DE2363490A1 - Quelle fuer schnelle neutronen - Google Patents

Quelle fuer schnelle neutronen

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Description

Die Erfindung betrifft eine Quelle für schnelle Neutronen hoher Flußdichte, wobei die Neutronen unter Ausnutzung von Kernreaktionen erzeugt werden.
Die Einsatzmöglichkeiten von Neutronenquellen liegen im Gebiet der Strahlenbiologie, der Tiefentherapie, der Aktivierungsanalyse, der Lebensmittelchemie und der Sterilisierungstechnik, wo hohe Dosisleistungen und hohe Energie der Neutronen gefordert werden. Physikalische Voraussetzungen für die Anwendbarkeit von schnellen Neutronen z.B. in der Tiefentherapie jedoch sind eine hinreichend hohe Dosisleistung am Ort des Tumors und eine möglichst geringe Abnahme der Dosisleistung im Gewebe mit der Tiefe in Strahlrichtung. Beide Forderungen sind aber nur zu erfüllen, wenn eine möglichst hohe Flußdichte und eine möglichst hohe Energie des Neutronenfeldes vorliegt. Die Mindestanforderung, die der Therapeut an eine Bestrahlungseinrichtung mit schnellen Neutronen stellt, ist eine Dosisleistung in der Größenordnung von 10 rad/rain. in 1 m Fokus-Hau tab- . stand und eine Dosisleistung von 50 % der Oberflächendosis in etwa
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10 cm Tiefe. Aus Gründen hinreichender Kollimierung des Strahlenbündels, genügender Abschirmung außerhalb des Strahlenbündels und des Einflusses des Abstandes auf den Tiefendosisyerlauf kann der Fokus-Hautabstand nicht mehr wesentlich verringert werden.
Es ist bekannt, daß zur Erzeugung schneller Neutronen hoher Dosisleistung an z.B. Teilchenbeschleunigern bisher zwei Wege beschritten worden.sind. So werden erstens Deuteronen auf eine Energie von einigen hundert keV beschleunigt und in eine Treffplatte bzw. ein Target aus einem Schwermetall eingeschossen, in welcher Tritium adsorbiert ist. Die Deuteronen reagieren mit den Tritiumatomen und erzeugen nahezu monoenergetische Neutronen von etwa 15 MeV. Wegen der starken Abbremsung der Deuteronen im Targetmaterial ist die Ausbeute für viele Zwecke jedoch nicht ausreichend. Außerdem können Ionen, insbesondere Deuteronen, auf hohe Energie im MeV-Bereich beschleunigt werden und auf ein festes Target,z.B. aus Beryllium,auftreffen. Die resultierende spektrale Verteilung hat hohe Anteile niederenergetischer Neutronen, was für viele Anwendungen unerwünscht ist. Weiterhin sind die Neutronenausbeuten für Deuteronenenergien unterhalb etwa 15 MeV unzureichend. Ein Vorteil liegt allerdings in der einfachen Wärmeabfuhr und der Verschleißfreiheit des Targets.
Der Erfindung liegt nunmehr die Aufgabe zugrunde, für z.B. Teilchenbeschleuniger mit Deuteronenenergien von etwa 10 bis 20 MeV, ein Target zu finden, welches u.a. zwar die Nachteile eines Beryllium-Targets überwindet, aber seine Vorteile wiederum mit einschließt. Außerdem soll das Problem der thermischen Belastbarkeit eines durch Verwendung eines Targetgases notwendig werdenden Eintrittsfensters in den Targetraum für die Teilchen aus dem Beschleuniger gelöst sein.
Die Lösung dieser Aufgaben ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß das Targetmaterial der Quelle ein Gas in einer Druckkammer mit einem Eintrittsfenster für die die Kernreaktionen anregenden Teilchen ist, daß das Eintrittsfenster kühlbar ist, und daß in der Druckkammer eine weitere Kühlvorrichtung für die Abführung der im
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Targetmaterial erzeugten Reaktionswärme angeordnet ist. Dabei kann das Eintrittsfenster die Druckkammer von einem Vakuumraum trennen. Weiterhin kann im Druckraum ein Zylinder angeordnet sein, dessen vordere offene Stirnfläche zum Eintrittsfenster hinweist und dessen Achse in Strahlrichtung der anregenden Teilchen liegt und als Kühlvorrichtung wirkt.
In einer vorteilhaften Ausgestaltungsform der Erfindung kann das Gas in der Druckkammer ein Deuteriumgas, die anregenden Teilchen Deuteronen und die Kernreaktion von der Art D(d,n)H oder D(d,n,p)D sein. Weiterhin kann das Eintrittsfenster aus Wolfram, Molybdän, einer NiCo- oder NiFe-Legierung oder einem Material mit ähnlichen Eigenschaften von einer Dicke zwischen 10 bis 30 Kx bestehen.
Eine Weiterführung der Erfindung sieht vor, daß das Eintrittsfenster mittels eines Gasstrahles von der Druckkammerseite her kühlbar ist. Dabei kann der Gasstrahl selbst das Deuteriumgas sein, welches über eine Düse, die mit einer Gasversorgungsanlage verbunden ist,auf das Eintrittsfenster geblasen wird.
Eine Ausführungsform der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß auf die Außenummantelungdes Zylinders im Targetraum eine Kühlschlange zur Abführung der Reaktionswärme aufgelegt ist. Es kann auch von Vorteil sein, daß zusätzlich auf die Ummantelung des Zylinders eine Rohrschlange gelegt ist, die mit dem Innenraum des Zylinders■über eine Abführöffnung und mit einer Abführleitung verbunden ist. Die Kühlschlange und die Rohrschlange können weiterhin in engem Kpntakt nebeneinander auf dem Zylinder liegen, so daß die Kühlschlange außer dem Zylinder auch noch die Rohrschlange und damit das abzuführende Gas aus der Druckkammer kühlt. ·
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, daß die Druckkammer ein Zylindergehäuse ist, das über eine dichte Flanschverbindung mit einem Zwischenrohr verbindbar ist, wobei dieses Zwischenrohr wiederum oder die Druckkammer selbst unter Verzicht auf das Zwischenrohr dicht und elektrisch isoliert über eine weitere Flanschverbindung (die bei Verzicht auf das Zwischenrohr entfällt) an einem Strahlrohr befestigt ist. _ 4 _
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Äusgestaltungsformen der Erfindung können vorsehen, daß im Strahlrohr eine ebenfalls kühlbare Blendenanordnung im Strahlengang der Deuteronen liegt und daß der Zylinder in der Druckkammer an der einen Endseite mittels einer Platte aus z.B. Gold verschlossen ist. Auch kann der Druck des Deuteriumgases in der Druckkammer in der Größenordnung· von 11 at liegen.
Die Vorteile der Verwendung eines Targetgases aus Deuterium liegen darin, daß zur Erreichung einer hohen Neutronenausbeute neben einem hohen Wirkungsquerschnitt dG/^d^ eine hohe Zahl der reaktionsfähigen Targetatome und damit ein niedriges Atqmgewicht vorliegen. Desweiteren ist die Wärmetönung der Reaktion positiv und hoch, so daß die Forderung nach einer hohen Neutronenenergie erfüllt werden kann. Dies ist, wie es in besonders vorteilhafter Weise gemäß der Erfindung erfolgte, mit den Wasserstoffisotopen Deuterium und Tritium als Targetmaterial auszuführen, wenn Deuteronen als Geschoßteilchen Verwendung finden. Jedoch ist der Wirkungsquerschnitt der Reaktion D (d,n)H.e im Bereich E^ > 2 MeV um etwa
den Faktor 4 höher als derjenige der Reaktion T(d,n)He . Die Tritiumreaktion besitzt zwar eine hohe Wärmetönung und bei E<j = 100 KeV eine hohe Resonanz, weshalb diese Reaktion an Niederenergiebeschleunigern mit hohen Deuteronenströmen bevorzugt wird. Stehen jedoch höhere Deuteronenenergien von z.B. E^ = 10 MeV zur Verfügung, so verliert der Resonanzanteil gegen den höherenergetischen Neutronenanteil an Bedeutung, da im Resonanzgebiet die Funktioaldeterminante dE./dE vergleichsweise klein wird. Hinsichtlich der erzielbaren Ausbeute sind also Targets auf der Grundlage der D(d,n)He Reaktion vorzuziehen, von Strahlenschutzproblemen ganz abgesehen. Jedoch
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braucht die Verwendung der T(d,n)He -Reaktion nicht ausgeschlossen werden.
Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Ausführungsbeispieles mittels der Figuren 1 und 2 naher erläutert.
Die Figur 1 stellt dabei ein Diagramm, .
die Figur 2 die prinzipielle Anordnung des Targets in einem Kollimator für medizinische Zwecke,
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Fig. 3 einen schematisierten Schnitt durch das Druckgastarget und Fig. 4 einen Schaltplan dar.
Die Neutronenerzeugung erfolgt im Deuterium-Gas nur über die beiden Reaktionen D(d#n p)D und D(d,n)He . Wird als Gasdruck ca. 11 at gewählt, so beträgt die Reichweite der Deuteronen von etwa 10 MeV etwa 30 cm. Für nicht sehr große Abstände vom Target sind Geometrieeffekte zu berücksichtigen, die bedeuten, daß die niederenergetischen Neutronen des jeweiligen Reaktionstyps in kürzerem Abstand zu dem in der Strahlachse liegenden und zu bestrahlenden Volumen erzeugt werden als die höherenergetischen. Die spektrale Verteilung der Neutronen ist also vom Abstand des exponierten Volumens abhängig. Für einen Abstand von 1 m vom Eintrittsfenster des Targets sieht die erwartete spektrale Flußdichte so aus wie in Figur 1 wiedergegeben, wobei die Neutronenflußdichte
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(l/cm · see · K
aufgetragen ist.
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(l/cm · see · MeV · 100 uA) gegenüber der Neutronenenergie (MeV)
In Figur 2 ist eine mögliche Anordnung des Targets in einem Kollimator 3 dargestellt. Eine solche Anordnung ist für medizinische und radiobiologische Aufgabenstellungen besonders gut geeignet. Der Aufbau des Kollimators 3 und der übrigen Abschirmungen ist nicht näher beschrieben. Die schnellen Neutronen gelangen durch die Öffnung des Kollimators 3 auf das zu bestrahlende Objekt.
Die Druckkammer 1 des Targets (s.a. Figur 3) ist über ein Zwischenrohr 4 und ein Strahlrohr 5 an einem Verbindungsrohr 6 zu einem Kompaktzyklotron (nicht näher dargestellt) angeschlossen. Dieses Kompaktzyklotron erzeugt Devteronen einer Energie von etwa E-, ^ 20 MeV, welche durch das Strahlrohr 5, das Zwischenrohr 4 und eine Öffnung 7 in einer Flanschverbindung 8 in die Druckkammer 1 eingeschossen werden.
Im Strahlrohr 5 selbst ist eine Blendenanordnung 9 mit Blendenöffnung 10 und einer Kühlvorrichtung 11 aufgestellt, welche den nicht näher dargestellten Deuteronenstrahl begrenzt. Sie wirkt als Faraday-Cup. Der Blendenring ist aus hochschmelzendem Material mit hoher Ordnungszahl? letzteres um die unerwünschte Neutronen—
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erzeugung an der Blende gering zu halten. Die Kühlung erfolgt über eine Rohrzuleitung 12, die durch eine Flanschverbindung 13 und Zwischenrohr 4 und Strahlrohr 5 mittels des Isolierstückchens 14 hindurchgeführt ist. Über die Stromdurchführung 45 kann der Blendenstrom aufgenommen und gemessen werden. Die Flanschverbindung 13 weist ebenfalls Isolierteile 15 und 16 für die beiden Flanschteile 17 und 18 als auch die Schrauben 19 auf. Daher wirkt das Zwischenrohr 4 ebenfalls als Faraday-Cup, der wahre Targetstrom kann also an irgend einer Stelle der Flanschverbindung 8 abgenommen werden.
Im Flanschteil· 18 ist eine Öffnung 20 angeordnet, welche genau wie die öffnung 10 in der Blendenanordnung 9 und die Öffnung 7 in der Flanschverbindung 8 auf der Achse 21 der Strahlrichtung liegt. Das ' Zwischenrohr 4 ist also das tragende Element, an welchem einerseits die Blendenanordnung zur Strahlbegrenzung und andererseits die eigentliche Targetkammer befestigt ist.
Die Deuteronen treten durch die Öffnung 7 und das Eintrittsfenster 22 in den Innenraum bzw. Targetraum 23 der Druckkammer 1 ein und erzeugen in dem Deuteriumgas innerhalb der Druckkammer 23 über die
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Kernreaktion D (d,n) He Neutronen. Die Wärmetönung beträgt Q = 3,27 MeV.: Der Druck in der Druckkammer 1 ist so gewählt, daß die Deuteronen vollkommen abgebremst werden, so daß sie mit jeder Energie zwischen der maximalen und der Energie Null zur Reaktion kommen. Dies kann z.B. bei einer Länge von 300 mm der Kammer 1 mit 11 at Druck und 10 MeV Deuteronenenergie erfolgen«
Das Deuterium befindet sich im Innenraum 23 der Druckkammer 1, welches vom eigentlichen Vakuumsystem, im Zwischenrohr 4 und Strahlrohr 5 über das Fenster 22 getrennt ist. Dieses Fenster besteht aus einer dünnen Folie von ca. 10 - 30 n. Dicke aus Wolfram, Molybdän, einer NiGo- oder JSTiFe-Legierung oder einem Material mit ähnlichen Eigenschaften. Es ist-an der Flanschverbindung 8 angeschlossen. Die Flanschverbindung 8 besteht aus den beiden Einzelflanschen 24 und 25, welche über die Schraubverbind\angen 26 und eine Kupfer dichtung 27 dicht und fest miteinander verbunden sind. Die Öffnung 7 ist durch die Fensterfolie 22 dicht verschlossen,. Die Kanten der Öffnung 7 sind auf der Seite der Druckkammer 1 abgerundet, um die Belastung
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der Folie 22 an der Einspannungsstelle zu verringern. Mit Hilfe des Ringes 28 und der Schrauben 29 wird die Folie gegen den Flanschteil 24 gedrückt. Die Vakuumdichtigkeit wird durch einen weichen Metalldichtring 30 (Gold oder Indium) gewährleistet. Übliche Kunststoffdichtungen sind hier wegen der möglichen Strahlenschädigung ungeeignet.
Die Wärme, welche durch die Abbremsung der Deuteronen im Deuteriumgas in der Druckkammer 1 erzeugt wird, wird über einen gekühlten Zylinder 32 abgeführt. Dieser Zylinder besitzt eine offene Seite 33, welche zum Fenster 22 hinweist. Auf der anderen Endseite ist er mit einer Goldscheibe 34 abgeschlossen. Der Zylinder 32 weist Abmessungen auf, die bei gegebenem Druck die totale Abbremsung der Deuteronen im Gasraum erlauben.
Es kann jedoch von Vorteil sein, bei sonst gleichen Abmessungen, den Druck zu verringern oder die Teilchenenergie zu erhöhen« Die Deuteronen werden dann nicht mehr ganz im Targetraum abgebremst, sondern teilweise in der Goldscheibe 34. Verglichen mit dem Fall der totalen Abbremsung der Deuteronen im Gas wird dadurch die mittlere Energie der Neutronen ein wenig höher, die im Gasraum freigesetzte Wärme geringer, die Neutronenausbeute jedoch nicht im selben Maße geringer. Bei.spielsweise führt eine Verkürzung des Targets auf 2/3 der Reichweite der Deuteronen zu einer Verringerung der thermischen Leistung im Gasraum um 35 %, der Neutronenausbeute in Vorwärtsrichtung jedoch nur um rund'13 %. Dies kann insbesondere für höhere Deuteronenenergien hinsichtlich der Lebensdauer der Fensterfolie 22 von Vorteil sein.
Die Abfuhr der Reaktionswärme erfolgt.über die Wandung des Zylinders 32 und eine um den Zylinder herumgewickelte Kühlschlange 36, die über eine Zu- und Ableitung 35 und 37 mit Wasser beaufschlagt wird. Die Wasserumwälzung (s.a. Fig. 4) erfolgt in einem Primärkreislauf 6Ö mittels einer Umwälzpumpe 61, die als Kühlmittel destilliertes Wasser von ca. 20 l/Min, zur Verfügung stellt. Dieser Primärkreislauf 60 kann über einen äußeren Wärmeaustauscher 65 mit Leitungswasser gekühlt werden. Die Konstruktion läßt auch die Küh-
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lung mit flüssigem Stickstoff oder einem anderen Flüssiggas'zu, wodurch bei gleichem Druck die notwendige Kammerlänge von ca. 300 mm auf ca. 100 mm verkürzt werden könnte. Die Zu- und Abführung 35, 37 (s. wieder Fig. 3) für das Kühlwasser wird durch die Flanschverbindung 8 und die Wandung des Zuführungsrohres 6 in den Außenraum geführt.
Ein wichtiges, durch die Einrichtung zu lösendes Problem ist die thermische Belastbarkeit der Fensterfolie 22. Damit diese Folie vor Zerstörung geschützt wird, wird sie mit einem Deuteriumgasstrom angeblasen. Dieser Gasstrom wird über eine Zuführungsleitung 38 durch die Flanschverbindung 8 in den Druckinnenraum 23 eingeführt. Die Austrittsöffnung der Leitung 38 ist zu einer Düse 3 9 ausgebildet, welche einen Öffnungsdurchmesser von 3 mm aufweisen kann. Die Düse 39 ist derart ausgerichtet, daß der aus ihr austretende Gasstrahl von etwa 8 l/Min, auf die Hinterseite des Fensters 22 auftrifft. Das Deuteriumgas, welches durch die Düse 39 austritt, ist gleichzeitig das Reaktionsgas.
Die Gasrückführung und Kühlung erfolgt über eine Rohrschlange 40, die an ihrem einen Ende eine Eintrittsöffnung 41 zum Innenraum 42 des Zylinders 32 aufweist. Durch diese Öffnung 41 strömt das Deuteriumgas in die Rohrschlange 40 ein. Die Kühlung erfolgt dadurch, daß die Rohrschlange 40 parallel und im engen Kontakt zur Kühlschlange 36 für die Kühlung des Zylinders 32 auf die Außenummantelung des Zylinders 32 aufgelegt ist. Die Abführung erfolgt über ein Abführrohr (nicht dargestellt), welches wiederum durch die Flanschverbindung 8 und eine nicht näher dargestellte Rohrdurchführung durch das Zuführrohr 6 hindurchgeführt wird. Auch die Gaszuführungsleitung 38 ist über ein nicht näher dargestelltes Koppelstück durch die Wandung 44 des Zuführrohres 6 hindurchgeführt.
Flanschteil 25, Druckkammer 1 und Deckel 46 der Druckkammer bilden, eine verschweißte Einheit. Nach Lösen der Schrauben 26 kann diese abgenommen werden, wodurch ein einfaches Auswechseln der Fensterfolie 22 möglich wird. Ferner kann eine zweite solche Einheit exi-
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stieren, welche in ihrem Deckel 42 eine achsiale Bohrung von etwa 20 mm besitzt, sowie eine Nut für einen Vakuumgummidichtring. Mit einer auf den Dichtring geeignet aufgedrückten Quarzglasscheibe kann dann bei niedrigem Strahlstrom die Strahljustierung überprüft werden, was für den praktischen Betrieb sehr wichtig ist. Ferner kann die gesamte Konstruktion (Druckkammer 1, Zwischenrohr 4, Führungsrohr 6 und-Strahlrohr 5 (vergl. Fig. 2)) nach Entfernung des äußeren Kollimatoraufbaues 3a und Lösen der nicht näher dargestellten Flanschverbindung 6a in einen geeigneten Abschirmbehälter gezogen werden. Das kann von Vorteil sein, wenn nämlich durch längeren Strahlbetrieb das Target hoch aktiviert worden und zum Schütze des Personals eine längere Abklingpause einzulegen ist,bevor eine Reparatur der Fensterfolie 22 oder von Dichtungen vorgenommen werden soll.
Die Gaszu- und abführung 38, 48 für die Kühlung des Eintrittsfensters 22 kann mit einer Umwälzpumpe 47, Kontrollinstrumenten 49, 55 und einer Gasfüllvorrichtung 56 - 59 verbunden werden (s.a. Fig. 4) .
Eine- Ausführungsform kann dabei so aussehen, daß diese Geräte in einer kompakten Versorgungseinheit zusammengefaßt werden mit einem Schnellkupplungsfeld zum Anschluß der Kühl- und Gaskreisläufe an das Target einerseits und einer elektrischen Verbindung zum Anschluß einer Logik im Schaltpult des Beschleunigers andererseits.
In Fig. 4 ist in der oberen Hälfte des Bildes das Target 1, 21 stark schematisiert gezeichnet, im unteren Teil sind die wesentlichen Elemente der Versorgungseinheit dargestellt. Der Gasumlauf wird durch die Gaspumpe 47 erreicht, die in einem Vorlauf-Rücklauf-Leitungssystem 38, 39 und 48 liegt.. Das gesarate Gassystem befindet sich z.B. auf einem Druck von 11 at. Die Druckkontrolle erfolgt über einen Druckmeßwertgeber 49,· eine Entleerung des Systems kann mit Hilfe des Magnetventiles 50 über eine Drossel 51 und einen Auspuff 52 ins Freie durchgeführt werden. Vor einer
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Füllung des Gassystems mit Deuteriumgas muß das System evakuiert werden, was durch die Vakuumpumpe 53 über das Magnetventil 54 geschehen kann. Der pneumatisch-elektrische Wandler 55 erlaubt eine Kontrolle darüber, ob vor Befüllen das System ausreichend evakuiert ist. . .
Die Gaszuführung erfolgt von der Druckgasflasche 56 über ein Reduzierventil 57, ein Magnetventil 58 und ein Drosselventil 59. ■ Letzteres bewirkt ein langsames Befüllen des Systems, so daß eine Zerstörung der Fensterfolie 22 vermieden werden kann.
Der Primärkühlkreislauf 6O. mit destilliertem Wasser wird durch die im Vorlauf- 35 befindliche Wasserpumpe 61 bewirkt, eine Punktionskontrolle v/ird durch den Strömungswächter 62 durchgeführt. Der Sekundärkreislauf 63 mit Zu- und Abfluß leitungen 66, 67 v/ird durch den Strömungswächter 64 kontrolliert. Mit Hilfe einer nicht näher dargestellten elektrischen Schaltung lassen sich Meßgrößen und Stellgrößen so verknüpfen, daß eine sichere Befüllung des Systems gewährleistet ist. Ferner kann der Beschleuniger automatisch abgeschaltet werden, wenn an irgend einer Stelle ein unzulässiger Meßwert auftritt (Überdruck, Kühlwasserausfall o.a.). Primär- und Sekundärkreislauf sind über den Wärmetauscher 65 gekoppelt.
Die mit diesem Target erzeugten Neutronen haben,bei z.B. einer Energie E, = 9 MeV der eintreffenden Deuteronen (nach Abbremsung in der Fensterfolie 22) in Vorwärtsrichtung, eine maximale Energie E von etwa 12 MeV und unterhalb 2 MeV nur einen geringen spektralen Anteil (vergl. Fig. 1). Die mittlere Energie liegt bei etwa 8 MeV und das Maximum der Energieverteilung bei der maximalen Energie. Die Flußdichte in 1 in Abstand vom Eintrittsfenster 22 in
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Strahlrichtung 21 ist etwa 10 /cm - Sekunde, die maximale Dosisleistung in einem gewebeäquivalenten Phantom etwa 40 rad/Minuten. Der Vorteil liegt also in der vergleichsweisen hohen mittleren Energie und der hohen erzeugbaren Neutronenausbeute in Deutaronenstrahlrichtung 21. ;
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Claims (17)

Patentansprüche:
1.j Quelle für. schnelle Neutronen hoher Flußdichte, wobei die Neutronen unter Ausnutzung von Kernreaktionen erzeugt werden, dadurch gekennzeichnet, daß das Targetmaterial der Quelle ein Gas in einer Druckkammer (1) mit einem Eintrittsfenster (22) für die die Kernreaktionen anregenden Teilchen ist, daß das Eintrittsfenster (22) kühlbar ist, und daß in der Druckkammer (1) eine weitere Kühlvorrichtung (32, 36) für die Abführung der im Targetmaterial erzeugten Reaktionswärme angeordnet ist.
2. Quelle nach Anspruch .1, dadurch gekennzeichnet, daß das Eintrittsfenster (22) die Druckkammer (1) von einem Vakuumraum (4, 5, 6) trennt.
3. Quelle nach Anspruch 1 und 2t dadurch gekennzeichnet, daß
in der Druckkammer (1) ein Zylinder (32) angeordnet ist, dessen vordere offene Stirnfläche (33) zum Eintrittsfenster (22) weist und dessen Achse (21) in Strahlrichtung der anregenden Teilchen liegt.
4. Quelle nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß das Gas in der Druckkammer (1) ein Deuteriumgas ist, daß die anregenden Teilchen -Deuteronen sind und daß die Kernreaktionen von der Art D(d,n)He und/oder D(dfnp)D sind.
5. Quelle nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß das Eintrittsfenster (22) aus Wolfram, Molybdän, einer NiCo- oder NiFe-Legierung oder einem Material mit ähnlichen Eigenschaften von einer Dicke zwischen 10 und 3Ou besteht.
6. Quelle nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß das Eintrittsfenster (22) mittels eines Gasstrahles von der Druckknmmerseite (23) her kühlbar ist.
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7. Quelle nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der Gasstrahl das Deuteriumgas ist.
8. Quelle nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch ge- ' kennzeichnet, daß eine Düse (39) , die mit einer Gasversorgungsanlage (38) verbünden ist, das Deuteriumgas auf das Eintrittsfenster (22) bläst.
9. Quelle nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß auf die Außenummantelung des Zylinders
(32) eine Kühlschlange (36) für Wasser- oder ein Flüssiggas zur Abführung der Reaktionswärme im Targetgas aufgelegt ist.
10. Quelle nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich auf die Ummantelung des Zylinders (32) eine Rohrschlange (40) gelegt ist, die mit dem Innenraum (42) des Zylinders (32) über eine Abführöffnung (41) und mit einer Abführleitung verbunden ist.
11. Quelle nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlschlange (36) und die Rohrschlange
(40) in engem Kontakt nebeneinander auf dem Zylinder (32) liegen und daß die Kühlschlange (36) außer dem Zylinder (32) auch die Rohrschlange (40) und damit das abzuführende Gas kühlt.
12. Quelle nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckkammer (1) ein Zylindergehäuse ist, das über eine dichte Flanschverbindung (8) mit einem Zwischenrohr (4) verbindbar ist; und daß dieses Zwischenrohr (4) oder die Druckkammer (1) selbst dicht und elektrisch isoliert über eine weitere Flanschverbindung (13) an einem Strahlrohr (5) befestigbar ist.
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13. Quelle nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß das Eintrittsfenster (22) in einer Durchführungsöffnung (7, 13) von Druckkammer (1) und Zwischenrohr
(4) angeordnet ist.
14. Quelle nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß im Strahlrohr (5) eine ebenfalls kühlbare Blendenvorrichtung (9,11) im Strahlengang (21) der Deuteronen liegt. ·
15. Quelle nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinder (32) in der Druckkammer (1). an der einen Endseite (34) mittels einer Platte aus z.B. Gold verschlossen ist. ."--""..
16. Quelle nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß das Strahlrohr (S), das Zwischenrohr (4) und die Druckkammer (1) in der Öffnung (2) eines Kollimators (3) angeordnet sind.
17. Qualle nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck des Deuteriumgases in der Druckkammer (1) in der Größenordnung von ca. 11 at'liegt.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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EP2946809A1 (de) * 2014-05-20 2015-11-25 Sumitomo Heavy Industries, Ltd. Neutroneneinfangtherapievorrichtung und Nukleartransformationsvorrichtung

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