CN109565923B - 用于中子发生器的离子束过滤器 - Google Patents

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Abstract

本公开涉及离子束组件，其中将相对小的偏转角度(偏离束流线中心约15°)与位于束流两侧的两个束流捕集器协同使用。在一些实施方式中，两个束流捕集器与磁组件的组合可提供离子束过滤器。在一些实施方式中，所得的系统提供了更小、更安全和更可靠的离子束。在一些实施方式中，离子束可为质子束。

Description

用于中子发生器的离子束过滤器
相关申请的交叉引用
本申请要求于2016年5月12日提交的美国临时申请第62/335,233号的优先权和权益，该申请的公开内容通过引用以其整体并入本文。
发明领域
本公开涉及使用具有离子束过滤器的系统用于生成中子的方法和系统。
背景技术
通过粒子加速器或通过其他方式产生的离子束可用于通过用该离子束轰击中子产生靶来生成中子。所生成的中子随后可用于例如硼中子俘获治疗(BNCT)的过程。然而，某些系统中的离子束或质子束是高能的，并且当不能正确控制时会对使用其的系统造成损害。
发明内容
本公开涉及离子束组件，其中将相对小的偏转角(偏离束流线中心约15°)与位于束流两侧的两个束流捕集器协同使用。两个束流捕集器与磁组件的组合能提供离子束过滤器。所得的系统提供了更小、更安全和更可靠的离子束。在一些实施方式中，离子束可以是质子束。
本公开涉及用于生成中子的系统。该系统可具有用于产生离子束的离子源，以及用于使离子束从离子束中心偏转第一角度的磁系统。该系统可具有被布置为与束流中心成第一角度并且用于接收离子束和生成中子流的旋转中子源。该系统可具有用于接收来自离子束的第一份多个离子的第一旋转束流捕集器。该系统可具有被布置为与离子束中心成第二角度并且用于接收来自离子束的第二份多个离子的第二旋转束流捕集器，其中第二角度大于第一角度。
在一些实施方式中，离子束可以是质子束、氘束或其组合。
在一些实施方式中，第一角度可介于0°与45°之间。在一些实施方式中，第一角度可为约15°。
在一些实施方式中，第一旋转束流捕集器和旋转中子源可具有用于水冷却的内部冷却通道。
在一些实施方式中，第一旋转束流捕集器可为石墨、铝或其组合。在一些实施方式中，第二旋转束流捕集器可为石墨。在一些实施方式中，旋转中子源可为锂。
在一些实施方式中，第一旋转束流捕集器可具有一个或多个开口，并且第一束流检测器可被布置在第一旋转束流捕集器后方以监测离子束轮廓。在一些实施方式中，旋转中子源可具有一个或多个开口且第二束流检测器可被布置在旋转中子源后方以监测离子束轮廓。
在一些实施方式中，第一旋转束流捕集器可被布置在离子束的直通路径上。
本公开还涉及生成中子的方法。该方法可包括用离子源生成离子束，并且用磁系统将离子束从离子束中心偏转第一角度。该方法可包括接收离子束并用中子源生成中子流，所述中子源可被布置为与离子束中心成第一角度。该方法可包括用第一旋转束流捕集器接收来自离子束的第一份多个离子。该方法可包括用第二旋转束流捕集器接收来自离子束的第二份多个离子，所述第二旋转束流捕集器可被布置为与离子束中心成第二角度，其中第二角度大于第一角度。
在一些实施方式中，该方法可包括生成质子束、氘束或其组合作为离子束。
在一些实施方式中，第一角度可为介于0°与45°之间。在一些实施方式中，第一角度可为约15°。
在一些实施方式中，该方法可包括通过将水穿过第一旋转束流捕集器和旋转中子源中的内部冷却通道来冷却第一旋转束流捕集器和旋转中子源。
在一些实施方式中，第一旋转束流捕集器可为石墨、铝或其组合。在一些实施方式中，第二旋转束流捕集器可为石墨。在一些实施方式中，旋转中子源可为锂。
在一些实施方式中，该方法可包括将离子束穿过第一旋转束流捕集器上的一个或多个开口并且通过第一旋转束流捕集器后方的第一束流检测器接收离子束以监测离子束轮廓。在一些实施方式中，该方法可包括将离子束穿过旋转中子源上的一个或多个开口并通过旋转中子源后方的第二束流检测器接收离子束以监测离子束轮廓。
在一些实施方式中，该方法可包括将第一旋转束流捕集器布置在离子束的直通路径上。
附图说明
当结合以下附图考虑时，参考下文中对所公开主题的详细描述，可以更全面地理解所公开主题的各种目的、特征和优点，其中相同的附图标记表示相同的元件。
图1示出了根据本公开一些实施方式的基于90°磁束偏转的束流传输系统的示意图。
图2示出了根据本公开一些实施方式的基于从加速器出射的束流的15°偏转/分析的束流传输系统的示意图。
具体实施方式
在以下描述中，阐述了关于所公开主题的系统和方法以及可操作该系统、方法和介质的环境的多个具体细节以提供对所公开主题的深入理解。然而，本领域技术人员显然知晓所公开的主题可不使用这样的具体细节来实施，并且也没有详细描述本领域中所熟知的某些特征已避免所公开主题的复杂化。另外，应理解下面提供的实施例是示例性的，并且可设想在所公开的主题范围内还存在其他系统和方法。
所描述的中子发生器是基于7Li(p,n)7Be反应。当能量在1.882MeV(反应阈值)和约2.6MeV范围内的质子束碰撞锂靶时生成中子。所述靶被中子能量减速剂所包围，后者消除反应中产生的高能中子并且得到0.5eV-10keV范围内的典型中子能谱。这些超热中子非常适合用于BNCT中。
使用多种加速器技术科产生高能质子，包括但不限于静电(‘单端型’或‘串列(Tandem)’)线性加速器、射频四极加速器和粒子回旋加速器。一些加速器的架构能产生特别用于BNCT中的高功率(～100kW)高电流(～40mA)的质子束。这些加速器可与能够处理高功率(～100kW)质子束的锂靶技术一起使用(参见U.S.S.N.15/147,565,Neutron targetfor Boron Neutron Capture Therapy于2016年5月5日提交，其全部内容通过引用在此并入)。
将此高能束流从加速器传输到锂靶可代表如下讨论的多种技术挑战。
首先，从质子加速器发射的离子束通常包含不想要的非质子的离子物种，其对中子的产生没有贡献。这些可包括在诸如H2 +、H3 +、N+、O+、OH+等的离子源中产生的离子，其尚未被滤除。当主要束流与加速器管中的剩余气体原子或分子碰撞时，这些不想要的离子可作为次要离子产生，并且也能被向靶加速。
包含不同质量或能量的离子束可通过将该束流穿过扇形磁体而被容易地滤除。这种技术同时用于同位素分离器和质谱系统中，并且利用了根据以下方程的横越磁场的离子的曲率半径取决于磁场的事实：
RαH-1e-1E1/2M1/2
在这里R是曲率半径，H是磁场，e是离子电荷，M是离子质量，且E是离子能量。
对于给定的偏转几何，所需的离子物种可容易地选择并且通过将磁场调节到合适值而将其指向靶。
在～100kW的高功率束流的情况中，应注意即使主要束流的少量不需要部分也可能具有显著功率并且能够对束流处理系统造成损害。例如，从离子源发射的H2 +离子部分通常为总束流输出的～10％，并且在加速后将会导致～10kW的束流功率。
第二，如果加速器的高压部分由于加速器管或者高压绝缘结构中电弧而被扰动，则质子束能量可临时降低并且束流可以较小半径偏转，引导其偏移其在扇形磁体中的预期路径。在这样做时，束流可能会撞击系统中不能处理高功率的区域。这里的“结构”可指高压设备(加速器柱)中非管(其仅是加速器电极和插入的绝缘体，将真空与加压六氟化硫(“SF)隔离的密封外壳)的任何部分。因此，所述结构可包括电源、驱动轴、交流电机和物理支持这些项目的任何结构元件。在一些实施方式中，所述结构可浸没在SF6中。
第三，控制系统的一个或多个操作错误也能无意中将束流错误引导至系统中易受损的区域。
第四，添加中子吸收材料(例如，混凝土)以阻止在靶上生成中子的锂与质子加速器之间的“瞄准线(line of sight)”的能力是束流传输系统的另一项需要。使用其束流线没有弯曲的传输系统将明显难以实现这一点。
图1示出了基于90°磁束偏转的束流传输系统100的简单示意图。在一些实施方式中，束流传输系统100在操作过程中可包括来自加速器102的离子束、磁系统104、质子束106、旋转锂靶108和旋转束流捕集器114。图1还示出了在高压电弧110和H2 +束112中的典型束流轨迹。整个系统可被布置在真空室内。
在正常的操作序列中，束流102首先被调节到所需强度，直行通过束流捕集器112，而偏转器磁系统104关闭。偏转器(分析器)磁体104随后打开，由此使质子束在本实施例中以90°角度朝向锂靶108。在一些实施方式中，离子源在通常被称为“束流扫描(beamsweeping)”的这一过程中关闭，以避免对真空室壁的损害。
图2示出了基于从加速器发射的束流的15°偏转/分析的束流传输系统200的简单示意图。图2中示出的束流传输系统200可包括离子束202、磁系统204、旋转锂靶208、第一旋转束流捕集器214、第二旋转束流捕集器215。图2还示出了高压电弧210与H2 +束212中的典型束流轨迹。第一旋转束流捕集器214示出了“直行通过型”束流调节位置218和操作过程中的H2 +位置212。第二旋转束流捕集器215示出了电弧210中的两种典型束流轨迹，其代表两种不同的电压崩溃(voltage collapse)。这些轨迹210代表能在电弧中存在的高压束流的典型范围。束流角度可略微大于15°，但这可能难以保持理想的光学特性(例如，没有束腰)。束流角度可略微小于15°，但这会变得更难避免靶到加速器的瞄准线。
如图2中所示，在一些实施方式中，已添加了两个旋转束流捕集器214、215。第一束流捕集器214可用于在偏转器磁体关闭时在“直行通过”位置218处调节系统，并且其被设计为处理全束流功率。第一束流捕集器214也可用于在正常操作过程中收集H2 +束212和任何其他的重离子污染物。第二束流捕集器215可收集偏转多于15°的任何束流，这可能在加速器中的一个或多个高压源的电压击穿时出现。在一些实施方式中，第一旋转束流捕集器214的直径可与旋转锂靶208相近。在一些实施方式中，第一旋转束流捕集器214的直径可大于旋转锂靶208。在一些实施方式中，第二旋转束流捕集器215的直径可远小于第一束流捕集器214和旋转锂靶208。在一个实施方式中，旋转锂靶208、第一旋转束流捕集器214和第二旋转束流捕集器215的直径可分别为1.2m、1.5m和0.6m。
这些束流捕集器214、215可为于2016年5月5日提交的U.S.S.N15/147,565(Neutron Target for Boron Neutron Capture Therapy)中描述的用于锂靶中的水冷旋盘(water cooled spinning disks)，该文献全部内容通过引用在此并入。在一些实施方式中，可使用石墨盘，其可通过到真空室的水冷壁上的辐射来耗散束流功率。在一些实施方式中，第二旋转束流捕集器215可为通过辐射冷却来冷却的石墨盘，同时第一旋转束流捕集器214和旋转锂靶208可具有用于水冷却的内部冷却通道。在一些实施方式中，第一旋转束流捕集器214可具有与旋转锂靶208不同的构造(即，冷却通道、翅片(petals)形状和数量、直径以及材料)。在一些实施方式中，第一旋转束流捕集器214可具有开口阵列，并且第一束流检测器可被布置在第一旋转束流捕集器214后方，从而可测定离子源轮廓。在一些实施方式中，旋转锂靶208可包括开口阵列，并且第二束流检测器可被布置在旋转中子源后方，从而可测定离子源轮廓。
第一旋转束流捕集器214可包括如下选择的材料，其限制在设置操作过程中撞击在第一旋转束流捕集器214上的全功率束流和在正常操作过程中撞击在第一旋转束流捕集器214上的过滤分子束所产生的伽马和中子辐射的危害。在一些实施方式中，如果离子源为质子束，则第一旋转束流捕集器214可为石墨。在一些实施方式中，如果离子源为氘束，则第一旋转束流捕集器214可为铝。
从图2中示出的构造可见，来自加速器的高功率束流202(～100kW)在操作过程中可被安全地约束。束流仅可撞击锂靶盘208或者第一旋转束流捕集器214，它们被设计为处理全束流功率。
最后，应注意磁偏转角度避免了从锂靶区域到加速器的直接瞄准线。这种结构使得能够策略性放置中子辐射防护(混凝土块、塑料、钢、铅等)，从而防止了中子辐射对加速器造成损害的问题。
所描述的系统可具有以下优点：(1)更小(因为角度更小)、更简单的磁体；(2)更方便的设施设计的线性布局；和(3)束流捕集器也可用作束流限制光圈(apertures)，精确地限制了束流可能撞击的主靶区域。这第三个优点可放置任何杂散束流到达系统的无保护区域。与包含用于此目的的专用束流捕集器的大角度系统相比，在小角度案例中需要更少的束流捕集器。
所描述的系统还能得到改进的束流光学；特别是15°偏转器可消除对束线中束腰的需求。束线中的束腰是束流自身交叉的地方，因此变得非常集中。束腰的存在是对邻近的束线结构以及主靶的危害。这是因为束腰可能因不稳定性、磁体故障、操作者失误或其它非正常情况而被无意中引导到更靠近束线的部件会被无意中引导到束线再往下的部件上。在没有束腰的15°束线的情况中，这种故障模式的可能性被大大降低了。
因此已概述了所公开主题的特征以更好地理解后文的详细描述，并且可以更好地理解本申请对现有技术的贡献。
在此方面，在详细解释所公开主题的至少一个实施方式之前，应理解所公开的主题并非将其应用限制于下文中所阐述的或者附图中所图示的结构细节和部件排列。所公开的主题能用于其它实施方式并且以不同方式实践和实施。同时，应理解本文所采用的短语和术语用于说明的目的，并且不应视为限制性的。
因此，本领域技术人员将理解本公开所基于的概念可容易地用作设计用于实现本公开主题的若干目的的其他结构、方法和系统的基础。
尽管所公开的主题已在前文的示例性实施方式中描述和详解，应理解本公开仅通过举例方式进行，并且在不背离所公开主题的精神和范围的情况下，可对所公开主题的实现细节作出许多改变。

Claims (22)

1.生成中子的系统，包括：
离子源，其用于生成离子束；
磁系统，其用于将离子束从离子束中心偏转第一角度；
旋转中子源，其被布置为与离子束中心成第一角度并且用于接收离子束和生成中子流；
第一旋转束流捕集器，其用于接收来自离子束的第一份多个离子；和
第二旋转束流捕集器，其被布置为与离子束中心成第二角度并且用于接收来自离子束的第二份多个离子，其中第二角度大于第一角度。
2.如权利要求1所述的系统，其中离子束包括质子束、氘束或其组合。
3.如权利要求1所述的系统，其中第一角度介于0°与45°之间。
4.如权利要求3所述的系统，其中第一角度为约15°。
5.如权利要求1所述的系统，其中第一旋转束流捕集器和旋转中子源包括用于水冷却的内部冷却通道。
6.如权利要求1所述的系统，其中第一旋转束流捕集器包括石墨、铝或其组合。
7.如权利要求1所述的系统，其中第二旋转束流捕集器包括石墨。
8.如权利要求1所述的系统，其中旋转中子源包括锂。
9.如权利要求1所述的系统，还包括第一旋转束流捕集器上的一个或多个开口和位于第一旋转束流捕集器后方用于监测离子束轮廓的第一束流检测器。
10.如权利要求1所述的系统，还包括旋转中子源上的一个或多个开口和位于旋转中子源后方用于监测离子束轮廓的第二束流检测器。
11.如权利要求1所述的系统，其中第一旋转束流捕集器被布置在离子束的直通路径上。
12.用于生成中子的方法，包括：
用离子源生成离子束；
用磁系统将离子束从离子束中心偏转第一角度；
接收离子束并用中子源生成中子流，所述中子源被布置为与离子束中心成第一角度；
用第一旋转束流捕集器接收来自离子束的第一份多个离子；和
用被布置为与离子束中心成第二角度的第二旋转束流捕集器接收来自离子束的第二份多个离子，其中第二角度大于第一角度。
13.如权利要求12所述的方法，还包括生成质子束、氘束或其组合作为离子束。
14.如权利要求12所述的方法，其中第一角度介于0°与45°之间。
15.如权利要求14所述的方法，其中第一角度为约15°。
16.如权利要求12所述的方法，还包括通过将水穿过第一旋转束流捕集器和旋转中子源中的内部冷却通道来冷却第一旋转束流捕集器和旋转中子源。
17.如权利要求12所述的方法，其中第一旋转束流捕集器包括石墨、铝或其组合。
18.如权利要求12所述的方法，其中第二旋转束流捕集器包括石墨。
19.如权利要求12所述的方法，其中旋转中子源包括锂。
20.如权利要求12所述的方法，还包括：
将离子束穿过第一旋转束流捕集器上的一个或多个开口；和
通过位于第一旋转束流捕集器后方的第一束流检测器接收离子束以监测离子束轮廓。
21.如权利要求12所述的方法，还包括：
将离子束穿过旋转中子源上的一个或多个开口；和
通过位于旋转中子源后方的第二束流检测器接收离子束以监测离子束轮廓。
22.如权利要求12所述的方法，还包括将第一旋转束流捕集器布置在离子束的直通路径上。
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Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10820404B2 (en) * 2018-08-21 2020-10-27 General Electric Company Neutron generator with a rotating target in a vacuum chamber
JP7212880B2 (ja) * 2018-09-27 2023-01-26 株式会社トプコン 非破壊検査システム及び非破壊検査方法
JP2020051945A (ja) 2018-09-27 2020-04-02 株式会社トプコン 非破壊検査システム、中性子照射源及び中性子照射方法
KR20220053001A (ko) 2019-08-30 2022-04-28 티에이이 테크놀로지스, 인크. 고품질 이온 빔 형성을 위한 시스템들, 디바이스들 및 방법들
JP2022546374A (ja) 2019-08-30 2022-11-04 ティーエーイー テクノロジーズ， インコーポレイテッド ビーム位置監視およびビーム撮像のためのシステム、デバイス、ならびに方法
WO2022251300A1 (en) * 2021-05-25 2022-12-01 The Trustees Of Dartmouth College Systems and methods for flash therapy

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20070082124A (ko) * 2006-02-15 2007-08-21 재단법인 한국원자력의학원 열분산 고선속 중성자 표적시스템
WO2009142543A2 (en) * 2008-05-22 2009-11-26 Vladimir Yegorovich Balakin Charged particle beam injection method and apparatus used in conjunction with a charged particle cancer therapy system
JP2011033512A (ja) * 2009-08-04 2011-02-17 Mitsubishi Electric Corp 中性子発生源用ターゲット
CN203057673U (zh) * 2013-01-27 2013-07-10 兰州大学 聚变反应强流加速器中子源的旋转靶
WO2014046641A1 (en) * 2012-09-18 2014-03-27 Halliburton Energy Services, Inc. Method and system of a neutron tube
WO2016060867A1 (en) * 2014-10-15 2016-04-21 Gtat Corporation Generating neutrons using a rotating neutron source material

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4090086A (en) * 1974-03-18 1978-05-16 Tdn, Inc. Method and apparatus for generating neutrons
US4119858A (en) * 1976-08-11 1978-10-10 Lawrence Cranberg Compact long-lived neutron source
JPS54101092A (en) * 1978-01-27 1979-08-09 Toshiba Corp Deflecting magnet of neutron particle injection heating unit
JPS59130099A (ja) * 1983-01-18 1984-07-26 石川島播磨重工業株式会社 中性子発生装置
US4596687A (en) * 1984-05-29 1986-06-24 The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy Neutral particle beam intensity controller
US5870447A (en) * 1996-12-30 1999-02-09 Brookhaven Science Associates Method and apparatus for generating low energy nuclear particles
WO2005031329A1 (en) * 2003-08-04 2005-04-07 X-Ray Optical Systems, Inc. In-situ x-ray diffraction system using sources and detectors at fixed angular positions
US7939809B2 (en) * 2008-05-22 2011-05-10 Vladimir Balakin Charged particle beam extraction method and apparatus used in conjunction with a charged particle cancer therapy system
KR101194652B1 (ko) * 2008-08-11 2012-10-29 이온빔 어플리케이션스 에스.에이. 고전류 디시 양성자 가속기
US8633458B2 (en) * 2011-11-15 2014-01-21 Gtat Corporation Ion implant apparatus and a method of implanting ions
WO2016007588A1 (en) * 2014-07-11 2016-01-14 Gtat Corporation Systems for controlling a high power ion beam
US10098218B2 (en) * 2014-09-03 2018-10-09 Mitsubishi Electric Corporation Transportable linear accelerator system and transportable neutron source equipped therewith
NZ736841A (en) * 2015-05-06 2022-07-29 Neutron Therapeutics Inc Neutron target for boron neutron capture therapy
US10462893B2 (en) * 2017-06-05 2019-10-29 Neutron Therapeutics, Inc. Method and system for surface modification of substrate for ion beam target

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20070082124A (ko) * 2006-02-15 2007-08-21 재단법인 한국원자력의학원 열분산 고선속 중성자 표적시스템
WO2009142543A2 (en) * 2008-05-22 2009-11-26 Vladimir Yegorovich Balakin Charged particle beam injection method and apparatus used in conjunction with a charged particle cancer therapy system
JP2011033512A (ja) * 2009-08-04 2011-02-17 Mitsubishi Electric Corp 中性子発生源用ターゲット
WO2014046641A1 (en) * 2012-09-18 2014-03-27 Halliburton Energy Services, Inc. Method and system of a neutron tube
CN203057673U (zh) * 2013-01-27 2013-07-10 兰州大学 聚变反应强流加速器中子源的旋转靶
WO2016060867A1 (en) * 2014-10-15 2016-04-21 Gtat Corporation Generating neutrons using a rotating neutron source material

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