WO2008147239A1 - Lithium container - Google Patents

Lithium container Download PDF

Info

Publication number
WO2008147239A1
WO2008147239A1 PCT/RU2007/000276 RU2007000276W WO2008147239A1 WO 2008147239 A1 WO2008147239 A1 WO 2008147239A1 RU 2007000276 W RU2007000276 W RU 2007000276W WO 2008147239 A1 WO2008147239 A1 WO 2008147239A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
lithium
neutron
container
thin
target
Prior art date
Application number
PCT/RU2007/000276
Other languages
French (fr)
Russian (ru)
Inventor
Boris Fedorovich Bayanov
Sergei Yuryevich Taskaev
Original Assignee
Budker Institute Of Nuclear Physics Sibirskogo Otdeleniya Rossiiskoi Akademii Nauk
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Budker Institute Of Nuclear Physics Sibirskogo Otdeleniya Rossiiskoi Akademii Nauk filed Critical Budker Institute Of Nuclear Physics Sibirskogo Otdeleniya Rossiiskoi Akademii Nauk
Priority to PCT/RU2007/000276 priority Critical patent/WO2008147239A1/en
Publication of WO2008147239A1 publication Critical patent/WO2008147239A1/en

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05HPLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
    • H05H6/00Targets for producing nuclear reactions
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05HPLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
    • H05H3/00Production or acceleration of neutral particle beams, e.g. molecular or atomic beams
    • H05H3/06Generating neutron beams

Definitions

  • the invention relates to nuclear physics and medicine and can be used in neutron sources based on charged particle accelerators. Such sources are intended for use mainly in medical equipment used in neutron therapy, mainly in neutron capture therapy (NRT). The concept of neutron capture therapy in oncology was proposed in
  • boron neutron capture therapy allows the selective destruction of malignant tumor cells.
  • a proton beam of 10 mA 2.5 MeV leads to a neutron flux of 8.9 x 10 12 s -1 at an average neutron energy of 0.55 MeV.
  • the therapeutic beam of epithermal neutrons is formed by a system consisting of a moderator, a reflector and a collimator.
  • reaction 7 Li (p, n) 7 Be is a threshold and is characterized by an unusually rapid increase in the reaction cross section near the threshold, this property allows us to consider the additional possibility of working in a threshold mode, when the proton energy exceeds the reaction threshold of 1.882 MeV by 30–40 keV, in this case kinematically ollimirovanny forward neutron beam with an average energy of 30 keV can be directly used for neutron capture therapy.
  • the accelerator-based lithium target concept has a number of critical problems, mainly related to the poor mechanical, chemical, and thermal properties of lithium.
  • the specific heat flux can reach 1 kW / cm 2 .
  • a static target for a relatively small specific heat flux we can cite neutron-producing targets described by Pat. US 4,666,651, A61N5 / 10, 05/19/1987; Rat. US 5920601, A61N5 / 10, 07/06/1999.
  • lithium compounds have a significantly higher melting point, the neutron yield from lithium hydride is 30% less, and from lithium oxide 2 times less.
  • the next important aspect of the lithium target is its thickness, since inelastic proton scattering on lithium nuclei leads to a significant flux of ⁇ -quanta with an energy of 0.477 MeV.
  • the optimal thickness of lithium is such a thickness at which the proton is inhibited to 1.882 MeV - the energy of the threshold of the neutron generation reaction. At an initial proton energy of 2.5 MeV, this size is 88 ⁇ m, and at 1.915 MeV it is 4.3 ⁇ m [H. Andersen (Ed.). Well gogep storripg rovers apd rappes ip all elepts, Regamop Press Ips, 1977]. Further absorption of protons should be carried out in tungsten, molybdenum, or any other substance in which, unlike lithium, proton scattering does not lead to the emission of gamma rays.
  • the optimal neutron-generating layer is a layer of pure lithium metal with a thickness of 10 to 100 microns.
  • accelerators existing in a number of countries are being adapted for conducting experiments on the production of epithermal neutron beams.
  • Birmingham [A. Wowp, C. Forseu, and M. Sott. The desigp apd testigp high rover lithium tagget fog asseleretog-based bogop suture sarte teraru.
  • the thickness of lithium is 1 mm.
  • a lithium layer about 1 mm thick is usually obtained by melting lithium in an inert atmosphere.
  • the need to work in an inert atmosphere is due to the fact that when lithium is placed in the air, its compounds (nitride, hydride and lithium oxide) are instantly formed. Therefore, lithium is stored, as a rule, in sealed vessels, either in kerosene or in mineral oil with paraffin, and any operations with lithium are carried out in an inert atmosphere.
  • lithium chromate tablets are commonly used, which can be used in a normal atmosphere.
  • titanium or zirconium powders are used, which, together with lithium chromate, are heated to a temperature of about 600 ° C.
  • zirconium powder ignites in a normal atmosphere, working with it requires special precautions.
  • the objective of the invention is to simplify the creation of a lithium layer of a neutron-generating target of a neutron source based on an accelerator.
  • a lithium container which is a closed hollow metal (for example, aluminum) thin-walled body, completely filled with pure lithium in the solid state.
  • Thin-walled housing can be made in the form of a cylinder.
  • the metal case may be prefabricated and then filled with lithium.
  • the metal case can be made parallel to the lithium filling process. So, if lithium is stored in a bellows and squeezed out under pressure in the form of a rod, then a thin-walled aluminum tube enveloping lithium can be squeezed out in parallel. Thin-walled metal housing can be made in the form of a thin plate, which is wrapped with lithium.
  • the lithium container allows you to save lithium in a metallic state, as it prevents the interaction of lithium with the surrounding air.
  • a lithium container allows you to transport and perform any other operations with it in a normal atmosphere, rather than inert, typical for working with pure lithium.
  • a lithium container made of aluminum allows the deposition of lithium at a temperature below the melting point of aluminum (660 C).
  • the lithium container was installed in the developed lithium deposition system, consisting of a heater and a system of holes for the formation of a uniform stream of lithium vapor. It was experimentally determined that heating a lithium container to a temperature of 450 ° C, which is 210 ° C lower than the melting temperature of aluminum, leads to the deposition of a dense clean lithium layer of controlled thickness from 10 to 100 ⁇ m on the target substrate. Most likely, when the lithium container is heated, an alloy is formed whose melting point is lower than the melting temperature of aluminum. Since at a temperature of 450 ° C the vapor pressure of aluminum is of the order of 10 ⁇ 12 Torr, and lithium 10 ⁇ Torr, only lithium evaporates. The possibility of deposition of lithium when heated to a temperature of the order of

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Radiation-Therapy Devices (AREA)
  • Particle Accelerators (AREA)

Abstract

The invention can be used mainly in neutron and neutron capturing therapy. The inventive container is used for evaporating a lithium layer on the neutron-generating target of an accelerator-based neutron source. Said lithium container is designed in the form of a closed hollow metal (for example aluminium) thin-walled body which is completely filled with pure solid-state lithium. The lithium container makes it possible to store metallic lithium in a standard atmosphere. Said property substantially simplifies the transportation of the container and the process for loading lithium in an evaporator unit, since the inert atmosphere is not required. The lithium container, which is made of a thin-walled aluminium sheet, enables the pure lithium, heated to a temperature lower than the aluminium melt point, to be evaporated on the target substrate. Said property substantially reduces loads and simplifies the structural design for the evaporating system. The aim of the invention is to simplify a lithium layer evaporation process.

Description

ЛИТИЕВЫЙ КОНТЕЙНЕР LITHIUM CONTAINER
Изобретение относится к ядерной физике и медицине и может быть применено в источниках нейтронов, выполненных на основе ускорителей заряженных частиц. Такие источники предназначены для использования, преимущественно, в медицинской технике, применяемой в нейтронной терапии, главным образом, в нейтронозахватной терапии (НЗТ). Концепция нейтронозахватной терапии в онкологии была предложена вThe invention relates to nuclear physics and medicine and can be used in neutron sources based on charged particle accelerators. Such sources are intended for use mainly in medical equipment used in neutron therapy, mainly in neutron capture therapy (NRT). The concept of neutron capture therapy in oncology was proposed in
1936 году, спустя четыре года после открытия нейтрона. Ее физический принцип заключается в следующем. Раствор, содержащий стабильный изотоп бор- 10, вводится в кровь человека, и через некоторое время бор сорбируется преимущественно в клетках опухоли. Затем опухоль облучается потоком эпитепловых (от 1 эВ до 1 кэВ) нейтронов. В результате поглощения нейтрона стабильным изотопом 10B происходит ядерная реакция, и образующиеся энергетичные α-частица и ион 7Li быстро тормозятся на длине размера клетки и выделяют энергию ~2,3 МэВ в пределах именно той клетки, которая содержала ядро бора, что приводит к её поражению. Т.о., бор- нейтронозахватная терапия (БНЗТ) позволяет осуществить избирательное поражение клеток злокачественных опухолей.1936, four years after the discovery of the neutron. Its physical principle is as follows. A solution containing the stable boron-10 isotope is introduced into human blood, and after some time, boron is sorbed mainly in tumor cells. Then the tumor is irradiated with a stream of epithermal (from 1 eV to 1 keV) neutrons. As a result of neutron absorption by the stable 10 B isotope, a nuclear reaction occurs, and the resulting energetic α-particle and 7 Li ion are rapidly inhibited along the cell size and release energy ~ 2.3 MeV within the cell that contained the boron nucleus, which leads to her defeat. Thus, boron neutron capture therapy (BNCT) allows the selective destruction of malignant tumor cells.
В начале 1950-х годов было впервые продемонстрировано, что определенные соединения бора позволяют получить более высокую концентрацию бора в клетках раковой опухоли по сравнению со здоровой. С середины 1950-х годов методику с переменным успехом отрабатывали на ядерных ректорах в ряде стран. Основные достижения были связаны с именем японского нейрохирурга Хатанаки, который провел облучение более 200 пациентов с очень обнадеживающими результатами, и с прогрессом в синтезе препаратов, содержащих изотоп ' В. Так, были получены препараты, которые создают концентрацию изотопа ' В в опухолевой ткани до 40 мкг/г, что в 3,5 раза больше, чем в здоровой ткани. Такая концентрация и контраст позволяют сделать вклад фонового облучения приемлемо малым и действительно обеспечить возможность избирательного поражения клеток опухоли. Целесообразность развития технологии нейтронозахватной терапии обусловлена ее ориентацией на лечение таких видов злокачественных опухолей, которые практически не поддаются никаким другим методам, — глиобластомы мозга и метастазы меланомы. В 1990-е годы одновременно с работами на реакторах начались интенсивные обсуждения вопроса разработки и создания нейтронного источника на основе компактного и недорогого ускорителя, которым можно было бы оснастить практически каждую онкологическую клинику. Предложены различные принципы построения систем НЗТ на базе ускорителя с пучком частиц, взаимодействующим с мишенью для генерации нейтронов. В основном, рассматриваются четыре реакции [T. Вluе and J. Yапсh. Ассеlегаtоr- bаsеd ерithегmаl пеutгоп sоurсеs fоr bоrоп пеutгоп сарtuге thеrару оf brаiп tumоrs. Jоurпаl оf Nеurо-опсоlоgу 62 (2003) 19-31; С. Lее, X. Zhоu. Тhiсk tагgеt пеutгоп уiеlds fоr thе 7Li(p,п)7Be rеасtiоп пеаг thгеshоld. NIM В 152 (1999) 1-1 L]: 7Li(p,п), 9Be(p,п), 9Be(d,п) и 13C(d,п). Наилучшей реакцией генерации эпитепловых нейтронов является бомбардирование протонов по литию: поток нейтронов большой и энергетический спектр сравнительно мягкий. Так, протонный пучок 10 мА 2,5 МэВ приводит к потоку нейтронов 8,9 х 1012 с"1 при средней энергии нейтронов 0,55 МэВ. Терапевтический пучок эпитепловых нейтронов формируется системой, состоящей из замедлителя, отражателя и коллиматора. Поскольку реакция 7Li(p,n)7Be является пороговой и характеризуется необычайно быстрым ростом сечения реакции вблизи порога, то это свойство позволяет рассматривать дополнительную возможность работы в припороговом режиме, когда энергия протонов превышает на 30 - 40 кэВ порог реакции 1,882 МэВ. В этом случае кинематически коллимированный вперед нейтронный пучок со средней энергией 30 кэВ может быть прямо использован для нейтронозахватной терапии.In the early 1950s, it was first demonstrated that certain boron compounds provide a higher concentration of boron in cancer cells compared to a healthy one. Since the mid-1950s, the methodology has been tested with varying success at nuclear reactors in a number of countries. The main achievements were associated with the name of the Japanese neurosurgeon Hatanaki, who irradiated more than 200 patients with very encouraging results, and with the progress in the synthesis of drugs containing the isotope 'B. Thus, drugs were obtained that create a concentration of the isotope' B in tumor tissue up to 40 mcg / g, which is 3.5 times more than in healthy tissue. Such concentration and contrast make it possible to make the contribution of background radiation reasonably small, and indeed provide the possibility of selective damage to tumor cells. The feasibility of developing neutron capture therapy technology is due to its focus on the treatment of such types of malignant tumors that are practically not amenable to any other methods, such as brain glioblastomas and melanoma metastases. In the 1990s, simultaneously with work on reactors, intensive discussions began on the development and creation of a neutron source based on a compact and inexpensive accelerator, which could be equipped with almost every oncology clinic. Various principles have been proposed for constructing NCT systems based on an accelerator with a particle beam interacting with a neutron generation target. Basically, four reactions are considered [T. Blue and J. Yaps. Asselegatór-based érétgmöl sörgös source för börop bört sartuge théraru of baip tumors. Jörpal of Neuro-opsologo 62 (2003) 19-31; S. Lee, X. Zhou. Thiсk tagget paths fors 7 Li (p, p) 7 Be rаstiop peag thеşоld. NIM B 152 (1999) 1-1 L]: 7 Li (p, p), 9 Be (p, p), 9 Be (d, p) and 13 C (d, p). The best reaction for generating epithermal neutrons is the proton bombardment of lithium: the neutron flux is large and the energy spectrum is relatively soft. Thus, a proton beam of 10 mA 2.5 MeV leads to a neutron flux of 8.9 x 10 12 s -1 at an average neutron energy of 0.55 MeV. The therapeutic beam of epithermal neutrons is formed by a system consisting of a moderator, a reflector and a collimator. Since reaction 7 Li (p, n) 7 Be is a threshold and is characterized by an unusually rapid increase in the reaction cross section near the threshold, this property allows us to consider the additional possibility of working in a threshold mode, when the proton energy exceeds the reaction threshold of 1.882 MeV by 30–40 keV, in this case kinematically ollimirovanny forward neutron beam with an average energy of 30 keV can be directly used for neutron capture therapy.
В России проработана концепция протонный пучок - литиевая мишень, включающая использование тандемного ускорителя для воздействия на литиевую мишень протонами с энергией, превышающей порог продуцирования 1,882 МэВ при реакции 7Li(p,n)7Be, подобная описанной в Раt. US 5976066, A61N5/10, 02.1 1.1999. Предварительные исследования показали, что получение протонного пучка 10 мА позволит обеспечить желательное время терапии в десятки минут.The concept of a proton beam — a lithium target — has been developed in Russia, including the use of a tandem accelerator to expose a lithium target to protons with energies exceeding the production threshold of 1.882 MeV in the 7 Li (p, n) 7 Be reaction, similar to that described in Pat. US 5976066, A61N5 / 10, 02.1 1.1999. Preliminary studies have shown that obtaining a proton beam of 10 mA will provide the desired treatment time in tens of minutes.
В то же время, концепция литиевой мишени на базе ускорителя имеет ряд критических проблем, в основном связанных с плохими механическими, химическими и тепловыми свойства лития.At the same time, the accelerator-based lithium target concept has a number of critical problems, mainly related to the poor mechanical, chemical, and thermal properties of lithium.
Важным аспектом мишени является ее значительный нагрев пучком. Так, для статических мишеней удельный тепловой поток может достигать 1 кВт/см2. В качестве примера статической мишени на относительно небольшой удельный тепловой поток можно привести нейтронопродуцирующие мишени, описанные Раt. US 4666651, A61N5/10, 19.05.1987; Раt. US 5920601, A61N5/10, 06.07.1999. При использовании литиевой мишени требуется не только снять такую высокую удельную нагрузку, но и поддерживать литиевый слой в твердом состоянии (ниже 180 С) для ограничения распространения неизменно образующегося в результате реакции 7Li(p,n)7Be радиоактивного изотопа бepиллий-7. Хотя соединения лития имеют значительно более высокую температуру плавления, но выход нейтронов из гидрида лития на 30 % меньше, а из оксида лития - в 2 раза меньше.An important aspect of the target is its significant beam heating. So, for static targets, the specific heat flux can reach 1 kW / cm 2 . As an example of a static target for a relatively small specific heat flux, we can cite neutron-producing targets described by Pat. US 4,666,651, A61N5 / 10, 05/19/1987; Rat. US 5920601, A61N5 / 10, 07/06/1999. When using a lithium target, it is necessary not only to remove such a high specific load, but also to maintain the lithium layer in a solid state (below 180 ° C) to limit the propagation of the radioactive isotope of beryllium-7 that is constantly formed as a result of the 7 Li (p, n) 7 Be reaction. Although lithium compounds have a significantly higher melting point, the neutron yield from lithium hydride is 30% less, and from lithium oxide 2 times less.
Следующим важным аспектом литиевой мишени является ее толщина, поскольку неупругое рассеяние протонов на ядрах лития приводит к значительному потоку γ-квантов энергией 0,477 МэВ. Оптимальной толщиной лития является такая толщина, на которой протон тормозится до 1,882 МэВ - энергии порога реакции генерации нейтронов. При начальной энергии протонов 2,5 МэВ этот размер равен 88 мкм, а при 1,915 МэВ - 4,3 мкм [H. Andersen (Ed.). Нуdгоgеп stоррiпg роwеrs апd rапgеs iп аll еlеmепts, Реrgаmоп Рrеss Iпс, 1977]. Дальнейшее поглощение протонов должно осуществляться в вольфраме, молибдене или любом другом веществе, в котором, в отличие от лития, рассеяние протонов не приводит к излучению γ-квантов.The next important aspect of the lithium target is its thickness, since inelastic proton scattering on lithium nuclei leads to a significant flux of γ-quanta with an energy of 0.477 MeV. The optimal thickness of lithium is such a thickness at which the proton is inhibited to 1.882 MeV - the energy of the threshold of the neutron generation reaction. At an initial proton energy of 2.5 MeV, this size is 88 μm, and at 1.915 MeV it is 4.3 μm [H. Andersen (Ed.). Well gogep storripg rovers apd rappes ip all elepts, Regamop Press Ips, 1977]. Further absorption of protons should be carried out in tungsten, molybdenum, or any other substance in which, unlike lithium, proton scattering does not lead to the emission of gamma rays.
Еще одним важным аспектом мишени является ее ограниченное время жизни вследствие наведенной активности и модификации поверхностного слоя при имплантации протонов, вплоть до образования блистеров и отслаивания чешуек. При работе в клинике желательно будет производить смену мишени не реже чем раз в неделю. Т.о., оптимальным нейтроногенерирующим слоем является слой чистого металлического лития толщиной от 10 до 100 мкм. В настоящее время существующие в ряде стран ускорители адаптируются для проведения экспериментов по получению пучков эпитепловых нейтронов. В Бирмингеме (Англия) [А. Вrоwп, К. Fоrsеу, and M. Sсоtt. Тhе dеsigп апd tеstiпg high роwеr lithium tагgеt fог ассеlеrаtог-bаsеd bогоп пеutгоп сарturе thеrару. Rеsеагсh апd Dеvеlорmепt iп Nеutrоп Сарturе Thеrару, Еds.: W. Sаuеrwеiп, R. Моss, апd А. Wittig. Мопduzzi Еditоге, 2002, p.277-282] и в Обнинске (Россия) [О. Копопоv, еt аl. Орtimizаtiоп оf ап ассеlеrаtог-bаsеd ерithеrmаl пеutгоп sоurсе fог пеutгоп сарturе thеrару. Аррliеd Rаdiаtiоп апd Isоtореs 61 (2004) 1009-1013] используются литиевые мишени. Поскольку эти работы еще не направлены на лечение и носят исследовательский характер, то и ряд параметров мишени не являются оптимальными. Так, в Бирмингеме толщина лития 1 мм. Литиевый слой толщиной порядка 1 мм получают обычно расплавлением лития в инертной атмосфере. Необходимость работы в инертной атмосфере связана с тем, что при помещении лития в воздушную среду моментально образуются его соединения (нитрид, гидрид и оксид лития). Поэтому литий хранится, как правило, в запаянных сосудах, либо в керосине или в минеральном масле с парафином, а любые операции с литием осуществляются в инертной атмосфере.Another important aspect of the target is its limited lifetime due to induced activity and surface layer modification during proton implantation, up to the formation of blisters and flaking of flakes. When working in a clinic, it will be advisable to change the target at least once a week. Thus, the optimal neutron-generating layer is a layer of pure lithium metal with a thickness of 10 to 100 microns. Currently, accelerators existing in a number of countries are being adapted for conducting experiments on the production of epithermal neutron beams. In Birmingham (England) [A. Wowp, C. Forseu, and M. Sott. The desigp apd testigp high rover lithium tagget fog asseleretog-based bogop suture sarte teraru. Reseagsh apd Develmept ip Neutro Sarture Théraru, Ed .: W. Sauerweip, R. Moss, apd A. Wittig. Mopduzzi Editoge, 2002, p.277-282] and in Obninsk (Russia) [O. Kopopov, et al. Ortimizatiof оf ap asselératog-based erithermal path sourse fog path sarture teraru. Arrliéd Radiátiop apd Isotores 61 (2004) 1009-1013] lithium targets are used. Since these works are not yet aimed at treatment and are of a research nature, a number of target parameters are not optimal. So, in Birmingham, the thickness of lithium is 1 mm. A lithium layer about 1 mm thick is usually obtained by melting lithium in an inert atmosphere. The need to work in an inert atmosphere is due to the fact that when lithium is placed in the air, its compounds (nitride, hydride and lithium oxide) are instantly formed. Therefore, lithium is stored, as a rule, in sealed vessels, either in kerosene or in mineral oil with paraffin, and any operations with lithium are carried out in an inert atmosphere.
Другим способом получения литиевого слоя является нагрев соединений лития. Так, обычно используются таблетки хромата лития, с которыми возможна работа в обычной атмосфере. Для восстановления лития используются порошки титана или циркония, которые вместе с хроматом лития нагреваются до температуры около 600°C. Для получения литиевого слоя нужной толщины требуется значительное количество материала и нагрев до высокой температуры. Поскольку порошок циркония возгорается в обычной атмосфере, то работа с ним требует особых мер предосторожности.Another way to obtain a lithium layer is to heat lithium compounds. So, lithium chromate tablets are commonly used, which can be used in a normal atmosphere. For lithium reduction, titanium or zirconium powders are used, which, together with lithium chromate, are heated to a temperature of about 600 ° C. To obtain a lithium layer of the required thickness, a significant amount of material and heating to a high temperature are required. Since zirconium powder ignites in a normal atmosphere, working with it requires special precautions.
Задачей изобретения является упрощение создания литиевого слоя нейтроногенерирующей мишени источника нейтронов на основе ускорителя.The objective of the invention is to simplify the creation of a lithium layer of a neutron-generating target of a neutron source based on an accelerator.
Для решения поставленной задачи изготовлен литиевый контейнер, представляющий собой замкнутый полый металлический (например, алюминиевый) тонкостенный корпус, полностью заполненный чистым литием в твердом состоянии.To solve this problem, a lithium container is made, which is a closed hollow metal (for example, aluminum) thin-walled body, completely filled with pure lithium in the solid state.
Тонкостенный корпус может быть выполнен в виде цилиндра. Металлический корпус может быть изготовлен заранее и затем быть заполненным литием.Thin-walled housing can be made in the form of a cylinder. The metal case may be prefabricated and then filled with lithium.
Металлический корпус может изготовляться параллельно процессу заполнения литием. Так, если литий храниться в сильфоне и выдавливается под давлением в виде стержня, то параллельно может выдавливаться тонкостенная алюминиевая труба, обволакивающая литий. Тонкостенный металлический корпус может быть выполнен в виде тонкой пластины, которой обвертывают литий.The metal case can be made parallel to the lithium filling process. So, if lithium is stored in a bellows and squeezed out under pressure in the form of a rod, then a thin-walled aluminum tube enveloping lithium can be squeezed out in parallel. Thin-walled metal housing can be made in the form of a thin plate, which is wrapped with lithium.
Литиевый контейнер позволяет сохранить литий в металлическом состоянии, поскольку предотвращает взаимодействие лития с окружающим воздухом. Литиевый контейнер позволяет транспортировать и производить любые другие действия с ним в условиях обычной атмосферы, а не инертной, характерной для работы с чистым литием.The lithium container allows you to save lithium in a metallic state, as it prevents the interaction of lithium with the surrounding air. A lithium container allows you to transport and perform any other operations with it in a normal atmosphere, rather than inert, typical for working with pure lithium.
Литиевый контейнер из алюминия позволяет осуществить напыление лития при температуре ниже температуры плавления алюминия (660 С). Литиевый контейнер был установлен в разработанную систему напыления лития, состоящую из нагревателя и системы отверстий для формирования однородного потока паров лития. Экспериментально определено, что нагревание литиевого контейнера до температуры 450 С, что на 210 C ниже температуры плавления алюминия, приводит к напылению на подложку мишени плотного чистого литиевого слоя контролируемой толщины от 10 до 100 мкм. Вероятнее всего, при нагревании литиевого контейнера образуется сплав, температура плавления которого ниже температуры плавления алюминия. Поскольку при температуре 450 С давление паров алюминия порядка 10~12 торр, а лития 10^ торр, то испаряется только литий. Возможность напыления лития при нагревании до температуры порядкаA lithium container made of aluminum allows the deposition of lithium at a temperature below the melting point of aluminum (660 C). The lithium container was installed in the developed lithium deposition system, consisting of a heater and a system of holes for the formation of a uniform stream of lithium vapor. It was experimentally determined that heating a lithium container to a temperature of 450 ° C, which is 210 ° C lower than the melting temperature of aluminum, leads to the deposition of a dense clean lithium layer of controlled thickness from 10 to 100 μm on the target substrate. Most likely, when the lithium container is heated, an alloy is formed whose melting point is lower than the melting temperature of aluminum. Since at a temperature of 450 ° C the vapor pressure of aluminum is of the order of 10 ~ 12 Torr, and lithium 10 ^ Torr, only lithium evaporates. The possibility of deposition of lithium when heated to a temperature of the order of
450°C существенно упрощает систему напыления по сравнению со случаем нагревания соединений лития или сплавов, когда требуется не только более высокая температура нагревания, но и нагревание большего объема материала. 450 ° C greatly simplifies the spraying system compared with the case of heating lithium compounds or alloys, when not only a higher heating temperature is required, but also heating a larger volume of material.

Claims

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ CLAIM
Применение герметичного контейнера с литием для использования в источнике нейтронов на основе ускорителя. The use of a sealed container with lithium for use in an accelerator-based neutron source.
PCT/RU2007/000276 2007-05-28 2007-05-28 Lithium container WO2008147239A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/RU2007/000276 WO2008147239A1 (en) 2007-05-28 2007-05-28 Lithium container

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/RU2007/000276 WO2008147239A1 (en) 2007-05-28 2007-05-28 Lithium container

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2008147239A1 true WO2008147239A1 (en) 2008-12-04

Family

ID=40316846

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/RU2007/000276 WO2008147239A1 (en) 2007-05-28 2007-05-28 Lithium container

Country Status (1)

Country Link
WO (1) WO2008147239A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9434072B2 (en) 2012-06-21 2016-09-06 Rethink Robotics, Inc. Vision-guided robots and methods of training them

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3993910A (en) * 1975-12-02 1976-11-23 The United States Of America As Represented By The United States Energy Research & Development Administration Liquid lithium target as a high intensity, high energy neutron source
US5392319A (en) * 1992-12-22 1995-02-21 Eggers & Associates, Inc. Accelerator-based neutron irradiation
RU2282908C2 (en) * 2003-10-06 2006-08-27 Российский Федеральный Ядерный Центр - Всероссийский Научно-Исследовательский Институт Технической Физики Имени Академика Е.И. Забабахина (Рфяц Вниитф) Neutron-producing target assembly

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3993910A (en) * 1975-12-02 1976-11-23 The United States Of America As Represented By The United States Energy Research & Development Administration Liquid lithium target as a high intensity, high energy neutron source
US5392319A (en) * 1992-12-22 1995-02-21 Eggers & Associates, Inc. Accelerator-based neutron irradiation
RU2282908C2 (en) * 2003-10-06 2006-08-27 Российский Федеральный Ядерный Центр - Всероссийский Научно-Исследовательский Институт Технической Физики Имени Академика Е.И. Забабахина (Рфяц Вниитф) Neutron-producing target assembly

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
PLJUSCHEVA V.E.: "SPRAVOCHNIK PO REDKIM METALLAM", 1965, MIR, M., pages: 353 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9434072B2 (en) 2012-06-21 2016-09-06 Rethink Robotics, Inc. Vision-guided robots and methods of training them
US9669544B2 (en) 2012-06-21 2017-06-06 Rethink Robotics, Inc. Vision-guided robots and methods of training them

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Spencer et al. Laser generation of proton beams for the production of short-lived positron emitting radioisotopes
Allen et al. A design study for an accelerator-based epithermal neutron beam for BNCT
RU2717363C1 (en) Beam forming unit for neutron capture therapy
EP2606489B1 (en) Method for producing isotopes, in particular method for producing radioisotopes by means of gamma-beam irradiation
Taskaev Development of an accelerator-based epithermal neutron source for boron neutron capture therapy
EP3421089B1 (en) Neutron capture therapy system for eliminating amyloid -protein plaque
WO2018076787A1 (en) Beam shaping body for neutron capture therapy
WO2008025737A1 (en) Neutron generating device for boron neutron capture therapy
JP2008022920A (en) Medical apparatus for boron neutron capture therapy
Ma et al. Photonuclear production of medical isotopes 62, 64Cu using intense laser-plasma electron source
RU2594020C1 (en) Method of obtaining radionuclide lutetium-177
US20140226774A1 (en) Production of actinium-227 and thorium-228 from radium-226 to supply alpha-emitting isotopes radium-223, thorium-227, radium-224, bismuth-212
Vatulin et al. Searching for stimulated de-excitation of the 186 m Re nuclei isomeric state in ISKRA-5 laser plasma
Habs et al. Neutron halo isomers in stable nuclei and their possible application for the production of low energy, pulsed, polarized neutron beams of high intensity and high brilliance
RU2282909C2 (en) Neutron production method
JP7126733B2 (en) Neutron source for neutron capture therapy
WO2008147239A1 (en) Lithium container
RU2540124C2 (en) System for generating neutron beam
CN109925610B (en) Neutron capture therapy system
JP7292345B2 (en) Neutron source with beam shaper for cancer treatment
RU2610301C1 (en) Neutron-generating target
Benzi et al. Feasibility analysis of a Plasma Focus neutron source for BNCT treatment of transplanted human liver
JP2004191190A (en) High-temperature generating method and system by nuclear transformation processing
JP2013031600A (en) Cancer treatment system
Sitarz Research on production of new medical radioisotopes with cyclotron

Legal Events

Date Code Title Description
ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2007128278

Country of ref document: RU

Kind code of ref document: A

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 07861010

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 07861010

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1