SE513191C2 - Snabbkoppling - Google Patents

Description

| 1 Detta innebär att mekaniska problem uppstår eftersom strålmålet måste vara infäst mot, men även vara lösgörbart från vakuumsystemet för ett jon- stråleacceleratorsystem eller dess jonstråleöverföringsanknytningsledning. I fallet med ett acceleratorsystem finns det även behov av en strålningsskärm, för att kunna inhysa anordningen i en lämplig miljö med avseende på strälningsrisker, vilket betyder att normalt måste en mängd utrymme med restriktioner reserveras. GE' "MlNltrace", till exempel, visar en integrerad anordning anpassad for lokal produktion av kortlivade PET-isotoper (Positron Emission Tomography) för medicinsk diagnostisering till exempel vid ett lokalt sjukthus. Allmänt finns det då ett önskemål att en operatör av produktionssystemet för isotoper skall kunna hålla ett maximal avständ till ett strålmål som måste avlägsnas under drift av anläggningen.

Kort beskrivning av uppfinningen Den föreliggande uppñnningen visar en strålmålskoppling och isolering som har en snabbkoppling mot en liten cyklotron inhyst i en integrerad strål- ningsskärm. Strålmålet ätkoms enkelt efter öppnandet av en av strälnings- skärmdörrarna i skärmen och målanordningen kan sedan manipuleras under minimerande av strälningsriskerna för operatören av produktions- anläggningen för PET-isotoper.

En anordning i enlighet med den föreliggande uppfinningen fastställs av det oberoende patentkravet och ytterligare utföringsformer av anordningen definieras genom de beroende patentkraven.

Kort beskrivning av ritningarna Ändamålen, egenskaperna och fördelarna med den föreliggande uppfinningen kommer som nämnt ovan bli uppenbara ur beskrivningen av uppfinningen i samband med följande ritningar, i vilka samma eller lika element anges med samma hânvisningsbeteckningar, och i vilka: Fig. 1 är ett tvärsnitt av en utfóringsforrn av ett strålmålsarrangemang i enlighet med den föreliggande uppfinningen, e: 51 si 23 _ Fig. 2 är ett tvärsnitt av det särmonterade strålmålsarrangemanget i enlighet med Fig. 1, samt Fig. 3 är en tredimensionell vy av det särrnonterade strålmålsarrange- manget enligt Fig. 2.

Beskrivning av en belysande utfóringsform I figurerna 1 till 3 demonstreras en föredragen utföringsform av ett strålmålsarrangemang för produktion av PET-radioisotoper med hjälp av en liten cyklotron konstruerad speciellt för acceleration av negativa vätejoner.

Radioaktiva isotoper bildas via kärnreaktioner mellan bombarderande joner med hög energi och ett strålmålmedium, som kan vara en gas under tryck, en vätska eller en fast kropp.

I den föredragna strålmålanordningen separerar två tunna fönsterfolier vakuum i acceleratorn från målmediet. Båda fönstren måste genomtrångas av jonstrålen innan kärnrealctioncn sker i målmediekarnmaren 20. I Fig. l visas en målkropp som innehåller en målsektion 2, en mellanliggande kylsektion 3 och en adaptersektion 4 som passar en adapterhondel 5 monterad direkt på cyklotronens vakuumhölje 1. Den mellanliggande sektionen 3 mellan de två fönstren 6 och 7 är i den föredragna utföringsforrnen fylld med cirkulerande ädelgas (normalt helium) som tillhandahåller fönsterkylning. Måldelen 2 kräver också kylning under bestrålning och är därför i den föredragna utföringsformen försedd med anslutningar för tillhandahållandet av kylvatten till måldelen 2 och på samma sätt finns det en anslutning för heliurnkylning till den mellanliggande sektionen 3. För att snabba upp borttagandet av målkroppen använder dessa kopplingar (inte visat) Standardiserad typ av sjâlvslutande snabbkopplingar väl kända för fackmannen och därför inte ytterligare diskuterade i detta sammanhang.

Målanordningen med sina separationsfönster bildar en integral kropp med hjälp av, i den föredragna utföringsformen, fyra bultar 10 som passerar genom den andra målkroppen och spänner den andra målkroppsdelen 3 som bår de 5tf.' 1 k9r1 ¿, två separationsfönsterfolierna 6 och 7 mellan den första delen 2 av kroppen och den tredje delen 4 av kroppen. I den illustrerade utföringsforrnen är bultarna 10 gängade in i den första delen 2 av kroppen för att interferera så litet som möjligt med tillgängliga kylkanaler i den första delen 2 av kroppen.

Bultarna 10 matas då via genomgående hål 9 formade i delen 3 av kroppen och på sarnrna sätt i delen 4. I en annan utföringsform kan bultarna lika väl vara vända i den andra riktningen med genomgående hål i den första' delen 2 och gängor i den tredje delen 4.

Målanordníngen i enlighet med den föredragna utföringsformen är elektriskt isolerad från cyklotronsirukturen 1 speciellt för att möjliggöra mätning av en elektrisk ström från strålen av joner som träffar målkroppen.

Måldelen 2, som bildar utrymmet 20 för målmedia kommer lätt att bli kontarninerad av radioaktiva isotoper skapade beroende på bestrålningen genom jonstrålen, och speciellt kan målfönstren 6 och 7 vara mycket radioaktiva beroende på växelverkan mellan fönstennaterialet med jonstrålen som passerar genom dessa, Det är därför absolut nödvändigt att avlägsnande av en bestrålad målanordning måste vara så snabb som möjligt för att begränsa dosbelastningen för personal som utför en sådan uppgift. Tiden för borttagande bestäms primärt av konstruktionen av målinfästningssystemet och i någon utsträckning av anslutningar för målkylvätskor liksom anslut- ningar för målmedia.

Målkroppen, som består av de hopsatta delarna 2, 3 och 4 hålls vid drift på plats genom en infåstningsmekanísm 4 och 5 som erhåller något ytterligare kraft som skapas genom tryckdífferensen mellan det yttre atrnosfärtrycket och cyklotronvakuum.

Infastrririgen av rnålsammansättningen mot cyklotronen 1 erhålls genom en speciellt konstruerad bajonettfattning 4, 5 varvid borttagande av en målkropp kommer att göras genom en enkel liten vridning, vilket inte ens tar en sekund.

För att gripa målkroppen förutsätts användningen av ett speciell tångverktyg 1,' ' 2 513 m å, att tillämpas, lämpligen med en läsande funktion (inte visad), för att lägga till avstånd från en operatörs hand till målkroppen. Vidare görs sedan borttagandet som en "enhandsoperation" med en fullt sträckt arm som håller målkroppen, bestående av de hopsatta delarna 2, 3 och 4, långt bort från operatören kropp. (I detta sammanhang kan noteras att bestämmelser avseende exponering av radioaktiv dos till personal tillåter tio gånger högre fingerdoser jämfört med kroppsdoser.) Delen 5 av bajonettfatmingsanordriingen fäst mot cyklotronens vakuumhölje i enlighet med en föredragen utföringsfonn är gjord av ett material som, förutom den önskade vakuumtâtriingen, tillhandahåller visst glid (för vridningen). Detta är löst genom att göra materialet i bajonettdelen 5 i kontakt med delen 4 av ett isolerande material, lika ett plastmaterial, som alltså tillhandahåller det nödvändiga glidet liksom en målisolation i samma komponent. För den önskade vakuumtätningen är hög precision i de två delarna 4 och 5 nödvändig liksom för den isolerande O-ringstätníngen.

En fullständig demontering av målkroppen i enlighet med den belysande utföringsforrnen av målkroppen kommer endast att involvera lossande av de fyra bultarna 10. Som redan nämnt är målfönsterfolierna 6 och 7 de dominerande källorna för radioaktiv strålning. Den föreliggande konstruk- tionen av målkroppen gör då avlägsnandet av dessa iönsterfolier till en snabb och okomplicerad operation som även kommer att främja en lägre dosexponering av operatörerna.

En blybehållare ("blygris") för transport av målkroppen till en servicearea kommer att vara ett effektivt sätt att hantera den avlâgsnade målkroppen. En blyskärm ovanpå ett bord med ett observationsblyglas och med tillhanda- hållande av infästning för målkroppen är den föredragna behjälpliga anordningen som rekommenderas. Särmonteñngen av målkroppen sker då i blyskännen ovanpå bordet. 1,4 ' _ 513 131 lb Följande steg beskriver operationsproceduren för borttagande av målkroppen och sârmontering efter att isotopproduktionsoperationen har avslutats och cyklotronvakuum friorts: Första steget kommer att vara att öppna cyklotronens strålningsskärm för att åtkomma strålmålet som skall tas bort. I fallet med den föreslagna acceleratoranordningen "GE MINItrace" betyder det endast att öppna en tung främre strålningsskårrnande ätkornstdörr, vilken samtidigt normal skall bryta alla befintliga elektriska kretsar (för att förhindra drift av cyklotronen). Vid brytandet av alla elektriska kretsar kommer naturligtvis all pumpning av kyl- och målmedia att avbrytas. Ingen ytterligare vakuumpumpning kommer att göras och med hjälp av en lämplig ventil kommer vakuum i cyklotmnhöljet att avlägsnas. Nästa steg är urkoppling av vatten och/ eller heliumkylanslutningar till målkroppsdelarna 2 och 3 liksom anslutningar till målkroppsdelen 2 för målmedia (exponering av hand under l- 2 sekunder).

Sedan introduceras ett målkroppsborttagningsverktyg, som griper mälkroppen och genom vridning lätt av borttagningsverktyget frigörs då snabbt strålmålet från cyklotronens vakuumhölje. Fortfarande med borttagningsverktyget fäst deponeras målkroppen, bestående av delarna 2, 3 och 4, i en blyskärrnbe- hållare (exponering av hand under 2-3 sekunder).

Med strålmålet i blyskârmbehållaren förflyttas den till en servicearea (ingen exponering) efter vilket målkroppen flyttas från blybehållaren till en speciellt anpassad strålningsskärrnat service- och infästriingsläge (exponering av hand under 2-3 sekunder), där strälmålet sedan kan sår-monteras (omedelbart eller efter någon specificerad tidsperiod) genom att avlägsna de fyra skruvarna 10 som kopplar ihop måldelarna 2, 3 och 4 och bildar målkroppen. När skruvarna eller bultarna 10 avlågsnats åtkoms foliefönstren 6 och 7 (expo- nering av hand under 10-15 sekunder, men vid en lägre medeldosnivå).

Foliefönstren 6 och 7, som redan nämnts är de mest kritiska delarna med avseende på strålningsñsker och skall därför hållas på ett största möjliga avstånd från händerna. Det rekommenderas att ha en lokal liten blybehållare Cll il” i, ' 11911? speciellt avsedd för att hårbärgera foliema. En lång pincett för att fórflytta folierna till blybehållaren rekommenderas då starkt.

Med fönsterfolierna avlågsnade kan målkroppen fortfarande förväntas vara radioaktiv men vid en mycket lägre nivå som gör vidare hantering mer okristisk.

Följaktligen gör anordningen i enlighet med den föreliggande uppfinningen det möjligt att hantera en bestrålad målkropp med lägsta möjliga strålningsdos för operatören. Speciellt förbättrar den enkla frikopplingsoperation från cyklo- tronens vakuumhölje hanteringssåkerheten vid den delikata operationen vid en anläggning för produktion av PET-isotoper för diagnostiska spårämnen.

Det kommer att inses av fackmarinen att olika modifikationer och ändringar kan göras i den föreliggande uppfinningen utan att avvika från dess ande- mening och omfattning, som definieras av de bifogade patentkraven.

Claims (8)

- 15153- '12595 mjëb' 3' Patentkrav

1. Anordning för snabbkoppling av ett strålmålarrangemang för radioisotopproduktion till en cyklotronaccelerator som alstrar en jonstråle för bestrålning av strålmålet, kännetecknad av en målkropp bestående av en första mållcroppsdel (2), en andra målkroppsdel (3) och en tredje målkroppsdel (4), varvid den första målkroppsdelen uppvisar ett första målutryrnme (20) för introduktion av ett målmedium som skall bestrålas av jonstrålen från cyklotronacceleratorn, ett första separationsfönster (6) som separerar det första målutrymmet (20) i den första málkroppsdelen från en andra inre utrymmesdel (21) i den andra målkroppsdelen (3), ett andra separationsfönster (7), som separerar det andra målutiyrn- met (21) i den andra målkroppsdelen från en tredje inre utrymmesdel (22) i den tredje målkroppsdelen (4) i förbindelse med cyklotronens vakuum- utryrrime, varvid den tredje delkroppen (4) bildar en bajonettfattning mot en motsvarande bajonettfattning (5) infäst i cyklotronens vakuumhölje vid ett läge för uttagande av jonstrålen, vaijämte den motsvarande bajonettfattningen även utgör ett isolerande element.

2. Anordning enligt krav 1, kännetecknar! av att målanordningen med sina separationsfönster bildar en integral kropp med hjälp av ett antal bultar som går igenom den andra målkroppsdelen och spänner den andra målkroppsdelen (3) mellan den första (2) och tredje (4) målkroppsdelen.

3. Anordning enligt krav 2, kännetecknad av att bajonettfattningen i den tredje delkroppen (4) utgör en handel och den motsvarande bajonettfattningen (5) utgör en hondel.

4. Anordning enligt krav 2, kännetecknad av att bajonettfattningen i den tredje delkroppen (4) utgör en hondel och den motsvarande bajonettfattningen (5) utgör en handel. 'v 'El ' : 513: A191* qi

5. Anordning enligt krav 2, kännetecknar! av att den första målkroppsdelen (2) försedd med anslutningar för en kylvätska som till exempel år vatten.

6. Anordning enligt krav 2, kännetecknad av att den första målkroppsdelen (2) år försedd med anslutningar för matning och avtappning av ett målmedium.

7. Anordning enligt krav 2, kännetecknad av att den andra målkroppsdelen (3) âr försedd med anslutningar för cirkulation av ett kylfluidum, till exempel en ädelgas, för kylning av det första (6) och andra (7) separationsfönstret.

8. Anordning enligt något av kraven 5 till 7, kännetecknad av att anslutningarna för kylfluidum är av snabbkopplingstyp för att speciellt snabba upp urkoppling.