本發(fā)明屬于超導(dǎo)回旋加速器領(lǐng)域，特別涉及一種超導(dǎo)回旋加速器液氦容器。

背景技術(shù)：

回旋加速器是一種粒子加速器，其利用磁場(chǎng)和電場(chǎng)的共同作用，使帶電粒子作回旋運(yùn)動(dòng)，并以高頻電場(chǎng)對(duì)回旋運(yùn)動(dòng)的帶電粒子進(jìn)行反復(fù)加速的裝置。其中，超導(dǎo)回旋加速器是目前醫(yī)用質(zhì)子治療加速器的核心設(shè)備。

醫(yī)用質(zhì)子治療加速器是當(dāng)今世界最尖端的放射治療設(shè)備，其能夠利用微觀的質(zhì)子、重離子射線治療腫瘤，療效顯著，具有良好的發(fā)展前景和巨大的商業(yè)價(jià)值，目前僅有個(gè)別發(fā)達(dá)國(guó)家掌握并應(yīng)用該技術(shù)；而我國(guó)正處于研制階段，尚無(wú)成熟技術(shù)可供采用。然而出于商業(yè)利益等方面考慮，有關(guān)醫(yī)用質(zhì)子治療加速器的許多關(guān)鍵技術(shù)至今未被公開(kāi)，使得我國(guó)的研制工作需要對(duì)有關(guān)關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行逐一突破才能得以完成，而超導(dǎo)回旋加速器用液氦容器便是其中之一。

超導(dǎo)回旋加速器的磁場(chǎng)主要由超導(dǎo)線圈提供，超導(dǎo)線圈進(jìn)入超導(dǎo)態(tài)需要一定的低溫條件，若不滿(mǎn)足超導(dǎo)線圈的低溫條件，超導(dǎo)線圈將發(fā)生失超，影響超導(dǎo)回旋加速器的使用，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)l(fā)生超導(dǎo)線圈燒毀事故。

為解決這一問(wèn)題，通?？梢钥紤]采用液氦來(lái)形成這種低溫條件，這就要求設(shè)計(jì)一種液氦容器以容納液氦。但是，在沒(méi)有現(xiàn)有技術(shù)可以利用、參考的情況下，液氦容器采用何種設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)才能保證超導(dǎo)線圈的冷卻效果，并且還要能夠與超導(dǎo)回旋加速器的其它結(jié)構(gòu)良好兼容，這成為醫(yī)用質(zhì)子治療加速器研制過(guò)程中必須解決的問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為解決我國(guó)醫(yī)用質(zhì)子治療加速器研制中沒(méi)有成熟的液氦容器可以利用、參考的問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種超導(dǎo)回旋加速器液氦容器。

該液氦容器采用圓環(huán)結(jié)構(gòu)，包括均貫通于所述圓環(huán)結(jié)構(gòu)環(huán)向內(nèi)部的第一環(huán)形液氦通道和第二環(huán)形液氦通道，所述第一環(huán)形液氦通道和第二環(huán)形液氦通道之間采用孔道連通，所述第一環(huán)形液氦通道上設(shè)有開(kāi)口。

所述第一環(huán)形液氦通道和第二環(huán)形液氦通道均采用分體式設(shè)計(jì)為優(yōu)選，以便利超導(dǎo)線圈的置入，且分體式結(jié)構(gòu)各部分之間密封連接。

所述分體式設(shè)計(jì)為環(huán)形槽與環(huán)形帶的分體式組合為優(yōu)選，且環(huán)形槽與環(huán)形帶之間密封連接。

所述環(huán)形槽的槽口方向朝向所述圓環(huán)結(jié)構(gòu)外部為優(yōu)選。

所述環(huán)形槽與環(huán)形帶之間的密封連接優(yōu)選為焊接。

所述液氦容器的材質(zhì)優(yōu)選為不銹鋼。

所述第一環(huán)形液氦通道和第二環(huán)形液氦通道之間的非中空部分還留有所述圓環(huán)結(jié)構(gòu)徑向上的徑向通道為優(yōu)選，以便于有關(guān)加速器結(jié)構(gòu)的穿過(guò)。

本發(fā)明的液氦容器在圓環(huán)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，采用了兩個(gè)環(huán)形液氦通道的設(shè)計(jì)，通過(guò)第一環(huán)形液氦通道上設(shè)置的開(kāi)口引入液氦，將超導(dǎo)線圈浸泡在液氦中，實(shí)現(xiàn)了液氦冷卻的功能，冷卻效果好。與此同時(shí)，兩個(gè)環(huán)形液氦通道內(nèi)部還具有容納超導(dǎo)線圈的功能，使得本發(fā)明液氦容器兼具超導(dǎo)線圈骨架的作用。由于本發(fā)明的液氦容器兼具上述兩種功能，因此其具有結(jié)構(gòu)緊湊，體積小等優(yōu)點(diǎn)。另外，第一環(huán)形液氦通道上設(shè)置的開(kāi)口還是超導(dǎo)線圈和溫度傳感器引出線的通道。

綜上所述，本發(fā)明成功設(shè)計(jì)了一種超導(dǎo)回旋加速器液氦容器，其能夠有效解決超導(dǎo)線圈的冷卻問(wèn)題。該液氦容器實(shí)際上兼具液氦容器和超導(dǎo)線圈骨架兩種功能，具有結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，可靠性高，應(yīng)用方便等優(yōu)點(diǎn)，為我國(guó)醫(yī)用質(zhì)子治療加速器的成功研制奠定了基礎(chǔ)。

附圖說(shuō)明

圖1本發(fā)明的超導(dǎo)回旋加速器用液氦容器示意圖。

圖2本發(fā)明的超導(dǎo)回旋加速器用液氦容器圓環(huán)結(jié)構(gòu)截面圖(開(kāi)口處)。

附圖標(biāo)記：1.第一環(huán)形液氦通道，2.第二環(huán)形液氦通道，3.孔道，4.開(kāi)口，5.徑向通道。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式做進(jìn)一步的說(shuō)明。

實(shí)施例

如附圖1-2所示，本發(fā)明的超導(dǎo)回旋加速器用液氦容器為圓環(huán)結(jié)構(gòu)，可采用不銹鋼材質(zhì)，其第一環(huán)形液氦通道1和第二環(huán)形液氦通道2內(nèi)部各容納一組超導(dǎo)線圈。第一環(huán)形液氦通道1上的開(kāi)口4用于向液氦容器內(nèi)部引入液氦，第一環(huán)形液氦通道1和第二環(huán)形液氦通道2之間采用孔道3連通，以便液氦由第一環(huán)形液氦通道1進(jìn)入第二環(huán)形液氦通道2，共同形成4.2k低溫壓力容器，確保超導(dǎo)線圈的工作溫度；該開(kāi)口4同時(shí)作為超導(dǎo)線圈和溫度傳感器引出線通道。

將上述液氦容器應(yīng)用于某超導(dǎo)回旋加速器的研制過(guò)程中。具體應(yīng)用前，首先對(duì)其進(jìn)行真空檢漏，要求漏率低于1×10^-10pal/s，以便滿(mǎn)足真空要求。通過(guò)超導(dǎo)回旋加速器的實(shí)際運(yùn)行考驗(yàn)，證明該液氦容器能夠有效解決超導(dǎo)線圈的冷卻問(wèn)題，具有方便可靠的優(yōu)點(diǎn)。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明屬于超導(dǎo)回旋加速器領(lǐng)域。為解決我國(guó)醫(yī)用質(zhì)子治療加速器研制中沒(méi)有成熟的液氦容器可以利用、參考的問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種超導(dǎo)回旋加速器液氦容器。該液氦容器采用圓環(huán)結(jié)構(gòu)，包括均貫通于所述圓環(huán)結(jié)構(gòu)環(huán)向內(nèi)部的第一環(huán)形液氦通道和第二環(huán)形液氦通道，所述第一環(huán)形液氦通道和第二環(huán)形液氦通道之間采用孔道連通，所述第一環(huán)形液氦通道上設(shè)有開(kāi)口。本發(fā)明成功設(shè)計(jì)了一種超導(dǎo)回旋加速器液氦容器，其能夠有效解決超導(dǎo)線圈的冷卻問(wèn)題。該液氦容器實(shí)際上兼具液氦容器和超導(dǎo)線圈骨架兩種功能，具有結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，可靠性高，應(yīng)用方便等優(yōu)點(diǎn)，為我國(guó)醫(yī)用質(zhì)子治療加速器的成功研制奠定了基礎(chǔ)。

技術(shù)研發(fā)人員：尹蒙;王川;張素平
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中國(guó)原子能科學(xué)研究院
技術(shù)研發(fā)日：2017.07.25
技術(shù)公布日：2017.10.13