RU2010126346A

RU2010126346A - Протон высокой энергии или источник нейтронов

Info

Publication number: RU2010126346A
Application number: RU2010126346/07A
Authority: RU
Inventors: Грегори ПИФЕР (US); Грегори ПИФЕР
Original assignee: Грегори ПИФЕР (US); Грегори ПИФЕР
Priority date: 2007-12-28
Filing date: 2008-12-29
Publication date: 2012-02-10
Also published as: WO2009142669A2; CA2710985A1; US8837662B2; EP2236016B1; KR101591688B1; US20100284502A1; JP5653757B2; KR20100103652A; WO2009142669A3; EP2236016A2; JP2011508885A; CN101952899A; CA2710985C; RU2496285C2; CN101952899B

Abstract

1. Компактное устройство для создания ядерных частиц, включающее: ионный источник, ускоритель и мишенную установку; причем ионный источник используется для получения ионного пучка и функционально связан с ускорителем ионного пучка; ускоритель используется для приема ионного пучка и его ускорения для получения ускоренного ионного пучка; мишенная установка функционально связана с указанным ускорителем и содержит облучаемый материал мишени для извлечения ядерных частиц, который реагирует с ускоренным пучком для излучения ядерных частиц, при этом мишенная установка имеет форму и размеры: а) магнитной мишенной камеры, б) линейной мишенной камеры, функционально связанной с высокоскоростным синхронизированным насосом, или в) линейной мишенной камеры, функционально связанной с системой извлечения изотопов. ! 2. Устройство по п.1, в котором мишенная установка является магнитной мишенной камерой, имеющей: а) верхнюю и нижнюю части, б) первый магнит, который крепится к верхней части, и в) второй магнит, который крепится к нижней части, причем первый и второй магниты вызывают рециркуляцию ионного пучка в мишенной камере. ! 3. Устройство по п.1, в котором мишенная установка является линейной мишенной камерой. ! 4. Устройство по п.1, в котором высокоскоростной синхронизированный насос включает: а) по меньшей мере одну лопасть б) по меньшей мере один промежуток в/между по меньшей мере одной лопасти для прохождения ионного пучка, в) по меньшей мере один синхросигнал, г) контроллер, функционально соединенный по меньшей мере с одним синхросигналом и ускорителем, причем контроллер выполнен с возможностью изменения напряжения уск�

Claims

1. Компактное устройство для создания ядерных частиц, включающее: ионный источник, ускоритель и мишенную установку; причем ионный источник используется для получения ионного пучка и функционально связан с ускорителем ионного пучка; ускоритель используется для приема ионного пучка и его ускорения для получения ускоренного ионного пучка; мишенная установка функционально связана с указанным ускорителем и содержит облучаемый материал мишени для извлечения ядерных частиц, который реагирует с ускоренным пучком для излучения ядерных частиц, при этом мишенная установка имеет форму и размеры: а) магнитной мишенной камеры, б) линейной мишенной камеры, функционально связанной с высокоскоростным синхронизированным насосом, или в) линейной мишенной камеры, функционально связанной с системой извлечения изотопов.

2. Устройство по п.1, в котором мишенная установка является магнитной мишенной камерой, имеющей: а) верхнюю и нижнюю части, б) первый магнит, который крепится к верхней части, и в) второй магнит, который крепится к нижней части, причем первый и второй магниты вызывают рециркуляцию ионного пучка в мишенной камере.

3. Устройство по п.1, в котором мишенная установка является линейной мишенной камерой.

4. Устройство по п.1, в котором высокоскоростной синхронизированный насос включает: а) по меньшей мере одну лопасть б) по меньшей мере один промежуток в/между по меньшей мере одной лопасти для прохождения ионного пучка, в) по меньшей мере один синхросигнал, г) контроллер, функционально соединенный по меньшей мере с одним синхросигналом и ускорителем, причем контроллер выполнен с возможностью изменения напряжения ускорителя для открытия и закрытия доступа ионного пучка в мишенную камеру.

5. Устройство по п.1, в котором ионный источник включает: а) вход для ввода первичной текучей среды для ионизации и выход, б) вакуумную камеру, имеющую первый и второй конец, причем первый конец соединен с указанным входом, в) функционально соединенную с вакуумной камерой ВЧ антенну для положительной ионизации первичной текучей среды с целью создания ионного пучка, причем вакуумная камера обеспечивает прохождение ионного пучка от входа к выходу из ионного источника, и г) ионный инжектор, функционально связанный со вторым концом вакуумной камеры и имеющий первую часть, соединенную со второй частью, причем первая часть ионного инжектора выполнена с возможностью коллимации ионного пучка.

6. Устройство по любому из пп.1-5, в котором ускоритель включает ускоритель с электродным возбуждением.

7. Устройство по п.6, в котором ускоритель включает: а) первый конец и второй конец, причем первый конец соединен со второй частью ионного инжектора, б) вакуумную камеру, имеющую внутреннюю и внешнюю области, проходящие от первого до второго конца ускорителя, и обеспечивающие прохождение ионного пучка от первого конца до второго конца ускорителя, в) по меньшей мере два ускоряющих электрода, расположенных вдоль и проходящих внутрь указанной камеры, для создания электрического поля с напряжением, уменьшающимся от первого конца ко второму концу указанного ускорителя, так, что энергия ионного пучка увеличивается от первого ко второму концу ускорителя, и г) противокоронирующее кольцо, соединенное каждым ускоряющим электродом снаружи камеры, для уменьшения электрического поля.

8. Устройство по п.7, включающее систему излучения изотопов, функционально связанную с мишенной установкой, и содержит материал для извлечения изотопов.

9. Устройство по п.8, в котором система извлечения изотопов включает систему труб для протекания материала для извлечения изотопов, включающего вторичную текучую среду, ядерные частицы, проникающие в трубы системы извлечения изотопов и вступающие в реакцию с вторичной текучей средой для создания радиоизотопов.

10. Устройство п.9, в котором мишенная камера имеет стенки, которые пропускают ядерные частицы, а система извлечения изотопов располагается вблизи мишенной камеры.

11. Устройство по п.8 или 9, в котором мишенная камера имеет стенки, которые не пропускают ядерные частицы, а система извлечения изотопов располагается в мишенной камере.

12. Устройство по п.7 включающее материал для извлечения изотопов, находящийся вблизи мишенной камеры, стенки которой выполнены с возможностью пропускания ядерных частиц.

13. Устройство по любому из пп.1-5, 7-10, 12, дополнительно включающее: дифференциальную насосную систему, выполненную с возможностью ограничения потока молекул от мишенной камеры к указанному ускорителю и в свою очередь включающую: а) первый и второй концы, причем первый конец соединен со вторым концом ускорителя, б) по меньшей мере одну вакуумную камеру, обеспечивающую прохождение ионного пучка от первого ко второму концу дифференциальной насосной системы, в) по меньшей мере один вакуумный насос, соединенный с каждой вакуумной камерой для снижения давления; и г) выход вакуумного насоса, соединенный с вакуумным насосом.

14. Устройство по п.13, включающее систему фильтрации газа, установленную между дифференциальной системой откачки и мишенной камерой и в свою очередь включающую: а) первый конец и второй конец, б) сорбционную ловушку, расположенную на первом конце системы фильтрации газов, соединенном со вторым концом мишенной камеры, улавливающую водород, выходящий из мишенной камеры, в) по меньшей мере одну азотную ловушку, расположенную на втором конце системы фильтрации газов, подсоединенную к сорбционной ловушке, захватывающей примеси текучей среды, выходящие из мишенной камеры, г) по меньшей мере один запорный клапан вакуумного насоса, выполненный с возможностью перемещения между открытым и закрытым положениями, имеющий один конец, который соединен с указанными ловушками, второй конец, который соединен с выходом вакуумного насоса дифференциальной насосной системы, и третий конец, и е) клапан откачки, который выполнен с возможностью перемещения между открытым и закрытым положением и соединен с третьим концом запорного клапана вакуумного насоса и который при его нахождении в открытом положении, а также нахождении в закрытом положении запорного клапана вакуумного насоса, обеспечивает отведение примесей потока текучей среды от системы фильтрации газа.

15. Способ извлечения ядерных частиц, включающий: активацию ионного источника для производства ионного пучка; ускорение ионного пучка до энергии, достаточной для получения ускоренного ионного пучка; направление пучка ускоренных ионов в мишенную установку, содержащую соответствующий облучаемый материал мишени для извлечения ядерных частиц, реагирующий с указанным пучком, для производства ядерных частиц, согласно которому мишенная установка имеет форму и размеры: а) магнитной мишенной камеры, б) линейной мишенной камеры, функционально связанной с высокоскоростным синхронизированным насосом, или в) линейной мишенной камеры, функционально связанной с системой извлечения изотопов.

16. Способ по п.15, который включает взаимодействие ядерных частиц с выбранным радионуклидным материалом для производства, по меньшей мере одного радионуклида.

17. Способ по п.15 или 16, согласно которому ионный пучок включает ионы ²Н, а облучаемый материал мишени для извлечения ядерных частиц включает³Не.

18 Способ по п.15 или 16, согласно которому ионный пучок включает ионы ²Н, а облучаемый материал мишени для извлечения ядерных частиц включает ³Н.

19. Способ по п.15 или 16, согласно которому материалом для извлечения изотопов является H₂ ¹⁶O, H₂ ¹⁸O или ⁹⁸Мо.

20. Способ по п.15 или 16, согласно которому материалом для извлечения изотопов является H₂ ¹⁶O, а генерируемым изотопом является ¹³N.

21. Способ по п.15 или 16, согласно которому материалом для извлечения изотопов является H₂ ¹⁸O, а генерируемым изотопом является ¹⁸F.

22. Способ по п.15 или 16, согласно которому материалом для извлечения изотопов является ⁹⁸Мо, а генерируемым изотопом является ⁹⁹Мо.

23. Способ по п.15 или 16, согласно которому ускоренный ионный пучок является ионным пучком с током, по меньшей мере, 50 мА и энергией, по меньшей мере, 100 кэВ.

24. Способ по п.15 или 16, согласно которому излучаемые ядерные частицы являются протонами с энергией 0.3-30 МэВ.

25. Способ по п.15 или 16, согласно которому облучаемый материал находится под давлением от 0 милиторр до 100 торр.

26. Способ по п.15 или 16, согласно которому излучаемые ядерные частицы являются протонами с энергией 10-20 МэВ

27. Способ по п.15 или 16, согласно которому облучаемый материал находится под давлением от 100 мтор до 30 тор

28. Способ по п.15 или 16, согласно которому излучаемые ядерные частицы являются нейтронами с энергией 0.1-30 МэВ.

29. Способ по п.15 или 16, согласно которому излучаемые ядерные частицы являются нейтронами с энергией 2-20 МэВ.

30. Способ п.24, согласно которому генерируется изотоп ¹⁸F, ¹¹С, ¹⁵O, ¹³N, ⁶³Zn или ¹²⁴I.

31. Способ по п.28, согласно которому генерируется изотоп ¹³¹I, ¹³³Хе, ¹¹¹In, ¹²⁵I или ⁹⁹Mo

32. Способ по п.15 или 16, согласно которому ядерными частицами являются протоны или нейтроны.

33. Способ по п.15 или 16, согласно которому радионуклидами являются ¹⁸F, ¹¹С, ¹⁵O, ¹³N, ⁶³Zn, ¹²⁴I, ¹³¹I, ¹³³Хе, ¹¹¹In, ¹²⁵I или ⁹⁹Mo

34. Способ по п.15 или 16, согласно которому генерирующий ядерные частицы материал включает ³Не, ²Н или ³Н.

35. Ядерная частица, полученная с использованием устройства по п.1.

36. Способ извлечения протонов или нейтронов с использованием устройства по п.1.