CN114446507A - 一种台式化高效生产医用同位素的装置及其操作方法 - Google Patents
一种台式化高效生产医用同位素的装置及其操作方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN114446507A CN114446507A CN202111681226.9A CN202111681226A CN114446507A CN 114446507 A CN114446507 A CN 114446507A CN 202111681226 A CN202111681226 A CN 202111681226A CN 114446507 A CN114446507 A CN 114446507A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- laser
- target
- dimensional
- medical
- efficiently producing
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
- G21G—CONVERSION OF CHEMICAL ELEMENTS; RADIOACTIVE SOURCES
- G21G1/00—Arrangements for converting chemical elements by electromagnetic radiation, corpuscular radiation or particle bombardment, e.g. producing radioactive isotopes
- G21G1/04—Arrangements for converting chemical elements by electromagnetic radiation, corpuscular radiation or particle bombardment, e.g. producing radioactive isotopes outside nuclear reactors or particle accelerators
- G21G1/12—Arrangements for converting chemical elements by electromagnetic radiation, corpuscular radiation or particle bombardment, e.g. producing radioactive isotopes outside nuclear reactors or particle accelerators by electromagnetic irradiation, e.g. with gamma or X-rays
Abstract
本发明涉及技术医学技术领域，具体是一种台式化高效生产医用同位素的装置及其操作方法。一种台式化高效生产医用同位素的装置，包括：高频飞秒激光器：采用千赫兹、数十毫焦级、数飞秒至数十飞秒的激光装置；真空导光室：用于放置激光的传输、扩束和准直的光传输元器件；真空靶室：用于激光打靶及同位素生产场所；光传输元器件：采用多层介质膜反射镜及金属膜离轴抛物面镜，对激光束进行传输、扩束、准直及聚焦；靶固定架：用于装夹靶材，采用六维电动平台控制，包含三维平动、一维旋转、一维摇摆和一维俯仰；收集罩：采用钢化玻璃制成半球形罩，用于收集放射性同位素。
Description
技术领域
本发明涉及技术医学技术领域，具体是一种台式化高效生产医用同位素的装置及其操作方法。
背景技术
医用同位素是指用于疾病诊疗和医学研究的放射性同位素，其临床应用是现代医学的重要标志之一，在恶性肿瘤、心脑血管等疾病的动态诊断和治疗方面具有不可替代的作用。目前，医用同位素主要通过加速器或反应堆辐照，再经过一系列的放化分离手段后获得。
加速器通过光核反应、或质子中子核反应产生的放射性同位素通常寿命较短，不适合远距离运输，且加速器装置大、造价及运行维护成本高。相对而言，反应堆通过中子俘获、裂变等方式生产的医用同位素大多为丰中子核素，具有半衰期相对较长、产量大等优势。然而，反应堆同样具有高昂的建造、运行维护成本，且我国在役的可用于放射性同位素制备的反应堆仅有四座(CARR、HFETR、MJTR和CMRR集中在四川和北京)，极大地限制了医用同位素的量产。
因此，如何降低反应堆建造、运维成本，并大力建造医用反应堆对推动医用同位素量产具有重要意义。当然，开展放射性同位素生产的新方法研究及装置建造，对医用同位素生产也具有重要价值。
发明内容
本发明为克服上述情况不足，旨在提供一种能解决上述问题的技术方案。
一种台式化高效生产医用同位素的装置，包括：
高频飞秒激光器：采用千赫兹、数十毫焦级、数飞秒至数十飞秒的激光装置；
真空导光室：用于放置激光的传输、扩束和准直的光传输元器件；
真空靶室：用于激光打靶及同位素生产场所；
光传输元器件：采用多层介质膜反射镜及金属膜离轴抛物面镜，对激光束进行传输、扩束、准直及聚焦；
靶固定架：用于装夹靶材，采用六维电动平台控制，包含三维平动、一维旋转、一维摇摆和一维俯仰；
收集罩：采用钢化玻璃制成半球形罩，用于收集放射性同位素。
进一步的，沿激光反射方向，对应真空靶室的内壁上装配有碘化铯探测器，用于诊断激光打靶过程中产生的辐射和带电粒子。
进一步的，靶固定架上安装有电动旋转台并通过该电动旋转台装夹靶材。
进一步的，收集罩上设有用于激光入射、透射激光打靶产生的辐射和带电粒子的圆孔。
本发明还提供了一种台式化高效生产医用同位素的装置的操作方法，包括以下步骤：
(1)将靶材装夹在固定靶架上，封闭真空拔室；
(2)调节靶面平行，高频飞秒激光器进行单发打靶，通过在碘化铯探测器监测激光单发打靶模式下产生的辐射和带电粒子的强度，优化激光焦点和靶材的相对位置；
(3)高频飞秒激光器发出激光脉冲进行连续打靶，并同步旋转靶材，溅射出医用同位素；
(4)使用收集罩采集溅射的医用同位素，随后取出收集罩；
(5)将步骤(4)所得的医用同位素存放于铅屏蔽体中。
可选的，激光脉冲轰击铟，产生铟的核同质异能素113m-In、115m-In。
可选的，激光脉冲轰击镥，产生镥的核同质异能素176mLu。
可选的，激光脉冲轰击锶，产生锶的核同质异能素87mSr。
与现有技术相比，本发明取得的有益效果为：本发明中提供的一种台式化、快速生产医用同位素的方法及装置拓展了医用同位素生产方式，该装置清洁、小型化的特点降低了建造、运行、维护成本，并可在医院实现便捷安装和高效生产医用同位素。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的结构示意图。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1，一种台式化高效生产医用同位素的装置，包括：
高频飞秒激光器1：采用千赫兹、数十毫焦级、数飞秒至数十飞秒的激光装置；
真空导光室2：用于放置激光的传输、扩束和准直的光传输元器件；
真空靶室3：用于激光打靶及同位素生产场所；
光传输元器件：采用多层介质膜反射镜41及金属膜离轴抛物面镜42，对激光束进行传输、扩束、准直及聚焦；
靶固定架5：用于装夹靶材6，采用六维电动平台7控制，包含三维平动、一维旋转、一维摇摆和一维俯仰；
收集罩8：采用钢化玻璃制成半球形罩，用于收集放射性同位素。
进一步的，沿激光反射方向，对应真空靶室3的内壁上装配有碘化铯探测器9，用于诊断激光打靶过程中产生的辐射和带电粒子。
进一步的，靶固定架5上安装有电动旋转台51并通过该电动旋转台51装夹靶材6。
进一步的，收集罩8上设有用于激光入射、透射激光打靶产生的辐射和带电粒子的圆孔。
本发明还提供了一种台式化高效生产医用同位素的装置的操作方法，包括以下步骤：
(1)将靶材6装夹在固定靶架上，封闭真空拔室；
(2)调节靶面平行，高频飞秒激光器1进行单发打靶，通过在碘化铯探测器9监测激光单发打靶模式下产生的辐射和带电粒子的强度，优化激光焦点和靶材6的相对位置；
(3)高频飞秒激光器1发出激光脉冲进行连续打靶，并同步旋转靶材6，溅射出医用同位素；
(4)使用收集罩8采集溅射的医用同位素，随后取出收集罩8；
(5)将步骤(4)所得的医用同位素存放于铅屏蔽体中。
可选的，激光脉冲轰击铟，产生铟的核同质异能素113m-In、115m-In。
可选的，激光脉冲轰击镥，产生镥的核同质异能素176mLu。
可选的，激光脉冲轰击锶，产生锶的核同质异能素87mSr。
具体的，本发明装置的工作原理为：
(1)高频飞秒激光器1发出激光脉冲轰击靶材6，产生大量的超热电子；
(2)超热电子与靶材6中的原子核发生非弹性碰撞，并通过库伦激发产生相应的同质异能素；
(3)同质异能素通过粒子溅射的方式喷出，使用收集罩8将其收集即得医用同位素，可用于制作放射性药物。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
Claims (8)
1.一种台式化高效生产医用同位素的装置，其特征在于，包括：
高频飞秒激光器：采用千赫兹、数十毫焦级、数飞秒至数十飞秒的激光装置；
真空导光室：用于放置激光的传输、扩束和准直的光传输元器件；
真空靶室：用于激光打靶及同位素生产场所；
光传输元器件：采用多层介质膜反射镜及金属膜离轴抛物面镜，对激光束进行传输、扩束、准直及聚焦；
靶固定架：用于装夹靶材，采用六维电动平台控制，包含三维平动、一维旋转、一维摇摆和一维俯仰；
收集罩：采用钢化玻璃制成半球形罩，用于收集放射性同位素。
2.根据权利要求1所述一种台式化高效生产医用同位素的装置，其特征在于，沿激光反射方向，对应真空靶室的内壁上装配有碘化铯探测器，用于诊断激光打靶过程中产生的辐射和带电粒子。
3.根据权利要求2所述一种台式化高效生产医用同位素的装置，其特征在于，靶固定架上安装有电动旋转台并通过该电动旋转台装夹靶材。
4.根据权利要求2所述一种台式化高效生产医用同位素的装置，其特征在于，收集罩上设有用于激光入射、透射激光打靶产生的辐射和带电粒子的圆孔。
5.一种基于权利要求2～4任意一项所述一种台式化高效生产医用同位素的装置的操作方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将靶材装夹在固定靶架上，封闭真空拔室；
(2)调节靶面平行，高频飞秒激光器进行单发打靶，通过在碘化铯探测器监测激光单发打靶模式下产生的辐射和带电粒子的强度，优化激光焦点和靶材的相对位置；
(3)高频飞秒激光器发出激光脉冲进行连续打靶，并同步旋转靶材，溅射出医用同位素；
(4)使用收集罩采集溅射的医用同位素，随后取出收集罩；
(5)将步骤(4)所得的医用同位素存放于铅屏蔽体中。
6.根据权利要求5所述一种台式化高效生产医用同位素的装置的操作方法，其特征在于，激光脉冲轰击铟，产生铟的核同质异能素113m-In、115m-In。
7.根据权利要求5所述一种台式化高效生产医用同位素的装置的操作方法，其特征在于，激光脉冲轰击镥，产生镥的核同质异能素176mLu。
8.根据权利要求5所述一种台式化高效生产医用同位素的装置的操作方法，其特征在于，激光脉冲轰击锶，产生锶的核同质异能素87mSr。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202111681226.9A CN114446507A (zh) | 2021-12-28 | 2021-12-28 | 一种台式化高效生产医用同位素的装置及其操作方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202111681226.9A CN114446507A (zh) | 2021-12-28 | 2021-12-28 | 一种台式化高效生产医用同位素的装置及其操作方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN114446507A true CN114446507A (zh) | 2022-05-06 |
Family
ID=81365780
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202111681226.9A Pending CN114446507A (zh) | 2021-12-28 | 2021-12-28 | 一种台式化高效生产医用同位素的装置及其操作方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN114446507A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116844665A (zh) * | 2023-03-23 | 2023-10-03 | 上海交通大学 | 超钚同位素生产中的能谱过滤系统 |
-
2021
- 2021-12-28 CN CN202111681226.9A patent/CN114446507A/zh active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116844665A (zh) * | 2023-03-23 | 2023-10-03 | 上海交通大学 | 超钚同位素生产中的能谱过滤系统 |
| CN116844665B (zh) * | 2023-03-23 | 2024-03-01 | 上海交通大学 | 超钚同位素生产中的能谱过滤系统 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP6279656B2 (ja) | 放射性同位元素を生成するための方法及び装置 | |
| US10898731B2 (en) | Neutron capture therapy system | |
| US20200035373A1 (en) | High efficiency neutron capture product production | |
| Braccini | Compact medical cyclotrons and their use for radioisotope production and multi-disciplinary research | |
| CN114446507A (zh) | 一种台式化高效生产医用同位素的装置及其操作方法 | |
| Krick et al. | The measurement of total delayed-neutron yields as a function of the energy of the neutron inducing fission | |
| Naik et al. | Measurement of fission products yields in the quasi-mono-energetic neutron-induced fission of 232Th | |
| EP3192079A1 (en) | Device and method for the production of radioisotopes | |
| JP6358751B2 (ja) | 放射性テクネチウム９９ｍ含有物質生成方法及び生成装置 | |
| JP7179690B2 (ja) | 放射性核種の製造方法及び装置 | |
| CN107569781B (zh) | 中子捕获治疗系统 | |
| US20200051701A1 (en) | Methods and apparatus for facilitating localized nuclear fusion reactions enhanced by electron screening | |
| Ledingham | Laser induced nuclear physics and applications | |
| JP5673916B2 (ja) | 放射性同位元素の製造方法及び装置 | |
| WO2020077269A1 (en) | Methods and apparatus for facilitating localized nuclear fusion reactions enhanced by electron screening | |
| Pang et al. | Progress of photonuclear cross sections for medical radioisotope production at the SLEGS energy domain | |
| Ríos | Facultad de Ciencias Físicas | |
| Robson et al. | High-power laser production of PET isotopes | |
| Tanchak et al. | Transmutation of 239 Pu irradiated by 660 MeV protons | |
| Spellerberg et al. | New irradiation facilities for development of production methods of medical radionuclides at cyclotrons at Forschungszentrum Jülich | |
| CN111105888A (zh) | 一种基于电子加速器和89y2o3生产90y的系统及方法 | |
| Mohsena | light charged particles induced nuclear reaction on some medium weight nuclei for particles applications | |
| CN111128432A (zh) | 一种基于电子加速器的90y生产系统及方法 | |
| SA | Te kMMe AAAAAASAAAA | |
| Yurevich et al. | Study of nuclear fragment emission from targets bombarded by intermediate-energy protons |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication |