KR102090762B1 - 중성자 발생용 회전 튜브 타겟 모듈 - Google Patents

중성자 발생용 회전 튜브 타겟 모듈 Download PDF

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KR102090762B1
KR102090762B1 KR1020180142953A KR20180142953A KR102090762B1 KR 102090762 B1 KR102090762 B1 KR 102090762B1 KR 1020180142953 A KR1020180142953 A KR 1020180142953A KR 20180142953 A KR20180142953 A KR 20180142953A KR 102090762 B1 KR102090762 B1 KR 102090762B1
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rotating tube
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tube target
cooling fluid
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홍봉환
황원택
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한국원자력의학원
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Abstract

본 발명은, 길이방향으로 연장되어 형성되는 내부 할로우 샤프트, 할로우 샤프트의 일측이 삽입될 수 있도록 구성된 외부 할로우 샤프트, 외부 할로우 샤프트의 회전시 함께 회전 할 수 있도록 외부 할로우 샤프트의 일단에 구비되는 금속 타겟, 냉각유체가 내부 할로우 샤프트와 외부 할로우 샤프트 사이의 공간으로 유입되고, 금속 타겟을 통과하고, 내부 할로우 샤프트의 내측으로 배출될 수 있도록 구성되는 내부유로 및 냉각유로 내측으로 돌출되어 형성되며, 금속 타겟에 인접한 위치에서 냉각유체의 유동을 변화시킬 수 있도록 구성되는 돌출부를 포함하여 구성되는 중성자 발생용 회전 튜브 타겟 모듈에 관한 것이다.
본 발명에 따른 중성자 발생용 회전 튜브 타겟 모듈은 돌출부를 통하여 냉각유체의 유동을 변화시켜 냉각효율을 향상시킬 수 있으며, 할로우 형태로 타겟이 구성되므로 교체가 용이한 효과가 있다.

Description

중성자 발생용 회전 튜브 타겟 모듈{Rotating Tube Target Module for Neutron Generation}
본 발명은 중성자 발생용 회전 튜브 타겟 모듈에 관한 것이며, 보다 상세하게는 냉각기능이 향상된 의료용 중성자 발생용 회전 튜브 타겟 모듈에 관한 것이다.
중성자 발생장치는 사이클로트론과 같은 입자가속기와 입자가속기로부터 고속으로 방출되는 양성자빔의 빔 경로상에 설치되며 빔에 충돌하여 그 내부의 중성자를 내놓는 타겟을 포함하여 구성된다.
타겟에 양성자빔을 조사하면 타겟은 핵반응에 의해 온도가 상승하게 되며, 필수적으로 냉각과정이 필요하게 된다. 이러한 종래기술에 대하여 미국특허 US20170062086 호가 개시되어 있다.
그러나, 이러한 종래기술은 타겟의 교체의 난이도가 높으며, 냉각 효율이 낮은 문제점이 있었다.
미국특허 US20170062086 호 (2017.03.02. 공개)
본 발명은 종래의 중성자 발생용 타겟의 냉각 효율을 향상시키며, 교체 난이도가 높은 문제점을 해결하기 위한 중성자 발생용 회전 튜브 타겟 모듈을 제공하는 것에 그 목적이 있다.
상기 과제의 해결 수단으로서, 길이방향으로 연장되어 형성되는 내부 할로우 샤프트, 할로우 샤프트의 일측이 삽입될 수 있도록 구성된 외부 할로우 샤프트, 외부 할로우 샤프트의 회전시 함께 회전 할 수 있도록 외부 할로우 샤프트의 일단에 구비되는 금속 타겟, 냉각유체가 내부 할로우 샤프트와 외부 할로우 샤프트 사이의 공간으로 유입되고, 금속 타겟을 통과하고, 내부 할로우 샤프트의 내측으로 배출될 수 있도록 구성되는 내부유로 및 냉각유로 내측으로 돌출되어 형성되며, 금속 타겟에 인접한 위치에서 냉각유체의 유동을 변화시킬 수 있도록 구성되는 돌출부를 포함하여 구성되는 중성자 발생용 회전 튜브 타겟 모듈이 제공될 수 있다.
한편, 돌출부는 내부 할로우 샤프트의 외면에 형성될 수 있다.
또한, 돌출부는 냉각유체의 난류유동을 유도할 수 있도록 복수로 구성되며, 둘레방향 및 길이방향으로 배열될 수 있다.
나아가, 돌출부는 나선형으로 돌출되어 형성될 수 있다.
여기서, 금속 타겟은 양성자의 입자빔의 Bragg-peak가 금속 타겟을 통과한 지점인 냉각유로 상에서 이루어질 수 있는 두께로 형성될 수 있다.
한편, 내부유로는 내부 할로우 샤프트의 외면과 외부 할로우 샤프트의 내면사이의 공간을 포함하여 구성될 수 있다.
한편, 금속 타겟은 회전하는 측면에 수직방향으로 양성자가 조사되도록 할로우 형상으로 구성될 수 있다.
한편, 내부유로가 밀폐될 수 있도록 금속 타겟의 단부에 구비되는 캡을 더 포함하여 구성될 수 있다.
한편, 양성자가 금속 타겟으로 조사되어 발생되는 방사선을 선택적으로 차폐할 수 있도록 구성되는 차폐벽을 더 포함할 수 있다.
여기서, 외부 할로우 샤프트는 차폐벽을 통과하여 구비되며, 차폐벽은 외부와 고정되며, 외부 할로우 샤프트의 사이에 구비되는 제1 베어링을 더 포함할 수 있다.
한편, 내부 할로우 샤프트의 타측에 구비되는 아웃렛 플랜지 및
또한, 일측이 아웃렛 플랜지와 고정연결되며, 타측이 외부 할로우 샤프트와 회전연결될 수 있도록 구성되는 냉각유체 유입부를 더 포함할 수 있다.
한편, 냉각유체 유입부와 외부 할로우 샤프트의 연결부위에 구비되는 제2 베어링을 더 포함할 수 있다.
또한, 외부 할로우 샤프트를 회전시킬 수 있도록 구성되는 회전구동부를 더 포함하여 구성될 수 있다.
나아가, 회전구동부로부터 회전력을 전달할 수 있도록 구성되는 벨트 및 제1 베이링과 제2 베어링 사이에 구비되며, 벨트로부터 구동력을 전달받을 수 있도록 구성되는 벨트 연결부를 더 포함할 수 있다.
한편, 금속 타겟은 교체가능하도록 구성될 수 있다.
또한, 금속 타겟은 베릴륨을 포함하여 구성될 수 있다.
본 발명에 따른 중성자 발생용 회전 튜브 타겟 모듈은 돌출부를 통하여 냉각유체의 유동을 변화시켜 냉각효율을 향상시킬 수 있으며, 할로우 형태로 타겟이 구성되므로 교체가 용이한 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 실시예인 중성자 발생용 회전 튜브 타겟 모듈의 사시도이다.
도 2는 도 1의 단면도이다.
도 3은 도 1의 차폐벽을 제외한 부분의 사시도이다.
도 4는 도 3의 단면도이다.
도 5는 도 3의 분해사시도이다.
도 6은 돌출부를 확대하여 표시한 도면이다.
도 7은 돌출부의 다른 실시예를 확대하여 표시한 도면이다.
도 8a는 양성자 빔의 조사 영역이 도시된 도면이다.
도 8b는 내부유로의 흐름을 나타낸 개념도이다.
도 9는 양성자빔의 경로와 Bragg-Peak 부분을 도시한 도면이다.
이하에서는 도 1 내지 도 5을 참조하여 본 발명에 따른 일 실시예인 중성자 발생용 회전 타겟 모듈에 대하여 상세히 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명에 따른 실시예인 중성자 발생용 회전 튜브 타겟 모듈(1)의 사시도이고, 도 2는 도 1의 단면도이며, 도 3은 도 1의 차폐벽(700)을 제외한 부분의 사시도이고, 도 4는 도 3의 단면도이다.
도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 중성자 발생용 회전 튜브 타겟 모듈(1)은 내부 할로우 샤프트(100), 외부 할로우 샤프트(200), 베릴륨(Be) 타겟, 캡(400), 유입부(500), 차폐벽(700), 제1 베어링(610), 제2 베어링(620), 회전구동부(900), 및 벨트 연결부(210)를 포함하여 구성될 수 있다.
내부 할로우 샤프트(100)는 이후 설명할 베릴륨 타겟(300)의 회전시에 중심이 되며, 동시에 내부유로(800)를 정의할 수 있도록 구성된다.
내부 할로우 샤프트(100)는 길이방향으로 연장되며, 길이방향으로 내부에 공간이 형성되는 할로우(hollow) 형상으로 구성될 수 있다. 내부 할로우 샤프트(100)의 일측은 후술할 외부 할로우 샤프트(200)의 내측으로 삽입될 수 있도록 구성된다. 타측은 외부와 고정될 수 있도록 아웃렛 플렌지(110)가 구비되며, 외부와 고정설치될 수 있다. 내부 할로우 샤프트(100)는 내부와 외부 각각에서 냉각유로로서 기능하게 된다. 냉각유로는 회전대칭으로 구성될 수 있도록 외측면을 따라 냉각유체가 유입되며, 중심부분의 중공을 통하여 유출될 수 있도록 구성된다.
내부 할로우 샤프트(100)의 일측으로 외부 할로우 샤프트(200)가 삽입된 상태에서 위치하는 경우 내부 할로우 샤프트(100)의 끝단에는 베릴륨 타겟(300)이 위치한다.
내부 할로우 샤프트(100) 중 베릴륨 타겟(300)의 위치에 대응되는 부분에는 냉각유체의 유동을 변화시키도록 구성되는 돌출부(120)가 구비될 수 있다. 한편 이와같은 돌출부(120)의 구성은 차후 도 6 및 도 7을 참조하여 상세히 설명하도록 한다.
외부 할로우 샤프트(200)는 내부 할로우 샤프트(100)와 상대적으로 회전할 수 있도록 구성되며, 최종적으로 일단에 구비된 베릴륨 타겟(300)을 회전시킬 수 있도록 구성된다. 외부 할로우 샤프트(200)는 내부 할로우 샤프트(100)와 동심축으로 회전할 수 있도록 구성된다. 여기서, 내부 할로우 샤프트(100)는 외부와 고정되어 있는 반면, 외부 할로우 샤프트(200)는 자유롭게 회전할 수 있도록 구성되어 외부로부터 회전력을 전달받아 회전되도록 구성될 수 있다. 외부 할로우 샤프트(200)의 내면은 내부 할로우 샤프트(100)의 외면보다 크게 구성되며, 동심축으로 배열이 되었을 때 내부 할로우 샤프트(100)와 외부 할로우 샤프트(200) 사이의 공간이 고리형상의 유로단면적을 갖는 내부유로(800)가 형성되도록 구성될 수 있다. 유로단면적은 베릴륨 타겟(300)의 열 부하, 냉각수의 온도 및 유량 등의 요소를 고려하려 결정될 수 있다.
베릴륨 타겟(300)은 양성자 빔이 조사되어 중성자가 발생될 수 있도록 구성된다. 베릴륨 타겟(300)은 원통형 튜브 타입으로 구성될 수 있으며, 외부 할로우 샤프트(200)의 끝단에 연장되어 구비될 수 있다. 베릴륨 타겟(300)은 외부 할로우 샤프트(200)와 고정되어 설치되며, 외부 할로우 샤프트(200)와 함께 회전할 수 있도록 구성된다. 양성자 빔이 조사될 때 베릴륨 타겟(300)을 회전시켜 튜브 면을 따라 열 부하를 퍼뜨리게 되어 단위 체적당 베릴륨 타겟(300)이 감당해야 할 열부하가 줄어들게 된다. 베릴륨 타겟(300)의 내면과 내부 할로우 샤프트(100)의 외면 사이에는 냉각유로가 이어질 수 있도록 구성될 수 있다. 외부로부터 유입된 냉각유체는 가열된 베릴륨 타겟(300)으로부터 직접 열에너지를 전달받아 이동하게 된다. 베릴륨 타겟(300)은 회전하면서 가열이 이루어지므로 냉각유로가 회전대칭으로 구성되어 각도에 따른 편차를 최소화하면서 냉각이 수행될 수 있다.
캡(400)은 베릴륨 타겟(300)의 끝단에 구비되어 내측을 밀폐할 수 있도록 구성된다. 캡(400)의 체결로 외부 할로우 샤프트(200), 베릴륨 타겟(300) 및 캡(400)이 연결되어 내부 할로우 샤프트(100)의 삽입을 위한 개구를 제외한 나머지 부분이 밀폐될 수 있게 된다.
유입부(500)는 외부로부터 내부유로(800)로 냉각유체를 유입시킬 수 있게 구성된다. 유입부(500)는 중공이 형성되어 내측으로 내부 할로우 샤프트(100)가 삽입될 수 있도록 구성되며, 일측으로 연장되어 형성되어 외부와 고정설치되는 연장부(510)가 구비될 수 있다. 외부로부터 냉각유체가 유입될 수 있도록 연장부(510)의 내측에는 유로가 형성되며, 연장부(510) 내부의 유로는 유입부(500)의 중공으로 연결된다. 유입부(500)의 중공의 내경은 내부유체가 유동할 수 있도록 내부 할로우 샤프트(100)의 외면과 소정거리 이격될 수 있는 크기로 결정될 수 있다. 유입부(500)의 길이방향의 일측은 내측의 유로가 기밀을 유지할 수 있도록 내부 할로우 샤프트(100)의 플랜지와 연결될 수 있다. 유입부(500)의 길이방향의 타측은 후술할 제1 베어링(610)과 연결되어 냉각유체의 이동경로 상에서 누출을 방지할 수 있다.
차폐벽(700)은 중성자 빔을 선택적으로 차폐할 수 있도록 구성된다. 차폐벽(700)은 내측에 공간이 형성된 챔버의 형태로 구성될 수 있으며, 베릴륨 튜브를 일정 거리를 두고 감싸면서 외부와 고정될 수 있도록 구성될 수 있다. 차폐벽(700)은 일측에서 양성자 빔이 조사될 수 있도록 개구가 형성될 수 있으며, 일측으로는 베릴륨 타겟(300)이 내부 공간으로 배치될 수 있도록 개구가 형성될 수 있다. 본 발명에 따른 베릴륨 타겟(300)은 튜브형으로 구성되며, 측면으로 양성자가 조사될 수 있도록 구성되므로 양성자 조사를 위한 개구와 베릴륨 타겟(300)의 삽입을 위한 개구의 각도는 90도 간격으로 구성될 수 있다. 다만, 표시하지는 않았으나, 중성자의 인출을 위한 별도의 개구가 구비될 수 있다. 한편, 차폐벽(700)은 중성자 외에 방사선을 차폐할 수 있는 재질을 포함하여 구성될 수 있다.
제1 베어링(610)은 베릴륨 타겟(300) 및 외부 할로우 샤프트(200)가 고정되어 있는 차폐벽(700)과 상대적으로 회전시에 외부 할로우 샤프트(200)를 지지할 수 있도록 구성될 수 있다. 외부 할로우 샤프트(200)는 제1 베이링으로 차폐벽(700)에 의해 지지될 수 있다.
제2 베어링(620)은 외부 할로우 샤프트(200)가 유입부(500)와 상대적으로 회전연결되도록 구성된다. 제2 베어링(620)은 외부 할로우 샤프트(200) 중 내부 할로우 샤프트(100)가 삽입되는 개구측에 연결되며, 유입부(500)의 일측과 연결될 수 있다. 제2 베어링(620)의 중공은 유입부(500)로부터 유입된 냉각유체가 유동할 수 있도록 외부 할로우 샤프트(200)의 내경과 유사한 내경으로 형성될 수 있다. 유입부(500)로 유입된 냉각유체는 제2 베어링(620)의 내측공간을 통하여 내부유로(800)로 유입될 수 있다.
회전구동부(900)는 외부 할로우 샤프트(200)를 회전시킬 수 있는 동력을 발생시킬 수 있도록 구성된다.
벨트 연결부(210)는 외부 할로우 샤프트(200)의 일부분이 되며, 외면에 회전구동부(900)와 연결되어 동력을 전달받는 벨트(910)가 체결될 수 있는 부분이 마련된다.
이하에서는 도 5 및 도 6을 참조하여 본 발명에 따른 중성자 발생용 회전 튜브 타겟 모듈(1)의 연결관계에 대하여 상세히 설명하도록 한다. 도 5는 도 3의 분해사시도이다.
도시된 바와 같이, 내부 할로우 샤프트(100)에는 유입부(500), 제2 베어링(620), 외부 할로우 샤프트(200) 및 베릴륨 타겟(300)이 순차적으로 설치될 수 있다. 유입부(500)와 내부 할로우 샤프트(100)는 서로 고정되며, 외부 할로우 샤프트(200)와 베릴륨 타겟(300)은 서로 고정될 수 있다. 회전하는 외부 할로우 샤프트(200)와 고정된 유입부(500) 사이에는 제2 베어링(620)이 구비될 수 있다.
제2 베어링(620)에는 유입부(500)의 내측으로 유입된 냉각유체가 베릴륨 타겟(300)까지 유동할 수 있도록 유로 단면적이 고리형상으로 구성된 유로가 구성되어 내부유로(800)와 유입부(500)의 유로 사이에 유체소통될 수 있도록 구성될 수 있다.
내부 할로우 샤프트(100)의 끝단은 캡(400)과 소정거리 이격되어 있어 내부 할로우 샤프트(100)의 외면을 따라 이동하는 냉각유체가 내부 할로우 샤프트(100)의 중심에 형성되어 있는 공간을 따라 이동하여 외부로 유출될 수 있도록 구성된다. 내부 할로우 샤프트(100)의 끝단과 캡(400) 사이의 소정거리는 냉각유체의 유량에 따라 결정될 수 있다.
한편, 회전하는 외부 할로우 샤프트(200)와 차폐벽(700) 사이에는 제1 베어링(610)이 구비될 수 있다. 제1 베어링(610)과 외부 할로우 샤프트(200)의 외면 사이에는 별도의 유로가 형성되지 않는다.
이하에서는 도 6 및 도 7을 참조하여 돌출부(120)에 대하여 상세히 설명하도록 한다.
도 6은 돌출부(120)를 확대하여 표시한 도면이다.
도시된 바와 같이, 내부 할로우 샤프트(100)의 일단에는 냉각유체의 유동을 변화시킬 수 있도록 구성되는 돌출부(120)가 구비될 수 있다. 돌출부(120)는 외부 할로우 샤프트(200) 및 베릴륨 타겟(300)이 설치되었을 때, 베릴륨 타겟(300)이 위치하는 부분에 대응되어 구비될 수 있다. 돌출부(120)는 복수로 구성되어 둘레방향을 따라 소정간격으로 배열될 수 있다. 또한 돌출부(120)는 길이방향으로 소정간격 이격되어 배열될 수 있다.
내부 할로우 샤프트(100)의 외면에서 길이방향으로 냉각유체가 이동할 때 복수의 돌출부(120)를 통과하면서 내부유체의 유동에 와류가 발생될 수 있다. 와류로 전환되면 베릴륨 타겟(300)으로부터 냉각유체로 열전달률을 높일 수 있게 된다.
배열된 복수의 돌출부(120)의 구성을 보면, 길이방향으로 어긋나게 배열되어 짧은 유동구간에서 효율적으로 와류를 발생시키도록 구성될 수 있다.
한편, 돌출부(120)의 형상은 육면체의 형상으로 구성된 예가 도시되어 있으나, 이는 일 예일 뿐, 와류를 발생시킬 수 있는 다양한 형상 및 다양한 배열로 구성될 수 있다.
도 7은 돌출부(120)의 다른 실시예를 확대하여 표시한 도면이다. 도시된 바와 같이, 돌출부(120)는 내부 할로우 샤프트(100)의 길이방향으로 전진하는 나선형의 돌출부(120)로 구성될 수 있다. 나선형의 돌출부(120)는 냉각유체의 유동을 유도할 수 있으며, 베릴륨 타겟(300)의 회전으로 인한 유동, 냉각유체의 길이방향 이동에 의한 유동 및 돌출부(120)의 나선형 형상으로 인한 저항이 복합적으로 작용하여 열전달효율을 높일 수 있도록 구성된다. 나선형의 회전방향은 베릴륨 타겟(300)의 회전수와 냉각유체의 돌출부(120)를 통과하는 이동속도, 유량 단면적 등을 고려하여 결정될 수 있다. 다만 이와같은 나선형의 돌출부(120)의 형상은 일 예일 뿐, 다양한 피치와 회전수로 구성된 나선형 돌출부(120)로 변형되어 적용될 수 있다.
이하에서는 본 발명에 따른 중성자 발생용 회전 튜브 타겟 모듈(1)의 작동에 대하여 도 8을 참조하여 상세히 설명하도록 한다. 본 도면에서는 용이한 설명을 위해 차폐벽(700), 베어링 및 유입부(500)에 대한 구성은 생략되었으며, 내부 할로우 샤프트(100), 외부 할로우 샤프트(200), 베릴륨 타겟(300)의 구성 및 내부유로(800)의 구성을 나타내어 동작을 상세히 설명하기로 한다.
도 8a는 양성자 빔의 조사 영역이 도시된 도면이며, 도 8b는 내부유로(800)의 흐름을 나타낸 개념도이다. 본 도면에서는 내부 유로의 설명을 위해 반경방향만 확대되어 왜곡되어 표시되어 있다.
도 8a에 도시된 바와 같이, 외부 할로우 샤프트(200)가 내부 할로우 샤프트(100)의 외부에서 내부 할로우 샤프트(100)와 동심축으로 하여 회전을 하게 된다. 회전하는 상태에서 가속된 양성자 빔이 베릴륨 타겟(300)의 양성자 빔 조사 영역(1000)으로 조사된다. 양성자 빔은 pulse로 베릴륨 타겟(300)에 조사될 수 있다. 이때, 외부 할로우 샤프트(200)의 회전속도는 양성자 빔의 pulse 속도를 근거로 결정될 수 있으며, 일 예로 최근 양성자 빔이 조사되지 않은 부분에 우선적으로 양성자 빔이 조사될 수 있도록 회전속도가 결정될 수 있다. 회전속도를 조절하여 양성자의 조사에 따른 열부하를 분산시킬 수 있으며 또한 냉각효율을 향상시킬 수 있다.
도 8b에 도시된 바와 같이, 냉각유체의 유동은 바깥쪽으로 유입되어 안쪽을 통하여 유출된다. 베릴륨 타겟(300)을 효율적으로 냉각시킬 수 있도록 유입된 냉각유체는 먼저 베릴륨 튜브의 내면과 접촉하여 열에너지를 흡수하고 내부 할로우 샤프트(100)의 중심부분으로 이동한다.
양성자가 조사되는 동안 또는 양성자의 조사가 종료된 이후에는 베릴륨 타겟(300)의 냉각이 필요하며, 이때 냉각유체를 유입부(500)로 유입시킨다. 유입부(500)에는 외부의 펌프와 같은 압력 소스와 연결되어 냉각유체를 유입시킬 수 있다. 냉각유체는 외부 할로우 샤프트(200)의 내면과 내부 할로우 샤프트(100)의 외면 사이에 형성된 내부유로(800)를 통하여 베릴륨 타겟(300)이 위치하는 부분으로 이동하게 된다. 베릴륨 타겟(300)이 위치하는 부분에서 돌출부(120)의 영향으로 와류가 발생하게 되어 열전달 효율이 향상된다. 이후 냉각유체는 막혀있는 캡(400)에 다다르게 되어 유동방향이 반대방향으로 전환된다. 이후 냉각유체는 내부 할로우 샤프트(100)의 내측에 형성되어 있는 내부유로(800)를 통하여 외부로 유출된다.
이하에서는 도 9를 참조하여 베릴륨 튜브의 두께와 냉각유로의 관계에 대하여 설명하도록 한다.
도 9는 양성자 빔의 경로(두꺼운 화살표)와 Bragg-Peak 부분을 도시한 도면이다. 도시된 바와 같이, 양성자 빔이 베릴륨 타겟(300)으로 조사되면 양성자 빔이 잃는 에너지량은 그래프와 같이 나타날 수 있으며, 그 중 Bragg-Peak 가 발생하는 부분에서 가장 많은 에너지의 손실이 일어나게 된다. Bragg-Peak가 발생하는 부분은 양성자의 에너지가 가장많이 손실되면서 가장 많은 발열이 발생하는 부분이 된다. 이 부분을 베릴륨 타겟(300)의 내부가 아닌 냉각유로 내부로 설정하여 발생하는 열을 별도의 열전달 없이 매체를 이용하여 외부로 배출해 낼 수 있게 된다. 베릴륨 타겟(300)의 두께는 양성자 빔에 의해 Bragg-Peak가 발생되는 지점이 베릴륨 타겟(300)을 통과하여 냉각유체가 흐르는 지점이 될 수 있도록 결정될 수 있다. 다만 전술한 Bragg-Peak가 발생되는 지점은 양성자 빔의 설정과 같은 조건이 변화함에 따라 달라질 수 있으므로 상기 베릴륨 타겟(300)의 두께에 대한 상세한 수치는 생략하도록 한다.
1: 중성자 발생용 회전 튜브 타겟 모듈
100: 내부 할로우 샤프트
200: 외부 할로우 샤프트
300: 베릴륨 타겟
400: 캡
500: 유입부
510: 연장부
610: 제1 베어링
620: 제2 베어링
700: 차폐벽
800: 내부유로
110: 아웃렛 플랜지
120: 돌출부
900: 회전구동부
910: 벨트
210: 벨트 연결부
1000: 양성자 빔 조사 영역

Claims (16)

  1. 길이방향으로 연장되어 형성되는 내부 할로우 샤프트;
    상기 할로우 샤프트의 일측이 삽입될 수 있도록 구성된 외부 할로우 샤프트;
    상기 외부 할로우 샤프트의 회전시 함께 회전 할 수 있도록 상기 외부 할로우 샤프트의 일단에 구비되는 금속 타겟;
    냉각유체가 상기 내부 할로우 샤프트와 상기 외부 할로우 샤프트 사이의 공간으로 유입되고, 상기 금속 타겟을 통과하고, 상기 내부 할로우 샤프트의 내측으로 배출될 수 있도록 구성되는 내부유로; 및
    상기 냉각유로 내측으로 돌출되어 형성되며, 상기 금속 타겟에 인접한 위치에서 상기 냉각유체의 유동을 변화시킬 수 있도록 구성되는 돌출부를 포함하며,
    상기 금속 타겟은,
    양성자의 입자빔의 Bragg-peak가 상기 금속 타겟을 통과한 지점인 상기 냉각유로 상에서 이루어질 수 있는 두께로 형성되는 것을 특징으로 하는 중성자 발생용 회전 튜브 타겟 모듈.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 돌출부는 상기 내부 할로우 샤프트의 외면에 형성되는 것을 특징으로 하는 중성자 발생용 회전 튜브 타겟 모듈.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 돌출부는 상기 냉각유체의 난류유동을 유도할 수 있도록 복수로 구성되며, 둘레방향 및 길이방향으로 배열되는 것을 특징으로 하는 중성자 발생용 회전 튜브 타겟 모듈.
  4. 제2 항에 있어서,
    상기 돌출부는 나선형으로 돌출되어 형성되는 것을 특징으로 하는 중성자 발생용 회전 튜브 타겟 모듈.
  5. 삭제
  6. 제2 항에 있어서,
    상기 내부유로는 상기 내부 할로우 샤프트의 외면과 상기 외부 할로우 샤프트의 내면사이의 공간을 포함하는 것을 특징으로 하는 중성자 발생용 회전 튜브 타겟 모듈.
  7. 제2 항에 있어서,
    상기 금속 타겟은,
    회전하는 측면에 수직방향으로 양성자가 조사되도록 할로우 형상으로 구성되는 것을 특징으로 하는 중성자 발생용 회전 튜브 타겟 모듈.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 내부유로가 밀폐될 수 있도록 상기 금속 타겟의 단부에 구비되는 캡을 더 포함하여 구성되는 중성자 발생용 회전 튜브 타겟 모듈.
  9. 제2 항에 있어서,
    양성자가 상기 금속 타겟으로 조사되어 발생되는 방사선을 선택적으로 차폐할 수 있도록 구성되는 차폐벽을 더 포함하는 중성자 발생용 회전 튜브 타겟 모듈.
  10. 제9 항에 있어서,
    상기 외부 할로우 샤프트는 상기 차폐벽을 통과하여 구비되며,
    상기 차폐벽은 외부와 고정되며,
    상기 외부 할로우 샤프트의 사이에 구비되는 제1 베어링을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 중성자 발생용 회전 튜브 타겟 모듈.
  11. 제10 항에 있어서,
    상기 내부 할로우 샤프트의 타측에 구비되는 아웃렛 플랜지 및
    일측이 상기 아웃렛 플랜지와 고정연결되며, 타측이 상기 외부 할로우 샤프트와 회전연결될 수 있도록 구성되는 냉각유체 유입부를 더 포함하는 중성자 발생용 회전 튜브 타겟 모듈.
  12. 제11 항에 있어서,
    상기 냉각유체 유입부와 상기 외부 할로우 샤프트의 연결부위에 구비되는 제2 베어링을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 중성자 발생용 회전 튜브 타겟 모듈.
  13. 제12 항에 있어서,
    상기 외부 할로우 샤프트를 회전시킬 수 있도록 구성되는 회전구동부를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 중성자 발생용 회전 튜브 타겟 모듈.
  14. 제13 항에 있어서,
    상기 회전구동부로부터 회전력을 전달할 수 있도록 구성되는 벨트 및
    상기 제1 베어링과 상기 제2 베어링 사이에 구비되며, 상기 벨트로부터 구동력을 전달받을 수 있도록 구성되는 벨트 연결부를 더 포함하는 중성자 발생용 회전 튜브 타겟 모듈.
  15. 제2 항에 있어서,
    상기 금속 타겟은 교체가능하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 중성자 발생용 회전 튜브 타겟 모듈.
  16. 제2 항에 있어서,
    상기 금속 타겟은 베릴륨을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 중성자 발생용 회전 튜브 타겟 모듈.
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US20170062086A1 (en) 2015-05-06 2017-03-02 Neutron Therapeutics Inc. Neutron target for boron neutron capture therapy

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