专利名称：高能x射线生物辐照仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种新型的为生物电离辐射提供高能射线的实验室装置，尤其涉及一种以高能X射线为放射线来源、照射生物体和细胞产生生物电离辐射的高能X射线生物辐照仪。
背景技术：
放射医学的研究发现，射线对生物体产生的电离辐射效应可摧毁机体的造血和免疫系统。研究已证实，骨髓移植是治疗动物急性放射病的最有效的方法。因此，应用离辐射效应对机体的造血和免疫系统的损伤作用也成为骨髓移植研究的手段。在白血病的骨髓移植治疗等生物医学研究中，应用放射线的离辐射效应消灭机体内存在的肿瘤细胞后，进行骨髓细胞移植来重建机体的造血系统和免疫系统，达到治疗疾病的目的。除了骨髓移植外，射线对生物细胞产生的电离辐射效应也应用于人类基因组学、免疫学、肿瘤学、放射生物学、细胞生物以及微生物学等生物医学研究领域。长期以来，在生物医学研究领域针通常采用伽玛射线装置(铯或钴)提供射线来源，将生物体或细胞置于射线源下进行照射来达到目的。但是，钴源(6tlCo)等伽玛射线装置具有如下的缺点与不足1、放射性同位素系统防护难；2、废弃物处置问题；3、同位素源持续不断的衰减后需更换；4、同位素剂量率不可调； 5、由于同位素的危害性，国家对同位素源监管和装备要求门槛高(需要衬铅的房间或采取相应安全防范措施)、不易推广等缺点，严重限制了其在生物医学研究领域中的应用。X射线产生的工作原理是当给X射线管的灯丝通电加热到白炽状态时，灯丝表面发射出电子，与此同时，给X射线管两端加上电压(阳极为正、阴极为负)后使X射线管内形成强电场，它就会迫使灯丝表面及其附近的电子飞出阴极，并以极大的加速度射向阳极， 当其碰撞到阳极铍靶时，电子被突然阻止运动而失去它的动能，转变为X射线。由于X射线具有穿透能力强的特点，在医疗透视、照像和工业探伤中已有广泛的应用。而在生物医学领域，由于X射线具有高能电离辐射的作用，它与物质作用产生大量次级带电粒子，而使物质的原子电离，产生强烈的生物学效应；射线对生物体产生的电离辐射效应可摧毁机体的造血和免疫系统，产生急性放射病。因此，X射线对细胞、微生物具有强烈的损伤作用，其杀菌能力是紫外线的二千多倍。由于X射线与伽玛射线都是用光量子作为辐射源，产生电离辐射，两者每单位的等效能量值相同(IGy伽玛=IGy X射线)。但是，X光生物学辐照仪是利用高电压发生装置产生高电压，作用在X线管上发出X射线对生物样品进行辐照，可达到与钴和铯辐射源同样的辐照效果，并可有效保护操作人员，因此，可以用X射线生物辐照仪来替代钴源(6tlCo)等伽玛射线装置，完成电离辐射效应，更方便、安全地应用于生物医学领域的研究和应用中，从而成为X射线应用的亮点，促进生物医学事业的发展。发明内容本实用新型的目的是提供一种高能X射线生物辐照仪，由高功率陶瓷X射线管及为X射线管提供高电压的高压发生器、X射线管冷却系统和电脑自动调节和控制系统组成； 高功率陶瓷X射线管置于射线屏蔽的辐照室中，以固定、水平移动及360度旋转的状态产生高能X射线，代替放射源产生的光量子(伽马射线)，实现对辐照室中特定动物机体或微生物、植物、动物细胞的X射线辐照，产生电离辐射效应。为实现上述目的，本实用新型的构成如下一种高能X射线生物辐照仪，其特征在于，包括一高压发生器；一冷却系统；一电脑控制单元，连接并控制所述电脑控制单元和所述冷却系统的输入端；至少一 X射线管，所述每个X射线管包括一管头，其控制端连接所述高压发生器和所述冷却系统的输出端，用于发射X射线；一辐射室，呈一封闭空间，用于屏蔽X射线，所述管头设置在辐射室内。比较好的是，所述X射线管为高功率陶瓷X射线管。比较好的是，所述X射线管包括若干大倾角、高功率陶瓷X射线管组。比较好的是，所述辐照室由金属外壳、铅板内衬以及碳化硼、石墨等材料粘合聚四氟乙烯内壳围成的封闭空间。比较好的是，所述X射线管组以固定、水平移动及360度旋转X射线辐照。比较好的是，所述辐照室一侧或两侧有出入口，出入口处有射线屏蔽门，所述辐照室底部含铜质网装置，用以控制射线的反射。比较好的是，所述电脑控制单元用以控制电压、电流、辐照时间和剂量。本实用新型由于采取以上设计，其具有以下优点1、采用高能X射线发生装置的生物辐照仪摒弃了钴源(6tlCo)等伽玛射线装置具有的缺点与不足如放射性同位素系统防护难、核废弃物处置问题、同位素源持续不断的衰减后需更换、同位素剂量率不可调、同位素源监管和装备要求门槛高(需要衬铅的房间或采取相应安全防范措施)、不易推广等缺点；2、与同位素核素不同，X射线生物辐照仪是完全自屏蔽的电子装置，只有在开机、接通电源时才产生X射线，当其关闭时是完全的，具有易于防护、无污染、无残留物、低能耗、 使用维修方便、应用范围十分广泛等特点，在干细胞与骨髓移植、人类基因组学、免疫学、肿瘤学、放射生物学、细胞生物学等科学研究领域以及医护人员用品的杀菌消毒、生物器官的无菌处理、昆虫绝育、微生物灭活等实际应用中具有重要的应用前景；3、产生的X射线剂量率可按照不同的要求以电子的方式或通过改变源距来精确调整剂量率；X射线辐照的工作寿命是开机时间的累加，能够有效地利用能源。4、高能X射线生物辐照装置的制造成本低，基建投资小，能耗低(建造一座小型钴源的射线辐照场耗资需千万元以上，维持费用更高)。5、X射线生物辐照仪由电源、放射球管、控制模块、基座以及热量交换器等组成的柜机，可作为柜式X射线系统经营并推进实验室，并被简易的安置于220V单相或380V电路上，易于装备。
下面，参照附图，对于熟悉本技术领域的人员而言，从对本实用新型的详细描述中，本实用新型的上述和其他目的、特征和优点将显而易见。图1是表示本实用新型的新型高能X射线生物辐照仪的系统组成图；图2是A型高能X射线生物辐照仪示意图；图3是B型高能X射线生物辐照仪示意图；图4是C型高能X射线生物辐照仪示意图。
具体实施方式
[0020]如图1，本实用新型公开了一种高能X射线生物辐照仪，它包括高功率陶瓷X射线管及为X射线管提供高电压的高压发生器11、X射线管冷却系统12和电脑控制单元13组成。射线来源由置于射线屏蔽的辐照室14中一组大倾角、高功率陶瓷X射线管16产生，以固定状态产生高能X射线对辐照室内物体进行X射线辐照。具体而言，将所述的X射线管16安装在射线屏蔽的辐照室15中并连接冷却系统 12，以散发、降低X射线仪器产生的热量；所述射线屏蔽的辐照室15由金属外壳、铅板内衬以及碳化硼、石墨等材料粘合聚氟乙烯内壳围成的封闭空间，该辐照室15的一侧或两侧有出入口，出入口处有射线屏蔽门，其底部含铜质网装置，用以控制射线的反射。X射线管16 管头安装在辐照室15内。通过电脑控制单元13自动调节和控制所需的电压、电流、辐照时间和剂量，产生高能X射线，用于辐照不同体积的生物体(实验动物)或细胞。具体实施例1图2是本实用新型一 A型高能X射线生物辐照仪实施例的示意图，所示为采用单个辐射室15结构的实施例。为了摧毁实验动物的造血系统或灭活细胞，将实验动物或细胞置于辐照室中，通过电脑自动调节和控制所需的电压、电流、辐照时间和剂量，产生高能X 射线，用于辐照实验动物或细胞。本实用新型在使用的时候，依据所需分离细胞的数量以及目的，选用A、B、C型磁力分离器的一种。具体实施例2如图3所示，所示为本实用新型B型高能X射线生物辐照仪示意图，其中X射线管 16设置在辐射室15内，这样，射线来源由置于射线屏蔽的辐照室15中一组大倾角、高功率陶瓷X射线管16产生，以360度旋转的状态产生高能X射线对辐照室15内物体进行无死角的X射线辐照。将所述的X射线管16安装在射线屏蔽的辐照室15中并连接冷却系统， 以散发、降低X射线仪器产生的热量；所述射线屏蔽的辐照室15由金属外壳、铅板内衬和以及碳化硼、石墨等材料粘合聚氟乙烯内壳围成的封闭空间，X射线管16管头安装在辐照室内。通过电脑自动调节和控制所需的电压、电流、辐照时间和剂量，产生高能X射线，用于辐照不同体积的生物体(实验动物)或消毒物品。具体实施例3如图4所示是在图3基础上的变形，具体是在辐照室15中设置二组大倾角、高功率陶瓷X射线管161和162产生，以固定状态产生高能X射线对辐照室内物体进行X射线辐照。将所述的X射线管安装在射线屏蔽的辐照室中并连接冷却系统，以散发、降低X射线仪器产生的热量；所述射线屏蔽的辐照室由金属外壳、铅板内衬和以及碳化硼、石墨等材料粘合聚氟乙烯内壳围成的封闭空间，X射线管管头安装在辐照室内。通过电脑自动调节和控制所需的电压、电流、辐照时间和剂量，产生高能X射线，用于辐照不同体积的生物体(实验动物)或和消毒物品。以上诸实施例仅供说明本实用新型之用，而非对本实用新型的限制，有关技术领域的技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下，还可以作出各种变换或变化， 因此所有等同的技术方案也应该属于本实用新型的范畴应由各权利要求限定。
权利要求1.一种高能X射线生物辐照仪，其特征在于，包括 一高压发生器；一冷却系统；一电脑控制单元，连接并控制所述电脑控制单元和所述冷却系统的输入端； 至少一 X射线管，所述每个X射线管包括一管头，其控制端连接所述高压发生器和所述冷却系统的输出端，用于发射X射线；一辐射室，呈一封闭空间，用于屏蔽X射线，所述管头设置在辐射室内。
2.根据权利要求1所述的高能X射线生物辐照仪，其特征在于， 所述X射线管为高功率陶瓷X射线管。
3.根据权利要求2所述的高能X射线生物辐照仪，其特征在于， 所述X射线管包括若干大倾角、高功率陶瓷X射线管组。
4.根据权利要求3所述的高能X射线生物辐照仪，其特征在于， 所述辐照室，由金属外壳、铅板内衬以及内壳围成的封闭空间。
5.根据权利要求4所述的高能X射线生物辐照仪，其特征在于， 所述X射线管组以固定、水平移动及360度旋转X射线辐照。
6.根据权利要求5所述的高能X射线生物辐照仪，其特征在于，所述辐照室一侧或两侧有出入口，出入口处有射线屏蔽门，所述辐照室底部含铜质网装置，用以控制射线的反射。
7.根据权利要求6所述的高能X射线生物辐照仪，其特征在于， 所述电脑控制单元用以控制电压、电流、辐照时间和剂量。
专利摘要本实用新型一种高能X射线生物辐照仪，其特征在于，包括一高压发生器；一冷却系统；一电脑控制单元，连接并控制所述电脑控制单元和所述冷却系统的输入端；至少一X射线管，所述每个X射线管包括一管头，其控制端连接所述高压发生器和所述冷却系统的输出端，用于发射X射线；一辐射室，呈一封闭空间，用于屏蔽X射线，所述管头设置在辐射室内。本实用新型的装置能实现对辐照室中特定动物机体或微生物、植物、动物细胞的X射线辐照。应用于骨髓移植、人类基因组学、免疫学、肿瘤学、放射生物学、细胞、微生物灭活及感染了传染性微生物的动物灭菌以及其它各种科学研究领域。
文档编号A61N5/10GK202171959SQ20112011354
公开日2012年3月21日 申请日期2011年4月18日 优先权日2010年12月8日
发明者曹雪涛, 王全兴 申请人:王全兴