限制回旋加速器中粒子最大能量的几个因素

从回旋加速器的基本原理出发,分析了限制粒子最大能量的几个因素,即D形盒半径和磁感应强度大小、加速极板之间的间距和加速电压、狭义相对论效应导致的粒子质量变化.并通过实际加速器的数据,分析和比较了在这几个因素独立影响下,粒子最大能量的数量级.

回旋加速器主磁铁非理想磁场垫补方法研究

回旋加速器主磁场的精密测量和误差垫补技术是回旋加速器技术研究的一个重要方向,也是设备建造的关键环节之一。由于受铁材料内部缺陷、机械加工误差等因素的影响,回旋加速器主磁铁所产生非理想磁场通常会偏离所需要的等时性磁场分布,且含有一定幅值的谐波磁场。因此,在研制回旋加速器的过程中需对非理想磁场进行多次垫补,通过修正实际磁场的分布而最终达到使用要求。与传统磁场垫补算法相比,本文提出了一种基于多元线性回归模型的垫补算法,加入对一次谐波磁场的计算,实现对磁场等时性误差与一次谐波误差同时进行定量化垫补,省去了单独针对一次谐波磁场的垫补过程。为避免增加有限元计算量,本文在新算法中使用了基于1/4磁铁模型获取平均磁场、一次谐波磁场的垫补形状函数。最后使用本文所提垫补方法,将中国原子能科学研究院16 MeV回旋加速器主磁场的等时性误差降低至10-4量级、一次谐波磁场降低至6 Gs以内。实验结果表明,本文提出的算法具有形状函数计算量小、垫补精度高、迭代次数少的特点。

回旋加速器主磁铁镶条再加工工艺研究

回旋加速器主磁场测量与垫补是回旋加速器技术研究的一个重要方向。为实现回旋加速器主磁场垫补理论要求,其垫补方式可采用边缘垫补方式。该方式要求加工的镶条边缘曲线的精度优于0.02 mm。然而,镶条初次加工方式为配做形式,本身镶条材料硬度低、形状薄且长,在强磁场条件下,细微扰动就会引起磁场剧烈变化,实际需要进行垫补加工量非常小。故保证镶条边缘曲线再加工精度是实现回旋加速器功能非常重要的工作。文章从边缘理论曲线获得方式出发,提出加工精度具体要求和边缘曲线加工的实现方式,并考虑其坐标系关系,设计了一种保证镶条边缘曲线再加工精度的工装。该工装可同时固定两根镶条,提供合适的参考点,实现镶条在加速器上的位置复现。该工装应用于16 Mev加速器镶条垫补加工,每次垫补结果机械测量误差在0.02 mm,磁场复测后实际加工磁场与理论垫补磁场精度好于10-3。

西门子Eclipse RD型医用回旋加速器结构原理及故障维修

医用回旋加速器是用于生产PET/CT检查当中放射性药物的重要设备,保障其正常运行至关重要。以西门子Eclipse RD型医用回旋加速器为例,介绍其构造原理,并针对其射频系统和离子源系统分享了3个维修案例,可为同行提供相关参考。

回旋加速器制备^(89)Zr及其纯化和标记研究

为了获得高质量^(89)Zr核素用于核医学显像,利用HM-20S型回旋加速器辐照^(89)Y靶制备^(89)Zr,对核反应激发函数进行了计算,设计了靶系统并制备靶片通过回旋加速器辐照制备^(89)Zr,对靶片放化分离方法和^(89)Zr标记工艺进行了研究。结果表明,回旋加速器制备^(89)Zr最佳束流能量为9~13.5 MeV,其中在13.5 MeV能量处获得最大反应截面。回旋加速器束流引出为14 MeV,经真空膜和靶膜衰减后剩余能量约为12.86 MeV,束流在^(89)Y靶中呈高斯分布,射程约为0.821 mm。^(89)Y靶片经15μA束流辐照1.50~3.33 h,得到轰击结束时^(89)Zr活度为22.20~85.45 mCi,产额约为36.51~63.30 MBq/(μA·h)。采用UTEVA树脂从辐照后的靶片中分离^(89)Zr,^(89)Zr回收率为86.27%,Y(Ⅲ)去除率为99.80%。^(89)Zr-DFO-NCS标记化合物放化纯度>98%,标记效果良好。

日本住友回旋加速器的常见故障分析及质控保养探究

日本住友回旋加速器是一种重要的科学研究设备,广泛应用于物理、化学等领域。然而,由于其复杂的工作原理在长时间运行和高强度的工作环境下,回旋加速器在使用过程中难免会出现故障,同时回旋加速器需要定期保养以确保其正常运行和延长使用寿命。本文将介绍日本住友回旋加速器的多例故障现象、故障维修过程以及故障总结。通过对故障的分析和修复,我们成功解决了回旋加速器的故障问题,保证了设备的正常运行。同时介绍回旋加速器的质控及保养方法,以帮助用户正确维护设备并提高实验效果。

直线加速器及回旋加速器超厚顶板的盘扣脚手架支撑设计及施工

南通市金沙湾医学综合体(一期)建设工程项目,线性加速器和回旋加速器的顶部最大厚为2800毫米,其水泥强度为C35级,自重和钢筋的粗细(埃埃25-埃28)紧密排列,钢筋之间的距离为90毫米。为保障顶板支撑系统的安全,经过多个方案的对比,选用了一种全桥式的盘扣式支架来支承框架,对立柱、顶托和剪撑件等进行了设计,同时还采用了 BIM技术来指导采购、下料和施工等工作,从而保证了建筑的安全和质量。

医用重离子回旋加速器径向探针系统

武威和兰州重离子加速器使用回旋加速器作为其注入器。回旋加速器为该装置的同步加速器提供10μA的碳离子束流以满足其物理需求。而径向探针则是安装在回旋加速器内部实现束流流强和圈图测量的重要束诊元件。径向靶头上的束流信息经前端电子学拾取后会进一步进入数据采集系统,最终实现回旋加速器的束流流强和圈图测试。其中,径向探针的前端电子学采用皮安表,数据采集系统基于实时操作系统和FPGA技术。介绍了径向探针的机械结构设计,并分析了探头有无水冷结构的热结构;描述了控制系统软硬件架构,可以实现10 kHz的数据和位置信息的同步采集。最后,还介绍了探针机械和控制系统的实验室测试和验收标准以及在束测量结果。

医用回旋加速器的射频系统故障分析与检修

回旋加速器结构复杂,维修工程师应熟悉其原理和结构,认真做好日常保养工作,快速排除故障。以MINItrace医用回旋加速器为例,详细分析该设备RF系统出现的3次故障,提出具体的分析和检修方法,确保机器正常运行,为维修人员处理类似故障提供参考。

250MeV回旋加速器高频低电平系统设计

中国原子能科学研究院在研的250 MeV医用超导回旋加速器的高频控制系统需完成两组功率源的反相驱动,实现四腔体的加速Dee电压稳定、频率稳定及电压平衡调节。为提升高频系统启动速度,增加设计的灵活性,满足质子治疗应用中对加速器输出剂量、电磁兼容设计等的特殊要求,250 MeV低电平控制系统在原有传统数模混合低电平系统的设计基础上,设计了FPGA和DSP的混合架构,利用DSP的高速乘法器与多总线结构,有效提升了PID运算速度,增强系统实时数字处理能力;增加了低功率调谐状态,优化了高频系统的启动流程;并创新实现了连续和脉冲的双模式闭环,同时满足日常运行和设备调试的需要。此外,还设计了高频隔离线路,针对医学应用优化系统的电磁兼容特性。

回旋加速器的改进与研究

回旋加速器最早开始运用时,仅仅是将带电粒子在高压环境下进行加速一次,但是这种工作原理受到相关技术的限制。随着对回旋加速器的改进与研究,运用相同的电压进行多次重复加速。在1932年的回旋加速器理论提出时,其结构则是将两个金属扁盒对立而放于真空环境下,使得在交变电下进行加速。在科学技术的不断发展下,对回旋加速器的改进在持续的进行中,主要是针对其运行中存在的问题,进行改进。将分析回旋加速器的工作原理和结构,并研究运行中存在的问题,提供对应的改进方法。

基于C30加速器的^(89)Zr制备工艺研究

^(89)Zr具有良好的衰变特性和适宜的半衰期,在PET免疫显像领域具有广阔的应用前景。本文基于C30加速器固体靶系统设计开发了新型硬币靶,同时对^(89)Zr核素制备工艺进行了研究。将钇箔装配于硬币靶后转移至C30加速器固体靶系统辐照2~4 h,初始质子能量为16.5 MeV,采用质子束流降能器装载0.4 mm厚碳膜进行衰变处理,获得约13.8 MeV的次级束流辐照在靶片上。将辐照后的靶片装入溶靶槽,采用自主开发的自动化分离装置装载羟肟酸树脂进行靶片溶解和分离纯化,最终获得^(89)Zr核素。分析测定了^(89)Zr的放射性核纯度、放射化学纯度及元素杂质含量等质量指标。检验结果显示,^(89)Zr核素批产能可达到5 GBq,放射性核纯度大于99.9%,放射化学纯度大于97%,主要元素杂质含量均低于2.5μg/GBq。通过自主设计的直冷型硬币靶系统成功制备了质量可控的^(89)Zr核素,实现了^(89)Zr核素的规模化国内供应。

加速器生产^(103)Pd的厚铑靶制备工艺研究

铑靶的制备是加速器生产核素^(103)Pd的关键技术。为制得致密、稳定、厚度高的铑靶,采用改性工艺对硫酸铑溶液进行预处理,并加入一定量电镀添加剂A,得到低应力镀铑液。实验靶片选择金属铜材质,靶片面积约100 mm×10 mm。分别针对电镀过程中的电源电流密度、电镀温度、H_(2)SO_(4)浓度、电镀添加剂A浓度等进行条件实验,获得最佳电镀条件。结果表明,选用最佳电镀条件下,连续四个批次制备的铑镀层质量厚度均大于150 mg/cm^(2),在热冲击实验和坠落实验中,镀层未出现起皮、脱落等问题,镀层致密、平整、与基底结合牢固。在C30回旋加速器内辐照5~51.5 h,可以获得产额5.18~6.04 MBq/(μA·h)、核纯度大于99.9%的^(103)Pd核素。本研究解决了脉冲电镀法制备铑靶工艺稳定性差的问题,制备的厚铑靶可满足^(103)Pd批量化生产要求。

核医学科回旋加速器系统的维护与常见故障维修

介绍了回旋加速器系统故障的初步排查方法,阐述了靶系统、水冷系统的工作原理、常见故障的维修方法、日常维护内容以及维护和维修过程中的注意事项。

住友回旋加速器故障维修两例

回旋加速器是一种利用磁场和电场共同使带电粒子做回旋运动,在运动中经高频电场反复加速的装置^([1])。回旋加速器可产生正电子放射性药物,药物注入人体发挥示踪剂的作用,医师即可通过PET/CT观察患者组织、器官的结构及代谢情况,从而实现对疾病的早期监测与预防^([2-3])。2019年,我院引进了日本住友公司的升级版HM-10HC+回旋加速器,该款加速器最高提供10 MeV质子能量,采用100μA双束流及50 MHz低射频技术,预留固体靶位、^(18)F-^(13)N液体铌靶、^(11)C气体银靶,配备全自动生产监控、启动及邮件报警系统,常规模式下1 h生产2.6 Ci F离子、2 h生产4 Ci F离子。此款回旋加速器采用的是全屏蔽体设计,屏蔽部分由2块屏蔽体和2扇屏蔽门组成,以全方位防护辐射。

西门子RDS111型医用回旋加速器射频系统故障分析与维修

阐述了医用回旋加速器射频系统的主要构成,介绍了西门子RDS111型医用回旋加速器射频系统的3例典型故障现象、产生的原因和维修过程,指出了工程师熟练掌握射频系统结构、运行原理对快速维修医用回旋加速器具有重要意义。

浅谈回旋加速器退役拆解过程中实现放射性废物最小化的方法

本文主要针对陕西某三甲医院回旋加速器实施退役过程中,放射性废物最小化处理方法的分析和总结,旨在为今后类似回旋加速器退役治理过程中放射性废物处理提供良好的实践经验。本文中的回旋加速器主要用于生产医用放射性同位素,因设备老旧无法满足生产要求,故对其实施退役,以达到场所和设备清洁解控的目的。本次退役范围主要包括回旋加速器主体及主机房、药物合成室及其配套用房,需要进行清洁治理的为回旋加速器主体及主机房。在对回旋加速器进行拆解和大块部件切割之前和切割过程中,进行现场监测和实验室采样分析,通过现场监测结果和产生的放射性废物源项分析,按照废物最小化原则,对低放射性废物和极低放射性废物进行分类收集整备并送贮,对达到清洁解控水平的部件进行清洁解控与资源回收利用。本次退役共产生放射性废物约25吨,依据本文论述方法分拣出的可解控废物约12吨,实现了废物最小化。

回旋加速器机房建设探讨

简要回顾了我国回旋加速器机房建设的发展历程;汇总了现行的相关法律法规及标准规范;介绍了第一、二、三、四类《放射性药品使用许可证》所需的房屋设施;基于第四类《放射性药品使用许可证》的要求,分别介绍了回旋加速器机房六大功能区的建设要点。

CIAE回旋加速器及应用综述

回旋加速器是中国原子能科学研究院(CIAE)自建院初期就开始重点发展的技术,70年来,为CIAE多学科、多应用领域取得辉煌业绩,做出了历史性的贡献。本文重点介绍CIAE已掌握、并在国际上有一定影响力的紧凑型强流加速器技术和束流动力学并行计算技术等两项关键技术,以及高温超导和高Q值谐振腔等两项目前正在攻关、决战“十四五”的前瞻性技术;总结CIAE目前回旋加速器的型谱化产品;详述回旋加速器在国家安全、健康中国、科学前沿等领域的重大应用及前景。

中国原子能科学研究院强流回旋加速器若干先进技术研究进展

本文主要介绍了中国原子能科学研究院自2000年以来在强流回旋加速器领域的研究工作进展和到目前为止所掌握的一些强流回旋加速器的关键技术,内容涉及强流回旋加速器物理,强流负氢束的产生、调节、控制与诊断技术,先进磁工艺技术,大功率高稳定度高频技术,真空技术,回旋加速器综合试验技术等。