TWI712054B - 用於放射性同位素產生之系統、放射性同位素產生裝置、及用於放射性同位素產生之方法 - Google Patents

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Abstract

本發明提供一種系統，其包含一自由電子雷射及一放射性同位素產生裝置，其中該自由電子雷射包含一電子注入器、一能量回收線性加速器及一波盪器，且該放射性同位素產生裝置包含一另一線性加速器、經組態以固持一電子靶之一電子靶支撐結構及經組態以固持一光子靶之一光子靶支撐結構，其中該另一線性加速器經定位以在其已藉由該能量回收線性加速器加速接著減速之後接收一電子束，該另一線性加速器經組態以將該電子束之電子加速至大約14MeV或以上之一能量以供後續遞送至該電子靶。

Description

用於放射性同位素產生之系統、放射性同位素產生裝置、及用於放射性同位素產生之方法
本發明係關於放射性同位素產生裝置及相關聯方法。本發明亦係關於一種系統，其包含自由電子雷射及放射性同位素產生裝置。
放射性同位素為不穩定之同位素。放射性同位素將由於發射質子及/或中子在一段時間後衰減。放射性同位素用於醫療診斷及用於醫學治療，且亦用於工業應用中。
最常用的醫療放射性同位素為Tc-99m(鎝)，其用於診斷應用中。Tc-99m之產生使用高通量核反應器。包含U-238與U-235之混合物之高濃縮鈾在核反應器中用中子加以轟擊。此使得U-235中之一些經受裂變且分離為Mo-99+Sn(x13)+中子。Mo-99自其他裂變產物分離出且運送至放射性藥物。Mo-99具有66小時之半衰期且衰變至Tc-99m。Tc-99m具有僅6小時之半衰期(其適用於醫療診斷技術)在放射性藥物處，Tc-99m與Mo-99分離且隨後用於醫療診斷技術。
Mo-99廣泛地在全球使用以產生用於醫療診斷技術之Tc-99m。然而，僅存在可用以產生Mo-99之少數高通量核反應器。其他放射性同位素亦使用此等高通量核反應器製成。所有高通量核反應器在40年以上，且無法預期繼續無限期地操作。
其可認為需要提供替代放射性同位素產生裝置及相關聯方法及/或相關聯系統。
根據本發明之一態樣，提供一種系統，其包含自由電子雷射及放射性同位素產生裝置，其中自由電子雷射包含電子注入器、能量回收線性加速器及波盪器，且放射性同位素產生裝置包含另一線性加速器、經組態以固持電子靶之電子靶支撐結構及經組態以固持光子靶之光子靶支撐結構，其中另一線性加速器經定位以在其已藉由能量回收線性加速器加速接著減速之後接收電子束，該另一線性加速器經組態以將電子束之電子加速至大約14MeV或以上之能量以供後續遞送至電子靶。
該系統為有利的，係因為自由電子雷射(其可用於產生EUV輻射以供微影裝置使用)亦使用用於放射性同位素產生之組件。相較於在放射性同位素產生裝置及自由電子雷射經提供為與彼此完全分離(例如，在不同位置處)時將導致之成本，此提供成本節省。放射性同位素產生可與自由電子雷射之操作並行地(例如，與EUV輻射光束之產生並行地)進行。電子束可用於產生EUV輻射且接著用於產生放射性同位素。
反衝器可經組態以在另一線性加速器與光束捕集器之間切換電子束。
根據本發明之第二態樣，提供一種系統，其包含自由電子雷射及放射性同位素產生裝置，其中自由電子雷射包含複數個電子注入器、線性加速器及波盪器，且放射性同位素產生裝置包含另一線性加速器、經組態以固持電子靶之電子靶支撐結構及經組態以固持光子靶之光子靶支撐結構，其中另一線性加速器經定位以在其不用於將電子束提供至線性加速器時自電子注入器中之一者接收電子束，該另一線性加速器經組態以將電子束之電子加速至14MeV或以上之能量以供後續遞送至電子靶及光子靶。
該系統亦為有利的，係因為自由電子雷射(其可用於產生EUV輻射以供微影裝置使用)亦使用用於放射性同位素產生之組件。相較於在放射性同位素產生裝置及自由電子雷射經提供為與彼此完全分離(例如，在不同位置處)時將導致之成本，此提供成本節省。放射性同位素產生可與自由電子雷射之操作並行地(例如，與EUV輻射光束之產生並行地)進行。亦即，一個線性注入器可用於產生放射性同位素，而另一者用於提供用於自由電子雷射之電子束。
可提供複數個放射性同位素產生裝置。
反衝器可定位於每一電子注入器後，該反衝器經組態以在自由電子雷射之線性加速器與放射性同位素產生裝置中之一者之間切換由彼電子注入器產生之電子束。
電子注入器之數目可比放射性同位素產生裝置之數目多一個。
自由電子雷射之線性加速器可為能量回收線性加速器。
另一線性加速器可經組態以將電子束之電子加速至大約30MeV或以上之能量。
系統可進一步包含由電子靶支撐結構固持之電子靶，該電子靶包含將使電子減速且產生光子的材料，且該系統可進一步包含由光子靶支撐結構固持之光子靶，該光子靶包含將在光子入射於其上時射出中子且從而將形成放射性同位素的材料。
光子靶可包含Mo-100。
根據本發明之第三態樣，提供一種系統，其包含自由電子雷射及放射性同位素產生裝置，其中自由電子雷射包含電子注入器、線性加速器及波盪器，且放射性同位素產生裝置包含另一線性加速器、經組態以固持電子靶之電子靶支撐結構及經組態以固持光子靶之光子靶支撐結構，其中電子注入器經組態以產生具有10mA或以上之電流之電子束，且另一線性加速器經組態以將電子束之電子加速至14MeV 或以上以供後續遞送至電子靶及光子靶。
提供具有10mA或以上之電流之電子束相較於提供較低電子束電流為有利的，此係因為其增加可使用電子束產生之放射性同位素之放射性比度。
電子注入器可經組態以產生具有30mA或以上之電流之電子束。電子注入器可經組態以產生具有100mA或以上之電流之電子束。
另一線性加速器可經組態以將電子束之電子加速至大約30MeV或以上之能量。
根據本發明之第四態樣，提供一種放射性同位素產生裝置，其包含線性加速器、經組態以固持電子靶之電子靶支撐結構及經組態以固持光子靶之光子靶支撐結構，其中電子束分佈裝置經配置以接收藉由線性加速器加速之後的電子束，且在電子束入射於電子靶上之前，該電子束分佈裝置經組態以控制電子束入射於其上之電子靶之表面積。
分佈電子束為有利的，此係因為其分佈由電子束遞送之熱量，由此減少電子靶之局部加熱。
電子束分佈裝置可包含經組態以增加電子束之橫截面積的透鏡。
透鏡可包含散焦四極磁體。
電子束分佈裝置可包含光束反衝器，其經組態以使電子束掃描遍及電子靶之表面上。
根據本發明之第五態樣，提供一種放射性同位素產生裝置，其包含線性加速器、光束反衝器、經組態以固持電子靶之複數個電子靶支撐結構及經組態以固持光子靶之複數個相關聯光子靶支撐結構，其中光束反衝器經組態以接收藉由線性加速器之加速之後的電子束且經組態以依序將電子束引導至電子靶支撐結構中之每一者。
將電子束分佈至不同電子靶支撐結構以使得電子束入射於不同電子靶上為有利的，係因為其分佈由電子束遞送之熱量，由此減少電子靶之局部加熱。
根據本發明之第六態樣，提供一種放射性同位素產生裝置，其包含線性加速器、經組態以固持電子靶之電子靶支撐結構及經組態以固持光子靶之光子靶支撐結構，其中放射性同位素產生裝置進一步包含一或多個冷卻劑流體管道，其經組態以輸送冷卻劑流體通過由支撐結構固持之光子靶及/或電子靶，且由此自光子靶及/或電子靶移除熱量，且其中放射性同位素產生裝置進一步包含廢熱回收系統，其經組態以回收自光子靶及/或電子靶移除之熱量中之一些。
廢熱回收系統有利地允許回收用以產生放射性同位素之一些功率。
廢熱回收系統可經組態以使用所回收熱量發電。
廢熱回收系統可包含使用工作流體之封閉迴路。
封閉迴路之工作流體可不同於用以冷卻光子靶及/或電子靶之冷卻劑流體，且其中該系統進一步包含熱交換器，其經組態以將熱量自冷卻劑流體轉移至工作流體。
封閉迴路可包括經組態以驅動發電器之膨脹渦輪機。
根據本發明之第七態樣，提供一種系統，其包含本發明之第四至第六態樣中之任一者之放射性同位素產生裝置，且進一步包含自由電子雷射。
本發明之態樣中之任一者之系統可進一步包含複數個微影裝置。
根據本發明之第八態樣，提供一種放射性同位素產生之方法，其包含：將電子束注入至自由電子雷射之能量回收線性加速器中；使用能量回收線性加速器加速接著減速電子束；使用另一線性加速器來 加速減速後之電子束，該電子束經加速至大約14MeV或以上之能量；及將電子束引導至電子靶上以產生光子，該等光子隨後入射於光子靶上以產生放射性同位素。
根據本發明之第九態樣，提供一種在自由電子雷射之注入器不用於將電子提供至自由電子雷射時使用該注入器的放射性同位素產生之方法，該方法包含：使用注入器產生電子束；使用線性加速器將電子束加速至大約14MeV或以上之能量；及將電子束引導至電子靶上以產生光子，該等光子隨後入射於光子靶上以產生放射性同位素。
注入器可為複數個注入器中之一者，且其他注入器中之一者可同時將電子提供至自由電子雷射。
經引導至電子靶之電子束可具有10mA或以上之電流。
根據本發明之第十態樣，提供一種放射性同位素產生之方法，其包含：將電子束注入至線性加速器中；使用線性加速器來加速電子束，使電子束通過電子束分佈裝置；及將電子束引導至電子靶上以產生光子，該等光子隨後入射於光子靶上以產生放射性同位素，其中電子束分佈裝置控制電子束入射於其上之電子靶之表面積。
根據本發明之第十一態樣，提供一種放射性同位素產生之方法，其包含：將電子束注入至線性加速器中；使用線性加速器來加速電子束；及使用光束反衝器依序將電子束引導至複數個電子靶中之每一者上以產生光子，該等光子隨後入射於相關聯光子靶上以產生放射性同位素。
根據本發明之第十二態樣，提供一種放射性同位素產生之方法，其包含：將電子束注入至線性加速器中；使用線性加速器來加速電子束；及將電子束引導至電子靶上以產生光子，該等光子隨後入射於光子靶上以產生放射性同位素，其中該方法進一步包含：輸送冷卻劑流體通過電子靶及/或光子靶以自電子靶及/或光子靶移除熱量；及 使用廢熱回收系統回收自電子靶及/或光子靶移除之熱量中之一些。
本發明之任何給定態樣之特徵可與本發明之其他態樣之特徵組合。
如將對熟習此項技術者易於顯而易見，可將上文或下文所闡述之本發明之各種態樣及特徵與本發明之各種其他態樣及特徵組合。
21a:電子注入器
21b:電子注入器
22:線性加速器
24:波盪器
30a:線性加速器
30b:線性加速器
30c:線性加速器
31:反衝器
32:反衝器
33:反衝器
40a:組件/靶
40b:靶
40c:靶
42a-c:電子靶
43a-c:支撐結構
44a-c:光子靶
45a-c:支撐結構
100:光束捕集器
121a:電子注入器
121b:電子注入器
121c:電子注入器
121d:電子注入器
122:線性加速器
122a:電子源
122b:電子源
122c:電子源
122d:電子源
123a:升壓器
123b:升壓器
123c:升壓器
123d:升壓器
130a:線性加速器
130b:線性加速器
130c:線性加速器
240:靶
242:電子靶
244:光子靶
251:板
252:管道
253:板
254:管道
257:支撐件
260:加熱器
261:膨脹渦輪機
262:冷凝器
263:泵
264:發電器
300:透鏡
301:透鏡
305:反衝器
306:反衝器
340a:靶
340b:靶
340c:靶
現將參考隨附示意性圖式而僅藉由實例來描述本發明之實施例，在該等圖式中：- 圖1為包含自由電子雷射及放射性同位素產生裝置之系統的示意性說明；- 圖2為根據本發明之實施例之放射性同位素產生裝置的示意性說明；- 圖3為包含根據本發明之實施例之自由電子雷射及放射性同位素產生裝置之系統之部分的示意性說明；- 圖4為根據本發明之實施例之放射性同位素產生裝置之電子靶及光子靶的示意性說明；- 圖5為根據本發明之實施例之可形成系統之部分之廢熱回收系統的示意性說明；- 圖6為根據本發明之實施例之可形成放射性同位素產生裝置之部分之電子束分佈裝置的示意性說明；- 圖7為根據本發明之實施例之可形成放射性同位素產生裝置之部分之替代電子束分佈裝置的示意性說明；及- 圖8為根據本發明之實施例之可形成放射性同位素產生裝置之部分之另一替代電子束分佈裝置的示意性說明。
圖1示意性地展示包含自由電子雷射FEL及放射性同位素產生裝 置RIa-c的系統。自由電子雷射FEL能夠產生EUV輻射光束BFEL，該EUV輻射光束充分強力以供應具有可用以將圖案投射至基板上之EUV輻射光束的複數個微影裝置LA1-n。
自由電子雷射FEL包含兩個電子注入器21a、21b、線性加速器22、波盪器24及光束捕集器100。自由電子雷射亦可包含聚束壓縮機(未圖示)。圖1中之系統可在不同操作模式之間切換，其中電子束E遵循不同路徑。在所說明模式中，電子束E藉由實線描繪，其中替代電子束路徑藉由虛線描繪。
每一電子注入器21a、21b經配置以產生聚束式電子束且包含電子源(例如，由脈衝式雷射光束照射之光電陰極)及提供加速電場之升壓器。由升壓器提供之加速電場可(例如)將電子束之電子加速至大約10MeV之能量。放射性同位素產生裝置RIa-b包含在電子注入器21a、21b之下游之組件30a、30b、40a、40b，在下文進一步描述該等組件。在所描繪操作模式中，第二電子注入器21b提供電子束E，該電子束E藉由自由電子雷射使用以產生EUV輻射光束BFEL。第一電子注入器21a提供用以產生放射性同位素(如下文進一步描述)之電子束EI。
藉由磁體(未展示)使電子束E中之電子轉向至線性加速器22。線性加速器使電子束E加速。在一實例中，線性加速器22可包含軸向間隔之複數個射頻腔，及一或多個射頻電源，其可操作以在電子聚束在電磁場之間傳遞時沿著共同軸線控制該等電磁場以便加速每一電子聚束。該等腔可為超導射頻腔。有利地，此情形允許：以高工作循環施加相對大電磁場；較大光束孔徑，從而引起歸因於尾流場之較少損耗；且允許增加經傳輸至光束(與經由腔壁耗散相反)之射頻能量之分率。替代地，該等腔可習知地為傳導的(亦即，非超導的)，且可由(例如)銅形成。可使用其他類型之線性加速器，諸如，雷射尾流場加速器或逆向自由電子雷射加速器。
儘管線性加速器22描繪為沿沿圖1中之單一軸線擱置，但線性加速器可包含不位於單一軸線上之模組。舉例而言，在一些線性加速器模組與其他線性加速器模組之間可存在彎曲。
在藉由線性加速器22之加速之後，藉由磁體(未展示)使電子束E轉向至波盪器24。視情況地，電子束E可穿過安置於線性加速器22與波盪器24之間的聚束壓縮機(未展示)。聚束壓縮機可經組態以在空間上壓縮電子束E中之現有電子聚束。
電子束E接著穿過波盪器24。通常，波盪器24包含複數個模組。每一模組包含週期性磁體結構，該週期性磁體結構可操作以產生週期性磁場且經配置以便沿著該模組內之週期性路徑來導引由電子注入器21a、21b及線性加速器22產生的電子束E。由每一波盪器模組產生之週期性磁場使電子遵循圍繞中心軸線之振盪路徑。因此，在每一波盪器模組內，電子通常在彼波盪器模組之中心軸線的方向上輻射電磁輻射。經輻射之電磁輻射形成EUV輻射光束BFEL，該光束經傳遞至微影裝置LA1-n且由彼等微影裝置使用以將圖案投射至基板上。
電子所遵循之路徑可為正弦的及平面的，其中電子週期性地橫穿中心軸線。替代地，路徑可為螺旋的，其中電子圍繞中心軸線旋轉。振盪路徑之類型可影響由自由電子雷射發射之輻射之偏振。舉例而言，使電子沿著螺旋路徑傳播之自由電子雷射可發射橢圓偏振輻射，其對於藉由一些微影裝置進行基板W之曝露而言可係合乎需要的。
在電子移動通過每一波盪器模組時，其與輻射之電場相互作用，從而與輻射交換能量。大體而言，除非條件接近於諧振條件，否則在電子與輻射之間交換的能量之量將快速振盪。在諧振條件下，電子與輻射之間的相互相用使電子聚束在一起成為在波盪器內之輻射之波長處調變的微聚束，且刺激沿著中心軸線之輻射的相干發射。諧振 條件可由下者給定：
Figure 105103549-A0305-02-0012-1
其中λ em 為輻射之波長，λ u 為用於電子所傳播通過之波盪器模組之波盪器週期，γ為電子之勞倫茲(Lorentz)因數，且K為波盪器參數。A取決於波盪器24之幾何形狀：對於產生圓形偏振之輻射的螺旋波盪器，A=1，對於平面波盪器，A=2，且對於產生橢圓偏振之輻射(其既非圓形偏振，亦非線性偏振)之螺旋波盪器，1<A<2。實務上，每一電子聚束將具有一能量展開，但可儘可能地最小化此展開(藉由產生具有低發射率之電子束E)。波盪器參數K通常為大約1且係由如下者給定：
Figure 105103549-A0305-02-0012-2
其中q及m分別為電荷及電子質量、B 0 為週期性磁場之振幅，且c為光速。
諧振波長λ em 等於由移動通過每一波盪器模組之電子自發地輻射之第一諧波波長。自由電子雷射FEL可在自行放大自發發射(SASE)模式中操作。在SASE模式中之操作可要求在電子束E進入每一波盪器模組之前，該電子束E中之電子聚束之低能量展開。替代地，自由電子雷射FEL可包含可藉由波盪器24內之經刺激發射放大之晶種輻射源。自由電子雷射FEL可作為再循環放大器自由電子雷射(RAFEL)而操作，其中由自由電子雷射FEL產生之輻射之一部分係用以接種輻射之進一步產生。
藉由磁體(未展示)使出射波盪器24之電子束E轉向回至線性加速器22中。電子束E相對於藉由電子注入器21a、21b產生之電子束以180度之相位差進入線性加速器22。因此，線性加速器中之RF場用以減速自波盪器24輸出之電子且加速自電子注入器21a、21b輸出之電子。 當電子在線性加速器22中減速時，其能量中之一些經轉移至線性加速器22中之RF場。來自減速電子之能量因此由線性加速器22回收且用以加速自電子注入器21輸出之電子束E。此配置被稱為能量回收線性加速器(ERL)。
在藉由線性加速器22之減速後，由光束捕集器100吸收電子束ER。在下文中進一步描述包含組件30c、40c之放射性同位素產生裝置RIc。光束捕集器100可包含足夠數量之材料以吸收電子束ER。該材料可具有用於誘發放射性之臨限能量。進入光束捕集器100之能量低於臨限能量的電子可僅產生γ射線簇射，但將不誘發任何顯著等級之放射性。材料可具有高臨限能量以用於藉由電子衝擊誘發放射性之。舉例而言，光束捕集器100可包含鋁(Al)，其具有大約17MeV之臨限能量。在離開線性加速器22後之電子束E之電子能量可少於17MeV(其可為(例如)大約10MeV)，且因此可低於光束捕集器100之臨限能量。此情形移除或至少減少自光束捕集器100移除及安置放射性廢料之需要。
除包含自由電子雷射FEL及微影裝置LA1-n之外，圖1中所描繪之系統進一步包含放射性同位素產生裝置RIa-c。描繪三個放射性同位素產生裝置RIa-c，該等裝置中之每一者具有相同的一般組態。第一放射性同位素產生裝置RIa包含線性加速器30a，該線性加速器經組態以加速由電子注入器21a提供之電子。線性加速器30a可(例如)將電子加速至大約14MeV或以上之能量。線性加速器可將電子加速至大約30MeV或以上(例如，至多大約45MeV)之能量。不將電子加速至大於約45MeV之能量可為有益的，因為在此等能量處，可產生除所需放射性同位素以外的大量非所欲產物。在實施例中，線性加速器30a可將電子加速至大約35MeV之能量。
放射性同位素產生裝置RIa進一步包含靶40a，其經組態以接收電 子及使用電子將源材料轉化為放射性同位素。在圖2中示意性地描繪靶40a-c之實例(該靶具有相同的構造以用於放射性同位素產生裝置RIa-c中之每一者)。在圖2中，電子束E入射於電子靶42a-c上。電子靶42a-c可(例如)由鎢、鉭或將使電子減速且產生光子之一些其他材料形成。電子靶藉由支撐結構43a-c固持。電子靶可由與光子靶(例如，Mo-100)相同之材料形成。光子產生所經由之機制為制動輻射(Bremsstrahlung radiation)(在英國：制動(braking)輻射)。以此方式產生之光子之能量可(例如)大於100keV，可大於1MeV，且可大於10MeV。光子可描述為極硬的X射線。
在實施例中，光子靶為Mo-100，其將經由光子誘發之中子發射轉化成Mo-99。此反應具有8.29MeV之臨限能量，且因此將不在入射於光子靶上之光子具有少於8.29MeV之能量時發生。該反應具有橫截面，該橫截面在大約14MeV處達到峰值(反應橫截面指示由具有給定能量之光子誘發之反應的機率)。換言之，反應具有在大約14MeV處之諧振峰值。因此，在實施例中，具有大約14MeV或以上之能量之光子可用於將Mo-100光子靶轉化成Mo-99。
由光子靶產生之光子之能量具有上限，該上限由電子束中之電子的能量設定。光子將具有能量分佈，但彼分佈之上限將不延伸超出電子束中之電子的能量。因此，在用於將Mo-100光子靶轉化成Mo-99的實施例中，電子束將具有至少8.29MeV之能量。在實施例中，電子束可具有大約14MeV或以上之能量。
當電子束之能量增加時，將產生具有足以引起所需反應之能量之以上光子(用於電子之相同電流)。舉例而言，如上所述，Mo-99產生具有在大約14MeV處達到峰值之橫截面。若電子束具有大約28MeV之能量，則每一電子可產生具有大約14MeV能量之兩個光子，從而增加光子靶至Mo-99之轉化。然而，當電子束之能量增加時，具 有較高能量之光子將誘發其他非所欲之反應。舉例而言，光子誘發之中子及質子之發射具有18MeV之臨限能量。此反應係非所需的，因為其不產生Mo-99，而是產生非所欲之反應產物。
大體而言，電子束之能量之選擇(且因此光子之最大能量)可基於所欲之產物(例如，Mo-99)之產率與非所欲之產物之產率之間的比較。在實施例中，電子束可具有大約14MeV或以上之能量。電子束可(例如)具有大約30MeV或以上(例如，至多大約45MeV)之能量。此範圍之電子束能量可提供具有大約14MeV之反應諧振峰值之能量的光子之良好生產率。電子束可(例如)具有大約35MeV之能量。
光子自電子靶42a-c發射，且入射於藉由支撐結構45a-c固持之光子靶44a-c上。在圖2中由波浪線γ示意性地描繪光子。光子靶44a-c包含複數個板，其包含Mo-100(Mo-100為穩定的且天然產生Mo之同位素)。當光子γ入射於Mo-100胞核時，其引起中子自胞核射出所經由之光核反應。Mo-100原子由此轉化為Mo-99原子。
光子靶44a-c在一時間段內接收光子γ，在該時間段期間，光子靶中之Mo-99之比例增加且光子靶中之Mo-100之比例減少。光子靶44a-c隨後自放射性同位素產生裝置RIa移除以用於對放射性藥物進行處理及輸送。為Mo-99之衰變產物的Tc-99經提取且用於醫療診斷應用中。
儘管圖2中所展示之光子靶44a-c包含三個板，但光子靶可包含任何合適數目之板。儘管所描述光子靶包含Mo-100，但光子靶可包含任何合適之材料。類似地，光子靶之材料可以任何合適形狀及/或組態提供。屏蔽(例如，鉛屏蔽)可提供在電子靶42a-c及光子靶44a-c周圍。
儘管電子靶42a-c經描繪為材料之單一區塊，但其可提供為複數個板。板可(例如)具有與上文所描述之光子靶板44a-c對應之構造。類似地，支撐結構43a-c可經組態以固持複數個電子靶板。
電子靶42a-c及光子靶44a-c可提供於冷卻劑液體所流經之管道中，如下文進一步描述。
再次參考圖1，在藉由第一電子注入器21a產生之電子束EI並不由自由電子雷射FEL使用以產生EUV輻射光束BFEL時，執行使用第一放射性同位素產生裝置RIa之放射性同位素之產生。反衝器31引導電子束EI朝向第一放射性同位素產生裝置RIa。第二電子注入器21b可操作以在此時間期間將電子束E提供至自由電子雷射FEL。在第二電子注入器21b之後提供之反衝器32不引導電子束E朝向第二放射性同位素產生裝置，而是允許電子束行進至線性加速器22。兩個電子注入器21a、21b同時操作，第一電子注入器21a提供用於產生放射性同位素之電子束且第二電子注入器21b提供由自由電子雷射FEL使用以產生EUV輻射光束BFEL之電子束。
第二放射性同位素產生裝置RIb具有與第一放射性同位素產生裝置RIa相同之組態，且因此包含線性加速器30b及靶40b。當第二電子注入器21b提供由放射性同位素產生裝置RIb使用以產生放射性同位素之電子束時，第一電子注入器21a提供由自由電子雷射FEL使用以產生EUV輻射光束BFEL之電子束。電子束E所行進之路徑因此與圖1中描繪之彼等路徑相反。藉由切換反衝器31、32之組態達成電子束路徑之切換。第一反衝器31不再將由第一電子注入器21a產生之電子束引導至第一放射性同位素產生裝置RIa，而是允許電子束行進至自由電子雷射之線性加速器22。第二反衝器32將由第二電子注入器21b產生之電子束引導至第二放射性同位素產生裝置RIb。
第三放射性同位素產生裝置RIc定位在線性加速器22之後。線性加速器22為能量回收線性加速器，且提供已自其回收能量之電子束ER。此電子束ER具有一能量，該能量實質上對應於自電子注入器21a、21b提供之電子束E在藉由線性加速器22加速之前的能量。如自 電子注入器21a、21b輸出及在線性加速器22中之能量回收之後的電子束的能量可(例如)為大約10MeV。
與先前所描述之放射性同位素產生裝置相同，第三放射性同位素產生裝置RIc包含線性加速器30c，其經組態以增加電子束中之電子之能量。線性加速器30c可(例如)將電子加速至15MeV或以上之能量。線性加速器30c可將電子加速至30MeV或以上(例如，至多大約45MeV)之能量。在實施例中，線性加速器30c可將電子加速至大約35MeV之能量。放射性同位素產生裝置進一步包含靶40c。靶40c與上文結合圖2描述之靶對應，且包含電子靶42a-c及光子靶44a-c(參見圖2)。
當放射性同位素產生不需要使用第三放射性同位素產生裝置RIc時，將電子束ER引導至光束捕集器100，而非引導至第三放射性同位素產生裝置。在圖1中，電子束經引導至光束捕集器100(如藉由實線所指示)，且不引導至第三放射性同位素產生裝置RIc(如藉由虛線所指示)。然而，電子束ER可藉由反衝器33引導朝向第三放射性同位素產生裝置RIc。在實施例中，第三放射性同位素產生裝置RIc可為可操作以與第一(或第二)放射性同位素產生裝置RIa、RIb同時產生無線電同位素。
合併器(未展示)可用於組合由電子注入器21a、21b提供之電子束與再循環電子束E。拆分器(未展示)可用於分離已自其回收能量之電子束ER與已藉由線性加速器22加速之電子束E。
儘管圖1展示在自由電子雷射FEL之線性加速器22之前及之後定位之放射性同位素產生裝置RIa-c，但在其他實施例中，放射性同位素產生裝置可僅提供於彼等位置中之一者中(亦即，僅提供在線性加速器之前或僅提供在線性加速器之後)。
儘管圖1中所說明之實施例為能量回收線性加速器，但放射性同 位素產生裝置可經提供作為系統之部分，該系統包含具有不為能量回收線性加速器之加速器的自由電子雷射FEL。舉例而言，放射性同位素產生裝置可提供在自由電子雷射之一或多個電子注入器之後，該自由電子雷射包含不為能量回收線性加速器之線性加速器。
雖然圖1中僅描繪單一線性加速器22，但自由電子雷射FEL可包含兩個或兩個以上線性加速器。舉例而言，線性加速器可提供在波盪器24描繪於圖1中之位置處。在此情況下，電子束可穿過線性加速器複數次，以使得電子束藉由每一線性加速器加速兩次或兩次以上。在此配置中，光束拆分器可用於分離經加速之電子束，以使得其穿過波盪器以產生EUV輻射光束。光束合併器可接著用於將電子束自波盪器引導返回至線性加速器中以用於後續減速。
圖3示意性地描繪根據本發明之實施例之電子注入器及放射性同位素產生裝置的配置。在圖3中，展示四個電子注入器121a-d，且展示三個放射性同位素產生裝置RId-f。每一電子注入器121a-d包含電子源122a-d及提供加速電場之升壓器123a-d。每一電子源可(例如)包含藉由雷射(未展示)所產生之脈衝式雷射光束照射的光電陰極。由每一升壓器123a-d提供之加速電場可(例如)將由電子源122a-d提供之電子加速至大約10MeV之能量(或一些其他相對論能量)。
每一放射性同位素產生裝置RId-f包含線性加速器130a-c。每一線性加速器經描繪為三個模組，但可包含任何合適數目之模組(包括(例如)單一模組)。每一線性加速器130a-c可將電子束中之電子加速至15MeV或以上之能量。每一線性加速器130a-c可將電子加速至30MeV或以上(例如，至多大約45MeV)之能量。在實施例中，每一線性加速器130a-c可將電子加速至大約35MeV之能量。
每一放射性同位素產生裝置RId-f進一步包含靶140a-c。靶可與圖2中所展示之靶對應。靶140a-c接收已藉由線性加速器130a-c加速之電 子且將源材料轉化為放射性同位素。
亦在圖3中描繪形成自由電子雷射FEL之部分的線性加速器122。線性加速器122接收由電子注入器121a-d中之一者產生之電子束並以上文結合圖1進一步描述之方式使用波盪器(未展示)對其加速以用於EUV產生。
如將自圖3所瞭解，由於存在四個電子注入器121a-d及僅三個放射性同位素產生裝置RId-f，所有放射性同位素產生裝置可為可操作以在EUV輻射光束藉由自由電子雷射產生的同時產生放射性同位素。反衝器(未描繪)可用於在放射性同位素產生裝置RId-f與自由電子雷射之線性加速器122之間切換電子束。電子束路徑經配置以使得每一放射性同位素產生裝置RId-f可自兩個不同電子注入器121a-d接收電子束。舉例而言，第一放射性同位素產生裝置RId可自第一電子注入器121a或自第二電子注入器121b接收電子束。因此，例如，第一電子注入器121a可用於將電子束提供至線性加速器122，而第二電子注入器121b用於將電子束提供至第一放射性同位素產生裝置RId。替代地，第一電子注入器121a可用於將電子束提供至第一放射性同位素產生裝置RId，而第二電子注入器121b用於將電子束提供至線性加速器122。電子束路徑之各種組合為可能的，如將自圖3之考量所理解。
在實施例中，包含自由電子雷射及放射性同位素產生裝置之系統可經組態以提供具有10mA或以上之電流的電子束。由系統提供之電流可(例如)為20mA或以上或可為30mA或以上。電流可(例如)至多100mA或以上。具有高電流(例如，10mA或以上)之電子束為有利的，因為其增加藉由放射性同位素產生裝置產生之放射性同位素之放射性比度。
如上文進一步所解釋，可使用藉由電子束擊中電子靶產生之極硬X射線光子將Mo-100轉化為Mo-99(所需放射性同位素)。Mo-99之 半衰期為66個小時。由於此半衰期，存在對Mo-99之放射性比度之限制，該放射性比度可在開始於Mo-100時提供，該限制由產生Mo-99之速率判定。若Mo-99以相對較低的速率產生(例如，使用大約1至3mA之電子束電流)，則其可不可能在靶中提供超過Mo-99之大約40Ci/g的放射性比度。此係由於儘管輻照時間可增加以便允許產生更多Mo-99原子，但顯著比例之彼等原子將在輻照時間期間衰變。在歐洲用於醫療應用之Mo-99之放射性比度的臨限值應為100Ci/g，且因此具有40Ci/g或以下之放射性比度之Mo-99不適用。
當使用較高電子束電流時，產生Mo-99原子之速率相應地增加(假定接收光子之Mo-99之容積保持不變)。因此，例如，對於Mo-99之給定容積，10mA之電子束電流將以由1mA之電子束電流提供之產生速率的10倍產生Mo-99。由本發明之實施例使用之電子束電流可為充分高的，使得達成超過100Ci/g之Mo-99之放射性比度。舉例而言，本發明之實施例可提供具有大約30mA之光束電流的電子束。模擬指示對於大約30mA之光束電流，若電子束具有大約35MeV之能量且Mo-100靶之容積係大約5000mm3，則可獲得超過100Ci/g之Mo-99之放射性比度。Mo-100靶可(例如)包含具有大約25mm之直徑及大約0.5mm之厚度的20個板。可使用其他數目之可具有非圓形形狀且可具有其他厚度之板。
如上文進一步所述，本發明之實施例之電子注入器可為由脈衝式雷射光束照射之光電陰極。雷射可(例如)包含Nd：YAG雷射連同相關聯光學放大器。雷射可經組態以產生皮秒雷射脈衝。電子束之電流可藉由調整脈衝式雷射光束之功率而調整。舉例而言，增加脈衝式雷射光束之功率將增加自光電陰極發射之電子的數目且因此增加電子束電流。
由根據本發明之實施例之放射性同位素產生裝置接收之電子束 可(例如)具有1毫米之直徑及1毫雷得之發散度。增加電子束中之電流將往往會使電子歸因於空間電荷效應而分散開，且因此可增加電子束之直徑。增加電子束之電流可因此降低電子束之亮度。然而，放射性同位素產生裝置不需要具有(例如)1mm之直徑之電子束且可利用具有更大直徑之電子束。因此，增加電子束之電流可不將光束之亮度降低至明顯不利地影響放射性同位素產生的此範圍。實際上，如下文進一步所解釋，由於其散佈藉由電子束遞送之熱負荷，提供具有大於1mm之直徑之電子束可為有利的。
圖4示意性地展示根據本發明之實施例之放射性同位素產生裝置的靶240。靶240包含光子靶242及電子靶244。光子靶包含由支撐結構(未展示)固持之四個板251。儘管展示四個板，但可提供任何數目之板。板251可(例如)為碟形。板可具有任何合適之形狀。板251可由鎢、鉭或將減速電子且產生光子之一些其他材料形成。板251位於管道252中，該管道連接至冷卻劑流體源(未展示)。在放射性同位素產生裝置之操作期間，電子束將遞送大量熱量至板251。流經管道252之冷卻劑流體自板251移除此熱量中之一些並將其載離。冷卻劑流體可為水或一些其他合適液體，或可為諸如氦之氣體。
在替代配置中，鉛鉍共晶(LBE)可被用作電子靶及冷卻劑液體兩者。LBE提供優勢其具有比其他冷卻劑液體(例如，水)更高之沸點的優勢。其他合適的液體可被用作電子靶及冷卻劑液體兩者。
圖4中所展示之光子靶包含由一材料形成之二十個板253，該材料將在極硬X射線入射於其上時轉化成放射性同位素。材料可(例如)為Mo-100。儘管展示二十個板，但可提供任何數目之板。板253可(例如)為碟形。板可具有任何合適之形狀。板253由包含一對支撐件257之支撐結構固持。板253位於經組態以輸送冷卻劑液體之管道254中。管道254在橫向於圖之平面的方向上延伸。入射於板253上之光子將遞 送大量熱量至板。此熱量中之一些經轉移至流經管道254之冷卻劑液體，且冷卻劑液體將熱量載離板253。冷卻劑液體可為水或可為一些其他合適流體。
光子靶板253藉由支撐結構固持，該支撐結構包含具備凹槽之一對支撐件257。板253嵌入凹槽中且由此藉由支撐件257固持在適當的位置。支撐件257經組態以使得其不防止冷卻液體之流經管道254(支撐件主要在冷卻劑流體流動方向上延伸，而非跨越冷卻劑流體流動之方向延伸)。任何合適的支撐結構可用於支撐光子靶板253。儘管未說明，但支撐結構亦用於支撐電子靶板251。支撐結構可具有與光子板支撐結構對應之組態，或可具有任何其他合適形式。
圖5示意性地描繪根據本發明之實施例之可形成放射性同位素產生裝置之部分的蘭金(Rankine)循環廢熱回收系統。廢熱回收系統包含封閉迴路，流體圍繞該封閉迴路循環(流體循環之方向藉由箭頭指示)。封閉迴路具備加熱器260、膨脹渦輪機261、冷凝器262及泵263。膨脹渦輪機261連接至發電器264，且在其旋轉時驅動發電器。
加熱器260自電子靶242及/或光子靶244接收熱量。在實施例中，封閉迴路之冷卻劑液體藉由流經圖4中描繪之管道252、254中之任一者或兩者加熱。生成之經加熱流體傳遞至膨脹渦輪機261且流經膨脹渦輪機，由此使其旋轉。膨脹渦輪機261驅動發電器264旋轉，由此產生電力。由於經加熱流體藉由驅動膨脹渦輪機261及發電器264執行工作，由此自流體移除能量。流體隨後藉由冷凝器262冷凝。所得液體藉由泵263泵送至加熱器260中。隨後重複廢熱回收循環。
在上文所描述之實施例中，冷卻電子靶及光子靶之液體為廢熱回收系統之工作流體。在任何替代配置中，用於冷卻電子靶及光子靶之液體可保持與廢熱回收系統之工作流體分離。在此情況下，熱交換器可用於自用以冷卻電子靶及廢熱回收系統之工作流體之液體轉移熱 量。具有兩個分離流體之優勢在於此避免材料自電子靶或光子靶進入膨脹渦輪機261或廢熱回收系統之其他部分的可能性。另一優勢在於流體可用於廢熱回收系統中，該系統具有與用於冷卻電子靶及光子靶之流體不同之性質。舉例而言，廢熱回收系統可使用有機工作流體，諸如HFC(例如，R134a或R245fa)，該有機工作流體可不適合作為用於電子靶242或光子靶244之冷卻液體。
儘管圖5中所展示之廢熱回收系統為蘭金循環系統，但可使用任何合適的廢熱回收系統。舉例而言，可使用史特林引擎或佈雷頓循環系統。
在實施例中，入射於電子靶上之電子束E包含具有大約35MeV之能量的電子，且電子束電流在30mA與100mA之間。因此，大約1MW與大約3.5MW之間的功率可遞送至電子靶及光子靶。此顯著比例之功率可使用本發明之實施例轉化成電力。電力可被用作用於產生及加速電子束之電源之組件。
如上所述，電子束可遞送大量功率(例如，至多大約3.5MW)至電子靶。電子束可(例如)具有大約1mm之直徑。為了避免對電子靶可能的損害，放射性同位素產生裝置可包含電子束分佈裝置，其經組態以控制電子束入射於其上之電子靶的表面積。
電子束分佈裝置之實施例示意性地在圖6中描繪。在此實施例中，透鏡300用於散焦電子束E，且因此增加其直徑。電子束E之直徑可(例如)增加了10倍或更多倍。電子束之直徑可(例如)增加至若干公分(例如，至多大約10cm)。電子束之直徑可增加至通常與電子靶板之大小對應的大小。增加電子束E之直徑係有利的，係因為其增加熱負荷所施加至之電子靶板之面積。
在圖6中，第二透鏡301用於準直由第一透鏡300所引起之散焦之後的電子束E。由於發散電子束將增加藉由電子靶產生之光子的發散 度，電子束E之準直為適用的。此又將需要較大光子以便收集光子，其將減少在光子靶處產生之Mo-99(或其他放射性同位素)之放射性比度。
透鏡300、301可(例如)由磁體形成。透鏡可(例如)為四極透鏡。
圖7展示電子束分佈裝置之另一實施例。此實施例包含反衝器305，該反衝器經組態以移動電子束E跨越電子束靶(未展示)之表面。反衝器可(例如)經組態以在掃描運動中使電子束移動遍及電子束靶之表面。此可藉由施加連續改變電壓至反衝器之板來達成。
圖8描繪電子束分佈裝置之另一實施例。在此實施例中，反衝器306移動電子束E，以使得其經引導朝向三個靶340a-c中之一者。每一靶包含電子靶及光子靶(例如，如上文進一步描述)。反衝器306經組態以週期性地在三個靶340a-c之間切換電子束E的方向。此可藉由在施加至反衝器306之三個不同電壓之間週期性地切換來達成。在三個不同靶340a-c之間切換電子束E係有利的，係因為其在彼等三個靶之間分佈電子束之熱負荷。
圖6中所描繪之實施例可與圖7及圖8中所描繪之實施例組合使用。亦即，電子束E之橫截面積可在使用反衝器之分佈之前增加。
儘管本發明之實施例已結合放射性同位素Mo-99之產生描述，但本發明之實施例可用於產生其他放射性同位素。大體而言，本發明之實施例可用於產生可經由極硬X射線之方向形成至源材料上之任何放射性同位素。
本發明之優勢為其在不需要使用高通量核反應器的情況下提供放射性同位素之產生。另一優勢在於其不需要使用高度濃縮之鈾(受制於非增殖規則之危險材料)。
由於其已利用自由電子雷射所需之裝置，提供放射性同位素產生裝置作為亦包含自由電子雷射之系統之部分係有利的。亦即，放射 性同位素產生使用已部分提供之裝置。類似地，放射性同位素產生裝置可位於地下空間(該地下空間可被稱為料倉)中，該地下空間包括含有輻射且防止輻射擴散至環境之屏蔽件。地下空間及屏蔽件中之至少一些可已提供作為自由電子雷射之部分，且因此避免提供用於放射性同位素產生裝置之完全獨立之地下空間及相關聯屏蔽件的費用。
在實施例中，系統可包含能夠彼此獨立地操作之自由電子雷射及放射性同位素產生裝置。舉例而言，自由電子雷射可能夠在無放射性同位素產生裝置操作之情況下操作，且放射性同位素產生裝置可能夠在無自由電子雷射操作之情況下操作。自由電子雷射及放射性同位素產生裝置可提供於共同料倉中。
雖然已將輻射源SO之實施例描述並描繪為包含自由電子雷射FEL，但應瞭解，輻射源可包含任何數目之自由電子雷射FEL。舉例而言，輻射源可包含一個以上自由電子雷射FEL。舉例而言，兩個自由電子雷射可經配置以將EUV輻射提供至複數個微影裝置。此係為了允許一些冗餘。此可允許在一個自由電子雷射正被修復或經歷維修時使用另一自由電子雷射。
儘管本發明之實施例已描述為使用Mo-100以產生衰變成Tc-99之Mo-99放射性同位素，但其他醫療適用之放射性同位素可使用本發明之實施例產生。舉例而言，本發明之實施例可用於產生衰變成Ga-68之Ge-68。本發明之實施例可用於產生衰變成Re-188之W-188。本發明之實施例可用於產生衰變成Bi-213之Ac-225。
儘管微影系統LS之所描述實施例包含八個微影裝置LA1-LAn，但微影系統LS可包含任何數目個微影裝置。舉例而言，形成微影系統LS之微影裝置之數目可取決於自輻射源SO輸出之輻射量及在光束遞送系統BDS中損耗之輻射量。形成微影系統LS之微影裝置之數目可另外或替代地取決於微影系統LS之佈局及/或複數個微影系統LS之佈局。
微影系統LS之實施例亦可包括一或多個光罩檢測裝置MIA及/或一或多個空中檢測量測系統(AIMS)。在一些實施例中，微影系統LS可包含複數個光罩檢測裝置以允許一些冗餘。此可允許一個光罩檢測裝置在另一光罩檢測裝置被修復或經歷維修時使用。因此，一個光罩檢測裝置始終可供使用。與微影裝置相比，光罩檢測裝置可使用較低功率輻射光束。另外，應瞭解，使用本文所描述之類型之自由電子雷射FEL而產生的輻射可用於除微影或微影相關應用以外的應用。
應進一步瞭解，包含如上文所描述之波盪器之自由電子雷射可用作之輻射源以用於多種用途(包括但不限於微影)。
術語「相對論電子」應被解譯為意謂具有相對論能量之電子。電子可被視為在其動能比得上或大於其靜止質量能量(511keV，以自然單位計)時具有相對論能量。實務上，形成自由電子雷射之部件之粒子加速器可將電子加速至比其靜止質量能量大得多的能量。舉例而言，粒子加速器可將電子加速至>10MeV、>100MeV、>1GeV或更大之能量。
已在輸出EUV輻射光束之自由電子雷射FEL之上下文中描述了本發明之實施例。然而，自由電子雷射FEL可經組態以輸出具有任何波長之輻射。因此，本發明之一些實施例可包含輸出不為EUV輻射光束之輻射光束之自由電子。
術語「EUV輻射」可被視為涵蓋具有在4nm至20nm之範圍內(例如，在13nm至14nm之範圍內)之波長之電磁輻射。EUV輻射可具有小於10nm之波長，例如，在4nm至10nm之範圍內(諸如6.7nm或6.8nm)之波長。
微影裝置LAa至LAn可用於IC之製造中。替代地，本文中描述之微影裝置LAa至LAn可具有其他應用。可能之其他應用包括製造整合式光學系統、用於磁域記憶體之導引及偵測圖案、平板顯示器、液晶 顯示器(LCD)、薄膜磁頭等。
不同實施例可彼此組合。實施例之特徵可與其他實施例之特徵組合。
雖然上文已描述本發明之特定實施例，但應瞭解，可以與所描述之方式不同的其他方式來實踐本發明。以上描述意欲為說明性而非限制性的。因此，對於熟習此項技術者將顯而易見，可在不脫離下文所闡明之申請專利範圍之範疇的情況下對如所描述之本發明進行修改。
21a:電子注入器
21b:電子注入器
22:線性加速器
24:波盪器
30a:線性加速器
30b:線性加速器
30c:線性加速器
31:反衝器
32:反衝器
33:反衝器
40a:組件/靶
40b:靶
40c:靶
100:光束捕集器

Claims (24)

  1. 一種用於放射性同位素(radioisotope)產生之系統，其包含一自由電子雷射及一放射性同位素產生裝置，其中：該自由電子雷射包含一電子注入器、一能量回收線性加速器及一波盪器；且該放射性同位素產生裝置包含一另一線性加速器、經組態以固持一電子靶之一電子靶支撐結構，及經組態以固持一光子靶之一光子靶支撐結構；其中該另一線性加速器經定位以在其已藉由該能量回收線性加速器加速接著減速之後接收一電子束，該另一線性加速器經組態以將該電子束之電子加速至大約14MeV或以上之一能量以供後續遞送至該電子靶。
  2. 如請求項1之系統，其中一反衝器經組態以在該另一線性加速器與一光束捕集器之間切換該電子束。
  3. 一種用於放射性同位素(radioisotope)產生之系統，其包含一自由電子雷射及一放射性同位素產生裝置，其中：該自由電子雷射包含複數個電子注入器、一線性加速器及一波盪器；且該放射性同位素產生裝置包含一另一線性加速器、經組態以固持一電子靶之一電子靶支撐結構，及經組態以固持一光子靶之一光子靶支撐結構；其中該另一線性加速器經定位以在其不用於將一電子束提供至該線性加速器時，自該等電子注入器中之一者接收一電子束，該另一線性加速器經組態以將該電子束之電子加速至14MeV或以上之一能量以供後續遞送至該電子靶及該光子靶。
  4. 如請求項3之系統，其中提供複數個放射性同位素產生裝置。
  5. 如請求項4之系統，其中在每一電子注入器後定位一反衝器，該反衝器經組態以在該自由電子雷射之該線性加速器與該等放射性同位素產生裝置中之一者之間切換藉由彼電子注入器產生之該電子束。
  6. 如請求項4或5之系統，其中電子注入器之數目比放射性同位素產生裝置之數目多一個。
  7. 如請求項3至5中任一項之系統，其中該自由電子雷射之該線性加速器為一能量回收線性加速器。
  8. 如請求項3至5中任一項之系統，其中該另一線性加速器經組態以將該電子束之電子加速至大約30MeV或以上之一能量。
  9. 如請求項3至5中任一項之系統，其進一步包含藉由該電子靶支撐結構固持之一電子靶，該電子靶包含將使該等電子減速且產生光子的材料，且該系統進一步包含藉由該光子靶支撐結構固持之一光子靶，該光子靶包含將在該等光子入射於其上時射出中子且從而將形成一放射性同位素的材料。
  10. 如請求項9之系統，其中該光子靶包含Mo-100。
  11. 一種用於放射性同位素(radioisotope)產生之系統，其包含一自由電子雷射及一放射性同位素產生裝置，其中：該自由電子雷射包含一電子注入器、一線性加速器及一波盪器；及該放射性同位素產生裝置包含一另一線性加速器、經組態以固持一電子靶之一電子靶支撐結構，及經組態以固持一光子靶之一光子靶支撐結構；其中該電子注入器經組態以產生具有10mA或以上之一電流之一電子束，且該另一線性加速器經組態以將該電子束之電子加速至 14MeV或以上以供後續遞送至該電子靶及該光子靶。
  12. 如請求項11之系統，其中該電子注入器經組態以產生具有30mA或以上之一電流之一電子束。
  13. 如請求項11或請求項12之系統，其中該另一線性加速器經組態以將該電子束之電子加速至大約30MeV或以上之一能量。
  14. 一種放射性同位素產生裝置，其包含一線性加速器、經組態以固持一電子靶之一電子靶支撐結構，及經組態以固持一光子靶之一光子靶支撐結構；其中該放射性同位素產生裝置進一步包含一或多個冷卻劑流體管道，其經組態以輸送一冷卻劑流體通過藉由該等支撐結構固持之一光子靶及/或一電子靶，且由此自該光子靶及/或該電子靶移除熱量，且其中該放射性同位素產生裝置進一步包含一廢熱回收系統，其經組態以回收自該光子靶及/或該電子靶移除之該熱量中之一部分，其中該廢熱回收系統經組態以使用該經回收熱量產生電力。
  15. 一種放射性同位素產生裝置，其包含一線性加速器、經組態以固持一電子靶之一電子靶支撐結構，及經組態以固持一光子靶之一光子靶支撐結構；其中該放射性同位素產生裝置進一步包含一或多個冷卻劑流體管道，其經組態以輸送一冷卻劑流體通過藉由該等支撐結構固持之一光子靶及/或一電子靶，且由此自該光子靶及/或該電子靶移除熱量，且其中該放射性同位素產生裝置進一步包含一廢熱回收系統，其經組態以回收自該光子靶及/或該電子靶移除之該熱量中之一部分，其中該廢熱回收系統包含使用一工作流體之一封閉迴路。
  16. 一種放射性同位素產生裝置，其包含一線性加速器、經組態以 固持一電子靶之一電子靶支撐結構，及經組態以固持一光子靶之一光子靶支撐結構；其中該放射性同位素產生裝置進一步包含一或多個冷卻劑流體管道，其經組態以輸送一冷卻劑流體通過藉由該等支撐結構固持之一光子靶及/或一電子靶，且由此自該光子靶及/或該電子靶移除熱量，且其中該放射性同位素產生裝置進一步包含一廢熱回收系統，其經組態以回收自該光子靶及/或該電子靶移除之該熱量中之一部分，其中該廢熱回收系統包含使用一工作流體之一封閉迴路，該封閉迴路之該工作流體不同於用以冷卻該光子靶及/或一電子靶之該冷卻劑流體，且其中系統進一步包含一熱交換器，其經組態以將熱量自該冷卻劑流體轉移至該工作流體。
  17. 一種放射性同位素產生裝置，其包含一線性加速器、經組態以固持一電子靶之一電子靶支撐結構，及經組態以固持一光子靶之一光子靶支撐結構；其中該放射性同位素產生裝置進一步包含一或多個冷卻劑流體管道，其經組態以輸送一冷卻劑流體通過藉由該等支撐結構固持之一光子靶及/或一電子靶，且由此自該光子靶及/或該電子靶移除熱量，且其中該放射性同位素產生裝置進一步包含一廢熱回收系統，其經組態以回收自該光子靶及/或該電子靶移除之該熱量中之一部分，其中該廢熱回收系統包含使用一工作流體之一封閉迴路，該封閉迴路包括經組態以驅動一發電器的一膨脹渦輪機。
  18. 一種用於放射性同位素(radioisotope)產生之系統，其包含如請求項14至17中任一項之放射性同位素產生裝置，且進一步包含一自由電子雷射。
  19. 如請求項18之系統，其中該系統進一步包含複數個微影裝置。
  20. 一種放射性同位素產生之方法，其包含：將一電子束注入至一自由電子雷射之一能量回收線性加速器中；使用該能量回收線性加速器加速接著減速該電子束；使用一另一線性加速器來加速減速後之該電子束，該電子束經加速至大約14MeV或以上之一能量；及將該電子束引導至一電子靶上以產生光子，該等光子隨後入射於一光子靶上以產生該放射性同位素。
  21. 一種在一自由電子雷射之一注入器不用於將電子提供至該自由電子雷射時使用該注入器的放射性同位素產生之方法，該方法包含：使用該注入器產生一電子束；使用一線性加速器將該電子束加速至大約14MeV或以上之一能量；及將該電子束引導至一電子靶上以產生光子，該等光子隨後入射於一光子靶上以產生該放射性同位素。
  22. 如請求項21之方法，其中該注入器為複數個注入器中之一者，且其中其他注入器中之一者同時將電子提供至該自由電子雷射。
  23. 如請求項21或請求項22之方法，其中經引導至該電子靶之該電子束具有10mA或以上之一電流。
  24. 一種放射性同位素產生之方法，其包含：將一電子束注入至線性加速器中；使用該線性加速器加速該電子束；及將該電子束引導至一電子靶上以產生光子，該等光子隨後入射於一光子靶上以產生該放射性同位素；其中 該方法進一步包含輸送一冷卻劑流體通過該電子靶及/或該光子靶以自該電子靶及/或該光子靶移除熱量，及使用一廢熱回收系統回收自該電子靶及/或該光子靶移除的該熱量中之一部分。
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