CN111710457A - 一种全身伽玛刀放射治疗用钴-60放射源及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种全身伽玛刀放射治疗用钴‑60放射源及其制备方法，该放射源包括钴‑60放射性芯体、第一层内包壳、第二层包壳、第三层屏蔽组件、预准直器和第四层外包壳；通过预准直器和第一、二层包壳出γ射线出束端的优化设计，提高了有效出束γ射线剂量率，减少了辐射半影，优化了治疗精准度；上述制备方法，通过高化学纯度原料、减小钴粒直径、均匀性良好的超声低温纳米镀镍工艺、调节棒束的设计组合四方面的共同作用大大改进原有钴‑60制备工艺，从而有效提高制得钴‑60的比活度，制备的高比活度放射源减少了辐射半影，提高了辐射野边界的清晰度和出束射线的剂量，优化了治疗精准度和效果，技术应用价值高。
Description
技术领域
本发明属于民用核技术应用领域，也属于核医学技术领域。涉及一种钴 -60放射源及其制备方法，具体涉及一种全身伽玛刀放射治疗用钴-60放射源 及其制备方法。
背景技术
密封放射源是密封在包壳里的或紧密地固结在覆盖层里并呈固体形态的 放射性物质。随着经济飞速发展、工业化进程加速推进，密封放射源已逐步 应用于工业、农业、医学、环保等领域，并形成一定的产业规模，取得了显 著的经济和社会效益。钴-60密封放射源在医学领域应用的重点方向之一是肿 瘤放射治疗，它是利用钴-60γ射线治疗恶性肿瘤的一种局部治疗技术，与 手术、化疗并称为目前肿瘤临床治疗的三大核心手段，是核技术在医学中体 现最为密集、潜力最大的领域。
钴-60密封放射源应用于人体肿瘤放射治疗领域较早的设备是钴-60治疗 机，由于其在使用上存在精确度不够以及病人和工作人员接受较大的辐射剂 量等严重缺陷已经逐渐被精准度较高的伽玛刀替代。伽玛刀是一种融合现代 计算机技术、立体定向技术和医疗外科技术于一体的治疗性设备，利用射线 的几何聚焦原理，在精确的立体定位情况下，将经过规划的大剂量γ射线集 中照射于体内预选靶点病灶，一次或分次致死性地摧毁靶点内的组织，而射 线经过人体正常组织时剂量锐减而基本不受损伤，从而达到安全治疗的目的。 国内现有钴-60放射源比活度较低，辐射半影较大，导致辐射野边界清晰度不 够，且出束射线剂量较小，进而影响治疗精度和效果。
发明内容
本发明的目的正是针对上述现有技术所存在的问题而提供的一种全身 伽玛刀放射治疗用钴-60放射源及其制备方法，其特征在于减少了辐射半影， 提高了辐射野边界的清晰度和出束射线的剂量利用率，提高了治疗精准度和 效果。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
本发明的一方面，提供了一种伽玛刀用钴-60放射源，其由以下结构组 成：所述放射源包括钴-60放射性芯体、第一层内包壳、第二层包壳、第三 层屏蔽组件、预准直器和第四层外包壳；所述第一层内包壳包括一端开口的 不锈钢圆筒和第一层包壳密封塞，所述第一层内包壳的射线出束端内部为倒 三角形，开口端内呈“凹”形且与第一层包壳密封塞密封固定，钴-60放射 性芯体填装于所述第一层内包壳的不锈钢圆筒内；所述第二层包壳包括一端 开口的不锈钢圆筒和第二层包壳密封塞，所述第一层内包壳装设于第二层包 壳内，且两者的密封塞位于同一方向，所述第二层包壳的不锈钢圆筒封闭端 外部呈“凹”形；所述第三层屏蔽组件包括包括第三层屏蔽套和屏蔽端盖， 第三层屏蔽套位于第二层包壳外，屏蔽端盖与第一层内包壳、第二层包壳的 密封塞位于同一端，γ射线出束端无屏蔽；预准直器位于γ射线出束端，与 第三屏蔽套连接；第四层外包壳及第四层包壳密封塞包裹在第三层屏蔽套及 其屏蔽端盖与预准直器外，并将其固定，第四层包壳密封塞位于屏蔽端盖一 端；
所述钴-60放射性芯体由钴-60粒子组成，芯体直径为3.8mm，高度≤ 30mm，所述钴粒粒径φ≤1mm，所述钴-60粒子的比活度为300Ci/g～320Ci/g。
根据实际需要，在钴-60放射性芯体和第一层包壳密封塞之间还可填充 垫片。
优选地，所述第一层内包壳、第二层包壳及第四层外包壳材质均为奥氏 体不锈钢；所述第三层屏蔽组件材质为钨合金；所述预准直器呈圆筒状，材 质为钨合金。
本发明的另一方面，还提供了上述伽玛刀用钴-60放射源的制备方法， 其特征在于，所述方法包括如下步骤：
a)钴-60粒子的制备：将丰度为100％、化学纯度≥99.0％的金属钴Co-59 粉末采用挤压烧结工艺制成钴粒，采用超声波低温镀镍工艺对钴粒表面镀镍， 装入氢化锆靶筒焊封制成钴棒，钴棒内充0.1MPa氦气，然后将钴棒组成束棒 作为调节棒装入重水反应堆中辐照适当时间，通过59Co(n，γ)60Co核反应 生成钴-60，出堆后送热室中切开靶筒，取出钴粒即可获得所需比活度的钴-60 粒子；
b)第一层内包壳封装：将步骤a)中的钴-60粒子定量装入第一层内包 壳，并振动密实，使其在正常使用条件下钴粒不会产生相对位移，根据源芯 钴粒填充情况决定是否在上端添加垫片，使钴粒充满第一层内包壳，然后加 盖第一层包壳密封塞，使用放射源专用氩弧焊机，采用自动垂直环焊密封；
c)第二层包壳封装：将步骤b)中焊封后的放射源装入第二层包壳，在 下端添加钨合金外垫片，并充满外包壳，重复步骤b)中操作，将第二层包 壳密封塞与包壳焊接在一起；
d)第三层屏蔽组件与预准直器封装：将第三层屏蔽套包裹于第二层包 壳，将屏蔽端盖装在第一层内包壳及第二层包壳的密封塞一端，出束端无屏 蔽；将预准直器安装在γ射线出束端；
e)第四层外包壳封装：用第四层外包壳和第四层包壳密封塞将预准直 器和第三层屏蔽组件包裹起来，密封塞焊接要求同上述步骤b)；
f)质量检验：经检验，不漏气、表面可去除放射性污染量≤200Bq，外 径、空气比释动能率和放射源活度符合要求，即得到全身伽玛刀放射治疗用 钴-60放射源成品。
优选地，步骤a)中，所述钴-59化学纯度≥99.4％，所述钴-60粒径φ ≤1mm，所述钴-60粒子的比活度为300Ci/g～320Ci/g，所述镍为环保型纳米 镍；通过减小钴粒尺寸，增大靶中装载钴粒的比表面积，可提高最终制得钴 -60的比活度；用纳米镍结合直径较小钴粒，可提高镀镍的均匀性，防止钴 氧化，从而提高其辐照稳定性。
另外，还可采用氢化锆棒为慢化剂，用钴棒和氢化锆棒组成束棒作为调 节棒，使用慢化剂氢化锆通过降低中子能量，可提高中子吸收截面积，进而 提高钴-60的比活度。
优选地，步骤b)中，所述源芯钴-60装载活度为12.0TBq～13.5TBq，芯 体的直径为3.8mm，装载高度≤30mm。
优选地，步骤b)中，所述所述第一层内包壳包括一端开口的不锈钢圆 筒和密封塞，其材质为00Cr17Ni14Mo2奥氏体不锈钢，底端(射线出束端) 内部为倒三角形，以提高出束γ射线的有效剂量；内包壳开口端内呈“凹” 形，与密封塞紧配合，密封塞与包壳之间利用放射源专用氩弧焊机，采用自 动垂直环焊，焊缝熔深不小于包壳焊口处的壁厚，并且焊接后焊口表面要光 滑、平整。
优选地，步骤b)、c)及e)中，所述密封时焊缝熔深不小于包壳焊口 处的壁厚，并且焊接后焊口表面要光滑、平整。
优选地，步骤d)中，所述屏蔽套和屏蔽端盖为钨合金，其密度≥ 18.5g/cm3，化学纯度≥99.9％。
优选地，步骤f)中，所述钴-60放射源成品的空气比释动能率为4.59 ×10-4Gy/s～9.62×10-4Gy/s。
同现有技术相比，本发明的伽玛刀用钴-60放射源及其制备方法，其显 著的技术优点是：
(1)现有技术中，原有钴-60的比活度一般小于280Ci/g，本发明的全 身伽玛刀放射治疗用钴-60放射源及其制备方法，通过高化学纯度原料、减 小钴粒直径、均匀性良好的超声低温纳米镀镍工艺、调节棒束的设计组合四 方面的共同作用大大改进原有钴-60制备工艺，从而有效提高制得钴-60的比 活度，制备的高比活度放射源减少了辐射半影，提高了辐射野边界的清晰度 和出束射线的剂量，优化了治疗精准度和效果，技术应用价值高，与现有技 术相比，具有显著的进步。
(2)本发明通过预准直器和第一、二层包壳出γ射线出束端的优化设 计，提高了有效出束γ射线剂量率，减少了辐射半影，优化了治疗精准度；
(3)本发明在第二层和第四层包壳间设计了屏蔽层，屏蔽了不需要的 射线，减小了伽玛刀设备的屏蔽厚度，有效减小伽玛刀设备的重量、体积及 造价；同时，降低放射源拆装操作环境的辐射剂量，提高了安全性。
附图说明
图1是本发明的钴-60放射源制备工艺流程图；
图2是本发明的全身伽玛刀放射治疗用钴-60放射源结构示意图；
图3是本发明的全身伽玛刀放射治疗用钴-60放射源第一、二层包壳结 构示意图。
1、钴-60放射性芯体；2、第一层内包壳；3、第二层包壳；4、第三层 屏蔽套；5、屏蔽端盖；6、第四层外包壳；7、第四层包壳密封塞；8、预准 直器；9、钴-60粒子；10、垫片；11、第一层包壳密封塞；12、第二层包壳 密封塞。
具体实施方式
为了更好的理解本发明，下面结合实施例进一步阐明本发明的内容，以 使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解。需要说明的是，以 下所述仅为本发明的较佳实施例，但本发明的内容不局限于下面的实施例。 实际上，在未背离本发明的范围或精神的情况下，可以在本发明中进行各种 修改和变化，这对本领域技术人员来说将是显而易见的。例如，作为一个实 施例的一部分示出或描述的特征可以与另一个实施例一起使用来产生又一个 实施例。
如图2和图3所示，本发明全身伽玛刀放射治疗用钴-60放射源，包括 钴-60放射性芯体1、第一层内包壳2、第二层包壳3、第三层屏蔽组件、预 准直器8和第四层外包壳6。
所述第一层内包壳2与第二层包壳3材质均为00Cr17N i 14Mo2奥氏体不 锈钢，结构相似，均为一端开口的圆筒，开口端内呈“凹”形，第一层内包 壳2密封塞11与第二层包壳3的密封塞12位于同一方向，密封塞与包壳之 间焊接；需要的情况下，第一层内包壳2内还要填充垫片10。
上述第一层内包壳2与第二层包壳3的封闭端是γ射线出束端，所述第 一层内包壳2封闭端呈“倒三角”形，第二层包壳3封闭端外部呈“凹”形， 这种设计是为了减小封闭端不锈钢厚度，提高出束γ射线的剂量。
第三层屏蔽套4及其屏蔽端盖5材质为钨合金，是为了选择性的屏蔽γ 射线和预准直射线，第三层屏蔽套4包裹于第二层包壳外，屏蔽端盖5位于 第二层包壳密封塞一端，而γ射线出束端无屏蔽。这种设计减小了伽玛刀设 备的屏蔽厚度，有效减小伽玛刀设备的重量、体积及造价；同时，降低放射 源拆装操作环境的辐射剂量，提高了安全性。
预准直器8是两端开口的圆筒，材质为钨合金，位于γ射线出束端，与 屏蔽套4连接，具有准直γ射线的作用。
上述第三层屏蔽套4及其屏蔽端盖5与预准直器8所用钨合金密度为 18.6g/cm3，化学纯度为99.99％。
第四层外包壳6及其密封塞7包裹在第三层屏蔽套4及其屏蔽端盖5与 预准直器8外，并将其固定，第四层包壳密封塞7位于屏蔽端盖5一端，与 第一、二层密封塞一样采用氩弧焊焊封，第四层外包壳6另一端通过凹形设 计固定预准直器8，而γ射线出口只有很薄一层不锈钢，减小对出束γ射线 的阻挡。
上述4层外壳与预准直器8在γ射线出束端的优化设计，提高了有效出 束γ射线剂量率，减少了辐射半影，优化了放射治疗精准度。
如图1所示，上述伽玛刀用钴-60放射源的制备方法具体如下：
实施例1
a)钴-60的制备：将丰度为100％、化学纯度≥99.9％的金属钴(Co-59) 粉末采用挤压烧结工艺制成钴粒，采用超声波低温镀镍工艺对钴粒表面镀镍， 装入氢化锆靶筒焊封制成钴棒，钴棒内充0.1MPa氦气，采用氢化锆棒为慢化 剂，钴棒和锆棒组成束棒型设计作为调节棒装入重水反应堆中辐照适当时间， 通过59Co(n，γ)60Co核反应生成钴-60，出堆后送热室中切开靶筒，取出 钴粒即可获得比活度为300Ci/g的钴-60粒子；
b)第一层内包壳封装：将步骤a)中的钴-60粒子装入牌号为 00Cr17Ni14Mo2不锈钢内包壳，其内径即源芯直径为3.8mm，装载高度为30mm， 装入钴粒总活度为12.0TBq，并振动密实，使其在正常使用条件下钴粒不会 产生相对位移，根据源芯钴粒填充情况在上端添加内垫片，使其充满内包壳， 加盖内盖，使用放射源专用氩弧焊机，采用自动垂直环焊密封，焊缝熔深不 小于包壳焊口处的壁厚，并且焊接后焊口表面要光滑、平整；
c)第二层包壳封装：将步骤b)中焊封后的放射源按图中的方向装入外 包壳，在下端添加钨合金外垫片，并充满外包壳，重复步骤b)中操作，将 第二层端盖与包壳焊接在一起；
d)第三层屏蔽组件与预准直器封装：第三层屏蔽组件包括密度为 18.5g/cm3、化学纯度为99.99％的钨合金屏蔽套和屏蔽端盖，屏蔽套包裹于 第二层包壳，端盖装在第一、二层包壳的密封塞一端，出束端无屏蔽。预准 直器呈圆筒状，安装在γ射线出束端，对γ射线起到预准直作用；
e)第四层外包壳封装：如图中设计，第四层外包壳包括外壳和密封塞， 将预准直器和第三层屏蔽组件包裹起来，γ射线出束端开口不密封，材质为 00Cr17Ni14Mo2奥氏体不锈钢，密封塞焊接要求同第一层包壳。
f)质量检验：制备的伽玛刀用钴-60放射源成品经检验，不漏气、表面 可去除放射性污染量为80Bq，距离源1m处的空气比释动能率为7.87×10-4 Gy/s。
实施例2
a)钴-60的制备：将丰度为100％、化学纯度≥99.5％的金属钴(Co-59) 粉末采用挤压烧结工艺制成钴粒，采用超声波低温镀镍工艺对钴粒表面镀镍， 装入氢化锆靶筒焊封制成钴棒，钴棒内充0.1MPa氦气，采用氢化锆棒为慢化 剂，钴棒和锆棒组成束棒型设计作为调节棒装入重水反应堆中辐照适当时间， 通过59Co(n，γ)60Co核反应生成钴-60，出堆后送热室中切开靶筒，取出 钴粒即可获得比活度为320Ci/g的钴-60粒子；
b)第一层内包壳封装：将步骤a)中的钴-60粒子装入牌号为00Cr17Ni14Mo2不锈钢内包壳，其内径即源芯直径为3.8mm，装载高度为28mm， 装入钴粒总活度为13.5TBq，并振动密实，使其在正常使用条件下钴粒不会 产生相对位移，根据源芯钴粒填充情况在上端添加内垫片，使其充满内包壳， 加盖内盖，使用放射源专用氩弧焊机，采用自动垂直环焊密封，焊缝熔深不 小于包壳焊口处的壁厚，并且焊接后焊口表面要光滑、平整；
c)第二层包壳封装：将步骤b)中焊封后的放射源按图中的方向装入外 包壳，在下端添加钨合金外垫片，并充满外包壳，重复步骤b)中操作，将 第二层端盖与包壳焊接在一起；
d)第三层屏蔽组件与预准直器封装：第三层屏蔽组件包括密度为 18.5g/cm3、化学纯度为99.999％的钨合金屏蔽套和屏蔽端盖，屏蔽套包裹于 第二层包壳，端盖装在第一、二层包壳的密封塞一端，出束端无屏蔽。预准 直器呈圆筒状，安装在γ射线出束端，对γ射线起到预准直作用；
e)第四层外包壳封装：如图中设计，第四层外包壳包括外壳和密封塞， 将预准直器和第三层屏蔽组件包裹起来，γ射线出束端开口不密封，材质为 00Cr17Ni14Mo2奥氏体不锈钢，密封塞焊接要求同第一层包壳。
f)质量检验：制备的伽玛刀用钴-60放射源成品经检验，不漏气、表面 可去除放射性污染量为120Bq，距离源1m处的空气比释动能率为6.41×10-4 Gy/s。
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了 进一步详细说明。所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已， 并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等 同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种全身伽玛刀放射治疗用钴-60放射源，其特征在于：所述放射源包括钴-60放射性芯体(1)、第一层内包壳(2)、第二层包壳(3)、第三层屏蔽组件、预准直器(8)和第四层外包壳(6)；所述第一层内包壳(2)包括一端开口的不锈钢圆筒和第一层包壳密封塞(11)，所述第一层内包壳的射线出束端内部为倒三角形，开口端内呈“凹”形且与第一层包壳密封塞(11)密封固定，钴-60放射性芯体(1)填装于所述第一层内包壳(2)的不锈钢圆筒内；所述第二层包壳(3)包括一端开口的不锈钢圆筒和第二层包壳密封塞(12)，所述第一层内包壳(2)装设于第二层包壳(3)内，且两者的密封塞位于同一方向，所述第二层包壳的不锈钢圆筒封闭端外部呈“凹”形；所述第三层屏蔽组件包括包括第三层屏蔽套(4)和屏蔽端盖(5)，第三层屏蔽套(4)位于第二层包壳(3)外，屏蔽端盖(5)与第一层内包壳、第二层包壳的密封塞位于同一端，γ射线出束端无屏蔽；预准直器(8)位于γ射线出束端，与第三屏蔽套(4)连接；第四层外包壳(6)及第四层包壳密封塞(7)包裹在第三层屏蔽套(4)及其屏蔽端盖(5)与预准直器(8)外，并将其固定，第四层包壳密封塞(7)位于屏蔽端盖(5)一端；
所述钴-60放射性芯体(1)由钴-60粒子(9)组成，芯体直径为3.8mm，高度≤30mm，所述钴粒粒径φ≤1mm，所述钴-60粒子的比活度为300Ci/g～320Ci/g。
2.根据权利要求1所述的一种全身伽玛刀放射治疗用钴-60放射源，其特征在于：在钴-60放射性芯体(1)和第一层包壳密封塞(11)之间还填充有垫片(10)。
3.根据权利要求2所述的一种全身伽玛刀放射治疗用钴-60放射源，其特征在于：所述第一层内包壳(2)、第二层包壳(3)及第四层外包壳(6)材质均为奥氏体不锈钢；所述第三层屏蔽组件材质为钨合金；所述预准直器(8)呈圆筒状，材质为钨合金。
4.一种上述权利要求1-3中任一项所述的全身伽玛刀放射治疗用钴-60放射源的制备方法，其特征在于：所述方法包括如下步骤：
a)钴-60粒子的制备：将丰度为100％、化学纯度≥99.0％的金属钴Co-59粉末采用挤压烧结工艺制成钴粒，采用超声波低温镀镍工艺对钴粒表面镀镍，装入氢化锆靶筒焊封制成钴棒，钴棒内充0.1MPa氦气，然后将钴棒组成束棒作为调节棒装入重水反应堆中辐照适当时间，通过59Co(n，γ)60Co核反应生成钴-60，出堆后送热室中切开靶筒，取出钴粒即可获得所需比活度的钴-60粒子；
b)第一层内包壳封装：将步骤a)中的钴-60粒子定量装入第一层内包壳，并振动密实，使其在正常使用条件下钴粒不会产生相对位移，根据源芯钴粒填充情况决定是否在上端添加垫片，使钴粒充满第一层内包壳，然后加盖第一层包壳密封塞，使用放射源专用氩弧焊机，采用自动垂直环焊密封；
c)第二层包壳封装：将步骤b)中焊封后的放射源装入第二层包壳，在下端添加钨合金外垫片，并充满外包壳，重复步骤b)中操作，将第二层包壳密封塞与包壳焊接在一起；
d)第三层屏蔽组件与预准直器封装：将第三层屏蔽套包裹于第二层包壳，将屏蔽端盖装在第一层内包壳及第二层包壳的密封塞一端，出束端无屏蔽；将预准直器安装在γ射线出束端；
e)第四层外包壳封装：用第四层外包壳和第四层包壳密封塞将预准直器和第三层屏蔽组件包裹起来，密封塞焊接要求同上述步骤b)；
f)质量检验：经检验，不漏气、表面可去除放射性污染量≤200Bq，外径、空气比释动能率和放射源活度符合要求，即得到全身伽玛刀放射治疗用钴-60放射源成品。
5.如权利要求4所述的钴-60放射源的制备方法，其特征在于：步骤a)中，所述钴-59化学纯度≥99.4％，所述钴-60粒径φ≤1mm，所述钴-60粒子的比活度为300Ci/g～320Ci/g，所述镍为环保型纳米镍。
6.如权利要求4所述的钴-60放射源的制备方法，其特征在于：作为一种替代，采用氢化锆棒为慢化剂，用钴棒和氢化锆棒组成束棒作为调节棒。
7.如权利要求4所述的钴-60放射源的制备方法，其特征在于：步骤b)中，所述源芯钴-60装载活度为12.0TBq～13.5TBq，芯体的直径为3.8mm，装载高度≤30mm。
8.如权利要求4所述的钴-60放射源的制备方法，其特征在于：步骤b)、c)及e)中，所述密封时焊缝熔深不小于包壳焊口处的壁厚，并且焊接后焊口表面要光滑、平整。
9.如权利要求4所述的钴-60放射源的制备方法，其特征在于：步骤d)中，所述第三层屏蔽套和屏蔽端盖为钨合金，其密度≥18.5g/cm3，化学纯度≥99.9％。
10.如权利要求4所述的钴-60放射源的制备方法，其特征在于：步骤f)中，所述钴-60放射源成品的空气比释动能率为4.59×10-4Gy/s～9.62×10-4Gy/s。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114613525A (zh) * | 2021-06-30 | 2022-06-10 | 上海核工程研究设计院有限公司 | 一种利用重水堆生产高比活度钴放射源的钴调节棒芯体 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3588031A (en) * | 1969-01-24 | 1971-06-28 | Gen Electric | Internally shielded teletherapy source |
| CN2440533Y (zh) * | 2000-09-19 | 2001-08-01 | 官爱平 | 一种伽玛射线源的高密度屏蔽装置 |
| CN203436706U (zh) * | 2013-07-17 | 2014-02-19 | 官爱平 | 一种非等距聚焦放射装置 |
| CN204257224U (zh) * | 2014-12-25 | 2015-04-08 | 成都中核高通同位素股份有限公司 | 用于伽玛刀放射治疗系统的钴-60放射源 |
| CN104681116A (zh) * | 2013-11-27 | 2015-06-03 | 上海核工程研究设计院 | 用于生产医用高比活度钴源的钴调节棒及钴棒束组件 |
| CN111010868A (zh) * | 2018-08-08 | 2020-04-14 | 西安大医集团有限公司 | 一种放疗设备准直器校正方法及装置 |
-
2020
- 2020-06-29 CN CN202010603386.0A patent/CN111710457A/zh active Pending
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3588031A (en) * | 1969-01-24 | 1971-06-28 | Gen Electric | Internally shielded teletherapy source |
| CN2440533Y (zh) * | 2000-09-19 | 2001-08-01 | 官爱平 | 一种伽玛射线源的高密度屏蔽装置 |
| CN203436706U (zh) * | 2013-07-17 | 2014-02-19 | 官爱平 | 一种非等距聚焦放射装置 |
| CN104681116A (zh) * | 2013-11-27 | 2015-06-03 | 上海核工程研究设计院 | 用于生产医用高比活度钴源的钴调节棒及钴棒束组件 |
| CN204257224U (zh) * | 2014-12-25 | 2015-04-08 | 成都中核高通同位素股份有限公司 | 用于伽玛刀放射治疗系统的钴-60放射源 |
| CN111010868A (zh) * | 2018-08-08 | 2020-04-14 | 西安大医集团有限公司 | 一种放疗设备准直器校正方法及装置 |
Non-Patent Citations (3)
| Title |
|---|
| 同位素分卷编委会: "《中国核科学技术进展报告（第五卷） 第8册——中国核学会2017年学术年会论文集 同位素分卷》", 中国原子能出版社 * |
| 国家核安全局: "国家核安全局关于向成都中核高通同位素股份有限公司颁发用于运输的26种特殊形式放射性物品设计批准书的通知 国核安发 [2017] 304号》", vol. 2018, pages 111 - 112, Retrieved from the Internet <URL:https://www.pkulaw.com/chl/7e411e3ce34b917ebdfb.html> * |
| 葛宁;辜石勇;韩栋梁;: "体部伽马刀质量保证与质量控制", 医疗卫生装备, no. 10, 15 October 2015 (2015-10-15) * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114613525A (zh) * | 2021-06-30 | 2022-06-10 | 上海核工程研究设计院有限公司 | 一种利用重水堆生产高比活度钴放射源的钴调节棒芯体 |
| CN114613525B (zh) * | 2021-06-30 | 2024-05-14 | 上海核工程研究设计院股份有限公司 | 一种利用重水堆生产高比活度钴放射源的钴调节棒芯体 |
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