部件328，并且不包括箔部件340。因此，各种实施例构想到不同的箔布置。

应当注意到，箔部件328和340不限于盘形或圆形，而是可设置成不同的形状、构造和布置。例如，一个或多个箔部件328和340或额外的箔部件可为正方形形状、长方形形状或椭圆形形状等。而且，还应当注意到，箔部件328和340不限于由本文描述的特定材料形成。

如可看到的那样，多个销354接收在各个壳体部分302、304和306中的开口356内，以使这些构件在组装好靶本体300时对齐。另外，多个密封环358与壳体部分304的开口360对齐，以在其中接收螺钉308，螺钉固定在壳体部分302的孔口362(例如，带螺纹孔口)内。

在运行期间，在质子射束通过靶本体300从壳体部分302传送到腔体318中时，箔部件328和340可剧烈地激活(例如，在其中引起放射性)。具体而言，箔部件328和340可为例如薄(例如，5-400微米)箔合金盘，其使加速器且具体而言加速器室的内部的真空与腔体322中的水隔离开。箔部件328和340还允许冷却氦传送通过其中和/或传送在箔部件328和340之间。应当注意到，箔部件328和340在各种实施例中具有允许质子射束传送通过其中的厚度，这导致箔部件328和340变得高度地被辐射且保持激活。

应当注意到，壳体部分302、304和306可由同一材料，不同的材料或不同的量或组合的同一或不同的材料形成。

本文描述的实施例不意图限于产生放射性同位素以用于医学用途，而是还可产生其它同位素且使用其它靶材料。而且各种实施例可结合具有不同的定向(例如，沿竖向或水平地定向)的不同种类的回旋加速器以及不同的加速器(诸如线性加速器或激光诱导加速器，而非螺旋加速器)来实现。此外，本文描述的实施例包括制造上面描述的同位素产生系统、靶系统和回旋加速器的方法。

要理解的是，以上描述意于为示例性的而非限制性的。例如，上面描述的实施例(和/或其方面)可彼此组合起来使用。另外，在不偏离本发明的范围的情况下，可作出许多改良，以使特定的情形或材料适合于本发明的教导。虽然本文描述的材料的尺寸和类型意于限定各种实施例的参数，但是各种实施例决不是限制性，而是示例性实施例。在审阅以上说明之后，许多其它实施例对本领域技术人员将是显而易见的。因此，应参照所附权利要求以及这样的权利要求被赋予的等效物的完整范围来确定各种实施例的范围。在所附权利要求中，用语“包括”和“其中”被用作相应的用语“包含”和“其中” 的通俗易懂的等效物。此外，在所附权利要求中，仅使用用语“第一”、“第二”和“第三”等作为标记，而不意于对它们的对象强加数字要求。另外，所附权利要求的限制不是以手段加功能的格式书写的，并且不意于基于35 U.SC.§112的第六段来理解，除非且直到这样的权利要求限制清楚地在没有另外的结构的功能的语句前面使用短语“意欲”。

本书面描述使用示例来公开各种实施例，包括最佳模式，并且还使本领域任何技术人员能够实践各种实施例，包括制造和使用任何装置或系统，以及实行任何结合的方法。各种实施例的可取得专利的范围由权利要求限定，并且可包括本领域技术人员想到的其它示例。如果这样的其它示例具有不异于权利要求的字面语言的结构要素，或者如果它们包括与权利要求的字面语言无实质性差异的等效结构要素，则它们意于处在权利要求的范围之内。

Claims (14)

1.一种用于同位素产生系统的靶窗，所述靶窗包括：

呈堆叠布置的多个箔部件，所述箔部件具有侧面，其中，

所述箔部件中的至少一个的侧面接合其它箔部件中的至少一个的侧面，并且所述箔部件中的至少两个由不同的材料形成；

其中，所述的靶窗设置在同位素产生系统的粒子进入侧和靶材料侧之间；

所述靶窗包括第一箔部件、第二箔部件、以及定位在所述第一箔部件和所述第二箔部件之间的第三箔部件；

所述第一箔部件由高强度材料形成，所述第二箔部件由化学惰性材料形成，所述第三箔部件由铝或铜形成，所述第一箔部件具有至少1000MPa的抗拉强度；

所述第一箔部件定位在所述同位素产生系统的高能量粒子进入侧，所述第二箔部件定位在所述同位素产生系统的靶材料侧；当带电粒子束入射到所述多个箔部件时，所述第二箔部件用于阻止长寿命放射性同位素从所述第一箔部件转移到所述靶材料中。

2.根据权利要求1所述的靶窗，其特征在于，所述多个箔部件是以贴靠布置而对齐的、分开来形成的部件。

3.根据权利要求1所述的靶窗，其特征在于，所述第一箔部件由具有类似于哈氏合金的属性的材料形成。

4.根据权利要求1所述的靶窗，其特征在于，所述第三箔部件由导热材料形成。

5.根据权利要求1所述的靶窗，其特征在于，所述箔部件中的至少两个具有不同的箔属性。

6.根据权利要求5所述的靶窗，其特征在于，所述箔属性包括导热率、抗拉强度、化学活性或惰性、能量衰变性、放射激活性和熔点。

7.根据权利要求1所述的靶窗，其特征在于，所述箔部件中的至少两个具有不同的箔属性，并且所述多个箔部件布置成堆叠布置，以具有与所述箔部件的属性不同的期望总属性。

8.根据权利要求1所述的靶窗，其特征在于，所述第一箔部件和第二箔部件各具有5-300微米或400微米的厚度，而所述第二箔部件由化学惰性金属形成。

9.根据权利要求1所述的靶窗，其特征在于，所述多个箔部件中的一个包括由哈氏合金形成的箔部件。

10.一种用于同位素产生系统的靶，所述靶包括：

本体，其构造成包围靶材料，并且具有用于带电粒子射束的通路；以及

在粒子进入侧和靶材料侧之间的靶窗，所述靶窗包括呈堆叠布置的多个箔部件，其中所述多个箔部件中的不同的箔部件的侧面彼此接合，所述多个箔部件中的至少两个具有不同的材料属性，所述靶窗包括第一箔部件、第二箔部件、以及定位在所述第一箔部件和所述第二箔部件之间的第三箔部件；

所述第一箔部件由高强度材料形成，所述第二箔部件由化学惰性材料形成，所述第三箔部件由铝或铜形成，所述第一箔部件具有至少1000MPa的抗拉强度；

所述第一箔部件定位在所述同位素产生系统的高能量粒子进入侧，所述第二箔部件定位在所述同位素产生系统的靶材料侧；当带电粒子束入射到所述多个箔部件时，所述第二箔部件用于阻止长寿命放射性同位素从所述第一箔部件转移到所述靶材料中。

11.根据权利要求10所述的靶，其特征在于，所述箔部件中的一个具有5-300微米或400微米的厚度，并且所述第二箔部件由化学惰性金属形成。

12.根据权利要求10所述的靶，其特征在于，所述多个箔部件中的一个包括由哈氏合金形成的箔部件。

13.一种同位素产生系统，包括：

包括加速室的加速器；以及

靶系统，其位于所述加速室的内部、附近或离所述加速室一距离，所述加速器构造成将粒子射束从所述加速室引导到所述靶系统，所述靶系统具有本体，所述本体构造成使靶材料和靶窗在所述本体内保持在高能量粒子进入侧和靶材料侧之间，所述靶窗包括呈堆叠布置的多个箔部件，其中所述多个箔部件中的不同的箔部件的侧面彼此接合，所述多个箔部件中的至少两个具有不同的材料属性，所述靶窗包括第一箔部件、第二箔部件、以及定位在所述第一箔部件和所述第二箔部件之间的第三箔部件；

所述第一箔部件由高强度材料形成，所述第二箔部件由化学惰性材料形成，所述第三箔部件由铝或铜形成，所述第一箔部件具有至少1000MPa的抗拉强度；

所述第一箔部件定位在所述同位素产生系统的高能量粒子进入侧，所述第二箔部件定位在所述同位素产生系统的靶材料侧；当带电粒子束入射到所述多个箔部件时，所述第二箔部件用于阻止长寿命放射性同位素从所述第一箔部件转移到所述靶材料中。

14.根据权利要求13所述的同位素产生系统，其特征在于，所述多个箔部件中的一个包括由哈氏合金形成的箔部件。

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