專利名稱：同位素生產(chǎn)系統(tǒng)和回旋加速器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的實(shí)施例總體涉及回旋加速器，且更具體地涉及用于生產(chǎn)放射性同位素的回旋加速器。
背景技術(shù)：
放射性同位素(也叫做放射性核素)在醫(yī)療、成像和研究以及與醫(yī)療無(wú)關(guān)的其它應(yīng)用方面具有若干應(yīng)用。生產(chǎn)放射性同位素的系統(tǒng)典型地包括粒子加速器，例如回旋加速器，其使一束帶電粒子加速并將該束引入靶材以生成同位素?；匦铀倨魇褂秒妶?chǎng)和磁場(chǎng)來使粒子加速并沿加速室內(nèi)的螺旋狀軌道引導(dǎo)粒子。當(dāng)使用回旋加速器時(shí)，將加速室抽空以去除會(huì)與加速的粒子互相作用的不希望的氣體粒子。例如，當(dāng)加速的粒子是負(fù)氫離子 OD時(shí)，加速室內(nèi)的氫氣分子(H2)或水分子可從氫離子剝離弱約束電子。當(dāng)從此離子剝離該電子時(shí)，離子變成不再受加速室內(nèi)的電場(chǎng)和磁場(chǎng)影響的中性粒子。該中性粒子不可恢復(fù)地被損失并且還可能導(dǎo)致加速室內(nèi)其它不希望的反應(yīng)。為了維持加速室的抽空狀態(tài)，回旋加速器使用與該腔室流體聯(lián)接的真空系統(tǒng)。然而，常規(guī)的真空系統(tǒng)可能具有不理想的質(zhì)量或特性。例如，常規(guī)的真空系統(tǒng)會(huì)是大型的并需要很大的空間。這可能是有問題的，尤其是當(dāng)回旋加速器和真空系統(tǒng)必須在本來不是為使用大型系統(tǒng)而設(shè)計(jì)的病房?jī)?nèi)使用時(shí)。此外，現(xiàn)有的真空系統(tǒng)典型地具有若干互相連接的構(gòu)件，例如多個(gè)泵(包括不同類型的泵)、閥、管道和夾具。為了有效地操作真空系統(tǒng)，可能需要監(jiān)視每個(gè)構(gòu)件(例如，通過傳感器和儀表)并單獨(dú)控制這些構(gòu)件中的一些。此外，對(duì)于若干互相連接的構(gòu)件，可能存在較多其中可能由于零件損壞或磨損而發(fā)生泄漏的接口或區(qū)域。這可能使得真空系統(tǒng)的維護(hù)費(fèi)錢和費(fèi)時(shí)。除以上外，常規(guī)的真空系統(tǒng)可能使用擴(kuò)散泵。例如，在一種已知的真空系統(tǒng)中，若干擴(kuò)散泵與加速室流體聯(lián)接。擴(kuò)散泵使用工作流體(例如，油)以通過使油沸騰為蒸氣并引導(dǎo)該蒸氣通過噴射組件來產(chǎn)生真空。然而，擴(kuò)散泵內(nèi)的油可能回流到回旋加速器的加速室內(nèi)。這可能降低真空系統(tǒng)去除氣體粒子的能力，這又負(fù)面地影響回旋加速器的效率。此外，加速室內(nèi)的油可導(dǎo)致?lián)p壞由回旋加速器用來形成電場(chǎng)的電氣構(gòu)件的放電。因此，需要從加速室去除不希望的氣體粒子的改進(jìn)的真空系統(tǒng)。還需要與已知的真空系統(tǒng)相比空間要求較低、維護(hù)要求較低、復(fù)雜度較低或者較便宜的真空系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，提供了一種回旋加速器，其包括磁軛，該磁軛具有圍繞加速室的軛體。該回旋加速器還包括磁體組件，以產(chǎn)生沿期望路徑引導(dǎo)帶電粒子的磁場(chǎng)。該磁體組件位于加速室中。磁場(chǎng)穿過加速室并在磁軛內(nèi)傳播，其中磁場(chǎng)的一部分作為雜散場(chǎng)逸出磁軛之外。該回旋加速器還包括與軛體直接聯(lián)接的真空泵。該真空泵構(gòu)造成將真空導(dǎo)入加速室。該磁軛尺寸定制為使得真空泵不會(huì)經(jīng)受超過75高斯的磁場(chǎng)。根據(jù)另一實(shí)施例，提供了一種回旋加速器，其包括磁軛，該磁軛具有圍繞加速室的軛體。該回旋加速器還包括磁體組件，以產(chǎn)生沿期望路徑引導(dǎo)帶電粒子的磁場(chǎng)。該磁體組件位于加速室中。磁場(chǎng)穿過加速室并在磁軛內(nèi)傳播，其中磁場(chǎng)的一部分作為雜散場(chǎng)逸出磁軛之外。該回旋加速器還包括與軛體直接聯(lián)接的真空泵。該真空泵構(gòu)造成將真空導(dǎo)入加速室。該真空泵是具有用以產(chǎn)生真空的旋轉(zhuǎn)風(fēng)扇的無(wú)流體泵。根據(jù)又一實(shí)施例，提供了一種同位素生產(chǎn)系統(tǒng)，其包括磁軛，該磁軛具有圍繞加速室的軛體。該同位素生產(chǎn)系統(tǒng)還包括磁體組件，以產(chǎn)生沿期望路徑引導(dǎo)帶電粒子的磁場(chǎng)。該磁體組件位于加速室中。磁場(chǎng)穿過加速室并在磁軛內(nèi)傳播，其中磁場(chǎng)的一部分作為雜散場(chǎng)逸出磁軛之外。該同位素生產(chǎn)系統(tǒng)還包括與軛體直接聯(lián)接的真空泵。該真空泵構(gòu)造成將真空導(dǎo)入加速室。該磁軛尺寸定制為使得真空泵不會(huì)經(jīng)受超過75高斯的磁場(chǎng)。該同位素生產(chǎn)系統(tǒng)還包括定位成接受用于生成同位素的帶電粒子的靶系統(tǒng)。


圖1是根據(jù)一個(gè)實(shí)施例形成的同位素生產(chǎn)系統(tǒng)的框圖。圖2是根據(jù)一個(gè)實(shí)施例形成的回旋加速器的側(cè)視圖。圖3是圖2中所示的回旋加速器的底部的側(cè)視圖。圖4是可與圖2中所示的回旋加速器一起使用的真空泵和渦輪分子泵的側(cè)視圖。圖5是可與圖2中所示的回旋加速器一起使用的軛體的一部分的透視圖。圖6是可與圖2中所示的回旋加速器一起使用的磁體和軛組件的平面圖。圖7A是回旋加速器的底部的正視截面圖，示出了其中經(jīng)受的磁場(chǎng)。圖7B是回旋加速器的底部的正視截面圖，示出了其中經(jīng)受的磁場(chǎng)。圖8是根據(jù)另一實(shí)施例形成的同位素生產(chǎn)系統(tǒng)的透視圖。圖9是可與圖6中所示的同位素生產(chǎn)系統(tǒng)一起使用的備選回旋加速器的側(cè)視截面圖。圖10A-10E是示出泵接納(PA)腔內(nèi)沿延伸穿過該P(yáng)A腔的平面經(jīng)受的磁場(chǎng)的曲線圖。
具體實(shí)施例方式圖1是根據(jù)一個(gè)實(shí)施例形成的同位素生產(chǎn)系統(tǒng)100的框圖。系統(tǒng)100包括回旋加速器102，該回旋加速器102具有若干子系統(tǒng)，包括離子源系統(tǒng)104、電場(chǎng)系統(tǒng)106、磁場(chǎng)系統(tǒng) 108和真空系統(tǒng)110。在回旋加速器102的使用過程中，通過離子源系統(tǒng)104將帶電粒子置于回旋加速器102內(nèi)或噴射到回旋加速器102中。磁場(chǎng)系統(tǒng)108和電場(chǎng)系統(tǒng)106生成互相
5配合以產(chǎn)生帶電粒子的粒子束112的相應(yīng)場(chǎng)。帶電粒子沿預(yù)定路徑在回旋加速器102內(nèi)被加速和引導(dǎo)。系統(tǒng)100還具有提取系統(tǒng)115和包括靶材116的靶系統(tǒng)114。為了生成同位素，粒子束112由回旋加速器102沿束傳輸路徑117引導(dǎo)通過提取系統(tǒng)115并被引入靶系統(tǒng)114，使得粒子束112入射在位于對(duì)應(yīng)的靶區(qū)120的靶材116上。 系統(tǒng)100可具有多個(gè)靶區(qū)120A-120C，單獨(dú)的靶材116A-116C位于該處?？墒褂棉D(zhuǎn)移裝置或系統(tǒng)(未示出)來相對(duì)于粒子束112轉(zhuǎn)移靶區(qū)120A-120C，使得粒子束112入射在不同的靶材116上。在轉(zhuǎn)移過程中也可維持真空。備選地，回旋加速器102和提取系統(tǒng)115可以沿不止一條路徑引導(dǎo)粒子束112，而是可以針對(duì)每個(gè)不同的靶區(qū)120A-120C沿獨(dú)特的路徑引導(dǎo)粒子束112。美國(guó)專禾IjNo. 6，392，246、No. 6，417，634、No. 6，433，495 和 7，122，966 以及美國(guó)專利申請(qǐng)公報(bào)No. 2005/0283199中描述了具有上述子系統(tǒng)中的一個(gè)或多個(gè)的同位素生產(chǎn)系統(tǒng)和/或回旋加速器的實(shí)例，所有這些專利通過引用而整體結(jié)合在本文中。美國(guó)專利 No. 5，521，469、No. 6，057，655 和美國(guó)專利申請(qǐng)公報(bào) No. 2008/0067413 和 2008/0258653 中還提供了另外的實(shí)例，所有這些專利全文通過引用而整體結(jié)合在本文中。系統(tǒng)100構(gòu)造成生產(chǎn)可用于醫(yī)學(xué)成像、研究和治療中的放射性同位素(也叫做放射性核素)，而且還用于與醫(yī)學(xué)無(wú)關(guān)的其它應(yīng)用，例如科學(xué)研究和分析。當(dāng)用于醫(yī)學(xué)用途例如核醫(yī)學(xué)(NM)成像或正電子反射斷層造影術(shù)(PET)成像時(shí)，放射性同位素也可叫做示蹤物。舉例而言，系統(tǒng)100可生成用以制造液體形式的18F_同位素、作為(X)2的11C同位素和作為NH3的13N同位素的質(zhì)子。用于制造這些同位素的靶材116可為增濃的18O水、天然14N2 氣體和16O水。系統(tǒng)100也可生成氘核以便生產(chǎn)15O氣體(氧氣、二氧化碳和一氧化碳)和 %標(biāo)記水。在一些實(shí)施例中，系統(tǒng)100使用1F技術(shù)并使帶電粒子變成具有大約10-30 μ A的束電流的低能量(例如，約7.8MeV)。在此類實(shí)施例中，負(fù)氫離子被加速并引導(dǎo)通過回旋加速器102且進(jìn)入提取系統(tǒng)115。然后，負(fù)氫離子可撞擊提取系統(tǒng)115的剝離箔(未示出)， 從而去除該對(duì)電子并使粒子成為正離子1H+。然而，在備選實(shí)施例中，帶電粒子可為正離子， 例如1H^2H+和3He+。在此類備選實(shí)施例中，提取系統(tǒng)115可包括產(chǎn)生將粒子束引向靶材116 的電場(chǎng)的靜電偏轉(zhuǎn)器。系統(tǒng)100可包括冷卻系統(tǒng)122，該冷卻系統(tǒng)122將冷卻流體或工作流體輸送到不同系統(tǒng)的各種構(gòu)件以便吸收相應(yīng)構(gòu)件所生成的熱量。系統(tǒng)100還可包括控制系統(tǒng)118，該控制系統(tǒng)118可由技術(shù)人員用于控制各種系統(tǒng)和構(gòu)件的操作。控制系統(tǒng)118可包括緊鄰或者遠(yuǎn)離回旋加速器102和靶系統(tǒng)114定位的一個(gè)或更多用戶接口。雖然在圖1中未示出，但系統(tǒng)100還可包括用于回旋加速器102和靶系統(tǒng)114的一個(gè)或更多輻射屏蔽板。系統(tǒng)100可以以預(yù)定的量或批次生產(chǎn)同位素，例如用于醫(yī)學(xué)成像或治療中的單獨(dú)的劑量。用于上列示例性同位素形式的系統(tǒng)100的生產(chǎn)能力可為對(duì)于18F_在20 μ A在少于約10分鐘內(nèi)50mCi ；對(duì)于11CO2在30 μ A在約三十分鐘內(nèi)300mCi ；而對(duì)于13NH3在20 μ A 在少于約10分鐘內(nèi)IOOmCi。另外，系統(tǒng)100可使用的相對(duì)于已知的同位素生產(chǎn)系統(tǒng)減小的空間量，使得系統(tǒng) 100具有將允許系統(tǒng)100被保持在密閉空間內(nèi)的尺寸、形狀和重量。例如，系統(tǒng)100可裝配在本來不是為粒子加速器建造的預(yù)先存在的房間內(nèi)，例如醫(yī)院或臨床環(huán)境中。由此，回旋加速器102、提取系統(tǒng)115、靶系統(tǒng)114和冷卻系統(tǒng)122的一個(gè)或更多構(gòu)件可被保持在大小和形狀設(shè)置為裝配在密閉空間中的公共殼體124內(nèi)。舉例而言，殼體IM所用的總體積可為 2m3。殼體124的可能尺寸可包括2. 2m的最大寬度、1. 7m的最大高度和1. 2m的最大深度。 殼體和其中的系統(tǒng)的組合重量可為大約10000kg。殼體1 可由聚乙烯(PE)和鉛制成并具有配置成從回旋加速器102衰減中子通量和γ射線的厚度。例如，殼體IM可沿殼體124 的衰減中子通量的預(yù)定部分具有至少約IOOmm的厚度(在圍繞回旋加速器102的內(nèi)表面與殼體124的外表面之間測(cè)量)。該系統(tǒng)100可構(gòu)造成使帶電粒子加速到預(yù)定的能量水平。例如，本文所述的一些實(shí)施例使帶電粒子加速到大約ISMeV或更小的能量。在其它實(shí)施例中，系統(tǒng)100使帶電粒子加速到大約16. 5MeV或更小的能量。在特定實(shí)施例中，系統(tǒng)100使帶電粒子加速到大約 9. 6MeV或更小的能量。在更多的特定實(shí)施例中，系統(tǒng)100使帶電粒子加速到大約7. 8MeV或更小的能量。圖2是根據(jù)一個(gè)實(shí)施例形成的回旋加速器200的側(cè)視圖。回旋加速器200包括具有圍繞加速室206的軛體204的磁軛202。軛體204具有厚度T1在其間延伸的相對(duì)的側(cè)面 208和210并且還具有長(zhǎng)度L在其間延伸的頂端212和底端214。軛體204可包括將側(cè)面 208和210與頂端212和底端214相結(jié)合的過渡區(qū)域或拐角部216-219。更具體而言，頂端 212分別通過拐角部216和217與側(cè)面210和208相結(jié)合，而底端分別通過拐角部219和 218與側(cè)面210和208相結(jié)合。在該示例性實(shí)施例中，軛體204具有大致圓形的截面，且由此，長(zhǎng)度L可代表軛體204的直徑。軛體204可由鐵制成并且大小和形狀設(shè)置為當(dāng)回旋加速器200操作時(shí)產(chǎn)生期望磁場(chǎng)。如圖2中所示，軛體204可被分為限定其間的加速室206的相對(duì)的軛區(qū)段2 和 230。軛區(qū)段2 和230構(gòu)造成沿磁軛202的中間平面232彼此相鄰地定位。如圖所示，回旋加速器200可豎直定向(相對(duì)于重力方向)使得中間平面232垂直于水平平臺(tái)220延伸。 平臺(tái)220構(gòu)造成支撐回旋加速器200的重量，并且例如可以是房間的地板或混凝土板。回旋加速器200具有中心軸線236，該中心軸線236在軛區(qū)段2 和230之間水平延伸并穿過軛區(qū)段2 和230(并分別穿過對(duì)應(yīng)的側(cè)面210和208)。該中心軸線236垂直于中間平面 232延伸通過軛體204的中心。加速室206具有位于中間平面232和中心軸線236的交點(diǎn)處的中心區(qū)域238。在一些實(shí)施例中，中心區(qū)域238是加速室206的幾何中心。還示出磁軛 202包括在中心軸線236上方延伸的上部231和在中心軸線236下方延伸的下部233。軛區(qū)段2 和230分別包括在加速室206內(nèi)跨中間平面232彼此相對(duì)的磁極248 和250。磁極248和250可通過極隙彼此分離。磁極248包括磁極頂部252并且磁極 250包括正對(duì)磁極頂部252的磁極頂部254。磁極248和250以及極隙大小和形狀設(shè)置為當(dāng)回旋加速器230操作時(shí)產(chǎn)生期望磁場(chǎng)。例如，在一些實(shí)施例中，極隙(^p可為3cm?；匦铀倨?00還包括位于加速室206內(nèi)或緊鄰加速室206的磁體組件沈0。磁體組件260構(gòu)造成有利于使用磁極248和250產(chǎn)生磁場(chǎng)以沿期望路徑引導(dǎo)帶電粒子。磁體組件260包括以距離D1跨中間平面232彼此間隔開的一對(duì)相對(duì)的磁體線圈264和沈6。磁體線圈264和266可為例如銅合金電阻線圈。備選地，磁體線圈264和266可以是鋁合金。 磁體線圈可大致呈圓形并圍繞中心軸線236延伸。軛區(qū)段2 和230可分別形成大小和形狀設(shè)置為分別接納對(duì)應(yīng)的磁體線圈264和266的磁體線圈空腔269和270。圖2中還示出，
7回旋加速器200可包括將磁體線圈264和沈6與加速室206隔開并有利于將磁體線圈264 和266保持就位的腔室壁272和274。加速室206構(gòu)造成允許帶電粒子如1H—離子沿預(yù)定的彎曲路徑在其中加速，該路徑繞中心軸線236以螺旋方式纏繞并保持大致沿中間平面232。帶電粒子首先緊鄰中心區(qū)域 238定位。當(dāng)回旋加速器200啟動(dòng)時(shí)，帶電粒子的路徑可圍繞中心軸線236形成軌道。在所示的實(shí)施例中，回旋加速器200是同步回旋加速器，由此帶電粒子的軌道具有圍繞中心軸線236彎曲的部分和更呈直線的部分。然而，本文所述的實(shí)施例并不限于同步回旋加速器， 而是還包括其它類型的回旋加速器和粒子加速器。如圖2中所示，當(dāng)帶電粒子圍繞中心軸線236進(jìn)行軌道運(yùn)動(dòng)時(shí)，帶電粒子可從加速室206的上部231中的頁(yè)面(page)彈出并進(jìn)入加速室206的下部233中的頁(yè)面。隨著帶電粒子圍繞中心軸線236進(jìn)行軌道運(yùn)動(dòng)，在帶電粒子的軌道與中心區(qū)域238之間延伸的半徑R擴(kuò)大。當(dāng)帶電粒子到達(dá)沿該軌道的預(yù)定位置時(shí)，帶電粒子被引導(dǎo)進(jìn)入或通過提取系統(tǒng)(未示出)并離開回旋加速器200。加速室206可在粒子束112形成之前和形成過程中處于抽空狀態(tài)。例如，在產(chǎn)生粒子束之前，加速室206的壓力可為大約1X10_7毫巴。當(dāng)粒子束激活并且H2氣體流經(jīng)位于中心區(qū)域238的離子源(未示出)時(shí)，加速室206的壓力可為大約2X10-5毫巴。由此， 回旋加速器200可包括可緊鄰中間平面232的真空泵276。真空泵276可包括從軛體204 的端部214徑向向外突出的部分。如以下將更詳細(xì)地說明的，真空泵276可包括構(gòu)造成抽空加速室206的泵。在一些實(shí)施例中，軛區(qū)段2 和230可朝向和遠(yuǎn)離彼此移動(dòng)使得可以進(jìn)入加速室 206 (例如，為了修理或維護(hù))。例如，軛區(qū)段2 和230可通過在軛區(qū)段2 和230旁邊延伸的鉸鏈(未示出)結(jié)合?？赏ㄟ^使對(duì)應(yīng)的軛區(qū)段繞鉸鏈的軸線樞轉(zhuǎn)來打開軛區(qū)段2 和 230中的任一個(gè)或兩個(gè)。作為另一個(gè)示例，可通過使軛區(qū)段中的一個(gè)遠(yuǎn)離另一個(gè)線性地橫向移動(dòng)來使軛區(qū)段2 和230彼此分離。然而，在備選實(shí)施例中，當(dāng)進(jìn)入加速室206(例如，通過通向加速室206內(nèi)的磁軛202的孔或開口)時(shí)，軛區(qū)段2 和230可以是整體形成的或者保持密封在一起。在備選實(shí)施例中，軛體204可具有未均勻分隔的區(qū)段和/或可包括超過兩個(gè)區(qū)段。例如，軛體可具有如圖8中關(guān)于磁軛504所示的三個(gè)區(qū)段。加速室206可具有沿中間平面232延伸并關(guān)于中間平面232大致對(duì)稱的形狀。例如，加速室206可為大致盤形并且包括在磁極頂部252和2M之間限定的內(nèi)空間區(qū)域Ml 和在腔室壁272和274之間限定的外空間區(qū)域M3。粒子在回旋加速器200操作過程中的軌道可在空間區(qū)域241內(nèi)。加速室206也可包括遠(yuǎn)離空間區(qū)域243徑向向外延伸的通路， 例如通向真空泵276的通路P1 (在圖3中示出)。圖2中還示出軛體204具有限定軛體204的包絡(luò)線207的外表面205。包絡(luò)線207 具有與由不帶小的空腔、切口或凹部的外表面205限定的軛體204的總體形狀大致相同的形狀。(出于說明的目的，在圖2中示出包絡(luò)線207大于軛體204。)例如，包絡(luò)線207的一部分通過沿由端部214的外表面205限定的平面延伸的虛線表示。如圖2中所示，包絡(luò)線 207的截面是由側(cè)面208和210、端部212和214以及拐角部216-219的外表面205限定的八邊多邊形。如以下將更詳細(xì)地說明的，軛體204可形成允許構(gòu)件或裝置滲透到包絡(luò)線207 中的通路、切口、凹部、空腔等。此外，磁極248和250(或者，更具體而言，磁極頂部252和254)可通過其間的空間區(qū)域241分開，帶電粒子在該區(qū)域內(nèi)沿期望路徑被引導(dǎo)。磁體線圈262和266也可通過空間區(qū)域243分開。特別地，腔室壁272和274可在其間具有空間區(qū)域?qū)?。此外，空間區(qū)域M3的周邊可由還限定加速室206的周邊的壁表面354限定。壁表面3M可繞中心軸線 236周向延伸。如圖所示，空間區(qū)域241沿中心軸線236延伸等于極隙(}P(圖3)的距離，而空間區(qū)域243沿中心軸線236延伸距離Diq如圖2中所示，空間區(qū)域243繞中心軸線236圍繞空間區(qū)域Ml?？臻g區(qū)域241和 243可共同形成加速室206。因此，在所示實(shí)施例中，回旋加速器200不包括僅圍繞空間區(qū)域241從而限定空間區(qū)域243作為回旋加速器的加速室的單獨(dú)的罐或壁。更具體而言，真空泵276可通過空間區(qū)域243與空間區(qū)域241流體聯(lián)接。進(jìn)入空間區(qū)域241的氣體可通過空間區(qū)域243從空間區(qū)域241抽空。真空泵276與空間區(qū)域243流體聯(lián)接。圖3是回旋加速器200且更具體而言下部233的放大側(cè)視截面圖。軛體204可限定在加速室206上直接敞開的端口 278。真空泵276可在端口 278處與軛體204直接聯(lián)接。 端口 278提供通入真空泵276的進(jìn)口或開口以便不想要的氣體粒子流經(jīng)其中。端口 278可成形(連同回旋分離器200的其它因素和尺寸)為提供氣體粒子通過端口 278的期望傳導(dǎo)。 例如，端口 278可具有圓形、正方形或另一種幾何形狀。真空泵276定位在由軛體204形成的泵接納(PA)空腔282內(nèi)。PA空腔282與加速室206流體聯(lián)接并在加速室206的空間區(qū)域243上敞開并且可包括通路Pp當(dāng)定位在 PA空腔282內(nèi)時(shí)，真空泵276的至少一部分位于軛體204的包絡(luò)線207 (圖2)內(nèi)。真空泵 276可沿中間平面232遠(yuǎn)離中心區(qū)域238或中心軸線236徑向向外突出。真空泵276可以突出或可以不突出超過軛體204的包絡(luò)線207。舉例而言，真空泵276可位于加速室206與平臺(tái)220之間(即，真空泵276位于加速室206正下方)。在其它實(shí)施例中，真空泵276也可在另一個(gè)位置沿中間平面232遠(yuǎn)離中心區(qū)域238徑向向外突出。例如，在圖2中真空泵 276可在加速室206上方或后方。在備選實(shí)施例中，真空泵276可沿平行于中心軸線236的方向遠(yuǎn)離側(cè)面208或210中的一個(gè)突出。另外，雖然圖3中僅示出一個(gè)真空泵276，但備選實(shí)施例可包括多個(gè)真空泵。此外，軛體204可具有另外的PA腔室。更具體而言，真空泵276可在端口 278處與軛體204直接聯(lián)接并定位在軛體204 與平臺(tái)220之間并且相對(duì)于重力方向(^f定向。真空泵276可定向?yàn)槭沟谜婵毡?76的縱向軸線299隨重力方向(^延伸(即，和縱向軸線299彼此平行地延伸)。在備選實(shí)施例中， 真空泵276的縱向軸線299可相對(duì)于重力方向(^形成角度Θ。角度θ例如可大于10度。 在其它實(shí)施例中，角度θ為約90度。在其它實(shí)施例中，角度θ大于90度。如圖所示，角度θ可沿由沿重力方向延伸的軸線和中心軸線236形成的平面旋轉(zhuǎn)(即，角度θ繞伸入和伸出頁(yè)面的軸線旋轉(zhuǎn))。然而，角度θ也可沿中間平面232旋轉(zhuǎn)。由此，真空泵276可定向?yàn)槭沟每v向軸線299沿中間平面232朝中心部分238徑向延伸。在特定實(shí)施例中，真空泵276是渦輪分子泵或無(wú)流體真空泵。使用油擴(kuò)散泵的已知真空系統(tǒng)可以不如上所述成角度θ定向，因?yàn)橛涂赡芤缛爰铀偈?。然而，本文所述的一些泵，例如渦輪分子泵，可與軛體204直接聯(lián)接或成大于10度的角度θ定向，因?yàn)榇祟惐貌恍枰赡芤缛爰铀偈?06的流體。此外，此類泵可成等于90度的角度θ或至少部分上下顛倒定向。真空泵276包括罐壁280和被保持在其中的真空或泵組件觀3。罐壁280大小和形狀設(shè)置為配合在PA空腔觀2內(nèi)并且將泵組件283保持在其中。例如，當(dāng)罐壁280從回旋加速器200延伸到平臺(tái)220時(shí)罐壁280可具有大致圓形的截面。備選地，罐壁280可具有其它截面形狀。罐壁280可在其中提供足夠的空間用于泵組件283有效地操作。壁表面 354可限定開口 356并且軛區(qū)段2 和230可形成緊鄰端口 278的對(duì)應(yīng)的邊沿部分286和 288ο邊沿部分286和288可限定從開口 356延伸到端口 278的通路P1。端口 278在通路 P1和加速室206上開口并具有直徑D2。開口 356具有直徑D5。直徑D2和D5可構(gòu)造成使得回旋加速器200在生產(chǎn)放射性同位素的過程中以期望效率操作。例如，直徑&和D5可基于加速室206的大小和形狀，包括極隙(ip，以及泵組件觀3的操作傳導(dǎo)率。作為具體示例，直徑D2可為約250mm到約300mm。泵組件283可包括有效地抽空加速室206使得回旋加速器200在生產(chǎn)放射性同位素的過程中具有期望操作效率的一個(gè)或更多泵送裝置觀4。泵組件283可包括一個(gè)或更多動(dòng)量傳遞型泵、正排量型泵和/或其它類型的泵。例如，泵組件283可包括擴(kuò)散泵、離子泵、 低溫泵、旋轉(zhuǎn)葉片或粗抽泵和/或渦輪分子泵。泵組件觀3還可包括多個(gè)一種類型的泵或使用不同類型的泵的組合。泵組件283還可具有使用前述泵的不同特征或子系統(tǒng)的混合泵。 如圖3中所示，泵組件283還可與可將空氣釋放到周圍環(huán)境中的旋轉(zhuǎn)葉片或粗抽泵285成串聯(lián)流體聯(lián)接。此外，泵組件283可包括用于去除氣體粒子的其它構(gòu)件，例如另外的泵、罐或腔室、管道、襯墊、包括通氣閥的閥、儀表、密封件、油和排氣管。另外，泵組件283可包括冷卻系統(tǒng)或連接到冷卻系統(tǒng)上。另外，整個(gè)泵組件283可裝配在PA空腔觀2內(nèi)(即，包絡(luò)線207 內(nèi))，或者備選地，僅一個(gè)或更多構(gòu)件可位于PA空腔觀2內(nèi)。在該示例性實(shí)施例中，泵組件 283包括至少部分位于PA空腔觀2內(nèi)的至少一個(gè)動(dòng)量傳遞型真空泵(例如，擴(kuò)散泵或渦輪分子泵)。還示出了真空泵276可與加速室206內(nèi)的壓力傳感器312通信聯(lián)接。當(dāng)加速室 206達(dá)到預(yù)定壓力時(shí)，泵送裝置284可自動(dòng)啟動(dòng)或自動(dòng)關(guān)閉。雖然未示出，但加速室206或 PA空腔282內(nèi)可有另外的傳感器。圖4示出可用作真空泵276 (圖2)的根據(jù)一個(gè)實(shí)施例形成的渦輪分子泵376的側(cè)視圖。渦輪分子泵376可與軛體204直接聯(lián)接(即，不通過遠(yuǎn)離軛體204從PA空腔伸出的管道或?qū)Ч芘c軛體聯(lián)接)。渦輪分子泵376可在磁軛的端口 378與平臺(tái)375之間沿中心軸線290延伸。渦輪分子泵376包括與旋轉(zhuǎn)風(fēng)扇305操作聯(lián)接的電動(dòng)機(jī)302。旋轉(zhuǎn)風(fēng)扇305 可包括轉(zhuǎn)子葉片304和定子葉片306的一個(gè)或更多級(jí)。各轉(zhuǎn)子葉片304和定子葉片306從沿中心軸線290延伸的軸291徑向向外突出。在使用中，渦輪分子泵376作為壓縮機(jī)類似地操作。轉(zhuǎn)子葉片304、定子葉片306和軸291繞中心軸線290旋轉(zhuǎn)。沿通路P2流動(dòng)的氣體粒子經(jīng)端口 378進(jìn)入渦輪分子泵376并且最初被一組轉(zhuǎn)子葉片304撞擊。轉(zhuǎn)子葉片304 成形為推動(dòng)氣體粒子遠(yuǎn)離回旋加速器的加速室，例如加速室206(圖幻。定子葉片306定位在對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)子葉片304附近并且也推動(dòng)氣體粒子遠(yuǎn)離該加速室。該過程繼續(xù)通過風(fēng)扇305 的轉(zhuǎn)子葉片304和定子葉片306的其它級(jí)，使得空氣流沿朝渦輪分子泵376的底部區(qū)域392 遠(yuǎn)離加速室的方向移動(dòng)(箭頭F指示該流動(dòng)方向)。當(dāng)氣體粒子達(dá)到渦輪分子泵376的底部區(qū)域392時(shí)，可迫使氣體粒子經(jīng)排氣管或管道308從渦輪分子泵376流出。排氣管308 引導(dǎo)從加速室去除的空氣通過從罐壁380突出的出口 310。出口 310可與旋轉(zhuǎn)輪葉泵或粗CN 102422724 A
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抽泵(未示出)流體聯(lián)接。圖5是軛區(qū)段228的孤立的透視圖并且更詳細(xì)地示出磁極M8、線圈空腔268和通向真空泵276(圖2)的端口 278(圖2)的通路Pp圖5中X、Y和Z軸線指示軛區(qū)段228 的定向。中間平面232由X軸線和Y軸線形成。中心軸線236沿Z軸線延伸。軛區(qū)段228 具有包括等于圖2中所示的長(zhǎng)度L的直徑D3的大致圓形本體。軛區(qū)段2 包括在環(huán)部321 內(nèi)限定的側(cè)面敞開的空腔320。環(huán)部321具有圍繞中心軸線236延伸并限定側(cè)面敞開的空腔320的周邊的內(nèi)表面322。軛區(qū)段2 還具有圍繞環(huán)部321延伸的外表面326。環(huán)部321 的徑向厚度T2被限定在內(nèi)表面322與外表面3 之間。如圖所示，磁極248位于側(cè)面敞開的空腔320內(nèi)。環(huán)部321和磁極248彼此同心并具有延伸穿過其中的中心軸線236。磁極248和內(nèi)表面322在二者之間限定線圈空腔268 的至少一部分。在一些實(shí)施例中，軛區(qū)段2 包括沿環(huán)部321延伸并平行于由徑向線237和 239限定的平面的配合面324。配合面3M構(gòu)造成當(dāng)軛區(qū)段2 和230沿中間平面232(圖 2)配合在一起時(shí)與軛區(qū)段230的相對(duì)配合面(未示出)配合。還示出軛區(qū)段2 可包括部分限定通路P1和PA空腔觀2 (圖3)的軛凹部330。軛區(qū)段230可具有類似地成形的軛凹部340(在圖6中示出)，使得軛體204(圖2、形成通路 1和？々空腔觀2。軛凹部330成形為當(dāng)軛體204完全形成時(shí)接納真空泵276。例如，軛凹部330可具有切口 341，該切口 341可為矩形形狀并朝中心軸線236以深度D4伸入軛區(qū)段 228。切口 341也可具有沿軛區(qū)段228的弧形部分延伸的寬度1。軛區(qū)段228也可形成部分限定端口 278(圖3)或通路P1的臺(tái)肩(ledge)部分349。包括臺(tái)肩部分349和切口 341 的凹部330可大小和形狀設(shè)置為在回旋加速器200 (圖2、操作過程中對(duì)磁場(chǎng)的影響最小或沒有影響。在一個(gè)實(shí)施例中，表面322的全部或一部分和可與粒子互相作用的任何其它表面鍍有銅。鍍銅表面構(gòu)造成減少多孔鐵表面的影響。在一個(gè)實(shí)施例中，真空泵276的內(nèi)表面可包括鍍銅。鍍銅內(nèi)表面也可構(gòu)造成減小表面電阻率。雖然未示出，但可以存在延伸穿過軛區(qū)段2 的徑向厚度T2的孔、開口或通路。例如，可存在延伸穿過徑向厚度T2的RF導(dǎo)通和其它電連接。也可存在粒子束離開回旋加速器200(圖2)的束離開通道。此外，冷卻系統(tǒng)(未示出)可具有延伸穿過徑向厚度T2以用于冷卻加速室206內(nèi)的構(gòu)件的管道。在所示的實(shí)施例中，回旋加速器200是同步回旋加速器，其中磁極248的磁極頂部 252形成包括峰部331-334和谷部336-339的扇形裝置。如下文將更詳細(xì)地說明的，峰部 331-334和谷部336-339與磁極250 (圖2)的對(duì)應(yīng)的峰部和谷部互相作用，以產(chǎn)生用于聚焦帶電粒子的路徑的磁場(chǎng)。圖6是軛區(qū)段230的平面圖。軛區(qū)段230可具有與關(guān)于軛區(qū)段228(圖2)所述類似的構(gòu)件和特征。例如，軛區(qū)段230包括限定具有位于其中的磁極250的側(cè)面敞開的空腔420的環(huán)部421。環(huán)部421可包括構(gòu)造成接合軛區(qū)段228的配合面324(圖5)的配合面 424。還示出軛區(qū)段230包括軛凹部340。當(dāng)軛體204(圖幻完全形成時(shí)，切口 341 (圖5) 和切口 345組合而形成PA空腔觀2、真空端口 278和通路Pp PA空腔282可大致為立方體形或箱形使得真空泵276可配合在其中，并且真空端口 278可為圓形。然而，在備選實(shí)施例中，PA空腔282和端口 278可具有其它形狀。
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磁極250的磁極頂部2M包括峰部431-434和谷部436-439。軛區(qū)段230還包括朝彼此并朝磁極250的中心444徑向向內(nèi)延伸的射頻(RF)電極440和442。RF電極440和 442分別包括分別從莖部445和447延伸的中空D形物441和443。D形物441和443分別位于谷部436和438內(nèi)。莖部445和447可與環(huán)部421的內(nèi)表面422聯(lián)接。還示出軛區(qū)段 230可包括繞磁極250和內(nèi)表面422布置的多個(gè)攔截屏板471-474。攔截屏板471-474定位成攔截加速室206內(nèi)損失的粒子。攔截屏板471-474可包含鋁。軛區(qū)段230還可包括也包含鋁的束刮板481-484。RF電極440和442可形成RF電極系統(tǒng)，例如參考圖1所述的電場(chǎng)系統(tǒng)106，其中RF 電極440和442使加速室206 (圖幻內(nèi)的帶電粒子加速。RF電極440和442彼此配合并形成共振系統(tǒng)，該共振系統(tǒng)包括調(diào)諧為預(yù)定頻率(例如，100MHz)的感應(yīng)元件和電容元件。RF 電極系統(tǒng)可具有可包括與一個(gè)或更多放大器通信的頻率振蕩器的高頻發(fā)電機(jī)(未示出)。 RF電極系統(tǒng)在RF電極440和442之間產(chǎn)生交流電勢(shì)，從而使帶電粒子加速。圖7A和7B是指示底部233所經(jīng)受的磁場(chǎng)的回旋加速器200 (圖2、的底部233的截面圖。圖7A沿由X軸線和Y軸線形成的中間平面232 (圖2)截取，而圖7B沿由Y軸線和Z軸線形成的平面截取。出于說明的目的，未示出真空泵276(圖2)。然而，真空泵276 可為任何上述真空泵，包括渦輪分子泵、非擴(kuò)散泵或具有旋轉(zhuǎn)風(fēng)扇的無(wú)流體泵。在回旋加速器200的操作過程中，回旋加速器200所生成的磁場(chǎng)可能從期望區(qū)域逸散并進(jìn)入不希望有磁場(chǎng)的區(qū)域。一般將此類磁場(chǎng)稱為“雜散場(chǎng)”。圖7A和7B示出了影響PA空腔觀2的雜散場(chǎng)。雜散場(chǎng)由磁場(chǎng)線B指示。PA空腔觀2內(nèi)的磁場(chǎng)可包括兩個(gè)分量。也就是說，在磁極M8 和250(或磁極頂部252和254)之間生成的經(jīng)真空端口 278滲透到PA空腔282中的磁場(chǎng) (通過場(chǎng)線Bkms表示)和經(jīng)PA空腔282返回的方向相反的磁場(chǎng)(通過場(chǎng)線Bketukn表示)。 隨著磁場(chǎng)線Bkms和Bketukn進(jìn)一步遠(yuǎn)離真空端口 278延伸，場(chǎng)線的對(duì)應(yīng)的量級(jí)減小。此外， Bpoles和Bketukn具有方向相反的磁場(chǎng)，這可進(jìn)一步減小PA空腔W2內(nèi)經(jīng)受的磁場(chǎng)的量級(jí)。如圖7A和7B中所示，回旋加速器200可構(gòu)造成在磁極248和250之間生成平均磁場(chǎng)使得PA空腔觀2內(nèi)出現(xiàn)雜散磁場(chǎng)。在此類實(shí)施例中，真空泵276仍可至少部分地定位在PA空腔282內(nèi)和/或至少部分地定位在軛體204的包絡(luò)線207內(nèi)。例如，可減小或限制 PA空腔282內(nèi)出現(xiàn)的雜散磁場(chǎng)使得真空泵276可在PA空腔282內(nèi)有效地操作。如本文所用的，在定位在PA空腔282內(nèi)和/或包絡(luò)線207內(nèi)時(shí)“有效地操作”包括真空泵276在商業(yè)上合理的時(shí)間段操作。例如，真空泵276可操作數(shù)年而不遭受明顯損壞或需要更換真空泵 276。軛體204和PA空腔282的尺寸可構(gòu)造為使得PA空腔282內(nèi)經(jīng)受的磁場(chǎng)不超過預(yù)定值。更具體而言，深度D4、軛體204的厚度T2、真空端口 278的寬度W1 (圖7A)、寬度W2 (圖 7B)和直徑&中的一個(gè)或多個(gè)可大小和形狀設(shè)置為使得PA空腔觀2內(nèi)的磁場(chǎng)不超過預(yù)定值。例如，深度D4可大于厚度T2的一半(1/2)。此外，軛體204可限定具有厚度T3的邊沿 390，該厚度T3可為例如厚度T2與深度D4之差。直徑&和厚度T3可大小和形狀設(shè)置為不僅允許預(yù)定的傳導(dǎo)率水平，而且將PA空腔觀2內(nèi)經(jīng)受的磁場(chǎng)減小為預(yù)定值。在一個(gè)實(shí)施例中，厚度T2為大約200mm，深度D4可大于150mm，且直徑D2為大約300mm。然而，軛體204的前述尺寸僅為說明性的且并非旨在加以限制。在備選實(shí)施例中，軛體204的尺寸可為其它值。
由此，回旋加速器200可構(gòu)造為使得真空泵276所經(jīng)受的磁場(chǎng)的量級(jí)不超過預(yù)定值。例如，磁極248和250之間的平均磁場(chǎng)可為至少1特斯拉并且真空泵276所經(jīng)受的磁場(chǎng)可小于約75高斯。更特別地，磁極248和250之間的平均磁場(chǎng)可為至少1特斯拉并且真空泵276所經(jīng)受的磁場(chǎng)可小于約50高斯。在其它實(shí)施例中，磁極248和250之間的平均磁場(chǎng)可為至少1. 5特斯拉并且真空泵276所經(jīng)受的磁場(chǎng)可小于約75高斯或者可小于約50高斯。更特別地，當(dāng)磁極248和250之間的平均磁場(chǎng)為1特斯拉或1. 5特斯拉時(shí)真空泵276 所經(jīng)受的磁場(chǎng)可小于約30高斯。真空泵276(例如，渦輪分子泵)可與真空端口 278直接聯(lián)接。然而，真空泵276 可定位在PA空腔282中一定距離處(即，遠(yuǎn)離加速室206)使得真空泵276遠(yuǎn)離真空端口 278更大的距離。在一些實(shí)施例中，在真空端口 278處經(jīng)受的磁場(chǎng)可超過其中真空泵276可有效地操作的預(yù)定值。然而，在此類實(shí)施例中，真空泵276的操作構(gòu)件，例如電動(dòng)機(jī)或旋轉(zhuǎn)風(fēng)扇，可以位于真空泵276內(nèi)，使得這些操作構(gòu)件所經(jīng)受的磁場(chǎng)不會(huì)阻礙真空泵276有效地操作。此外，在備選實(shí)施例中，PA空腔282可具有定位在其中的圍繞真空泵276的屏蔽板。該屏蔽板可用于衰減真空泵276所經(jīng)受的磁場(chǎng)。圖10A-10E是示出PA空腔內(nèi)沿延伸穿過PA空腔的平面經(jīng)受的磁場(chǎng)的曲線圖。特別地，圖10A-10E示出PA空腔在遠(yuǎn)離軛體的幾何中心一定距離處(S卩，沿如圖5中所示的X 軸線)和沿PA空腔的寬度或直徑(即，沿如圖5中所示的Y軸線或Z軸線)經(jīng)受的磁場(chǎng)。 用于圖10A-10E的PA空腔具有類似于通路P1 (圖3)的通路，該通路從緊鄰加速室的開口延伸到端口。在圖10A-10E中，該開口具有250mm的直徑且該端口具有300mm的直徑。圖 IOA示出磁場(chǎng)沿中間平面例如中間平面232(圖2)或XY平面(圖5)的量級(jí)；圖IOB示出磁場(chǎng)在XY平面中的ζ分量；圖IOC示出磁場(chǎng)沿TL平面的量級(jí)；圖IOD示出磁場(chǎng)在TL平面中的ζ分量；且圖IOE示出磁場(chǎng)在^平面中的y分量。如圖10A-10E中所示，PA空腔內(nèi)部的磁場(chǎng)具有兩個(gè)分量，也就是說，來自穿過PA空腔并穿入PA空腔中的磁極之間的磁場(chǎng)的分量和方向相反的軛磁場(chǎng)的分量，該分量所取的路徑穿過PA空腔而不是軛體的材料(例如，鐵)。圖10A-10E示出磁場(chǎng)的量級(jí)和通過端口的兩個(gè)垂直平面(中間平面ζ = 0，而對(duì)稱平面x = 0)中的主要場(chǎng)分量。圖8是根據(jù)一個(gè)實(shí)施例形成的同位素生產(chǎn)系統(tǒng)的透視圖。系統(tǒng)500構(gòu)造成在醫(yī)院或臨床環(huán)境中使用并且可包括與系統(tǒng)100(圖1)和回旋加速器(圖2-6) —起使用的類似構(gòu)件和系統(tǒng)。系統(tǒng)500可包括回旋加速器502和靶系統(tǒng)514，其中生成用于患者的放射性同位素。回旋加速器502限定加速室533，其中當(dāng)回旋加速器502啟動(dòng)時(shí)帶電粒子沿預(yù)定路徑移動(dòng)。當(dāng)使用時(shí)，回旋加速器502使帶電粒子沿預(yù)定或期望束路徑536加速并將粒子引入靶系統(tǒng)514的靶陣列532。束路徑536從加速室533延伸到靶系統(tǒng)514中并用虛線表示。圖9是回旋加速器502的截面。如圖所示，回旋加速器502具有與回旋加速器 200 (圖2~)類似的特征和構(gòu)件。然而，回旋加速器502包括磁軛504，該磁軛504可包括被夾在一起的三個(gè)區(qū)段528-530。更具體而言，回旋加速器502包括位于軛區(qū)段5 和530之間的環(huán)區(qū)段529。當(dāng)環(huán)區(qū)段和軛區(qū)段5觀-530如圖所示堆疊在一起時(shí)，軛區(qū)段5 和530跨中間平面534彼此正對(duì)并在其中限定磁軛504的加速室506。如圖所示，環(huán)區(qū)段5 可限定通向真空泵576的端口 578的通路P3。真空泵576可具有與真空泵276(圖2)類似的特征
1和構(gòu)件并且可為渦輪分子泵，例如渦輪分子泵376(圖4)。返回圖8，系統(tǒng)500可包括護(hù)罩或殼體524，該護(hù)罩或殼體5M包括向上敞開而彼此正對(duì)的可動(dòng)隔板552和554。如圖8中所示，兩個(gè)隔板552和5M都位于開啟位置。殼體 5M可包括有利于屏蔽輻射的材料。例如，殼體可包括聚乙烯和可選的鉛。當(dāng)關(guān)閉時(shí)，隔板 554可覆蓋靶系統(tǒng)514的靶陣列532和用戶接口 558。隔板552當(dāng)關(guān)閉時(shí)可覆蓋回旋加速器 502。還如圖所示，回旋加速器502的軛區(qū)段5 可在打開位置與關(guān)閉位置之間移動(dòng)。 (圖8示出打開位置且圖9示出關(guān)閉位置。)軛區(qū)段5 可附接到允許軛區(qū)段5 像門或蓋子一樣擺開并提供到加速室533的通道的鉸鏈(未示出)上。軛區(qū)段530(圖9)也可在打開位置與關(guān)閉位置之間移動(dòng)或者可被密封在環(huán)區(qū)段5 (圖9)上或與環(huán)區(qū)段5 —體形成。此外，真空泵576可位于環(huán)區(qū)段529的泵室562和殼體524內(nèi)。當(dāng)隔板552和軛區(qū)段5 位于打開位置時(shí)可進(jìn)入泵室562。如圖所示，真空泵576位于加速室533的中心區(qū)域538下方，使得從水平支撐物520延伸通過端口 578的中心的豎直軸線將與中心區(qū)域 538相交。還示出了軛區(qū)段5 和環(huán)區(qū)段5 可具有屏蔽板凹部560。束路徑536延伸穿過屏蔽板凹部560。本文所述的實(shí)施例并未旨在局限于生成醫(yī)用放射性同位素，而是也可生成其它同位素并使用其它靶材。此外，在所示的實(shí)施例中，回旋加速器200是豎直定向的同步回旋加速器。然而，備選實(shí)施例可包括其它類型的回旋加速器和其它定向(例如，水平)。應(yīng)理解，以上說明旨在進(jìn)行說明，而非加以限制。例如，上述實(shí)施例(和/或其方面)可彼此結(jié)合地使用。另外，在不脫離其范圍的前提下，可做出許多改型以使具體情形或材料適合本發(fā)明的教導(dǎo)。雖然本文所述的材料的尺寸和類型旨在限定本發(fā)明的參數(shù)，但它們絕非限制并且是示例性實(shí)施例。在參看以上描述以后，諸多其它實(shí)施例對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說將顯而易見。因此，本發(fā)明的范圍應(yīng)該參考所附權(quán)利要求和對(duì)此類權(quán)利要求賦予的等同裝置的完整范圍來確定。在所附權(quán)利要求中，術(shù)語(yǔ)“包括”和“其中”用作相應(yīng)術(shù)語(yǔ)“包括”和“其中”的通俗英語(yǔ)等效術(shù)語(yǔ)。此外，在以下權(quán)利要求中，術(shù)語(yǔ)“第一”、“第二” 和“第三”等僅用作標(biāo)簽，且并非旨在對(duì)它們的對(duì)象施加數(shù)值要求。此外，以下權(quán)利要求的限制不是以裝置加功能的格式書寫且并非旨在基于美國(guó)法律第35條112款第六段來解釋， 除非且直到這種權(quán)利要求限制清楚地使用“用于…的裝置”接著陳述功能而不存在進(jìn)一步的結(jié)構(gòu)。此書面描述使用了包括最佳模式在內(nèi)的實(shí)例來公開本發(fā)明，并且還使本領(lǐng)域的任何技術(shù)人員能夠?qū)嵤┍景l(fā)明，包括制造并利用任何裝置或系統(tǒng)并且執(zhí)行任何所結(jié)合的方法。本發(fā)明可取得專利權(quán)的范圍通過權(quán)利要求來限定，并且可包括本領(lǐng)域技術(shù)人員想到的其它實(shí)例。如果此類其它實(shí)例沒有不同于權(quán)利要求的文字語(yǔ)言所描述的結(jié)構(gòu)元件，或者它們包括與權(quán)利要求的文字語(yǔ)言無(wú)實(shí)質(zhì)性區(qū)別的等同結(jié)構(gòu)元件，則認(rèn)為此類其它實(shí)例包含在權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種回旋加速器，包括磁軛，其具有圍繞加速室的軛體；用于產(chǎn)生磁場(chǎng)以沿期望路徑引導(dǎo)帶電粒子的磁體組件，所述磁體組件位于所述加速室中，所述磁場(chǎng)通過所述加速室并在所述磁軛內(nèi)傳播，其中所述磁場(chǎng)的一部分作為雜散場(chǎng)逸出所述磁軛之外；以及與所述軛體直接聯(lián)接的真空泵，所述真空泵構(gòu)造成將真空導(dǎo)入所述加速室，其中所述磁軛尺寸設(shè)置為使得所述真空泵不會(huì)經(jīng)受超過75高斯的磁場(chǎng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的回旋加速器，其特征在于，所述磁軛尺寸設(shè)置為使得所述真空泵不會(huì)經(jīng)受超過50高斯的磁場(chǎng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的回旋加速器，其特征在于，所述軛體包括相對(duì)的磁極頂部，所述磁極頂部之間具有空間，所述帶電粒子在所述空間沿所述期望路徑被引導(dǎo)，所述磁極頂部之間的平均磁場(chǎng)強(qiáng)度為至少1特斯拉。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的回旋加速器，其特征在于，所述真空泵是具有用于產(chǎn)生真空的旋轉(zhuǎn)風(fēng)扇的無(wú)流體泵。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的回旋加速器，其特征在于，所述軛體形成與所述加速室流體聯(lián)接的泵接納(PA)空腔，所述真空泵定位在所述PA空腔中。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的回旋加速器，其特征在于，所述真空泵是渦輪分子泵。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的回旋加速器，其特征在于，所述軛體具有限定所述軛體的包絡(luò)線的外表面，所述真空泵至少部分位于所述包絡(luò)線內(nèi)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的回旋加速器，其特征在于，所述磁軛包括由所述軛體形成的泵接納(PA)空腔，所述真空泵定位在所述PA空腔中，所述軛體相對(duì)于所述磁體組件所產(chǎn)生的磁場(chǎng)尺寸設(shè)置為使得所述真空泵經(jīng)受不超過50高斯的磁場(chǎng)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的回旋加速器，其特征在于，所述真空泵緊鄰所述軛體聯(lián)接，其中所述真空泵所經(jīng)受的磁場(chǎng)不超過50高斯。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的回旋加速器，其特征在于，所述真空泵沿相對(duì)于重力方向形成一定角度的縱向軸線定向，所述角度大于10度。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的回旋加速器，其特征在于，所述真空泵是包括圍繞縱向軸線旋轉(zhuǎn)的風(fēng)扇的渦輪分子泵，所述縱向軸線相對(duì)于重力方向形成大于10度的角度。
12.—種回旋加速器，包括磁軛，其具有圍繞加速室的軛體；用于產(chǎn)生磁場(chǎng)以沿期望路徑引導(dǎo)帶電粒子的磁體組件，所述磁體組件位于所述加速室中，所述磁場(chǎng)通過所述加速室并在所述磁軛內(nèi)傳播，其中所述磁場(chǎng)的一部分作為雜散場(chǎng)逸出所述磁軛之外；以及與所述軛體直接聯(lián)接的真空泵，所述真空泵構(gòu)造成將真空導(dǎo)入所述加速室，所述真空泵是具有用于產(chǎn)生真空的旋轉(zhuǎn)風(fēng)扇的無(wú)流體泵。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的回旋加速器，其特征在于，所述磁軛尺寸設(shè)置為使得所述真空泵不會(huì)經(jīng)受超過50高斯的磁場(chǎng)。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的回旋加速器，其特征在于，所述軛體包括相對(duì)的磁極頂部， 所述磁極頂部之間具有空間，所述帶電粒子在所述空間沿所述期望路徑被引導(dǎo)，所述磁極頂部之間的平均磁場(chǎng)強(qiáng)度為至少1特斯拉。
15.根據(jù)權(quán)利要求12所述的回旋加速器，其特征在于，所述軛體形成與所述加速室流體聯(lián)接的泵接納(PA)空腔，所述真空泵定位在所述PA空腔中。
16.根據(jù)權(quán)利要求12所述的回旋加速器，其特征在于，所述真空泵是渦輪分子泵。
17.根據(jù)權(quán)利要求12所述的回旋加速器，其特征在于，所述磁軛包括由所述軛體形成的泵接納(PA)空腔，所述真空泵定位在所述PA空腔中，所述軛體相對(duì)于所述磁體組件所產(chǎn)生的磁場(chǎng)尺寸設(shè)置為使得所述真空泵經(jīng)受不超過50高斯的磁場(chǎng)。
18.一種同位素生產(chǎn)系統(tǒng)，包括磁軛，其具有圍繞加速室的軛體；用于產(chǎn)生磁場(chǎng)以沿期望路徑引導(dǎo)帶電粒子的磁體組件，所述磁體組件位于所述加速室中，所述磁場(chǎng)通過所述加速室并在所述磁軛內(nèi)傳播，其中所述磁場(chǎng)的一部分作為雜散場(chǎng)逸出所述磁軛之外；與所述軛體直接聯(lián)接的真空泵，所述真空泵構(gòu)造成將真空導(dǎo)入所述加速室，其中所述磁軛尺寸設(shè)置為使得所述真空泵不會(huì)經(jīng)受超過75高斯的磁場(chǎng)；以及定位成接收所述帶電粒子以生成同位素的靶容器。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述磁軛尺寸設(shè)置為使得所述真空泵不會(huì)經(jīng)受超過50高斯的磁場(chǎng)。
20.根據(jù)權(quán)利要求18所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述真空泵是具有用于產(chǎn)生真空的旋轉(zhuǎn)風(fēng)扇的無(wú)流體泵。
21.根據(jù)權(quán)利要求18所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述真空泵是渦輪分子泵。
22.根據(jù)權(quán)利要求18所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述軛體包括相對(duì)的磁極頂部，所述磁極頂部之間具有空間，所述帶電粒子在所述空間沿所述期望路徑被引導(dǎo)，所述磁極頂部之間的平均磁場(chǎng)強(qiáng)度為至少1特斯拉。
全文摘要
一種回旋加速器，其包括磁軛，該磁軛具有圍繞加速室的軛體。該回旋加速器還包括磁體組件以產(chǎn)生磁場(chǎng)以沿期望路徑引導(dǎo)充電粒子。該磁體組件位于加速室中。磁場(chǎng)經(jīng)加速室并在磁軛內(nèi)傳播，其中磁場(chǎng)的一部分作為雜散場(chǎng)逸出磁軛之外。該回旋加速器還包括與軛體直接聯(lián)接的真空泵。該真空泵構(gòu)造成將真空導(dǎo)入加速室。該磁軛尺寸設(shè)置為使得真空泵不會(huì)經(jīng)受超過75高斯的磁場(chǎng)。
文檔編號(hào)H05H13/00GK102422724SQ201080020362
公開日2012年4月18日 申請(qǐng)日期2010年3月22日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月5日
發(fā)明者J·諾爾林, T·埃里克松 申請(qǐng)人:通用電氣公司