TWI817365B - 使用照射器及其他伽瑪射線源產生功率之裝置、系統、及方法 - Google Patents

使用照射器及其他伽瑪射線源產生功率之裝置、系統、及方法 Download PDF

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TWI817365B
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Abstract

文中揭示使用照射器及其他伽瑪射線源產生功率之裝置、系統、及方法。在各種態樣中，揭示一種基於照射器之功率產生裝置。該功率產生裝置可包括：輻射器層，其經組構以至少部分包圍照射器，其中該輻射器層包含經組構以回應於暴露至伽瑪輻射來發射δ輻射的輻射器材料；電絕緣層，其經組構以包圍該輻射器層，其中該電絕緣層包含經組構以容許δ輻射貫穿通過的電絕緣材料；及收集器層，其經組構以包圍該電絕緣層，其中該收集器層包含經組構以收集δ輻射之收集器材料。

Description

使用照射器及其他伽瑪射線源產生功率之裝置、系統、及方法
本揭示大致上係關於使用伽瑪射線源(諸如，比方說，經耗乏之鈷-60(Co-60)照射器來產生功率的裝置、系統、及方法。使用文中描述之裝置、系統、及方法所產生之功率可呈電功率、熱、或其組合之形式。
可使用由核反應器之燃料元件所發射的輻射來產生放射性材料。舉例來說，鈷-60(文中有時稱為「Co-60」)可自鈷-59(文中有時稱為「Co-59」) - 鈷之非放射性同位素 - 經由使鈷-59暴露至核反應器核心內部的輻射來產生。鈷-60於核能工業以及於其他工業中具有各種用途。
提供以下發明內容來幫助瞭解本文所揭示之態樣之一些獨特創新特徵，且不意圖作為完整描述。可藉由將整個說明書、申請專利範圍及摘要作為整體來獲得對文中揭示之各種態樣之全面瞭解。
在各種態樣中，揭示一種基於照射器之功率產生裝置。在一些態樣中，該基於照射器之功率產生裝置包括輻射器層，其經組構以至少部分包圍照射器，其中該輻射器層包含經組構以回應於暴露至伽瑪輻射來發射δ輻射的輻射器材料；電絕緣層，其經組構以包圍該輻射器層，其中該電絕緣層包含經組構以容許δ輻射貫穿通過的電絕緣材料；收集器層，其經組構以包圍該電絕緣層，其中該收集器層包含經組構以收集δ輻射之收集器材料；正端子連接，其電耦接至該照射器、該輻射器層、或其組合；及負端子連接，其電耦接至該收集器層。
在各種態樣中，揭示一種基於照射器之功率產生系統。在一些態樣中，該基於照射器之功率產生系統包括複數個基於照射器之功率產生裝置。該複數個功率產生裝置可各自包括裝置輻射器層，其經組構以至少部分包圍照射器，其中該裝置輻射器層包含經組構以回應於暴露至伽瑪輻射來發射δ輻射的裝置輻射器材料；裝置電絕緣層，其經組構以包圍該裝置輻射器層，其中該裝置電絕緣層包含經組構以容許δ輻射貫穿通過的裝置電絕緣材料；裝置收集器層，其經組構以包圍該裝置電絕緣層，其中該裝置收集器層包含經組構以收集δ輻射之裝置收集器材料；裝置正端子連接，其電耦接至該照射器、該裝置輻射器層、或其組合；及裝置負端子連接，其電耦接至該裝置收集器層。該基於照射器之功率產生系統可進一步包括系統正端子連接，其電耦接至該複數個功率產生裝置之裝置正端子連接之各者；及系統負端子連接，其電耦接至該複數個功率產生裝置之裝置負端子連接之各者。
在各種態樣中，揭示一種基於照射器之功率產生系統。在一些態樣中，該基於照射器之功率產生系統包括系統輻射器層，其經組構以至少部分包圍複數個照射器，其中該系統輻射器層包含經組構以回應於暴露至伽瑪輻射來發射δ輻射的系統輻射器材料；系統電絕緣層，其經組構以包圍該系統輻射器層，其中該系統電絕緣層包含經組構以容許δ輻射貫穿通過的系統電絕緣材料；系統收集器層，其經組構以包圍該系統電絕緣層，其中該系統收集器層包含經組構以收集δ輻射之系統收集器材料；系統正端子連接，其電耦接至該系統輻射器層；及系統負端子連接，其電耦接至該系統收集器層。
通過考慮以下為全部形成本說明書之一部分的實施方式和所附申請專利範圍且參考附圖，將變得更明白本揭示的這些及其他目的、特性和特徵以及結構相關元件的操作方法和功能及部件組合和製造經濟性，其中相同參考數字指示各圖中的對應部件。然而，應明確瞭解，圖式僅為了說明和描述的目的，且無意圖定義本文揭示態樣的多個限制。
本申請案根據35 U.S.C. § 119(e)主張2021年2月25日申請標題為「使用經耗乏之CO-60源構造之電功率供應裝置及其製造及使用方法(ELECTRIC POWER SUPPLY DEVICE CONSTRUCTED USING DEPLETED CO-60 SOURCES AND METHOD OF MANUFACTURING AND USING SAME)」之美國臨時申請案第63/153,628號的權益及優先權，其揭示內容以全文引用之方式併入本文中。
闡述大量特定細節以提供對如本發明中所描述且隨附圖式中所說明之態樣的整體結構、功能、製造及使用的徹底理解。尚未詳細地描述熟知操作、組件及元件以免混淆本說明書中所描述之態樣。讀者將理解，本文中所描述及說明之態樣為非限制性實例，且因此可瞭解，本文中所揭示之特定結構及功能細節可為代表性及說明性的。可對其作變化及改變而不脫離申請專利範圍之範疇。
在以下描述中，貫穿圖式之若干視圖，相同參考字符指代相同或對應部件。同樣，在以下描述中，應理解，諸如「向前」、「向後」、「左」、「右」、「上方」、「下方」「向上」、「向下」及類似者之術語為方便用語，且不應被解釋為限制性術語。
在核能工業之情況中，鈷-60可自鈷-59產生並用來產生可利用來為核反應器之各種操作供給動力的電功率。舉例來說，圖1及2分別描繪根據本揭示之至少一非限制性態樣，使用鈷-60來產生功率之功率供應元件100的軸向橫截面圖及徑向橫截面圖。於功率供應元件內產生之電流的主要來源係於中空鈷-59線102上之鉑塗層104中藉由分裂產生之伽瑪輻射及於操作中之反應器核心內部之分裂產物所產生的康卜吞(Compton)及光電散射電子。於功率供應元件100已於典型反應器操作循環期間位於操作中之反應器核心內部持續一些相對短的時段後，由當鈷-59吸收中子時所產生之鈷-60衰變所產生的伽瑪及貝他輻射將開始對輸出電流產生額外的貢獻，該輸出電流通過中心電引線106輸送。最終，由鈷-59所產生之鈷-60之量將足以提供即使當反應器停機或若將功率供應元件100自反應器核心移除時為各種核心內儀器(未圖示)供電所需的電流。絕緣108，諸如氧化鋁絕緣，可插置於外鞘110與鉑塗層104之間且環繞整個總成與外鞘110之界面。
在其他態樣中，以上針對圖1及2所描述的操作原理可利用其他功率供應元件材料達成。因此，文中描述的概念不意欲受限於使用鈷-59及鈷-60。可使用其他原本不為放射性的材料來替代鈷-59以產生電功率。可將功率供應元件100使用於所有類型的反應器中且經由利用反應器核心中所發射之輻射來產生電功率而提供用來操作反應器的增加效率措施。關於功率供應元件100的其他細節及用途描述於美國專利公開案第10,438,708號，標題「核心內儀器套管總成(IN-CORE INSTRUMENTATION THIMBLE ASSEMBLY)」中，該案以全文引用的方式併入本文。
鈷-60可藉由用於核能工業外之各種用途的核能電廠產生。舉例來說，鈷-60可用來為醫療設備滅菌，用於照射食物供保存及衛生用途，及用於許多其他用途。其他發射伽瑪輻射之同位素諸如銫-137(文中有時稱為「Cs-137」)可同樣地由核能電廠產生並使用作為照射器。因此，如文中所使用之術語「照射器」可意指任何包括具有發射伽瑪輻射之放射性同位素之材料的物體。
由於鈷-60及其他照射器具有在核子工業外的許多用途，所以此等材料可經用於商業用途的核能電廠產生。此等照射器當最初產生時可具有在數千居里(Ci)範圍內的放射性。然而，此等照射器之放射性隨時間衰退(例如，至在數百Ci範圍內之活性)及最終經耗乏的照射器喪失其於一些應用中之效力。如文中所使用，術語「經耗乏的照射器」可意指與其最初產生相比，放射性已下降的任何照射器。在一些態樣中，經耗乏的照射器可具有低於15,000居里，低於4,000居里，低於3,000居里，低於2,000居里，低於1,500居里，低於1,000居里，低於500居里，介於500與15,000居里之間，介於500與3,000居里之間，介於500與2,500居里之間，介於500與2,000居里之間，介於500與1,500居里之間，介於500與1,000居里之間，介於50與2,000居里之間，介於50與1000居里之間，約500居里，約1,000居里，約1500居里，約2000居里，約2500居里，及/或介於500與3000居里之間的放射性。
當前法規要求經耗乏的照射器要經適當處置或儲存，其會對照射器生產者(諸如核能設施)造成極高的財務負擔。在一些情況中，此成本可能最終超越生產鈷-60及其他照射器的商業效益。因此，有需要於照射器已針對其之最初用途變得經耗乏時使用該等照射器的裝置、系統、及方法。本揭示提供使用伽瑪射線源，諸如，比方說，照射器及經耗乏的照射器(例如，經耗乏的鈷-60照射器)來產生功率的裝置、系統、及方法。
圖3描繪根據本揭示之至少一非限制性態樣，包括照射器300之基於照射器之功率產生裝置200的橫截面示意呈現。在一些態樣中，照射器300可係鈷-60照射器。在其他態樣中，照射器300可係經耗乏的鈷-60照射器。在又其他態樣中，照射器300可係任何能夠發射伽瑪輻射的照射器源，諸如銫-137。
功率產生裝置200包括輻射器層202、電絕緣層204、及收集器層206。照射器300可係可滑動地插入207或以其他方式設置於輻射器層202內。輻射器層202可包括輻射器層材料。在一態樣中，輻射器層材料可係高Z材料(具高原子序之材料，諸如，比方說，原子序大於30，諸如，比方說，大於40、大於50、大於60、或大於70)。在另一態樣中，輻射器層材料可係鎢、另一高Z材料、或其組合。在一些態樣中，輻射器層202與收集器層206相比相對較薄。由照射器300所發射之伽瑪輻射可與輻射器層202相互作用以發射δ輻射(即高能電子)。δ輻射可基於與由以上針對圖1及2所描述之功率供應元件所採用之彼等相似的康卜吞及光電散射原理來產生。
仍參照圖3，電絕緣層204可與輻射器層202接觸及/或將其包圍。此外，電絕緣層204可包括電絕緣材料，諸如氧化鎂。電絕緣層204可經組構為薄層，使得由輻射器層202所發射之δ輻射能夠穿透及通過電絕緣層204。
收集器層206可與電絕緣層204接觸及/或將其包圍。收集器層206可經組構為外鞘，其包括經組構成收集通過電絕緣層204之δ輻射的材料，諸如經組構成收集δ輻射的金屬性材料。經收集器層206收集的δ輻射於照射器300與收集器層206之間產生一電壓差。
功率產生裝置200可包括封閉蓋208，其可經螺合、焊接或以其他方式附接209至收集器層206。封閉蓋208可包括與收集器層206相似之材料且可與收集器層206電接觸。封閉蓋208包括貫穿通過的正端子連接210。正端子連接210與照射器300電接觸且與封閉蓋208絕緣。功率產生裝置亦可包括與收集器層206電接觸的負端子連接212。因此，可使用於收集器層206與照射器300之間的電壓差來產生由負載電阻214所決定的電流。因此，可使用功率產生裝置200，使用照射器300來產生電功率。
經收集器層206收集的δ輻射亦可於收集器層206處產生熱。此熱可使用熱採集連接216來採集。可使用所採集的熱能，使用熱電轉換方法來產生功率。
仍參照圖3，在一些態樣中，功率產生裝置200可包括電絕緣層204及收集器層206而不包括輻射器層202。在此態樣中，照射器300可經放置或以其他方式緊固於管或由一薄層之高Z材料(未示於圖3)(諸如鎢、或其他具有大於30(諸如，比方說，大於40、大於50、大於60、或大於70)之原子序的材料)製成的類似圍蔽中。功率產生裝置200之此組構可簡化採集電功率所需的管道系統。此外，功率產生裝置200之此組構可容許當照射器300之活性降至低於有用水平時容易地替換照射器300。
圖4描繪根據本揭示之至少一非限制性態樣之例示性照射器300之部分橫截面圖。照射器300包括照射器材料302。照射器材料302可係具有能夠發射伽馬輻射之放射性同位素的任何材料，諸如，比方說，鈷-60或銫-137。在一些態樣中，照射器300可係經耗乏的照射器，諸如先前用於為醫療設備滅菌、用於照射食物供保存及衛生用途、或用於一些其他用途的照射器。舉例來說，照射器300可係類似於由Nordion所生產的照射器膠囊。雖然照射器300可係經耗乏的照射器，但經耗乏的照射器的預期伽瑪活性水平在用於其原本用途(例如，醫療滅菌、食品照射等)之其有用壽命結束時可能仍係數百Ci。此活性量當應用於以上針對圖3所描述的功率產生裝置200中時仍可產生每單位長度數毫安培的電流。此外，可使用功率產生系統400及/或500將複數個功率產生裝置及/或照射器聚集在一起以達成期望的電輸出，如以下針對圖6-8更詳細地描述。在其他態樣中，照射器300可不是經耗乏的照射器。舉例來說，照射器300可係由核能設施所生產且直接使用於文中描述的功率產生裝置及系統中。
仍參照圖4，照射器300可包括經組構以容納經照射材料302的內部膠囊304。此外，照射器300可包括本體管306及包圍內部膠囊304的端蓋。在一些態樣中，照射器300亦可包括一或多個視需要介於經照射材料302、內部膠囊304、及/或端蓋308之任何者之間的間隔件310，以緊固經照射材料302。
圖5及6描繪根據本揭示之至少一非限制性態樣，包括複數個基於照射器之功率產生裝置200之基於照射器之功率產生系統400之示意呈現。圖5描繪功率產生系統400的平面圖及圖6描繪於橫截面A-A處之功率產生系統400。主要參照圖5及6、及亦參照圖3，功率產生系統400將複數個基於照射器之功率產生裝置200聚集在一起以獲得期望的功率值。功率產生系統400包括功率產生裝置200之一陣列，其中功率產生裝置200之各個正端子連接210耦接至功率產生系統400之正端子連接402。雖然圖5描繪六十四(64)個功率產生裝置200，但可於功率產生系統400中使用任何數目的功率產生裝置200。功率產生系統400亦可包括收集器層404及經組構以放置於或以其他方式附接407至收集器層404的封閉蓋406。將封閉蓋406附接407至收集器層404可導致正端子連接402通過封閉蓋406。收集器層404及封閉蓋406可係與前述收集器層206材料相似的材料。收集器層404可電耦接至封閉蓋。此外，功率產生裝置200之負端子連接212可電耦接至收集器層404及/或封閉蓋406。封閉蓋406可包括負端子連接408。此外，正端子連接402可與封閉蓋406電絕緣。因此，功率產生系統400可經組構以並聯電連接各個功率產生裝置200，從而達成與個別功率產生裝置200各者之功率值相比增加的功率值。
仍主要參照圖5及6，及亦參照圖3，功率產生系統400可包括輻射器層410及電絕緣層412。輻射器層410及電絕緣層412可分別與輻射器層202及電絕緣層204相似。因此，可能逸出個別功率產生裝置200之任何者的伽馬輻射可導致由輻射器層410發射δ輻射。由輻射器層410發射之δ輻射穿透及通過電絕緣層412並被收集器層404收集。此於收集器層404與輻射器層410之間產生一電壓差。因此，功率產生系統400可包括耦接至輻射器層之正端子連接器402，以使用逸出個別功率產生裝置200的伽瑪輻射來產生額外的功率。
經收集器層404收集的δ輻射亦可於收集器層404處產生熱。此熱可使用熱採集連接414來採集，且可用來使用熱電轉換方法產生功率。
圖7及8描繪根據本揭示之至少一非限制性態樣，包括複數個照射器300之基於照射器之功率產生系統500的示意呈現。圖7描繪功率產生系統500的平面圖及圖8描繪於橫截面B-B處之功率產生系統500。主要參照圖7及8、及亦參照圖4，功率產生系統500將複數個照射器300聚集在一起以產生功率。雖然圖7及8描繪六十四(64)個照射器，但可於功率產生系統500中使用任何數目的照射器300。功率產生系統500中之照射器300係包含於輻射器層510、電絕緣層512、及收集器層504內。輻射器層510、電絕緣層512、及收集器層504分別可類似於以上針對圖3所描述的輻射器層202、電絕緣層204、及收集器層206。功率產生系統500可包括封閉蓋506，其經組構以放置於或以其他方式附接507至收集器層504。封閉蓋506可由類似於收集器層504的材料製成。因此，由照射器300所發射之伽瑪輻射可導致由輻射器層510發射δ輻射。由輻射器層510發射之δ輻射穿過電絕緣層512並被收集器層504收集。此於收集器層504與輻射器層510之間產生一電壓差。
仍參照圖7及8，功率產生系統500可包括耦接至輻射器層510之正端子連接器502及耦接至封閉蓋506之負端子連接器508。與以上針對圖5及6之功率產生系統400所描述之正端子連接器402相似，正端子連接器502可通過509封閉蓋506且可與封閉蓋506電絕緣。因此，功率產生系統500可經組構以自由個別照射器所發射之伽瑪輻射產生功率。
經收集器層504收集的δ輻射亦可於收集器層504處產生熱。此熱可使用熱採集連接514來採集，且用來使用熱電轉換方法產生功率。
以下實例中提供文中描述之各種功率產生裝置及系統的例示性功率產生能力： 實施例 1
經耗乏鈷-60照射器之放射性的典型範圍係介於500-2000居里(Ci)之間。為方便計算起見，假定源活性係約1000 Ci。由Mirion IST提供的資料指示鎢自供電偵測器(SPD)之鈷-60伽瑪敏感性等於或大於9x10 -18A/(R/hr)/mm 2。為方便此計算起見，假定鎢層(SPD)之敏感性係約9x10 -18A/(R/hr)/mm 2。為計算將藉由類似於前述功率產生裝置200之裝置所產生的電流，需要與鈷-60照射器之源相關聯的伽瑪(γ)劑量率(R/hr)。使用輻射屏蔽計算工具RadPro來計算對應於1000 Ci活性之鈷-60伽瑪(γ)的劑量率，假定距離1 mm及距離：1000 Ci之Co-60 @ 0.1 cm à 劑量率 (R)= 1.3x10 11R/hr。
計算亦需要包圍鈷-60照射器之鎢層(例示性輻射器層202)的表面積來計算總電流。假定包圍Co-60源之鎢層的表面積與在包含Co-60丸粒之長度上之照射器的表面積相同。包圍Co-60源之鎢層的表面積經計算為：A = π · D · L = π · (9.65) · (406) = 12308.4  mm 2。
使用鎢SPD之敏感性資訊，可使用如下關係來計算預期的電子電流(I γ)：I γ= (9 x 10 -18) (1.3 x 10 11) (12308.4) = 0.0144 A /裝置[1000 Ci]。
如R經調整為在125 V下操作，則對應功率(P)經計算為：P = V · I = (125) (0.0144) = 1.8 W。 實施例 2
因此，如將個別功率產生裝置組合以形成如圖5及6所示之功率產生系統，則使用556個在125 V下操作之經封裝的Co-60源，計算得可產生1 KW之電功率。在此實施例中，功率產生系統將擬合成各邊約25英吋且高約12英吋的方形結構。 實施例 3
關於圖7及8中顯示的功率產生系統，其中個別的鈷-60照射器未封裝於功率產生裝置中，來自不位在源陣列之外部邊緣上之鈷-60源的貢獻會有效地喪失。然而，對鎢層之劑量率基本上與在經封裝設計方法中傳遞至鎢的劑量率相同：R = 1.3 x 10 11R/hr。
如使用尺寸為25” x 25” x 12”的盒子，則在此實施例中盒子的有效面積為1.593x10 6mm 2(側邊+頂部+底部)。
電子電流(I γ)之值可使用以下方程式來計算：I γ= (9 x 10 -18) (1.3 x 10 11) (1.593 x10 6) = 1.86 A。
如R經調整為在125 V下操作，則對應功率(P)經計算為：P = V · I = (125) (1.86) = 232.5 W。
總言之，根據實施例1及2之經封裝設計可自25” x 25” x 12”結構產生1 KW 。關於使用包括伽瑪採集設計(類似於圖5及6之功率產生系統者)之例示性結構盒子設計，可獲得約232.5 W的額外電功率。如僅使用例示性伽瑪採集盒子而不封裝鈷-60照射器源，如實施例3中所描述，則可自25” x 25” x 12”盒子獲得約232.5 W之電功率。 實施例 4
替代方法將係將鈷-60照射器放置於高Z金屬性材料(諸如鎢)之管中，然後將含有照射器的管放置於類似圖3之功率產生裝置200但不包括輻射器層202的功率產生裝置中。此方法可簡化功率產生裝置之構造，與採集電功率所需的管道系統。原則上，此方法可容許當活性降至低於有用水平時簡單地替換裝置的Co-60源核心。
以下條項中闡述文中描述之功率產生裝置及系統的各種態樣。
條項1：一種基於照射器之功率產生裝置，其包括：輻射器層，其經組構以至少部分包圍照射器，其中該輻射器層包含經組構以回應於暴露至伽瑪輻射來發射δ輻射的輻射器材料；電絕緣層，其經組構以包圍該輻射器層，其中該電絕緣層包含經組構以容許δ輻射貫穿通過的電絕緣材料；收集器層，其經組構以包圍該電絕緣層，其中該收集器層包含經組構以收集δ輻射之收集器材料；正端子連接，其電耦接至該照射器、該輻射器層、或其組合；及負端子連接，其電耦接至該收集器層。
條項2：如條項1之功率產生裝置，其進一步包含該照射器。
條項3：如條項1至2中任一項之功率產生裝置，其中該照射器包含經耗乏之照射器。
條項4：如條項1至3中任一項之功率產生裝置，其中該照射器包含鈷-60、銫-137、或其組合。
條項5：如條項1至4中任一項之功率產生裝置，其中該輻射器材料包含鎢。
條項6：如條項1至5中任一項之功率產生裝置，其中該電絕緣材料包含氧化鎂。
條項7：如條項1至6中任一項之功率產生裝置，其進一步包含熱採集連接。
條項8：一種基於照射器之功率產生系統，其包括：複數個基於照射器之功率產生裝置，其中該複數個功率產生裝置之各者包含：裝置輻射器層，其經組構以至少部分包圍照射器，其中該裝置輻射器層包含經組構以回應於暴露至伽瑪輻射來發射δ輻射的裝置輻射器材料；裝置電絕緣層，其經組構以包圍該裝置輻射器層，其中該裝置電絕緣層包含經組構以容許δ輻射貫穿通過的裝置電絕緣材料；裝置收集器層，其經組構以包圍該裝置電絕緣層，其中該裝置收集器層包含經組構以收集δ輻射之裝置收集器材料；裝置正端子連接，其電耦接至該照射器、該裝置輻射器層、或其組合；及裝置負端子連接，其電耦接至該裝置收集器層；系統正端子連接，其電耦接至該複數個功率產生裝置之裝置正端子連接之各者；及系統負端子連接，其電耦接至該複數個功率產生裝置之裝置負端子連接之各者。
條項9：如條項8之功率產生系統，其進一步包含：系統輻射器層，其經組構以至少部分包圍該複數個基於照射器之功率產生裝置，其中該系統輻射器層包含經組構以回應於暴露至伽瑪輻射來發射δ輻射的系統輻射器材料；系統電絕緣層，其經組構以包圍該系統輻射器層，其中該系統電絕緣層包含經組構以容許δ輻射貫穿通過的系統電絕緣材料；系統收集器層，其經組構以包圍該系統電絕緣層，其中該系統收集器層包含經組構以收集δ輻射之系統收集器材料，且其中該系統收集器層電耦接至該系統負端子連接。
條項10：如條項8至9中任一項之功率產生系統，其中該系統輻射器材料包含鎢。
條項11：如條項8至10中任一項之功率產生系統，其中該系統電絕緣材料包含氧化鎂。
條項12：如條項8至11中任一項之功率產生系統，其進一步包含系統熱採集連接。
條項13：如條項8至12中任一項之功率產生系統，其中該複數個功率產生裝置之各者包含該照射器。
條項14：如條項8至13中任一項之功率產生系統，其中該照射器包含經耗乏之照射器。
條項15：如條項8至14中任一項之功率產生系統，其中該照射器包含鈷-60、銫-137、或其組合。
條項16：一種基於照射器之功率產生系統，其包括：系統輻射器層，其經組構以至少部分包圍複數個照射器，其中該系統輻射器層包含經組構以回應於暴露至伽瑪輻射來發射δ輻射的系統輻射器材料；系統電絕緣層，其經組構以包圍該系統輻射器層，其中該系統電絕緣層包含經組構以容許δ輻射貫穿通過的系統電絕緣材料；系統收集器層，其經組構以包圍該系統電絕緣層，其中該系統收集器層包含經組構以收集δ輻射之系統收集器材料；系統正端子連接，其電耦接至該系統輻射器層；及系統負端子連接，其電耦接至該系統收集器層。
條項17：如條項16之功率產生系統，其中該系統輻射器材料包含鎢。
條項18：如條項16至17中任一項之功率產生系統，其中該系統電絕緣材料包含氧化鎂。
條項19：如條項16至18中任一項之功率產生系統，其進一步包含系統熱採集連接。
條項20：如條項16至19中任一項之功率產生系統，其進一步包含該複數個照射器。
熟悉本技藝者將認識到，一般而言，本文中且尤其在所附申請專利範圍中所使用之術語(例如，所附申請專利範圍之主體)一般意欲作為「開放式(open)」術語(例如，術語「包括(including)」應解譯為「包括但不限於」，術語「具有(having)」應解譯為「至少具有」，術語「包括(includes)」應解譯為「包括但不限於」等)。熟悉本技藝者應進一步理解，若期望特定數目之所引入申請專利範圍敍述，則此意圖將明確敍述於申請專利範圍中，且在無此敍述之情況下不存在此意圖。舉例而言，作為對理解之輔助，以下隨附申請專利範圍可含有引入片語「至少一個」及「一或多個」之使用以引入申請專利範圍敍述。然而，此類片語之使用不應視為暗示由不定冠詞「一(a)」或「一個(an)」對申請專利範圍敍述之引入將含有此類所引入申請專利範圍敍述之任何特定申請專利範圍限制於僅含有一個此類敍述的申請專利範圍，即使當同一申請專利範圍包括引入片語「一或多個」或「至少一個」及諸如「一(a)」或「一個(an)」之不定冠詞時(例如，「一(a)」及/或「一個(an)」應通常解譯為意謂「至少一個」或「一或多個」)；此情況同樣適用於用以引入申請專利範圍敍述之定冠詞的使用。
此外，即使明確地敍述特定數目之所引入申請專利範圍敍述，但熟悉本技藝者將認識到，此類敍述通常應解譯為意謂至少所敍述之數目(例如，不具有其他修飾語的無修飾敍述「兩個敍述」通常意謂至少兩個敍述或兩個或更多個敍述)。此外，在使用類似於「A、B及C中之至少一者等」之公約的彼等情況下，一般這類構造意欲為熟悉本技藝者應瞭解公約之意義(例如，「具有A、B及C中之至少一者的系統」將包括但不限於具有僅A、僅B、僅C、A及B一起、A及C一起、B及C一起、及/或A、B及C一起等的系統)。在使用類似於「A、B或C中之至少一者等」之公約的彼等情況下，一般此類構造意欲為熟悉本技藝者應瞭解公約之意義(例如，「具有A、B或C中之至少一者的系統」將包括但不限於具有僅A、僅B、僅C、A及B一起、A及C一起、B及C一起及/或A、B及C一起等的系統)。熟悉本技藝者將進一步理解，除非上下文另外規定，否則無論在描述內容、申請專利範圍或圖式中，通常呈現兩個或多於兩個替代性術語之分離性詞語及/或片語應理解為涵蓋包括該等術語中之一者、該等術語中之任一者或兩種術語之可能性。例如，片語「A或B」將通常瞭解為包括可能性「A」或「B」或「A和B」。
值得注意，對「一個態樣」、「一態樣」、「一示例」、「一個示例」及類似者之任何參考意謂結合該態樣所描述之特定特徵、結構或特性包括於至少一個態樣中。因此，片語「在一個態樣中」、「在一態樣中」、「在一示例中」及「在一個示例中」貫穿本說明書在各處之出現未必皆參考同一態樣。此外，特定特徵、結構或特性可在一或多個態樣中以任何適合方式組合。
在本說明書中所參考及/或在任何申請資料表（Application Data Sheet）中所列出之任何專利申請案、專利、非專利公開案或其他揭示內容材料以引用之方式併入本文中，在某種程度上所併入之材料與本說明書不相矛盾。因而，且在必需之程度上，如本文中所明確闡述之揭示內容取代以引用方式併入本文中之任何矛盾材料。據稱以引用方式併入本文中但與本文中所闡述之現有定義、陳述或其他揭示內容材料相矛盾的任何材料或其部分將僅在彼併入材料與現有揭示內容材料之間不出現矛盾的程度上併入。
術語「包含(comprise)」 (及包含之任何形式，諸如「包含(comprises)」及「包含(comprising)」)、「具有(have)」 (及具有之任何形式，諸如「具有(has)」及「具有(having)」)、「包括(include)」 (及包括之任何形式，諸如「包括(includes)」及「包括(including)」)以及「含有(contain)」 (及含有之任何形式，諸如「含有(contains)」及「含有(containing)」)為開放式連繫動詞。因此，一種「包含」、「具有」、「包括」或「含有」一或多個元件之系統具有彼等一或多個元件，但不限於僅擁有彼等一或多個元件。同樣，系統、裝置、或設備之「包含」、「具有」、「包括」或「含有」一或多個特徵的元件擁有彼等一或多個特徵，但不限於僅擁有彼等一或多個特徵。
除非另有特別說明，否則本發明中使用的用語「實質上」、「約」或「概略」意指一特定值由熟悉技藝人士所確定的可接受誤差，該誤差部分取決於數值的測量或確定方式。在某些具體例中，術語「實質上」、「約」或「概略」意謂在1、2、3或4個標準差內。在某些具體例中，術語「實質上」、「約」或「概略」意謂在既定值或範圍之50%、20%、15%、10%、9%、8%、7%、6%、5%、4%、3%、2%、1%、0.5%或0.05%內。
總體而言，已描述由採用本文中所描述之概念而產生的眾多益處。出於說明及描述之目的，已呈現一或多個形式之前述描述。其並非意欲為窮盡性的或限於所揭示之精確形式。根據上述教示，修改及變化為可能的。選擇及描述一或多個形式以說明原理及實際應用，從而使熟悉本技藝者能夠利用各種形式及適於所涵蓋之特定用途的各種修改。意圖據此所提交的申請專利範圍定義整個範疇。
100:功率供應元件 102:中空鈷-59線 104:鉑塗層 106:中心電引線 108:絕緣 110:外鞘 200:基於照射器之功率產生裝置 202:輻射器層 204:電絕緣層 206:收集器層 207:可滑動地插入 208:封閉蓋 209:附接 210:正端子連接 212:負端子連接 214:負載電阻 216:熱採集連接 300:照射器 302:照射器材料 304:內部膠囊 306:本體管 308:端蓋 310:間隔件 400:功率產生系統 402:正端子連接 404:收集器層 406:封閉蓋 407:附接 408:負端子連接 410:輻射器層 412:電絕緣層 414:熱採集連接 500:功率產生系統 502:正端子連接器 504:收集器層 506:封閉蓋 507:附接 508:負端子連接器 509:通過 510:輻射器層 512:電絕緣層 514:熱採集連接
經由參照以下結合如下附圖的實施方式可最佳地瞭解文中描述之各種態樣以及其目標及優點。
圖1係根據本揭示之至少一非限制性態樣之功率供應元件的軸向橫截面圖；
圖2係根據本揭示之至少一非限制性態樣之圖1之功率供應元件的徑向橫截面圖；
圖3係根據本揭示之至少一非限制性態樣，包括照射器之基於照射器之功率產生裝置的橫截面示意呈現；
圖4係根據本揭示之至少一非限制性態樣之例示性照射器之部分橫截面圖；
圖5係根據本揭示之至少一非限制性態樣，包括複數個基於照射器之功率產生裝置之基於照射器之功率產生系統之示意呈現的平面圖；
圖6係根據本揭示之至少一非限制性態樣之圖5之基於照射器之功率產生系統之示意呈現的橫截面圖；
圖7係根據本揭示之至少一非限制性態樣，包括複數個照射器源之基於照射器之功率產生系統之示意呈現的平面圖；及
圖8係根據本揭示之至少一非限制性態樣之圖7之基於照射器之功率產生系統之示意呈現的橫截面圖。
貫穿若干視圖，對應參考字符指示對應部件。本文中所陳述之例證以一種形式說明本揭示之各種態樣，且此類例證並不被視為限制文中揭示之任何態樣的範圍。
200:基於照射器之功率產生裝置
202:輻射器層
204:電絕緣層
206:收集器層
207:可滑動地插入
208:封閉蓋
209:附接
210:正端子連接
212:負端子連接
214:負載電阻
216:熱採集連接
300:照射器

Claims (20)

  1. 一種基於照射器之功率產生裝置，其包括：輻射器層，其包含經組構以回應於暴露至伽瑪輻射來發射δ輻射的輻射器材料，其中該輻射器層經構造以可滑動地接收及至少部分包圍照射器；電絕緣層，其包圍該輻射器層，其中該電絕緣層包含容許δ輻射貫穿通過的電絕緣材料；收集器層，其包圍該電絕緣層，其中該收集器層包含用以收集δ輻射之收集器材料；正端子連接，其電耦接至該照射器、該輻射器層、或其組合；及負端子連接，其電耦接至該收集器層。
  2. 如請求項1之功率產生裝置，其進一步包含該照射器。
  3. 如請求項2之功率產生裝置，其中該照射器包含經耗乏之照射器。
  4. 如請求項2之功率產生裝置，其中該照射器包含鈷-60、銫-137、或其組合。
  5. 如請求項1之功率產生裝置，其中該輻射器材料包含鎢。
  6. 如請求項1之功率產生裝置，其中該電絕緣材料包含氧化鎂。
  7. 如請求項1之功率產生裝置，其進一步包含熱採集連接。
  8. 一種基於照射器之功率產生系統，其包括：複數個基於照射器之功率產生裝置，其中該複數個功率產生裝置之 各者包含：裝置輻射器層，其包含經組構以回應於暴露至伽瑪輻射來發射δ輻射的裝置輻射器材料，其中該裝置輻射器層經構造以可滑動地接收及至少部分包圍照射器；裝置電絕緣層，其包圍該裝置輻射器層，其中該裝置電絕緣層包含容許δ輻射貫穿通過的裝置電絕緣材料；裝置收集器層，其包圍該裝置電絕緣層，其中該裝置收集器層包含用以收集δ輻射之裝置收集器材料；裝置正端子連接，其電耦接至該照射器、該裝置輻射器層、或其組合；及裝置負端子連接，其電耦接至該裝置收集器層；系統正端子連接，其電耦接至該複數個功率產生裝置之裝置正端子連接之各者；及系統負端子連接，其電耦接至該複數個功率產生裝置之裝置負端子連接之各者。
  9. 如請求項8之功率產生系統，其進一步包含：系統輻射器層，其至少部分包圍該複數個基於照射器之功率產生裝置，其中該系統輻射器層包含經組構以回應於暴露至伽瑪輻射來發射δ輻射的系統輻射器材料；系統電絕緣層，其包圍該系統輻射器層，其中該系統電絕緣層包含容許δ輻射貫穿通過的系統電絕緣材料；系統收集器層，其包圍該系統電絕緣層，其中該系統收集器層包含用以收集δ輻射之系統收集器材料，且其中該系統收集器層電耦接至該系統負端子連接。
  10. 如請求項9之功率產生系統，其中該系統輻射器材料包含鎢。
  11. 如請求項9之功率產生系統，其中該系統電絕緣材料包含氧化鎂。
  12. 如請求項9之功率產生系統，其進一步包含系統熱採集連接。
  13. 如請求項8之功率產生系統，其中該複數個功率產生裝置之各者包含該照射器。
  14. 如請求項13之功率產生系統，其中該照射器包含經耗乏之照射器。
  15. 如請求項13之功率產生系統，其中該照射器包含鈷-60、銫-137、或其組合。
  16. 一種基於照射器之功率產生系統，其包括：系統輻射器層，其包含經組構以回應於暴露至伽瑪輻射來發射δ輻射的系統輻射器材料，其中該系統輻射器層經構造以可滑動地接收及至少部分包圍複數個照射器；系統電絕緣層，其包圍該系統輻射器層，其中該系統電絕緣層包含以容許δ輻射貫穿通過的系統電絕緣材料；系統收集器層，其包圍該系統電絕緣層，其中該系統收集器層包含用以收集δ輻射之系統收集器材料；系統正端子連接，其電耦接至該系統輻射器層；及系統負端子連接，其電耦接至該系統收集器層。
  17. 如請求項16之功率產生系統，其中該系統輻射器材料包含鎢。
  18. 如請求項16之功率產生系統，其中該系統電絕緣材料包含氧化鎂。
  19. 如請求項16之功率產生系統，其進一步包含系統熱採集連接。
  20. 如請求項16之功率產生系統，其進一步包含該複數個照射器。
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