CN115088614A - 一种x射线辐射育种设备及育种方法 - Google Patents

Abstract

本申请实施例公开了一种X射线辐射育种设备及育种方法，涉及辐射加工领域，本申请实施例提供的X射线辐射育种设备能够方便的利用X射线对种子进行辐射育种，并能方便的调整种子受到的X射线的辐照剂量。该X射线辐射育种设备包括：屏蔽体、X射线发生器和输送装置，其中，屏蔽体由防辐射材料制作，用于屏蔽辐射，屏蔽体内设置有容纳腔，屏蔽体的一侧设置有开口；X射线发生器设置在容纳腔内，用于产生X射线并朝向开口辐照；输送装置设置在开口远离X射线发生器的一侧，用于输送待辐照的种子，输送装置包括升降机构，升降机构用于调整输送装置与开口之间的距离。本申请实施例提供的X射线辐射育种设备用于对种子进行辐射育种。

Description

一种X射线辐射育种设备及育种方法

技术领域

本申请实施例涉及辐射加工领域，尤其涉及一种X射线辐射育种设备及育种方法。

背景技术

目前，诱变育种是一种重要且有效的育种技术，常使用的诱变方法有化学诱变和物理诱变。但是，化学诱变对细胞具有毒性，容易造成畸变，相比而言，物理诱变受到国内外的广泛关注。而对于物理诱变，目前较为常用的辐照射线源为γ射线。

γ射线具有较高的穿透性，通常辐射育种采用钴-60放射γ射线对种子进行辐照，实现辐射诱变。但是，现阶段由于对放射源监管要求越来越高，一些钴-60辐照装置将逐渐退役，新建钴-60辐照装置越来越难，利用γ射线进行辐照育种将面临γ射线紧缺的情况。

鉴于此，目前亟需一种利用其他的射线源能够方便的对种子进行辐射育种的设备。

发明内容

为了解决上述问题，本申请实施例提供了一种X射线辐射育种设备及育种方法，具有以下优点：能够方便的利用X射线对种子进行辐射育种，并能方便的调整种子受到的X射线的辐照剂量。

为了达到上述目的，本申请实施例的技术方案是这样实现的：

第一方面，本申请实施例提供了一种X射线辐射育种设备，包括屏蔽体、X射线发生器和输送装置。屏蔽体由防辐射材料制作，用于屏蔽辐射，在屏蔽体内设置有容纳腔，在屏蔽体的一侧设置有开口。X射线发生器设置在容纳腔内，用于产生X射线并朝向开口辐照。输送装置设置在开口远离X射线发生器的一侧，用于输送待辐照的种子，输送装置包括升降机构，升降机构用于调整输送装置与开口之间的距离。

本申请实施例提供的X射线辐射育种设备，通过在屏蔽体内的容纳腔中设置X射线发生器，并使X射线朝向屏蔽体的开口处进行辐照，将种子放置在输送装置上，能够方便的使种子经过开口，使X射线对种子进行辐照，达到对种子进行辐射育种的目的，从而能够方便的利用X射线对种子进行辐射育种。同时，本申请实施例提供的X射线辐射育种设备的输送装置还包括升降机构，升降机构用于调整输送装置和开口之间的距离，从而也相当于调整了待辐照的种子与X射线发生器之间的距离，当输送装置与开口之间的距离较小时，种子受到的X射线的辐照剂量大；当输送装置与开口之间的距离较大时，种子受到的X射线的辐照剂量小。通过调整输送装置与开口之间的距离，能够方便的调整种子受到的X射线的辐照剂量。

在本申请的一种可能的实现方式中，X射线发生器包括电子枪、加速管和X射线转换靶，并且屏蔽体外设置有微波功率源，微波功率源的出口垂直于加速管连接至加速管内，电子枪设置在加速管远离开口的一侧，X射线转换靶设置在加速管靠近开口的一端。

在本申请的一种可能的实现方式中，X射线转换靶靠近开口的一侧设置有准直器，准直器用于调整X射线的辐射方向。

在本申请的一种可能的实现方式中，准直器靠近开口的一侧设置有均整器，均整器用于使X射线的辐照区域的剂量均匀分布。

在本申请的一种可能的实现方式中，输送装置还包括：底座和传输机构，升降机构和传输机构设置在底座和开口之间，且传输机构设置在升降机构和开口之间，升降机构用于调整传输机构与开口之间的距离。

在本申请的一种可能的实现方式中，升降机构为连杆升降机构，连杆升降机构包括第一连杆和第二连杆，第一连杆和第二连杆中间铰接，第一连杆的第一端铰接于底座，第二连杆的第一端滑动连接于底座，第一连杆的第二端滑动连接至传输机构，第二连杆的第二端铰接于传输机构，当第二连杆的第一端沿底座靠近第一连杆的第一端时，连杆升降机构驱动传输机构靠近开口。

在本申请的一种可能的实现方式中，传输机构为滚筒传输机构，滚筒传输机构包括安装座、滚筒和驱动装置，多个滚筒间隔排列布置在安装座上，且与安装座滚动连接，驱动装置与滚筒传动连接，用于驱动滚筒旋转。

第二方面，本申请实施例还提供一种育种方法，利用第一方面提供的X射线育种设备实现，包括：

利用X射线发生器产生X射线；

控制种子运动使种子经过X射线的辐照区域。

在本申请的一种可能的实现方式中，在利用X射线发生器产生X射线的步骤之后还包括：

利用准直器调整X射线的辐照方向；

利用均整器使X射线的辐照区域的剂量均匀分布。

在本申请的一种可能的实现方式中，控制种子运动使种子经过X射线的辐照区域的步骤还包括：

利用升降机构调整种子与X射线发生器之间的距离。

由于本申请实施例提供的育种方法是利用第一方面提供的X射线育种设备实现的，因此具有同样的技术效果，即：能够方便的利用X射线对种子进行辐射育种，能够方便的调整种子受到的X射线的辐照剂量。

附图说明

图1为本申请实施例提供的X射线辐射育种设备的整体结构示意图。

附图标记：

1-屏蔽体；11-容纳腔；12-开口；2-X射线发生器；21-电子枪；22-加速管；23-X射线转换靶；3-微波功率源；4-准直器；5-均整器；6-输送装置；61-底座；62-升降机构；621-第一连杆；622-第二连杆；63-传输机构；631-安装座；632-滚筒。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请的具体技术方案做进一步详细描述。以下实施例用于说明本申请，但不用来限制本申请的范围。

在本申请实施例中，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请实施例的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

此外，在本申请实施例中，“上”、“下”、“左”以及“右”等方位术语是相对于附图中的部件示意置放的方位来定义的，应当理解到，这些方向性术语是相对的概念，它们用于相对于的描述和澄清，其可以根据附图中部件所放置的方位的变化而相应地发生变化。

在本申请实施例中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”应做广义理解，例如，“连接”可以是连接固定，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。

在本申请实施例中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。

在本申请实施例中，“示例性的”或者“例如”等词用于表示作例子、例证或说明。本申请实施例中被描述为“示例性的”或者“例如”的任何实施例或设计方案不应被解释为比其他实施例或设计方案更优选或更具优势。确切而言，使用“示例性的”或者“例如”等词旨在以具体方式呈现相关概念。

本申请实施例提供了一种X射线辐射育种设备，具体的，参照图1，本申请实施例提供的X射线辐射育种设备包括屏蔽体1、X射线发生器2和输送装置6。屏蔽体1由防辐射材料制作，用于屏蔽辐射，并且，在屏蔽体1内设置有容纳腔11，在屏蔽体1的一侧设置有开口12。X射线发生器2设置在容纳腔11内，用于产生X射线并向屏蔽体1的开口12处辐照。输送装置6设置在开口12远离X射线发生器2的一侧，用于输送待辐照的种子，并且，输送装置6还包括升降机构62，升降机构62用于调整输送装置6和开口12之间的距离。

需要说明的是，X射线穿透人体会产生一定的生物效应，若接触的X射线量过多，可能会对人体产生一定程度的放射损害。所以，对于放射源都会设置屏蔽体1，用来降低辐射水平，使人们在工作时所受到的剂量降低到允许的剂量以下，确保人身安全，达到防护的目的。在本申请实施例提供的X射线辐射育种设备中，屏蔽体1的防辐射材料有多种选择，例如，可以选用铅板来制作屏蔽体1，由于铅的密度很高，使得铅板颗粒之间的缝隙非常小，小于辐射产生的X射线的光谱长度，这样辐射的波长就通过不了铅板，从而起到隔离辐射的作用。也可以选用其他重金属来制作屏蔽体1，例如，可以选用钨和铋来制作屏蔽体。另外，还可以选用混凝土材料来制作屏蔽体1，混凝土中含有一定量的屏蔽辐射的物质，还可以将其他的元素或者物质加入到混凝土材料中，从而能够更好的发挥混凝土材料的屏蔽作用。还可以利用防辐射无机铅玻璃制作屏蔽体1，这样能够对屏蔽体1内部的部件的工作状况进行监视，防止意外发生。另外，本申请实施例也不对屏蔽体1的形状进行限定，例如，可以将屏蔽体1制作成圆柱状，也可以将屏蔽体1制作成长方体状。本申请实施例也不对屏蔽体1的厚度进行限定，可以根据选用的屏蔽体1的材料来具体确定，另外，还可以使用专门的辐射测量仪器对屏蔽体1外的辐射剂量进行测量，确保屏蔽体1的厚度满足防护要求。

另外，本申请实施例提供的X射线发生器2也有多种选择，可以选择X光机来产生X射线，X光机主要由X光球管和X光机电源组成，X光球管由阴极灯丝和阳极靶以及真空玻璃管组成。X光机电源又可分为高压电源和灯丝电源两部分组成，其中灯丝电源为灯丝加热，高压电源的高压输出端分别夹在阴极灯丝和阳极靶的两端，提供一个高压电场使灯丝上活跃的电子加速流向靶板，形成一个高速的电子流，轰击阳极靶面后会产生X射线。

需要说明的是，在本申请的一些实施例中，可以将输送装置6设置成传送带，传送带的延伸方向垂直于屏蔽体1的开口12的延伸方向。也即，传送带的延伸方向垂直于X射线的辐照方向，这样，将种子铺设在传送带上，当传送带运动时，将带动种子沿X射线的辐照区域运动，使种子经过X射线的辐照诱变，完成对种子的辐射育种。当然，也可以将输送装置6设置成其他结构，例如，可以将输送装置6设置成滚筒632，将种子平铺在托盘内，然后将托盘放置在滚筒632上，当滚筒632转动时，能够带动托盘转动，从而完成对种子的输送。

需要说明的是，在本申请实施例中，也不对升降机构62的形式进行限定，例如，升降机构62可以为液压顶，通过调整液压顶的伸出轴的伸出量，可以调整传输机构63与屏蔽体1的开口12之间的距离，从而也调整了传输机构63与X射线发生器2之间的距离。另外，还可以将升降机构62设置成调整螺杆，在底座61上对应调整螺杆固定设置有调整螺母，调整螺母与调整螺杆通过螺纹配合连接，调整螺杆的一端设置在调整螺母内，另一端活动连接至传输机构63，可相对于传输机构63转动，通过使调整螺杆相对于调整螺母旋转，可以调整调整螺杆伸出调整螺母的高度，从而可以调整传输机构63的高低，从而也调整了传输机构63与X射线发生器2之间的距离。

通过上述的升降机构62调整传输机构63与屏蔽体1的开口12之间的距离，同时也调整了传输机构63与X射线发生器2之间的距离，当种子在传输机构63上运输时，也就调整了种子与X射线发生器2之间的距离，从而可以调整种子受到的X射线的辐照剂量。

此外，在本申请的一些实施例中，利用微波功率源3来形成加速电场，进而产生X射线。具体的，X射线发生器2包括电子枪21、加速管22和X射线转换靶23。在屏蔽体1外设置有微波功率源3，并且，微波功率源3的出口垂直于加速管22连接至加速管22内，电子枪21设置在加速管22远离屏蔽体1的开口12的一侧，X射线转换靶23设置在加速管22靠近屏蔽体1的开口12的一端。

具体的，微波功率源3向加速管22内馈入微波功率，建立起加速电场；电子枪21向加速管22内发射电子，电子通过加速电场加速后就能够获得一定能量的电子束团，高能电子束团通过轰击X射线转换靶23就能够产生具有一定能量的X射线。

在X射线转换靶23靠近开口12的一侧还设置有准直器4，准直器4用于调整X射线的辐射方向。准直器4能够防止X射线向四周散射，只保留某一特定方向的X射线，确保辐照区域之外的其他区域不受X射线的辐射。

具体的，可以利用钨合金制作成钨合金准直器4，也可以将准直器4制作成可调节的准直器4，可以根据种子的位置方便的对X射线的辐射方向进行调整。

在此基础上，在本申请的另一些实施例中，在准直器4靠近屏蔽体1开口12的一侧还设置有均整器5，均整器5能够使X射线辐照区域的剂量均匀分布。

示例的，可以选用不锈钢或者铜来作为均整器5的制作材料，根据X射线转换靶23的材料和尺寸、X射线的束流参数等，可以利用计算机软件对X射线的剂量率的角分布进行模拟，然后根据模拟情况进行均整器5的设计。

通过上述的均整器5的设置，能够使X射线在辐照区域的剂量均匀分布，使种子受到的X射线的辐照更加均匀，使种子受到X射线的辐射育种的结果更加稳定。

另外，参照图1，在本申请的一些实施例中，在屏蔽体1的开口12远离X射线发生器2的一侧还设置有输送装置6，并且输送装置6的延伸方向垂直于屏蔽体1的开口12的延伸方向。输送装置6用于输送种子，使种子经过屏蔽体1的开口12的位置。

在此基础上，在本申请的一些实施例中，还可以将输送装置6设置成具有升降功能的输送装置6。具体的，参照图1，本申请实施例提供的X射线辐射育种的输送装置6还包括底座61和传输机构63，具体的，升降机构62和传输机构63设置在底座61和屏蔽体1的开口12之间，更进一步的，传输机构63设置在升降机构62和屏蔽体1的开口12之间。示例的，参照图1，在屏蔽体1的开口12的下方依次为传输机构63、升降机构62和底座61，升降机构62设置在底座61和传输机构63之间。底座61为升降机构62和传输机构63提供安装基础，例如，可以将底座61固定连接在地面上，升降机构62的一端连接在底座61上，升降机构62的另一端连接至传输机构63。另外，需要说明的是可以将底座61设置成板状结构，也可以将底座61设置成框架结构，本申请实施例不对此进行限定。

参照图1，在本申请的一些实施例中，升降机构62为连杆升降机构62。具体的，连杆升降机构62包括第一连杆621和第二连杆622，第一连杆621和第二连杆622的中间铰接，并且，第一连杆621的第一端铰接于底座61，第二连杆622的第一端滑动连接于底座61；第一连杆621的第二端滑动连接至传输机构63，第二连杆622的第二端铰接于传输机构63。这样，当第二连杆622的第一端沿底座61靠近第一连杆621的第一端时，连杆升降机构62能够驱动传输机构63靠近屏蔽体1的开口12。

具体的，可以通过销轴实现第一连杆621和第二连杆622中间部位的铰接，也可以通过销轴实现上述的第一连杆621的第一端铰接于底座61、第二连杆622的第二端铰接于传输机构63。同时，可以在底座61上设置导轨以使第二连杆622的第一端滑动连接与底座61，另外，还可以在导轨上设置限位结构，以对第二连杆622的第一端进行限位，使第二连杆622的第一端只能够沿底座61滑动，而不能与底座61脱开。同时，还可以在底座61上设置锁止结构，当第二连杆622的第一端滑动至目标位置后，可以通过锁止结构将第二连杆622相对于底座61锁止在目标位置，从而使传输机构63固定在目标高度。第一连杆621的第二端滑动连接至传输机构63可参照上述的第二连杆622的第一端进行设置，这里不再进行赘述。

在此基础上，参照图1，在本申请的一些实施例中，传输机构63为滚筒传输机构63，具体的，滚筒传输机构63包括安装座631、滚筒632和驱动装置。安装座631为滚筒632提供安装基础，多个滚筒632间隔排列布置在安装座631上，并且与安装座631滚动连接。驱动装置与滚筒632传动连接，用于驱动滚筒632旋转。需要说明的是，在图1中没有显示驱动装置，示例的，可以灵活的将驱动装置固定连接至安装座631，本申请实施例不对驱动装置的安装位置进行限定。

具体的，安装座631可以设置成中间设置有底板、底板的两侧设置有朝向屏蔽体1的开口12一侧延伸的并且垂直于底板的延伸板，滚筒632的两端通过滚动轴承连接至延伸板上，这样能够实现滚筒632与安装座631的滚动连接。驱动装置可以选用常用的电动机，也可以选用柴油机或者汽油机等，但是电动机布置更加方便，使用也更加稳定。另外，驱动装置与滚筒632的传动连接，可以先将多个滚筒632传动连接在一起，例如，可以在滚筒632上设置齿轮，利用链条将驱动装置和多个滚筒632传动连接在一起，这样，驱动装置能够驱动多个滚筒632转动。

需要说明的是，可以利用托盘来放置种子，将托盘放置在滚筒632上，这样，驱动装置驱动滚筒632旋转时，能够驱动托盘运动，从而使种子经过X射线的辐照区域，完成对种子的辐射育种。

另外，本申请实施例还提供一种育种方法，利用上述的X射线育种设备来实现，具体的，该育种方法包括：

利用X射线发生器2产生X射线；控制种子运动使种子经过X射线的辐照区域。

具体的，可以利用X光机来产生X射线，也可以利用上述的利用微波功率源3来产生加速电场进而来产生X射线，本申请实施例不对产生X射线的方法进行限定。

进一步的，通过控制种子运动，使种子经过X射线的辐照区域，从而实现对种子的辐射育种。

可以设置输送装置6来控制种子的运动，通过控制输送装置6的运动能够实现对种子运动控制的自动化。同时能够使操作人员远离X射线，保证操作人员的安全。当使用输送装置6来控制种子的运动时，还可以利用控制器来控制输送装置6的运动，从而可以预设控制程序来控制输送装置6的运动速度，从而可以调整种子的运动速度，以调整种子受X射线辐照的时长。

另外，在本申请的一些实施例中，在利用X射线发生器2产生X射线的步骤之后还包括：

利用调直器调整X射线的辐照方向；利用均整器5使X射线的辐照区域的剂量均匀分布。

示例的，可以参考上述的在X射线转换靶23靠近屏蔽体1的开口12的一侧设置准直器4，准直器4能够调整X射线的辐射方向，并且防止X射线向四周散射，只保留某一特定方向的X射线，确保辐照区域之外的其他区域不受X射线的辐射。

另外，在准直器4靠近屏蔽体1的开口12的一侧还可以设置均整器5，均整器5能够使X射线辐照区域的剂量均匀分布。示例的，以种子在托盘中为例，通过增加均整器5能够使位于托盘中央的种子和两侧的种子受到的X射线辐照的剂量基本相同。

进一步的，在本申请的一些实施例中，控制种子运动使种子经过X射线的辐照区域的步骤还包括：

利用升降机构62调整种子与X射线发生器2之间的距离。

示例的，可以选择合适的升降机构62来调整种子与X射线发生器2之间的距离。可以将升降机构62设置成上述的连杆升降机构62；还可以将升降机构62设置成液压顶或调整螺杆。本申请实施例不对此进行限定。

上述本申请实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。以上仅为本申请的优选实施例，并非因此限制本申请的专利范围，凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本申请的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种X射线辐射育种设备，其特征在于，包括：

屏蔽体，由防辐射材料制作，用于屏蔽辐射，所述屏蔽体内设置有容纳腔，所述屏蔽体的一侧设置有开口；

X射线发生器，设置在所述容纳腔内，用于产生X射线并朝向所述开口辐照；

输送装置，设置在所述开口远离所述X射线发生器的一侧，用于输送待辐照的种子，所述输送装置包括升降机构，所述升降机构用于调整所述输送装置与所述开口之间的距离。

2.根据权利要求1所述的X射线辐射育种设备，其特征在于，所述X射线发生器包括电子枪、加速管和X射线转换靶，并且所述屏蔽体外设置有微波功率源，所述微波功率源的出口垂直于所述加速管连接至所述加速管内，所述电子枪设置在所述加速管远离所述开口的一侧，所述X射线转换靶设置在所述加速管靠近所述开口的一端。

3.根据权利要求2所述的X射线辐射育种设备，其特征在于，所述X射线转换靶靠近所述开口的一侧设置有准直器，所述准直器用于调整X射线的辐射方向。

4.根据权利要求3所述的X射线辐射育种设备，其特征在于，所述准直器靠近所述开口的一侧设置有均整器，所述均整器用于使X射线的辐照区域的剂量均匀分布。

5.根据权利要求4所述的X射线辐射育种设备，其特征在于，所述输送装置还包括：底座和传输机构，所述升降机构和所述传输机构设置在所述底座和所述开口之间，且所述传输机构设置在所述升降机构和所述开口之间，所述升降机构用于调整所述传输机构与所述开口之间的距离。

6.根据权利要求5所述的X射线辐射育种设备，其特征在于，所述升降机构为连杆升降机构，所述连杆升降机构包括第一连杆和第二连杆，所述第一连杆和所述第二连杆中间铰接，所述第一连杆的第一端铰接于所述底座，所述第二连杆的第一端滑动连接于所述底座，所述第一连杆的第二端滑动连接至传输机构，所述第二连杆的第二端铰接于所述传输机构，当所述第二连杆的第一端沿所述底座靠近所述第一连杆的第一端时，所述连杆升降机构驱动所述传输机构靠近所述开口。

7.根据权利要求6所述的X射线辐射育种设备，其特征在于，所述传输机构为滚筒传输机构，所述滚筒传输机构包括安装座、滚筒和驱动装置，多个所述滚筒间隔排列布置在所述安装座上，且与所述安装座滚动连接，所述驱动装置与所述滚筒传动连接，用于驱动所述滚筒旋转。

8.一种育种方法，利用权利要求1～7中任一项所述的X射线辐射育种设备实现，其特征在于，包括：

利用X射线发生器产生X射线；

控制种子运动使种子经过X射线的辐照区域。

9.根据权利要求8所述的育种方法，其特征在于，在所述利用X射线发生器产生X射线的步骤之后还包括：

利用准直器调整X射线的辐照方向；

利用均整器使X射线的辐照区域的剂量均匀分布。

10.根据权利要求9所述的育种方法，其特征在于，所述控制种子运动使种子经过X射线的辐照区域的步骤还包括：

利用升降机构调整种子与所述X射线发生器之间的距离。

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