多x線源模塊集中輻照轉筒式輻照機的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明主要涉及一種新型致電離輻射輻照專用設備，用可控制的不產生環(huán)境放射性核物質污染的新型X線技術替代目前廣泛采用的放射性核輻照技術。本發(fā)明屬于致電離輻射輻照設備技術領域。
【背景技術】
[0002]利用致電離輻射的強穿透性及對生物體的輻照劑量生物效應，人類從上世紀隨著和平利用核能口號開始廣泛把核輻照技術應用于諸如:食品保鮮，物品消毒滅菌殺蟲，輻照生物效應研究，血液制品處理(防止輸血反應)等等各種應用領域，也取得很大社會經(jīng)濟效益，輻照用核輻射源因而被廣泛應用。特別在防止輸血反應的血液制品輻照中，Co60血液輻照機還在較普遍使用。由于核輻射的不可控特性，核輻射源在制造，運輸，儲存以及最終報廢后都一直產生對周圍的輻射。由于放射性核素的自然衰變，核輻照設備所需輻照時間從出廠后即須隨時間不斷延長，達核素半衰期時(如Co60是5.3年)輻照時間必須增長I倍，終究會隨用時過長需要報廢以前放射源更換新的放射源。而放射源的生產，運輸，儲存，更換及廢放射源的處理，都可能對周圍人員安全造成核輻射危害。所以環(huán)境保護人士和廣大關心環(huán)境保護的公眾通過各種立法，從一開始就把核輻射源作為具有對環(huán)境產生放射性核污染潛在威脅的危險品嚴加管控。隨著公眾環(huán)保意識的不斷加強，以及所發(fā)生過的核物質泄漏事故的嚴重后果產生惡劣影響，這種管控還在不斷加強。從上世紀80年代以來，人們開始用可控致電離輻射技術例如加速器和X線裝置產生的致電離輻射來替代核輻射用于輻照產業(yè)，希望最終徹底擺脫對核輻照源的依賴，消除對環(huán)境產生放射性核污染潛在威脅。但是，加速器存在設備體積大，價格昂貴，管理復雜，運行成本高等缺點。而X線發(fā)生裝置則相對于加速器要簡單得多。傳統(tǒng)上X線發(fā)生裝置是被廣泛應用于醫(yī)學影像診斷，工業(yè)成像無損檢測和公共安全影像檢查，至今還在不斷發(fā)展推廣。從上世紀90年代起，美國，日本等國不少制造商開始設計生產專用生物樣品輻照的X線設備替代銫137或鈷60放射源，由于輻射完全可控，不存在放射性核處理問題，輻照腔體積小，防護完善，受到用戶和環(huán)保部門普遍歡迎，至今已在全球包括我國市場得到推廣。但是由于現(xiàn)有用于血液制品輻照的X血液輻照機還基本靠進口，其輻照效率較低，且價格較高還難以在價格上與國產Co60血液輻照機競爭，致使我國目前血液輻照應用中基本還是Co60血液輻照機的天下，與國際綠色環(huán)?？沙掷m(xù)發(fā)展的主流背道而馳。
[0003]美國Rad Source公司在1996年曾生產開發(fā)RS3000型X線血液輻照機，采用一對上下160kV4kW工業(yè)X線源固定照射方式，解決了血液輻照基本要求，由于相比核輻照血液輻照機在環(huán)保上的潛在優(yōu)勢，很快被競爭的核輻照技術企業(yè)技術買斷后停產。該公司又于2007年研究開發(fā)出專用輻照X線管，即所謂4 π輻照X線管并成功用于血液輻照機。創(chuàng)新采用中心細管狀燈絲陰極，外包筒狀陽極，在陽極筒外套水冷筒結構，使得整個陽極筒表面為X線輻射體。但是追求4 π輻照角度效果使得同時采用的90度至180度反射X線的平均效果減弱了其中透射陽極透射X線的增強效果，雖然其對所產生X線的利用率比常規(guī)X線管大為提高，但使得其總平均輻射效率比100%透射陽極X線管還是較低。該機器為解決血袋輻照均勻性，采用了六只樣品筒平行與陽極筒并包圍在陽極筒外，用專門設計驅動機構驅動，使得樣品筒圍繞陽極筒在一個輻照周期圍陽極筒公轉一圈同時各自傳一圈，未能實現(xiàn)連續(xù)進出樣。該機器最大缺陷是其X線管未能做到永久真空密封，需要配合真空泵工作，是相對現(xiàn)有工業(yè)X線管的退步。同時造成該設備的制造維護費用過高，影響了其應用推廣。
[0004]本發(fā)明人此前的一項發(fā)明申請“X線源模塊對線列式組合連續(xù)進出樣品輻照機”(專利申請?zhí)?01410023752.2)，為充分應用X線管發(fā)出的較軟X線輻照劑量效應，解決較軟X線在血袋中減弱造成的血袋入射表面與背面吸收劑量差別，采用了上下X線源對射方式平均了血袋入射表面與背面吸收劑量差別。采用線列式組合若干X線源模塊對的結構方式，擴大了可利用輻照角輻照場長度。采用循環(huán)傳送帶解決連續(xù)進出樣的同時，解決了較大幅射角的長輻照場內每個樣品輻照劑量均勻性一致性問題。但是，該發(fā)明僅依靠上下X線源對射方式來平均血袋入射表面與背面吸收劑量差別，要達到一定劑量均勻性標準，可照射樣品厚度相對還不夠大。因而輻照厚度空間有限，影響了整機輻照效率。此外，該發(fā)明，并對上下X線源的輻照一致性要求較嚴。
[0005]為了解決在一定劑量均勻性標準內增大可照射樣品厚度即輻照空間厚度，借鑒Co60血液輻照機以及RS3000型X線血液輻照機對近距離輻照樣品罐時，為平均罐內各點輻照劑量采用的旋轉樣品罐技術，發(fā)明人特別設計了針對定向照射X線源的多X線源模塊集中輻照轉筒式輻照機構和模式。由于是利用樣品筒轉動一周方式來平均桶內各點劑量，使得對每個X線源可利用輻照空間厚度大大增加，而對各X線源一致性要求不必太嚴格。但是本發(fā)明的工作模式是定時輻照，到時停止輻照然后一次性更換樣品筒后再輻照的斷續(xù)輻照方式，不能采用連續(xù)進出樣品輻照方式。
[0006]隨著綠色環(huán)保意識在全球不斷增強，核輻照在食品生物制品輻照方面的普遍應用的現(xiàn)狀已經(jīng)對大力發(fā)展輻照專用X線設備提出了強烈需求，要最終徹底擺脫對核輻照源的依賴，消除對環(huán)境產生放射性核污染潛在威脅。本發(fā)明正是解決輻照產業(yè)擺脫對放射性核素依賴的有效新產品。

【發(fā)明內容】

[0007]發(fā)明目的
本發(fā)明提出一種創(chuàng)新X線源輻照方式及結構設計多X線源模塊集中輻照轉筒式輻照機，用于醫(yī)院血站血液輻照產業(yè)應用，目的是替代現(xiàn)在廣泛應用的鈷60或銫137放射性核輻照源血液輻照機及其它現(xiàn)有X線血液輻照機，以消除對環(huán)境產生放射性核污染潛在威脅，大幅度提高現(xiàn)有X線血液輻照機的使用效率和處理能力。
[0008]技術方案
本發(fā)明是通過以下技術方案來實現(xiàn)的:
多X線源模塊集中輻照轉筒式輻照機，包括安置在機箱架上的多個X線源模塊、帶圓形底面圓筒形輻照室防護罩、可開啟圓形輻照室防護門、位于輻照室圓形底面上的中心轉臺及被轉臺周邊固定的定位支撐桿、定位于轉臺上的可取出更換的樣品筒、陽極水冷循環(huán)系統(tǒng)以及位于機箱架正面的控制臺，其特征在于:各X線源模塊均為包含一只X線管及與其配套高壓連接的一體化標準模塊，其一頭的側面設有X線出射窗口，各X線源模塊定位于帶圓形底面圓筒形輻照室防護罩圓筒周圍，各X線射源焦點到中心轉臺轉軸距離相等，各X線射源的X線出射窗口集中面向輻照室中心轉臺轉軸，各X線射源出射X射線中心軸線與中心轉臺轉軸相垂直，采用圓周對稱的方式安置，使各X線出射窗口在帶圓形底面圓筒形輻照室防護罩的圓筒側壁中部按圓周對稱排成一周；各X線源模塊的X線出射窗口發(fā)出的直射線在帶圓形底面圓筒形輻照室防護罩中形成的輻照空間能完全包含位于輻照室圓形底面上的中心轉臺上被定位支撐桿定位的樣品筒所占空間；帶圓形底面圓筒形輻照室防護罩與關閉后的圓形輻照室防護門則包圍該輻照空間，帶圓形底面圓筒形輻照室防護罩與圓形輻照室防護門均由滿足輻射防