一种新型铍靶能量转换装置的制作方法

本技术涉及换热装置，具体而言，涉及一种新型铍靶能量转换装置。

背景技术：

1、硼中子俘获治疗技术(boron neutron capture therapy，简称bnct)为治疗人体脑胶质瘤和黑色素瘤提供了新的临床治疗方案，其治疗原理是利用发生在肿瘤细胞内的核反应来精准摧毁癌细胞；在治疗实施过程中，首先在患者体内引入与癌细胞亲合性高且含硼-10的化合物，使硼-10迅速聚集于肿瘤细胞内，硼-10具有捕获中子的特性；利用中子射线照射病变区域，使癌细胞发生核分裂，达到精准摧毁癌细胞且几乎不波及周边正常组织的治疗效果。

2、目前，可用于bnct的中子射线源主要有三种(即核反应堆中子源、自发裂变中子源和基于加速器的中子源)，目前普遍认为，基于加速器的中子源最适宜在医疗设备上使用，其原理是通过荷电粒子束照射铍靶而获得中子射线源；在粒子束照射过程中，铍靶上会富集很高的热量，同时粒子加速器对真空度及真空泄漏率也有极高的要求，故而需要一种换热设备来导出铍靶上富集的热量，使铍靶的温度控制在一个相对安全的范围之内，同时该装置还需满足密封性能要求及尺寸限制要求。

技术实现思路

1、本实用新型旨在提供一种新型铍靶能量转换装置，以解决现有技术中铍靶不易散热、装置尺寸较大、铍片的换热效率低、密封性能差和无法将温度控制在较为安全的范围内的问题。

2、本实用新型的实施例是这样实现的：

3、本实用新型实施例提供一种新型铍靶能量转换装置，其包括冷却衬底；

4、上述冷却衬底的一侧设有靶管和铍片，上述靶管的一端固定连接在上述冷却衬底的一侧，上述铍片可拆卸的固定连接在上述冷却衬底的一侧并位于上述靶管的内侧；

5、上述冷却衬底具有上层流道和下层流道，上述上层流道与上述下层流道通过连通孔连通，上述冷却衬底的一侧中部具有迎铍靶面，上述迎铍靶面位于上述上层流道内，上述连通孔位于上述迎铍靶面的中心处，上述上层流道设有冷却水进口，上述冷却水进口贯穿上述冷却衬底的一侧；

6、上述下层流道设有冷却水出口，上述冷却水出口贯穿上述冷却衬底的一侧。

7、使用时，本装置的上述靶管的另一端与中子辐照医疗设备的粒子射线通道连接，冷却介质从上述冷却水进口引入到本装置中的上述上层流道，在通过上述连通孔流入上述下层流道，然后，冷却介质在从上述冷却水出口流出，当冷却介质流过上述上层流道时，冷却介质会与上述铍片和上述迎铍靶面接触，冷却介质的流动会带走上述铍片上富集的热量，以达到冷却上述铍片的效果。

8、本实施方案公开的一种新型铍靶能量转换装置由于通过前述设置方式使得一种新型铍靶能量转换装置具有铍靶易散热、装置尺寸小、铍片的换热效率高、密封性能好和能够将温度控制在较为安全的范围内的有益效果。

9、可选地：上述上层流道具有第一弧形腔室和第二弧形腔室，上述第一弧形腔室和上述第二弧形腔室分别设有第一冷却水进口和第二冷却水进口。

10、如此设置，上述第一冷却水进口和上述第二冷却水进口能够便于冷却介质流入上述冷却衬底，进而才能导出上述铍片上富集的热量，使得上述铍片的温度控制在一个相对安全的范围之内，而上述第一弧形腔室和上述第二弧形腔室的设置便于分配冷却介质，使得冷却介质的流量较为均匀。

11、可选地：上述第一弧形腔室连通有第一进水流道、第二进水流道和第三进水流道，上述迎铍靶面的外周围具有环形流道，上述第一进水流道、上述第二进水流道和上述第三进水流道分别连通上述环形流道；

12、上述第二弧形腔室连通有第四进水流道、第五进水流道和第六进水流道，上述第四进水流道、上述第五进水流道和上述第六进水流道分别连通上述环形流道。

13、如此设置，通过上述第一进水流道、上述第二进水流道、上述第三进水流道、上述第四进水流道、上述第五进水流道和上述第六进水流道将上述第一弧形腔室和上述第二弧形腔室内的冷却介质带到上述环形流道，冷却介质又通过上述环形流道流入上述迎铍靶面并流入上述连通孔，这样上述迎铍靶面相对的所述铍片上富集的热量就会被冷却介质带到上述连通孔并排出装置外。

14、可选地：上述第一弧形腔室与上述第二弧形腔室相互对称分布。

15、如此设置，这样上述第一弧形腔室与上述第二弧形腔室流出的冷却介质就行成对冲状态，并且会在上述迎铍靶面的中心聚集，从上述连通孔流出，进而加快了冷却介质的流速，使得上述铍片上富集的热量能够快速带走，以达到冷却铍片的效果。

16、可选地：上述下层流道具有居中流道、第三弧形腔室和第四弧形腔室，上述居中流道连通上述连通孔；

17、上述居中流道与上述第三弧形腔室之间连接有第一出水流道、第二出水流道和第三出水流道，上述第一出水流道、上述第二出水流道和上述第三出水流道的两端分别与上述居中流道和上述第三弧形腔室连通；

18、上述居中流道与上述第四弧形腔室之间连接有第四出水流道、第五出水流道和第六出水流道，上述第四出水流道、上述第五出水流道和上述第六出水流道的两端分别与上述居中流道和上述第四弧形腔室连通。

19、如此设置，上述居中流道便于集中上述连通孔流出的冷却介质，上述第三弧形腔室和上述第四弧形腔室的设置便于在高流速环境下，冷却介质进一步的集中，进而便于排出，而上述第一出水流道、上述第二出水流道、上述第三出水流道、上述第四出水流道、上述第五出水流道和上述第六出水流道则起到导流的作用。

20、可选地：上述第三弧形腔室和上述第四弧形腔室分别设有第一冷却水出口和第二冷却水出口。

21、如此设置，上述第一冷却水出口和上述第二冷却水出口能够排出上述第三弧形腔室和上述第四弧形腔室内部的冷却介质。

22、可选地：上述第三弧形腔室与上述第四弧形腔室相互对称分布。

23、如此设置，在满足排出冷却介质的作用下，避开了上述第一弧形腔室和上述第二弧形腔室，进而极大地降低了上述冷却衬底的结构尺寸。

24、可选地：上述迎铍靶面上开设有若干矩形截面环槽，若干上述矩形截面环槽均与上述连通孔同轴，若干上述矩形截面环槽的槽深由内至外依次递增。

25、如此设置，上述矩形截面环槽的设置增大了上述迎铍靶面的接触面积，当冷却介质从上述迎铍靶面的外边缘流过上述矩形截面环槽时，上述矩形截面环槽的槽深由内至外依次递增会使冷却介质形成局部涡流，有效的提高了上述铍片与冷却介质的换热效率。

26、可选地：上述环形流道的外周围设有环形密封圈，上述环形密封圈位于上述上层流道，上述环形密封圈的一侧嵌入上述冷却衬底的一侧并与上述冷却衬底的一侧紧密贴合，上述环形密封圈的另一侧紧密贴合于上述铍片的内侧面。

27、如此设置，上述环形密封圈有效的将冷却介质密封在上述上层流道内，保证了上述铍片与冷却介质的换热效率。

28、可选地：上述铍片通过若干螺栓固定连接在上述冷却衬底的一侧，若干上述螺栓的螺帽与上述冷却衬底之间均套设有平垫圈。

29、如此设置，使得上述铍片便于拆装，有利于上述铍片后期的更换或维修，同时有利于清理上述冷却衬底内部的流道，而上述平垫圈则有效的保护了上述铍片，避免了上述铍片的损坏。

30、可选地：上述环形密封圈为波纹金属板密封圈,材质为软铜或黄铜。

31、如此设置，这样的上述环形密封圈的密封效果更好，进而确保了冷却介质充分的与上述铍片接触并带走热量。

32、可选地：上述第一冷却水进口和上述第二冷却水进口分别固定连接有第一进口管接头和第二进口管接口，上述第一进口管接头和上述第二进口管接口分别固定连接有第一进口铜管和第二进口铜管；

33、上述第一冷却水出口和上述第二冷却水出口分别固定连接有第一出口管接头和第二出口管接口，上述第一出口管接头和上述第二出口管接口分别固定连接有第一出口铜管和第二出口铜管。

34、如此设置，上述第一进口铜管和上述第二进口铜管起到了冷却介质进入上述冷却衬底时导入的作用，而上述第一出口铜管和上述第二出口铜管起到了对换热后的冷却介质导出的作用。

35、可选地：上述靶管的另一端固定连接有快接法兰，上述第一进口铜管、上述第二进口铜管、上述第一出口铜管和上述第二出口铜管的外壁一处均固定连接在上述快接法兰的外边缘上。

36、如此设置，上述快接法兰便于将新型铍靶能量转换装置与中子辐照医疗设备的粒子射线通道连接，以便于实现新型铍靶能量转换装置实际运用价值。

37、综合以上描述，本实用新型公开的一种新型铍靶能量转换装置具有铍靶易散热、装置尺寸小、铍片的换热效率高、密封性能好和能够将温度控制在较为安全的范围内的有益效果。