专利摘要

专利摘要

本发明提出一种基于电子储存环加速器的伽玛光生产钼99的方法。其一实施例中提出一种伽玛光生成装置，包括：储存环，设置成提供电子束运动的循环轨道；激光产生部，设置成提供自由电子激光；其中，所述储存环设置碰撞点，所述电子束与所述自由电子激光在所述碰撞点碰撞，产生伽玛光。另一实施例提出一种伽玛光生成装置，包括：第一储存环和第二储存环，设置成分别提供电子束运动的环形轨道；波荡器，设置成所述第一储存环的所述电子束通过所述波荡器产生自由电子激光；所述第二储存环的所述电子束与所述自由电子激光碰撞产生伽玛光。根据本发明实施例的伽玛光生成装置，可提供单色性好、方向性好、亮度高的伽玛光，伽玛光可用于生产比活度改善的放射性同位素。

权利要求

1.一种伽玛光生成装置(10)，包括：

电子储存环(11)，设置成提供电子束运动的循环轨道；

激光产生部(12)，设置成提供自由电子激光；其中，

所述电子储存环设置碰撞点，所述电子束与所述自由电子激光在所述碰撞点碰撞，产生伽玛光；

所述电子储存环(11)为8字形。

2.根据权利要求1所述的伽玛光生成装置(10)，其中，还包括：

注入部(13)，提供所述电子束并将所述电子束加速到预设能量后注入所述电子储存环(11)。

3.根据权利要求1所述的伽玛光生成装置(10)，其中，

所述电子储存环(11)包括直线节(14)和弧区(15)，所述直线节(14)和所述弧区(15)共同形成所述电子束运动的循环轨道；

所述激光产生部(12)和所述碰撞点设置在所述直线节。

4.根据权利要求1所述的伽玛光生成装置(10)，其中，

所述激光产生部(12)为波荡器，其设置在所述电子储存环(11)的直线节；

所述电子储存环的一部分所述电子束经过所述波荡器产生自由电子激光，所述自由电子激光与所述电子储存环的另一部分所述电子束碰撞。

5.一种伽玛光生成装置(20)，包括：

第一储存环(21)和第二储存环(22)，设置成分别提供电子束运动的环形轨道；

波荡器(23)，设置成所述第一储存环(21)的所述电子束通过所述波荡器(23)产生自由电子激光；

所述第二储存环(22)的所述电子束与所述自由电子激光碰撞产生伽玛光。

6.根据权利要求5所述的伽玛光生成装置(20)，其中，还包括：

第一注入部(23)，为所述第一储存环(21)提供所述电子束并将所述电子束加速到预设能量后注入所述第一储存环；

第二注入部(24)，为所述第二储存环(22)提供所述电子束并将所述电子束加速到预设能量后注入所述第二储存环。

7.根据权利要求6所述的伽玛光生成装置(20)，其中，

所述第一储存环和所述第二储存环均包括直线节和弧区，所述直线节和所述弧区共同形成所述电子束运动的环形轨道；

其中，所述第一储存环(21)的第一直线节(211)与所述第二储存环(22)的第一直线节(221)在同一直线；

所述波荡器(23)设置在所述第一储存环的所述第一直线节(211)，从而所述波荡器产生的所述自由电子激光与所述第二储存环的所述第一直线节(221)的所述电子束碰撞。

8.一种放射性同位素生产装置，包括：

伽玛光生成装置，提供辐照用伽玛光；

目标元素，当所述伽玛光辐照所述目标元素时产生所述放射性同位素；其中，

所述伽玛光生成装置为权利要求1-7任一项所述的装置；

所述目标元素为钼100，所述放射性同位素为钼99。

9.一种钼99的生产方法，包括：

利用伽玛光辐照钼100生产所述钼99；其中，

所述伽玛光为权利要求1-7任一项所述的伽玛光生成装置产生。

说明书

技术领域

本发明涉及放射性同位素生产技术领域，具体涉及一种伽玛光生成装置及放射性同位素生产装置。

背景技术

随着核医学的迅速发展，医用放射性同位素在疾病诊断和临床治疗中发挥着重要的作用。99Mo的衰变子体核素99mTc是核医学中应用广泛的放射性同位素，目前医用99Mo的生产方法包括利用反应堆或加速器生产99Mo。对于利用反应堆生产99Mo，反应堆运行一段时间后，常面临停堆检修、退役等问题，容易造成99Mo的供应短缺；同时的，还存在放射性废物处理困难等问题。

利用加速器生产99Mo，是在加速器内加速初级带电粒子(电子、质子等)轰击转换器内的靶件产生高能次级粒子(光子、中子)，再与钼靶或铀靶相互作用产生99Mo。与反应堆生产99Mo相比，利用加速器生产99Mo建造成本低、产生的放射性废物少，但加速器生产99Mo的比活度低，难于用于医疗诊断。

基于上述原因，提出改进的利用加速器生产比活度高的99Mo的装置及方法。

发明内容

本发明提供了一种伽玛光生成装置、放射性同位素生产装置以及钼99的生产方法，解决相关技术中存在的成本高、钼99生产比活度低等问题。

根据本发明的一个方面，提供了一种伽玛光生成装置，包括：电子储存环，设置成提供电子束运动的循环轨道；激光产生部，设置成提供自由电子激光；其中，所述电子储存环设置碰撞点，所述电子束与所述自由电子激光在所述碰撞点碰撞，产生伽玛光。

可选地，伽玛光生成装置还包括：注入部，提供所述电子束并将所述电子束加速到预设能量后注入所述电子储存环。

可选地，所述储存环包括直线节和弧区，所述直线节和所述弧区共同形成所述电子束运动的循环轨道；所述激光产生部和所述碰撞点设置在所述直线节。

可选地，所述电子储存环为8字形。

可选地，所述激光产生部为波荡器，其设置在所述电子储存环的直线节；所述电子储存环的一部分所述电子束经过所述波荡器产生自由电子激光，所述自由电子激光与所述电子储存环的另一部分所述电子束碰撞。

根据本发明的另一个方面，提供了一种伽玛光生成装置，包括：第一储存环和第二储存环，设置成分别提供电子束运动的环形轨道；波荡器，设置成所述第一储存环的所述电子束通过所述波荡器产生自由电子激光；所述第二储存环的所述电子束与所述自由电子激光碰撞产生伽玛光。

可选地，伽玛光生成装置还包括：第一注入部，为所述第一储存环提供所述电子束并将所述电子束加速到预设能量后注入所述第一储存环；第二注入部，为所述第二储存环提供所述电子束并将所述电子束加速到预设能量后注入所述第二储存环。

可选地，所述第一储存环和所述第二储存环均包括直线节和弧区，所述直线节和所述弧区共同形成所述电子束运动的环形轨道；其中，所述第一储存环的第一直线节与所述第二储存环的第一直线节在同一直线；所述波荡器设置在所述第一储存环的所述第一直线节，从而所述波荡器产生的所述自由电子激光与所述第二储存环的所述第一直线节的所述电子束碰撞。

根据本发明的另一个方面，还提供了一种放射性同位素生产装置，包括：伽玛光生成装置，提供辐照用伽玛光；目标元素，当所述伽玛光辐照所述目标元素时产生所述放射性同位素；其中，所述伽玛光生成装置为上述实施方式所述的装置。

可选地，所述目标元素为钼100，所述放射性同位素为钼99。

根据本发明的另一个方面，还提供了一种钼99的生产方法，包括：利用伽玛光辐照钼100生产所述钼99；其中，所述伽玛光为上述实施方式所述的伽玛光生成装置产生。

通过本发明提供的伽玛光生成装置，便于生产单色性好、方向性好、亮度更高的伽玛光；本发明提供的放射性同位素生产装置，可利用更高通量的伽玛光生产放射性同位素，有利于提高放射性同位素的比活度。

附图说明

通过下文中参照附图对本发明所作的描述，本发明的其它目的和优点将显而易见，并可帮助对本发明有全面的理解。

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为根据本发明的其中一个实施例的伽玛光生成装置的结构示意图；

图2为根据本发明的另一个实施例的伽玛光生成装置的结构示意图。

需要说明的是，附图并不一定按比例来绘制，而是仅以不影响读者理解的示意性方式示出。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，均应当属于本发明保护的范围。

除非另外定义，本发明使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。

参照图1-2，根据本发明实施例的伽玛光生成装置，利用高能电子束与激光碰撞产生伽玛光，该伽玛光例如可用作放射性同位素生产的辐照光源，通过提高伽玛光的光子通量从而提高放射性同位素的比活度。

参照图1，根据本发明实施例的伽玛光生成装置10，包括：电子储存环11，设置成提供电子束运动的循环轨道；激光产生部12，设置成提供自由电子激光；其中，电子储存环设置碰撞点，电子束与自由电子激光在碰撞点碰撞，产生伽玛光。

具体的，利用高能电子束与激光作用产生辐射光源，以提供单色性好、方向性好、亮度高的光源，为辐照加工产业创造有利的条件。高能电子束例如通过注入到电子储存环中进行循环运动，当电子束运动至碰撞点时，与另一方向发射来的激光相互作用产生康普顿散射；可通过调节电子束以及激光的有关参数产生具有一定波长的伽玛光源，从而将光源应用到所需的领域。

电子储存环11例如包括真空管道、偏转磁铁、聚焦磁铁、矫正磁铁、高频加速腔等，真空管道例如包括直线节14和弧区15，偏转器、高频加速腔例如设置在直线节14，其中，偏转器用于使注入到电子储存环11中的电子束的轨道弯曲从而入射到真空管道中，高频加速腔能够对环绕电子储存环11的电子束赋予能量使其加速；进一步的，弧区15例如配置偏转磁铁，偏转磁铁使电子束的轨道偏转，从而使电子束能够通过弧区、并环绕电子储存环运动。真空管道例如采用不锈钢材质制成。

进一步的，直线节例如包括聚焦磁铁和矫正磁铁，弧区例如包括聚焦磁铁和矫正磁铁，分别用于为电子束提供相应的功能。

进一步的，用于电子束与激光作用的区域例如设置在直线节14，使得电子束沿直线运动至该区域时，便于同沿另一直线方向发射来的激光发生碰撞从而产生辐射光源。

自由电子激光具有波谱段可调、单色性好、功率高等优点，当采用自由电子激光时，可产生改善的伽玛光束，从而提高辐照光束的质量。

进一步的，伽玛光生成装置10还包括注入部13，其用于提供电子束并将电子束加速到预设能量后注入电子储存环11。注入部13例如包括电子产生装置，用于产生电子束，该电子束经电子加速器加速到预设能量后，经偏转器注入到电子储存环11中。

参照图1，提供一种伽玛光生成装置10，其包括注入部13，注入部13产生电子束并将经加速至预设能量的电子束注入至电子储存环11中；电子储存环11用于提供电子束环绕的轨道，电子储存环例如为8字形，靠近注入部13的电子储存环11的直线节例如可配置偏转器和高频加速腔，分别用于使注入的电子束偏转以及补充电子束发生辐射后损失的能量；伽玛光生成装置10还包括波荡器12，波荡器包含多个磁铁，其S极和N极交替地对应设置形成周期磁场，使得电子束通过时，电子左右交替偏转作振荡运动，产生辐射，由此形成自由电子激光，该自由电子激光与电子储存环11中其他方向的电子束碰撞从而产生辐射光束。

参照图1，在其中一个实施例中，波荡器12设置在电子储存环11的直线节141，如图所示，注入部13将电子束注入至电子储存环11中，电子束沿箭头所示方向环绕运动，其中，运动至箭头1b的一部分电子束穿过波荡器12后产生自由电子激光，通过真空管道16将自由电子激光传输至直线节143，同时的，运动至箭头2b的另一部分电子束与自由电子激光碰撞产生伽玛光，碰撞区域例如设置在整个直线节143，如图1所示碰撞点F1可分布于整个直线节143。

在另一个实施例中，波荡器12设置在电子储存环11的直线节142，如图1，运动至该直线节的一部分电子束经波荡器12后产生自由电子激光，自由电子激光例如沿箭头4b到达8字形的中间交叉位置，与此同时，沿箭头3b的另一部分电子束也运动至8字形的中间交叉位置，电子束与自由电子激光在F2位置碰撞产生伽玛光。

由此，根据本发明实施例的伽玛光生成装置，当电子储存环11设置成8字形时，可根据实际需要设置波荡器12的位置，例如将波荡器12设置在直线节141，此时自由电子激光与电子束可发生共线对撞，有助于产生更高产额的伽玛光；或者将波荡器12设置在电子储存环11的直线节142，此时自由电子激光与电子束可发生交叉对撞，有助于装置结构紧凑；还可以在直线节141和直线节142分别设置波荡器，以便提供多束伽玛光，充分利用装置的分布空间，使结构紧凑，提高辐照光生产效率。

上述实施例对电子储存环的形状以及波荡器的位置设置不作限定。

在本领域中，还可以采用扭摆器来产生自由电子激光。

基于自由电子激光的特性，利用其产生的伽玛光具有单色性好、亮度高等优点。

参照图2，在其他的实施例中，根据本发明实施例的伽玛光生成装置20，包括：第一储存环21和第二储存环22，设置成分别提供电子束运动的环形轨道；波荡器23，设置成第一储存环21的电子束通过波荡器23产生自由电子激光；第二储存环22的电子束与自由电子激光碰撞产生伽玛光。

具体的，为了便于提供电子和光子，分别利用不同的储存环实现，如图2所示，第一储存环21和第二储存环22例如均为具有圆滑过渡的类似矩形的管路，第一储存环21的第一直线节211与第二储存环22的第一直线节221在同一直线；电子束分别沿图中箭头所示方向运动，第一储存环21例如提供沿箭头3c的自由电子激光，自由电子激光通过真空管道30进入直线节221，同时的，第二储存环22提供沿箭头2c的高能电子束，电子束与自由电子激光在直线节221碰撞产生伽玛光。

参照图2，在其中一个实施例中，波荡器23设置在第一储存环21的第一直线节211，由此当第一储存环21的电子束运动至第一直线节211时，其穿过波荡器23产生沿该直线方向前进的自由电子激光，该自由电子激光经真空管道引出后能够与第二储存环22的沿其第一直线节221运动的电子束作用。

上述实施例的波荡器23的位置可根据实际需要选择，由于第二储存环22可提供用于电子束与激光作用的碰撞区域，该碰撞区域为第二储存环22的第一直线节221及其延伸部分(使得自由电子激光与电子束形成共线对撞模式)，因此，为了进一步提高伽玛光的产额，第一直线节221的长度可设置的较长，并且保证碰撞区域的电子束包络尽量小。

可以理解的是，在图2的实施例中，储存环的形状还可以是类似多边形，从而波荡器23的位置根据实际情况调整，以满足合适方向的电子束与激光碰撞。

进一步的，伽玛光生成装置20例如还包括第一注入部24，为第一储存环21提供电子束并将电子束加速到预设能量后注入第一储存环；第二注入部25，为第二储存环22提供电子束并将电子束加速到预设能量后注入第二储存环。

类似的，第一储存环21和第二储存环22均配置便于电子束引入或者便于电子束加速的部件。

上述实施例的伽玛光生成装置的其中一个应用为，利用其产生的伽玛光辐照生产放射性同位素。

现有的利用加速器生产钼99的方案中，包括利用电子束轰击钨靶产生X射线，再用X射线辐照钼100生产钼99；或者直接利用电子束轰击钼100生产钼99。这两种方案生产的钼99比活度均较低，前者约为10居里/克，后者约为20居里/克；另外，将具有一定功率的电子束直接轰击靶件时，还要考虑冷却的问题。

相比较的，本发明的实施例可提供一种改善的生产钼99的方案。利用上述实施例提供的伽玛光生成装置提供一种单色性好、方向性好、亮度高的伽玛光，其相比较X射线(能谱宽，无法参与核反应的低能成分高，并且高能光子也是发散的，难以提高亮度)，伽玛光的能量可以调节到核反应共振峰的值(光子能量为14MeV左右)，从而使得光子的核反应效率和利用率提高，有利于提高钼99的比活度；另外，采用伽玛光辐照不涉及冷却的问题。

根据本发明实施例的放射性同位素生产装置，包括：伽玛光生成装置，提供辐照用伽玛光；目标元素，当伽玛光辐照目标元素时产生放射性同位素；其中，伽玛光生成装置例如为上述实施例的装置10或20。

进一步的，普通固体激光器产生的伽玛光的光子通量约为108个光子/(秒·mm2)，本发明的利用电子束与激光碰撞产生的伽玛光的光子通量可达1015个光子/(秒·mm2)，由此改善伽玛光的光子通量，从而有利于生产高比活度的钼99。

即采用自由电子激光相比普通激光具有更高的能量和通量，因而有利于产生更高能量和通量的伽玛光，从而可提高生产的放射性同位素的比活度。

采用上述伽玛光辐照钼100，利用100Mo(γ,n)反应生产99Mo，由此，本发明的实施例可提供用于生产高比活度的钼99，并且制备工艺得以简化(无需涉及核废物处理以及冷却问题)、成本低。

对于本发明的实施例，还需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明的实施例及实施例中的特征可以相互组合以得到新的实施例。

以上，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

伽玛光生成装置及放射性同位素生产装置专利购买费用说明

Q：办理专利转让的流程及所需资料

A：专利权人变更需要办理著录项目变更手续，有代理机构的，变更手续应当由代理机构办理。

1：专利变更应当使用专利局统一制作的“著录项目变更申报书”提出。

2：按规定缴纳著录项目变更手续费。

3：同时提交相关证明文件原件。

4：专利权转移的，变更后的专利权人委托新专利代理机构的，应当提交变更后的全体专利申请人签字或者盖章的委托书。

Q:专利著录项目变更费用如何缴交

A：（1）直接到国家知识产权局受理大厅收费窗口缴纳,（2）通过代办处缴纳，（3）通过邮局或者银行汇款,更多缴纳方式

Q：专利转让变更，多久能出结果

A：著录项目变更请求书递交后，一般1-2个月左右就会收到通知，国家知识产权局会下达《转让手续合格通知书》。