Nothing Special   »   [go: up one dir, main page]

RU142218U1 - TARGET DEVICE FOR CYCLOTRON WITH 12-18 MEV PROTON ENERGY FOR OBTAINING RADIONUCLIDE FTOR-18 - Google Patents

TARGET DEVICE FOR CYCLOTRON WITH 12-18 MEV PROTON ENERGY FOR OBTAINING RADIONUCLIDE FTOR-18 Download PDF

Info

Publication number
RU142218U1
RU142218U1 RU2013152766/07U RU2013152766U RU142218U1 RU 142218 U1 RU142218 U1 RU 142218U1 RU 2013152766/07 U RU2013152766/07 U RU 2013152766/07U RU 2013152766 U RU2013152766 U RU 2013152766U RU 142218 U1 RU142218 U1 RU 142218U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
target
target device
foil
walled
water cavity
Prior art date
Application number
RU2013152766/07U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Борис Валентинович Забродин
Анатолий Вадимович Регель
Роман Михайлович Клопенков
Михаил Леонидович Клопенков
Original Assignee
Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом"
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 Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" filed Critical Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом"
Priority to RU2013152766/07U priority Critical patent/RU142218U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU142218U1 publication Critical patent/RU142218U1/en

Links

Images

Landscapes

  • Particle Accelerators (AREA)

Abstract

1. Мишенное устройство, содержащее коллиматор, корпус коллиматора с охлаждением, выходную фольгу, фольгу мишени, узел гелиевого охлаждения межфольгового пространства, корпус мишени, прижимной фланец мишени, заднюю крышку с узлом охлаждения корпуса мишени, отличающееся тем, что водяная полость мишени выполнена тонкостенной с толщиной стенки от 0,5 до 2 мм.2. Мишенное устройство по п.1, отличающееся тем, что водяная полость мишени выполнена тонкостенной в форме конуса.3. Мишенное устройство по п.1, отличающееся тем, что водяная полость мишени выполнена тонкостенной в форме сферы.1. A target device comprising a collimator, a collimator body with cooling, an output foil, a target foil, a helium cooling unit between the foil spaces, a target body, a target pressure flange, a back cover with a target body cooling unit, characterized in that the target water cavity is thin-walled with wall thickness from 0.5 to 2 mm. 2. The target device according to claim 1, characterized in that the water cavity of the target is thin-walled in the shape of a cone. The target device according to claim 1, characterized in that the water cavity of the target is made thin-walled in the form of a sphere.

Description

Область техникиTechnical field

Заявленное техническое решение относится к медицинской технике, а именно к средствам наработки радионуклидов для производства радиофармпрепаратов, используемых для проведения диагностики широкого спектра заболеваний методом позитронно-эмиссионной томографии.The claimed technical solution relates to medical equipment, namely to the means of producing radionuclides for the production of radiopharmaceuticals used to diagnose a wide range of diseases using positron emission tomography.

Уровень техникиState of the art

Радионуклид 18F производится по ядерной реакции 18O(p,n)18F при облучении протонами кислорода, обогащенного изотопом 18О в химической форме H218O.The 18 F radionuclide is produced by the nuclear reaction 18 O (p, n) 18 F upon irradiation with protons of oxygen enriched with the 18 O isotope in the chemical form H 2 18 O.

Из уровня техники известно мишенное устройство, в котором в качестве материала корпуса мишени выбран тантал. Конструктивно корпус выполнен из диска и кольца толщиной 2 мм. Со стороны входа пучка объем мишени закрывается титановой фольгой толщиной 50 мкм. Рабочий объем мишени герметизируется прокладками из фторопласта толщиной 20 мкм. Выбранные материалы не взаимодействуют с ионами фтора, образующимися в воде, и практически не вносят примесных загрязнений. Вода в мишени облучается при избыточном давлении, создаваемом гелием. Мишень выдерживает избыточное давление в объеме не менее 6 кг/см2 при рабочем давлении 2 кг/см2. Данное мишенное устройство позволяет получить до 0,8 Ки фтора-18 за 2 часа облучения. (Радионуклидные методы визуализации: Учебное пособие. СПб.; СПб. гос. политехи, университет, 2006, 75 с. Авторы: Б.В. Забродин, В.Н. Ломасов, А.В. Моторный)In the prior art, a target device is known in which tantalum is selected as the target body material. Structurally, the housing is made of a disk and a ring 2 mm thick. From the side of the beam entrance, the target volume is closed by a titanium foil 50 μm thick. The working volume of the target is sealed with 20 μm thick fluoroplastic gaskets. The selected materials do not interact with fluorine ions formed in water and practically do not introduce impurity contaminants. Water in the target is irradiated at an excess pressure created by helium. The target withstands excess pressure in a volume of at least 6 kg / cm 2 at a working pressure of 2 kg / cm 2 . This target device allows you to get up to 0.8 Ki fluorine-18 in 2 hours of exposure. (Radionuclide imaging methods: Textbook. St. Petersburg; St. Petersburg State Polytechnic University, 2006, 75 pp. Authors: BV Zabrodin, VN Lomasov, AV Motorny)

Недостатками данного технического решения являются:The disadvantages of this technical solution are:

1. малая глубина полости тела мишени для облучаемого материала (2 мм) приводит к неполному поглощению протонов и тем самым к снижению производительности мишенного устройства;1. a shallow depth of the cavity of the target body for the irradiated material (2 mm) leads to incomplete absorption of protons and thereby to a decrease in the productivity of the target device;

2. применение фторопластовых прокладок может привести к попаданию продуктов деструкции фторопласта в облученную воду и снижению радиохимического выхода РФП при использовании радионуклида, полученного с помощью данного мишенного устройства;2. the use of fluoroplastic gaskets can lead to the release of fluoroplastic degradation products into irradiated water and a decrease in the radiochemical yield of the radiopharmaceutical when using a radionuclide obtained using this target device;

3. конструкция тела мишени выполнена так (малая конденсационная поверхность камеры для облучаемого материала, отсутствие оребрения, прокладка между задней стенкой мишени и телом мишени), что не обеспечивает достаточного охлаждения его и приводит к снижению производительности мишенного устройства.3. The design of the target body is performed in such a way (a small condensation surface of the chamber for the irradiated material, the absence of fins, laying between the rear wall of the target and the target body), which does not provide sufficient cooling for it and leads to a decrease in the performance of the target device.

ПрототипPrototype

В качестве прототипа было выбрано мишенное устройство для получения радионуклида фтор-18 содержащее, тело мишени с полостью для облучаемого материала, расположенной в центральной части передней поверхности тела, фланец, его заднюю стенку и фольги. Мишенное устройство дополнительно содержит зажимную пластину, тело мишени выполнено цельным, из ниобия, сверху и снизу имеет резьбы 10-32 UNF, высота полости для облучаемого материала составляет 41 мм, полость имеет овальную форму, дно ее выполнено скошенным под углом 45 градусов, задняя стенка тела мишени имеет оребрение, по форме и местоположению совпадающее с овальной полостью на передней поверхности тела мишени, фланец имеет углубление для крепления тела мишени, расположенное таким образом, что центр тела мишени расположен на 11 мм выше центра отверстия для пучка протонов, задняя стенка фланца имеет выемку для циркуляции охлаждающей воды, в верхней и нижней части которой имеются резьбы G1/4, фольги расположены одна между телом мишени и фланцем, другая - между фланцем и зажимной пластиной (Патент на полезную модель МИШЕННОЕ УСТРОЙСТВО К ЦИКЛОТРОНУ С ЭНЕРГИЕЙ ПРОТОНОВ 18 МэВ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ РАДИОНУКЛИДА ФТОР-18 В ВИДЕ ФТОРИД-АНИОНА №114260).As a prototype, a target device for producing a fluorine-18 radionuclide containing the target body with a cavity for the irradiated material located in the central part of the front surface of the body, a flange, its back wall and foil was chosen. The target device additionally contains a clamping plate, the target body is solid, made of niobium, has threads 10-32 UNF above and below, the cavity height for the irradiated material is 41 mm, the cavity has an oval shape, its bottom is beveled at an angle of 45 degrees, the back wall the target body has a ribbing, in shape and location matching the oval cavity on the front surface of the target body, the flange has a recess for attaching the target body, located so that the center of the target body is located 11 mm above the center a hole for proton beam, the back wall of the flange has a recess for cooling water circulation, in the upper and lower parts of which there are G1 / 4 threads, one foil is located between the target body and the flange, the other between the flange and the clamping plate (Utility Model Patent DEVICE FOR CYCLOTRON WITH 18 MEV PROTON ENERGY FOR OBTAINING RADIONUCLIDE FLUOR-18 IN THE TYPE OF FLUORIDE ANION №114260).

Недостатком данного технического решения является недостаточное охлаждение корпуса мишени, связанное с тем, что снятие тепла происходит только с задней стенки мишени, в следствии чего при повышении тока пучка мишень перегревается.The disadvantage of this technical solution is the insufficient cooling of the target body, due to the fact that heat is removed only from the rear wall of the target, as a result of which the target overheats with increasing beam current.

ЗадачаA task

Задача, на решение которой направлено техническое решение, представленное в полезной модели МИШЕННОЕ УСТРОЙСТВО К ЦИКЛОТРОНУ С ЭНЕРГИЕЙ ПРОТОНОВ 12-18 МэВ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ РАДИОНУКЛИДА ФТОР-18 заключается в оптимизации охлаждения корпуса мишени.The problem to which the technical solution is presented, presented in the utility model, TARGET DEVICE FOR CYCLOTRON WITH 12–18 MeV PROTON ENERGY FOR PRODUCING RADIO NUCLIDE FLUOR-18 consists in optimizing the cooling of the target body.

Данная задача решается за счет того, что водяная полость корпуса мишени (1) выполнена тонкостенной конусной или сферической формы с толщиной стенки от 0,5 до 2 мм. За счет этого появляется возможность подать охлаждающую воду на большую площадь поверхности корпуса мишени, а также улучшается теплообмен между рабочим телом (H2O18) и охлаждающей водой за счет уменьшения толщины стенки, выполненной из плохо проводящего тепло ниобия или тантала.This problem is solved due to the fact that the water cavity of the target body (1) is made of a thin-walled conical or spherical shape with a wall thickness of 0.5 to 2 mm. Due to this, it becomes possible to supply cooling water to a large surface area of the target body, and heat transfer between the working fluid (H 2 O 18 ) and cooling water is improved by reducing the wall thickness made of niobium or tantalum that is poorly conductive of heat.

Технический результатTechnical result

Техническим результатом данного решения является увеличение производительности мишени за счет оптимизации теплообмена между рабочим телом и охлаждающей водой. Максимальная производительность мишени при токе пучка 50 мкА составляет 7 Ки за 2 часа облучения.The technical result of this solution is to increase the performance of the target by optimizing heat transfer between the working fluid and cooling water. The maximum target performance at a beam current of 50 μA is 7 Ci for 2 hours of irradiation.

Раскрытие полезной моделиUtility Model Disclosure

Мишенное устройство содержит коллиматор (2), корпус коллиматора с охлаждением (3), выходную фольгу (4), фольгу мишени (5), узел гелиевого охлаждения межфольгового пространства (6), заднюю крышку (7) с узлом охлаждения корпуса мишени (8), корпус мишени (9). Корпус мишени выполнен цельным из ниобия или тантала (данные материалы используются по причине их высокой химической инертности). Водяная полость мишени тонкостенная, конусной или сферической формы (9). Вверху над водяной полостью расположен демпфирующий объем (10) для компенсации теплового расширения воды и выделяющейся газовой фазы при испарении и радиолизе воды, в демпфирующий объем введен канал подачи гелия для продувки мишени (11), в нижней части водяной полости находится канал для заправки и выпуска воды из мишени (12).The target device contains a collimator (2), a collimator body with cooling (3), an output foil (4), a target foil (5), a helium cooling unit between the foil spaces (6), a back cover (7) with a target body cooling unit (8) target body (9). The target body is made whole of niobium or tantalum (these materials are used because of their high chemical inertness). The water cavity of the target is thin-walled, conical or spherical in shape (9). At the top of the water cavity there is a damping volume (10) to compensate for the thermal expansion of water and the evolved gas phase during evaporation and radiolysis of water, a helium feed channel for purging the target (11) is introduced into the damping volume, and a channel for refueling and discharging is located in the lower part of the water cavity water from the target (12).

Осуществление полезной моделиUtility Model Implementation

Процесс получения радионуклида фтор-18 осуществляется следующим образом. Проходя через коллиматор (2), пучок ускоренных протонов обрезается, при этом остается та часть пучка, которая может быть эффективно использования для протекания 18O(p,n)18F реакции. Далее пучок проходит через выходную фольгу (4) и фольгу мишени (5). Выделенная в виде тепла на фольгах мощность снимается потоком гелия, подаваемого в полость между двумя фольгами. Далее пучок проникает непосредственно в водяную полость мишени (1) и поглощается рабочим телом. При этом, чем больше ток пучка, тем большая мощность поглощается рабочим телом. Чтобы максимально улучшить теплоотвод от корпуса мишени, водяная полость выполнена тонкостенной конусной или сферической формы с толщиной стенки от 0,5 до 2 мм. При этом большая часть внешней стороны водяной полости омывается охлаждающей водой через систему охлаждения мишени (8), а ее тонкостенная конструкция позволяет максимально улучшить теплопередачу между рабочим телом и охлаждающей водой.The process of obtaining the fluorine-18 radionuclide is as follows. Passing through the collimator (2), the beam of accelerated protons is cut off, while the part of the beam that can be effectively used for the 18 O (p, n) 18 F reaction remains. Then the beam passes through the output foil (4) and the target foil (5). The power released in the form of heat on the foils is removed by a stream of helium supplied to the cavity between the two foils. Next, the beam penetrates directly into the water cavity of the target (1) and is absorbed by the working fluid. Moreover, the greater the beam current, the greater the power absorbed by the working fluid. In order to maximize the heat removal from the target body, the water cavity is made of a thin-walled conical or spherical shape with a wall thickness of 0.5 to 2 mm. In this case, most of the outer side of the water cavity is washed by cooling water through the target cooling system (8), and its thin-walled design allows to maximize the heat transfer between the working fluid and cooling water.

Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings

Для лучшего понимания конструкции мишенного устройства, приведены сборочный чертеж мишенного устройства (Фиг. 1) и чертеж корпуса мишени (Фиг. 2):For a better understanding of the design of the target device, the assembly drawing of the target device (Fig. 1) and the drawing of the target body (Fig. 2) are shown:

1 - водяная полость корпуса мишени; 2 - коллиматор; 3 - корпус коллиматора с охлаждением; 4 - выходная фольга; 5 - фольга мишени; 6 - узел гелиевого охлаждения межфольгового пространства; 7 - задняя крышка; 8 - узел охлаждения корпуса мишени; 9 - корпус мишени; 10 - демпфирующий объем; 11 - канал подачи гелия; 12 - канал для заправки и выпуска воды из мишени.1 - water cavity of the target body; 2 - collimator; 3 - collimator housing with cooling; 4 - output foil; 5 - target foil; 6 - node helium cooling interfoil space; 7 - a back cover; 8 - cooling unit of the target body; 9 - target body; 10 - damping volume; 11 - helium feed channel; 12 - channel for refueling and discharging water from the target.

Claims (3)

1. Мишенное устройство, содержащее коллиматор, корпус коллиматора с охлаждением, выходную фольгу, фольгу мишени, узел гелиевого охлаждения межфольгового пространства, корпус мишени, прижимной фланец мишени, заднюю крышку с узлом охлаждения корпуса мишени, отличающееся тем, что водяная полость мишени выполнена тонкостенной с толщиной стенки от 0,5 до 2 мм.1. A target device comprising a collimator, a collimator body with cooling, an output foil, a target foil, a helium cooling unit between the foil spaces, a target body, a target pressure flange, a back cover with a target body cooling unit, characterized in that the target water cavity is thin-walled with wall thickness from 0.5 to 2 mm. 2. Мишенное устройство по п.1, отличающееся тем, что водяная полость мишени выполнена тонкостенной в форме конуса.2. The target device according to claim 1, characterized in that the water cavity of the target is made thin-walled in the shape of a cone. 3. Мишенное устройство по п.1, отличающееся тем, что водяная полость мишени выполнена тонкостенной в форме сферы.
Figure 00000001
3. The target device according to claim 1, characterized in that the water cavity of the target is made thin-walled in the form of a sphere.
Figure 00000001
RU2013152766/07U 2013-11-27 2013-11-27 TARGET DEVICE FOR CYCLOTRON WITH 12-18 MEV PROTON ENERGY FOR OBTAINING RADIONUCLIDE FTOR-18 RU142218U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013152766/07U RU142218U1 (en) 2013-11-27 2013-11-27 TARGET DEVICE FOR CYCLOTRON WITH 12-18 MEV PROTON ENERGY FOR OBTAINING RADIONUCLIDE FTOR-18

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013152766/07U RU142218U1 (en) 2013-11-27 2013-11-27 TARGET DEVICE FOR CYCLOTRON WITH 12-18 MEV PROTON ENERGY FOR OBTAINING RADIONUCLIDE FTOR-18

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU142218U1 true RU142218U1 (en) 2014-06-20

Family

ID=51219151

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2013152766/07U RU142218U1 (en) 2013-11-27 2013-11-27 TARGET DEVICE FOR CYCLOTRON WITH 12-18 MEV PROTON ENERGY FOR OBTAINING RADIONUCLIDE FTOR-18

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU142218U1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU190469U1 (en) * 2018-12-26 2019-07-02 Федеральное государственное бюджетное учреждение "Институт физики высоких энергий имени А.А. Логунова Национального исследовательского центра "Курчатовский институт" (НИЦ "Курчатовский институт" - ИФВЭ) TARGET DEVICE FOR THE IRRADIATED SUBSTANCE

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU190469U1 (en) * 2018-12-26 2019-07-02 Федеральное государственное бюджетное учреждение "Институт физики высоких энергий имени А.А. Логунова Национального исследовательского центра "Курчатовский институт" (НИЦ "Курчатовский институт" - ИФВЭ) TARGET DEVICE FOR THE IRRADIATED SUBSTANCE

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8288736B2 (en) Target device for producing a radioisotope
CA2958482A1 (en) Target device, radionuclide producing apparatus and method of producing a radionuclide
US20160141062A1 (en) Target body for an isotope production system and method of using the same
RU190469U1 (en) TARGET DEVICE FOR THE IRRADIATED SUBSTANCE
KR101065057B1 (en) Radio-isotope production heavy water target apparatus for improving cooling performance
RU142218U1 (en) TARGET DEVICE FOR CYCLOTRON WITH 12-18 MEV PROTON ENERGY FOR OBTAINING RADIONUCLIDE FTOR-18
KR100967359B1 (en) Radioisotope production gas target with fin structure at the cavity
KR101366689B1 (en) F-18 radio isotopes water target apparatus for improving cooling performance??with internal flow channel using thermosiphon
CN104010431B (en) A kind of FDG target system
KR101726380B1 (en) The gas target comprising colling system
JP7096825B2 (en) Gas target system for producing radioactive isotopes
RU114260U1 (en) TARGET DEVICE FOR CYCLOTRON WITH 18 MeV PROTON ENERGY FOR OBTAINING RADIO NUCLIDE FTOR-18 IN THE FORM OF FLUORIDE ANION
Siikanen et al. A niobium water target for routine production of [18F] Fluoride with a MC 17 cyclotron
Leonte et al. Medical radioisotopes production at TR-19 cyclotron from IFIN-HH
Salodkin et al. Cyclotron Production of Iodine-124.
RU2015157389A (en) METHOD FOR PRODUCING NICKEL-63 RADIONUCLIDE
Avakian et al. 99mTc photo-production under electron linear accelerator beam
RU2610301C1 (en) Neutron-generating target
Ohlsson et al. Clinical useful quantities of [18F] fluoride produced by 6 MeV proton irradiation of a H2 18O target
Bertranda et al. Optimized non-conventional radioisotopes production with industrial mid-energy cyclotron
EA201992785A1 (en) METHOD FOR PRODUCING MOLYBDEN-99 RADIO ISOTOPE
RU2013134270A (en) METHOD FOR PRODUCING RADIOISOTOPE OF STRONTS-82
Lee et al. 11 C Gas Target Yield Increase of KOTRON-13 Cyclotron
Spellerberg et al. New irradiation facilities for development of production methods of medical radionuclides at cyclotrons at Forschungszentrum Jülich
RU145046U1 (en) TARGET DEVICE FOR SS-18 CYCLOTRON WITH 18 MeV PROTON ENERGY FOR PRODUCING CARBON-11 RADIONUCLIDE