СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ МИШЕНЕЙ С ОДИНАКОВОЙ РАДИОАКТИВНОСТЬЮ (ВАРИАНТЫ) Российский патент 2015 года по МПК A61N5/00 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

[0001] Данная заявка относится к способам изготовления мишеней для брахитерапии и радиографии.

ОПИСАНИЕ УРОВНЯ ТЕХНИКИ

[0002] Обычные способы производства микроисточников радиации («зерен») для брахитерапии включают использование необлученных проволок (например, необлученных иридиевых проволок), которые впоследствии облучают до заданного уровня радиоактивности. Заданная радиоактивность проволок может обеспечиваться в процессе поглощения нейтронов в ядерном реакторе.

[0003] Зерна для брахитерапии также получают из облученных проволок. Что касается получения зерен, было предложено облучение длинных проволок, в дальнейшем разрезаемых на отдельные зерна. Однако вследствие непостоянства нейтронного потока в реакторе возникают трудности с получением зерен, имеющих одинаковую радиоактивность.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0004] Способ изготовления мишеней с одинаковой радиоактивностью в соответствии с вариантом выполнения изобретения может включать расположение мишеней в держателе, имеющем массив ячеек. Распределение мишеней по ячейкам выполняют на основании известной величины потока в активной зоне реактора для содействия соответствующему облучению мишеней потоком в зависимости от их расположения в указанном массиве ячеек. Держатель размещают в пределах активной зоны реактора для обеспечения облучения мишеней. Мишени могут быть выполнены из одинаковых или разных материалов и могут быть расположены в ячейках по отдельности или группами.

[0005] Мишени могут быть расположены в радиальной конфигурации, так что в ячейках, расположенных на большем радиальном расстоянии от центра держателя, группируют большее количество мишеней. Мишени также могут быть расположены в осевой конфигурации, так что в ячейках, расположенных на осевых участках держателя, подвергаемых воздействию более интенсивного потока в процессе облучения, группируют большее количество мишеней. Кроме того, большее количество мишеней может быть сгруппировано в ячейках, которые расположены ближе к нейтронному потоку в процессе облучения.

[0006] Мишени также могут быть распределены в зависимости от их самоэкранирующих свойств. Например, мишени, обладающие более слабыми самоэкранирующими свойствами, могут быть сгруппированы вместе в одной или более ячейках, тогда как мишени с более сильными самоэкранирующими свойствами могут быть отделены друг от друга и размещены в разных ячейках.

[0007] Мишени также могут быть распределены на основании различий в их сечениях ядерного процесса. Например, мишени с меньшими сечениями могут быть расположены в одной или более ячейках, которые находятся ближе к потоку в процессе облучения. Количество мишеней в ячейке может быть увеличено для уменьшения итоговой радиоактивности каждой мишени в ячейке после облучения. Способ изготовления мишеней с одинаковой радиоактивностью может дополнительно включать выжидание заданного периода времени, необходимого для распада примесей после облучения, перед сбором облученных мишеней.

[0008] Способ изготовления мишеней с одинаковой радиоактивностью в соответствии с другим вариантом выполнения изобретения может включать расположение мишеней в держателе согласно заданной заранее или впоследствии конфигурации загрузки мишеней. Заданная конфигурация загрузки мишеней зависит от величины нейтронного потока, необходимого для облучения каждой мишени, с учетом известных условий в активной зоне реактора, используемой для облучения мишеней. Заданная конфигурация загрузки мишеней может иметь кольцевой вид и/или соответствовать форме мишенной подложки держателя. Исходя из заданной конфигурации загрузки мишеней мишень может подвергаться воздействию однородного или неоднородного потока.

[0009] Способ изготовления мишеней с одинаковой радиоактивностью в соответствии с другим вариантом выполнения изобретения может включать расположение мишеней в держателе, имеющем массив ячеек, причем распределение мишеней по ячейкам выполняют на основании известной величины потока в активной зоне реактора для содействия соответствующему облучению мишеней потоком в зависимости от их расположения в указанном массиве ячеек. Держатель размещают в пределах активной зоны реактора для обеспечения облучения мишеней. Мишени могут быть выполнены из разных природных изотопов или изотопов, обогащенных в процессе поглощения нейтронов, и могут быть расположены в соответствии с типом изотопа, сечением ядерного процесса и самоэкранирующими свойствами.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

[0010] Различные особенности и преимущества неограничивающих вариантов выполнения, описанных в данном документе, станут более понятны при прочтении подробного описания, выполненного со ссылкой на прилагаемые чертежи. Прилагаемые чертежи приведены исключительно в иллюстративных целях и не должны считаться ограничивающими объем формулы изобретения. Считается, что прилагаемые чертежи выполнены не в масштабе, если специально не указано обратное. Для ясности некоторые размеры на чертежах могут быть чрезмерно увеличены.

[0011] Фиг.1 изображает вид в аксонометрии держателя мишеней в соответствии с вариантом выполнения изобретения.

[0012] Фиг.2 изображает держатель мишеней в соответствии с вариантом выполнения изобретения в частично разобранном виде.

[0013] Фиг.3 изображает вид в аксонометрии мишенной подложки в соответствии с вариантом выполнения изобретения.

[0014] Фиг.4 изображает вид сверху мишенной подложки в соответствии с вариантом выполнения изобретения.

[0015] Фиг.5 изображает схему системы обозначения отверстий мишенной подложки в соответствии с вариантом выполнения изобретения.

[0016] Фиг.6 изображает вид в аксонометрии мишенной подложки с загруженными в нее мишенями в соответствии с вариантом выполнения изобретения.

[0017] Фиг.7 изображает разрез по линии продольной оси загруженного держателя мишеней в соответствии с вариантом выполнения изобретения.

[0018] Фиг.8 изображает вид в аксонометрии узла держателя мишеней в соответствии с вариантом выполнения изобретения.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0019] Следует понимать, что если элемент или слой назван «расположенным на» другом элементе или слое, «соединенным с» ним, «связанным с» ним или «покрывающим» его, это означает, что указанный элемент или слой может быть непосредственно расположен на другом элементе или слое, соединен с ним, связан с ним или покрывать его, либо между ними могут иметься промежуточные элементы или слои. Напротив, если сказано, что элемент «расположен непосредственно на» другом элементе или слое, «соединен непосредственно с» ним или «связан непосредственно с» ним, то промежуточные элементы или слои отсутствуют. На протяжении всего описания одинаковые номера позиций обозначают одинаковые элементы. Используемое в данном документе выражение «и/или» охватывает любое из сочетаний, а также все сочетания одного или более соответствующих перечисленных элементов.

[0020] Следует понимать, что несмотря на то что в данном документе для описания различных элементов, компонентов, областей, слоев и/или участков могут применяться порядковые числительные «первый», «второй», «третий» и т.д., указанные элементы, компоненты, области, слои и/или участки не ограничены этими выражениями. Указанные выражения используются исключительно для отличия одного элемента, компонента, области, слоя и/или участка от другой области, слоя или участка. Таким образом, в приведенном ниже описании первый элемент, компонент, область, слой и/или участок может быть назван вторым элементом, компонентом, областью, слоем и/или участком без отклонения от идей иллюстративных вариантов выполнения.

[0021] Выражения, обозначающие пространственное расположение (например, «внизу», «под», «ниже», «над», «выше» и т.п.), в данном документе могут использоваться для облегчения описания взаимосвязи одного элемента или признака с другим элементом (элементами) или признаком (признаками), изображенным на чертежах. Следует понимать, что кроме ориентации, проиллюстрированной на чертежах, выражения, обозначающие пространственное расположение, охватывают различные ориентации устройства при его работе или эксплуатации. Например, если устройство, изображенное на чертежах, перевернуто, то элементы, описанные как расположенные «ниже» других элементов или признаков либо «под» ними, становятся расположенными «над» другими элементами или признаками. Таким образом, выражение «ниже» может подразумевать расположение как «выше», так и «ниже». Устройство может быть ориентировано иным образом (повернуто на 90° или в другие ориентации), и в этом случае приведенные в данном документе признаки, обозначающие пространственное расположение, интерпретируются соответствующим образом.

[0022] Используемая в данном документе терминология предназначена исключительно для описания различных вариантов выполнения и не является ограничивающей для иллюстративных вариантов выполнения. Используемые в данном документе формы единственного числа охватывают также формы множественного числа, если в контексте четко не указано иное. Также следует понимать, что применяемые в данном описании выражения «содержит» и/или «содержащий» указывают на наличие приведенных признаков, целочисленного множества, этапов, операций, элементов и/или компонентов, но не исключают наличие или добавление одного или более других признаков, целочисленного множества, этапов, операций, элементов, компонентов и/или составленных из них групп.

[0023] Иллюстративные варианты выполнения описаны в данном документе со ссылкой на виды в разрезе, которые являются схематическими изображениями идеализированных версий (и промежуточных структур) иллюстративных вариантов выполнения. По существу имеется возможность отклонений от изображенных на чертежах форм в результате, например, операций изготовления и/или допусков. Таким образом, иллюстративные варианты выполнения не ограничены формами, представленными в данном документе, а охватывают отклонения форм различных областей, возникающие, например, в процессе изготовления. Например, область имплантации, изображенная прямоугольной, как правило, будет иметь не бинарное изменение по направлению от области имплантации к неимплантированной области, а скругленные или изогнутые места и/или градиент концентрации имплантата по ее краям. Аналогичным образом, заглубленная область, образованная в результате имплантации, может приводить к некоторой степени имплантации в зоне между указанной заглубленной областью и поверхностью, через которую происходит имплантация. Таким образом, области, изображенные на чертежах, являются по сути схематическими, их формы не отражают истинную форму области устройства и не ограничивают объем иллюстративных вариантов выполнения.

[0024] Если не указано иное, все используемые в данном документе выражения (включая технические и научные термины) имеют значение, общепринятое для специалистов в той области техники, к которой относятся иллюстративные варианты выполнения. Кроме того, следует понимать, что смысл выражений, содержащих слова, которые приведены в общеупотребительных словарях, следует интерпретировать согласно их значению в контексте соответствующей области техники и не следует интерпретировать в идеализированном или слишком формальном смысле, если только на это не имеется особых указаний.

[0025] Способ в соответствии с данным изобретением обеспечивает возможность изготовления мишеней для брахитерапии и/или радиографии (например, зерна, таблетки) в активной зоне реактора таким образом, что мишени имеют относительно одинаковую радиоактивность. Указанные мишени могут применяться при лечении рака (например, рака молочной железы, рака предстательной железы). Например, в процессе лечения рака некоторое количество мишеней (например, зерен) может быть расположено в опухоли. В результате мишени, обладающие относительно одинаковой радиоактивностью, испускают заданное количество радиации, обеспечивающее разрушение опухоли без повреждения окружающих тканей. Устройство для изготовления таких мишеней более подробно описано в документе «ДЕРЖАТЕЛЬ МИШЕНЕЙ ДЛЯ БРАХИТЕРАПИИ И РАДИОГРАФИИ» (HDP №8564-000184/US, GE №24IG237430), поданном одновременно с данной заявкой, причем его содержание полностью включено в данный документ посредством ссылки.

[0026] Фиг.1 изображает вид в аксонометрии держателя мишеней в соответствии с вариантом выполнения изобретения, фиг.2 изображает держатель мишеней в соответствии с вариантом выполнения изобретения в частично разобранном виде. В соответствии с фиг.1 и 2 держатель 100 мишеней содержит подложки 102 для мишеней и разделительные пластины 104, причем подложки 102 и разделительные пластины 104 расположены в чередующемся порядке. Толщина каждой подложки 102 может при необходимости изменяться для обеспечения соответствия размеру устанавливаемых в нее мишеней. Таким образом, несмотря на то что нижние подложки 102 изображены более толстыми по сравнению с верхними подложками 102, может иметь место обратная ситуация, или же толщина всех подложек 102 может быть одинаковой. Более того, несмотря на то что изображенные на чертежах мишенные подложки 102 одинакового диаметра, подложки 102 могут иметь разные диаметры (например, при конусной конфигурации) в зависимости от режимов реактора и/или используемых мишеней.

[0027] Расположенные в чередующемся порядке подложки 102 и пластины 104 установлены между парой торцевых пластин 106. Сквозь торцевые пластины 106 и чередующиеся подложки 102 и пластины 104 проходит стержень 108, который облегчает центровку и соединение пластин. Сборка из торцевых пластин 106 и чередующихся мишенных подложек 102 и разделительных пластин 104 может быть скреплена гайкой и шайбой, хотя возможно использование других соответствующих крепежных механизмов. Более того, несмотря на то что изображенный на чертеже держатель 100 содержит один стержень 108, следует понимать, что возможно использование нескольких стержней 108.

[0028] Как показано на фиг.2, каждая подложка 102 в дополнение к центральному отверстию, через которое проходит стержень 108, имеет отверстия/ячейки 202. Отверстия 202 могут быть выполнены с различными размерами и конфигурациями в зависимости от производственных требований. Несмотря на то что изображенные на чертеже верхние и нижние подложки 102 имеют отверстия 202 разных размеров и конфигураций, следует понимать, что размер и/или конфигурация отверстий 202 всех подложек 102 могут быть одинаковыми.

[0029] Отверстия 202 могут проходить частично или полностью через каждую подложку 102. Если отверстия 202 выполнены таким образом, что они проходят через каждую подложку 102 лишь частично, то разделительные пластины 104 могут отсутствовать. В таком случае верхняя поверхность подложки 102 находится в непосредственном контакте с нижней поверхностью соседней подложки 102. С другой стороны, если отверстия 202 выполнены таким образом, что они проходят насквозь через каждую подложку 102, то между подложками 102 расположены разделительные пластины 104, обеспечивающие разделение отверстий 202 каждой подложки 102 с образованием, таким образом, в каждой подложке 102 набора отдельных ячеек, предназначенных для размещения в них одной или более мишеней (например, зерен, таблеток).

[0030] Фиг.3 изображает вид в аксонометрии мишенной подложки в соответствии с вариантом выполнения изобретения. В соответствии с фиг.3 в мишенной подложке 102 выполнены отверстия 202, предназначенные для размещения в них одной или более мишеней (например, зерен, таблеток) в процессе изготовления. Подложка 102 может быть выполнена из материала с относительно небольшим сечением ядерного процесса (например, из алюминия, молибдена, графита, циркония), что обеспечивает возможность достижения размещенных в подложке мишеней более сильным потоком. Например, указанный материал может иметь сечение приблизительно 10 барнов (10^-27 м²) или менее. Как вариант, подложка 102 может быть выполнена из материала-замедлителя нейтронов (например, из бериллия, графита). Более того, применение материалов относительно высокой чистоты может давать дополнительное преимущество, заключающееся в меньшем облучении персонала вследствие того, что при изготовлении мишеней облучению подвергается меньшее количество примесей.

[0031] Верхняя и нижняя поверхности мишенной подложки 102 могут быть отполированы до относительно гладкого и плоского состояния. Толщина подложки 102 может изменяться для обеспечения соответствия содержащимся в ней мишеням. Несмотря на то что подложка 102 изображена в виде диска, следует понимать, что она может иметь треугольную, квадратную или другую соответствующую форму. Кроме того, следует понимать, что размер и/или конфигурация отверстий 202 могут изменяться в зависимости от производственных требований. Более того, несмотря на отсутствие на чертежах, на боковой поверхности подложки 102 может быть выполнена одна или более установочных меток, обеспечивающих облегчение ориентации подложки 102 в ходе установочного этапа при сборке устройства 100.

[0032] Фиг.4 изображает вид сверху мишенной подложки в соответствии с вариантом выполнения изобретения. В соответствии с фиг.4 в дополнение к отверстиям 202 на подложке 102 могут быть выполнены метки 402, разделяющие ее на секции и способствующие идентификации каждого отверстия 202, благодаря чему также облегчается размещение одной или более мишеней в указанных отверстиях 202. Несмотря на то что на чертеже отверстия 202 проходят через подложку 102 насквозь, следует понимать, что они могут проходить через подложку 102 лишь частично, как описано выше. Кроме того, несмотря на то что метки 402 изображены в виде линий, разделяющих мишенную подложку 102 на квадранты, следует понимать, что указанные метки 402, как вариант, могут разделять подложку 102 на большее или меньшее количество секций. Более того, следует понимать, что метки 402 могут быть прямолинейными, криволинейными или иметь другой вид, соответствующий конфигурации отверстий 202, выполненных в подложке 102.

[0033] Фиг.5 изображает схему системы обозначения отверстий мишенной подложки в соответствии с вариантом выполнения изобретения. В соответствии с фиг.5 массив отверстий в мишенной подложке может быть разделен на четыре квадранта Q1-Q4. Отверстия в подложке также могут соответствовать рядам/кольцам R1-R5. Отверстия в каждом из квадрантов Q1-Q4, кроме того, могут соответствовать отверстиям Н1-Н6. При такой системе координат, основанной на квадрантах Q1-Q4, рядах R1-R5 и отверстиях Н1-Н6, может быть выполнена соответствующая идентификация каждого отверстия в мишенной подложке, что облегчает оперативное размещение в нем одной или более мишеней. Например, в качестве иллюстрации на фиг.5 специально отмечено отверстие, обозначенное как Q2, R3, H2.

[0034] Следует понимать, что в зависимости от размера отверстий, их конфигурации, формы мишенной подложки и т.д. применяемая система координат может отличаться от изображенной на фиг.5. Например, в альтернативной системе координат может иметься большее или меньшее число квадрантов, рядов и/или отверстий по сравнению с их числом на фиг.5. Более того, также возможно применение других способов группирования, не ограниченных иллюстративным способом с использованием квадрантов, рядов и отверстий, изображенных на фиг.5.

[0035] Фиг.6 изображает вид в аксонометрии мишенной подложки с загруженными в нее мишенями в соответствии с вариантом выполнения изобретения. В соответствии с фиг.6 отверстия 202 подложки 102 могут быть заполнены одной или несколькими мишенями 600. Указанные мишени 600 могут быть выполнены из одинакового или разных материалов. Кроме того, мишени 600 могут быть выполнены из природных или обогащенных изотопов. Например, соответствующие мишени могут быть выполнены из хрома (Cr), меди (Cu), эрбия (Er), германия (Ge), золота (Au), гольмия (Ho), иридия (Ir), лютеция (Lu), палладия (Pd), самария (Sm), тулия (Tm), иттербия (Yb) и/или иттрия (Y), хотя также возможно применение других соответствующих материалов.

[0036] Размер мишеней 600 может регулироваться в соответствии с их предназначением (например, мишени для радиографии). Например, длина мишени 600 может составлять около 3 мм, а диаметр - около 0,5 мм. Следует понимать, что размер отверстий 202 и/или толщина подложек 102 при необходимости могут регулироваться в соответствии с размером мишеней 600. Мишени 600 оперативно загружают в соответствующие отверстия 202 на основании различных факторов (в том числе на основании свойств материала каждой мишени, известных режимов потока в активной зоне реактора, заданной радиоактивности готовых мишеней и т.д.) для получения мишеней 600 с относительно одинаковой радиоактивностью.

[0037] Как показано на фиг.6, мишени могут быть расположены в радиальной конфигурации, при которой в наружных отверстиях 202 сгруппировано большее число мишеней, чем во внутренних отверстиях 202. Например, на чертеже в каждое из наиболее отдаленных от центра отверстий 202 помещено семь мишеней 600, тогда как в каждое из наиболее близких к центру отверстий 202 помещена одна мишень 600. Однако следует понимать, что помещение мишени 600 в каждое отверстие 202 не является необходимым и что расположение мишени 600 (также как и число мишеней 600 в отверстии 202) может меняться в зависимости от различных факторов, в том числе свойств материала мишени, известных режимов потока в активной зоне реактора, заданной радиоактивности готовой мишени и т.д.

[0038] Поскольку при размещении держателя 100 мишеней в активной зоне реактора наружные отверстия 202 расположены ближе к потоку, то в каждом из наружных отверстий 202 может быть размещено большее количество мишеней 600, в результате чего радиоактивность всех мишеней 600, расположенных в наружных отверстиях 202, становится более одинаковой. С другой стороны, в каждое из внутренних отверстий 202 может быть помещено меньшее количество мишеней 600 для компенсации расположения указанных мишеней 600 дальше от потока, в результате чего радиоактивность мишеней 600, расположенных во внутренних отверстиях 202, может достигать уровней, сравнимых с радиоактивностью мишеней 600, расположенных в наружных отверстиях 202. Таким образом, число мишеней 600 в каждом отверстии 202 может быть увеличено для обеспечения уменьшения результирующей радиоактивности каждой мишени, расположенной в отверстии 202. И наоборот, число мишеней 600 в каждом отверстии 202 может быть уменьшено для обеспечения увеличения результирующей радиоактивности каждой мишени, расположенной в отверстии 202.

[0039] Следует понимать, что для упрощения изображения радиального расположения мишеней предполагается, что на фиг.6 все мишени 600 выполнены из одинакового изотопа (хотя мишени 600 могут быть выполнены и из разных изотопов). Разные изотопы могут иметь разные свойства, в том числе разные скорости поглощения нейтронов и разные скорости распада. При использовании разных изотопов в процессе изготовления указанные свойства влияют на итоговое расположение, а также на группирование мишеней 600. Например, если мишени 600, расположенные в крайних отверстиях 202, выполнены из других изотопов, имеющих более сильные самоэкранирующие свойства по сравнению с мишенями 600, расположенными во внутренних отверстиях 202, то для получения заданного самоэкранирующего эффекта в каждое из крайних отверстий 202 может потребоваться поместить меньшее количество таких мишеней 600.

[0040] В другом примере в мишенную подложку 102 с отверстиями 202, расположенными в соответствии с изображенной на фиг.5 системой координат, были загружены иридиевые (Ir) и золотые (Au) зерна. Иридий имеет гораздо более высокую скорость поглощения нейтронов, а золото обладает более высокой скоростью распада и изначально имеет более высокую радиоактивность. В отверстие 202, соответствующее координатам Q1, R5, H5, было загружено единственное иридиевое зерно, тогда как в отверстие, соответствующее координатам Q1, R4, H4, было загружено два золотых зерна. На основании только радиального местоположения и количества зерен в отверстии можно было бы сделать предположение, что единственное иридиевое зерно, расположенное в самом дальнем от центра кольцевом ряду, должно иметь самую высокую радиоактивность после облучения. Однако вследствие высокой скорости распада золота два золотых зерна в действительности имели более высокие значения радиоактивности, составляющие соответственно 57,38 мкКи (2,12 МБк) и 58,61 мкКи (2,17 МБк), по сравнению со значением 49,75 мкКи (1,84 МБк) для иридиевого зерна. Таким образом, для достижения более одинаковой радиоактивности при выборе местоположения и/или способа группирования мишеней необходимо принимать во внимание свойства материала мишени (например, скорость поглощения нейтронов, скорость распада и т.д.).

[0041] Мишени 600 также могут быть расположены в зависимости от сечения ядерного процесса, причем указанное сечение (σ) представляет собой вероятность возникновения взаимодействия и измеряется в барнах. Например, мишени 600, изготовленные из материалов с меньшими сечениями, имеют более низкую вероятность возникновения взаимодействия по сравнению с материалами, обладающим большими сечениями. В результате мишени 600, выполненные из материалов с меньшими сечениями, могут быть помещены в отверстия 202, расположенные ближе к потоку в процессе облучения. Применительно к фиг.6 такие мишени 600 с меньшими сечениями могут быть помещены в наружные отверстия 202 мишенной подложки 102.

[0042] Фиг.7 изображает разрез по линии продольной оси загруженного держателя мишеней в соответствии с вариантом выполнения изобретения. Кроме определения местоположения мишени 600 в мишенной подложке 102, также рассматривается вопрос о том, в какую подложку 102 держателя 100 следует поместить мишень 600. Как показано на фиг.7, мишени 600 могут быть расположены в осевой конфигурации, так что на осевом участке держателя, подвергаемом воздействию более интенсивного потока в процессе облучения в активной зоне реактора, сгруппировано большее количество мишеней. На фиг.7 проиллюстрирован пример, в котором участок держателя 100, соответствующий среднеосевой части, подвергают воздействию более сильного потока в процессе облучения в активной зоне реактора. Кроме того, мишени 600 могут быть расположены таким образом, что их концентрация больше на той стороне держателя 100, которая подвергается воздействию более сильного потока в процессе облучения в активной зоне реактора.

[0043] Следует понимать, что если в держателе 100 необходимо разместить для облучения мишени 600, выполненные из разных материалов, то при определении соответствующей конфигурации их расположения в держателе 100 индивидуальные свойства каждой мишени 600 (например, скорость поглощения нейтронов) рассматриваются в связи с внешними факторами (например, известными режимами нейтронного потока в активной зоне реактора). Например, для мишени 600 определяют не только соответствующую мишенную подложку 102 и отверстие 202, но также и то, является ли целесообразным выполнение группирования, и в случае целесообразности мишень (мишени) 600 следует сгруппировать для обеспечения получения в держателе 100 мишеней, обладающих относительно одинаковой радиоактивностью.

[0044] Фиг.8 изображает вид в аксонометрии узла держателя мишеней в соответствии с вариантом выполнения изобретения. В соответствии с фиг.8 узел 800 держателя мишеней содержит держатель 100 мишеней, соединенный с кабелем 802. Указанный кабель 802 может быть изготовлен из любого материала, обладающего достаточной жесткостью для содействия введению держателя 100 в активную зону реактора, достаточной прочностью для содействия извлечению держателя 100 из активной зоны, а также достаточной гибкостью, которая обеспечивает маневренность указанного держателя при прохождении изгибов труб. Например, кабель 802 может представлять собой стальной кабель с оплеткой или гибкий электропроводный кабель. Для облегчения введения кабеля держателя 100 в активную зону реактора кабель может быть помечен в определенной точке его длины, которая соответствует расстоянию от точки отсчета до заданного местоположения в активной зоне реактора.

[0045] После облучения держателя 100 в активной зоне реактора он может быть оставлен на определенный период времени перед его разборкой и сбором мишеней 600. Этот период ожидания может быть целесообразным, поскольку при этом обеспечивается достаточная степень распада любых примесей, содержащихся в держателе 100 (а также в самих мишенях 600), в результате чего опасность облучения персонала снижается или предотвращается.

[0046] Несмотря на то что в данном документе описано несколько типичных вариантов выполнения, следует понимать, что возможны также другие варианты. Следует понимать, что такие другие варианты не выходят за рамки сущности и объема данного изобретения, и специалистам в данной области техники должно быть очевидно, что все такие модификации находятся в рамках объема нижеследующей формулы изобретения.

ПЕРЕЧЕНЬ ЭЛЕМЕНТОВ

100 держатель мишеней 102 мишенная подложка 104 разделительная пластина 106 торцевая пластина 108 стержень 202 отверстие 402 метка, разделяющая подложку на секции 600 мишень 800 узел держателя мишеней 802 кабель Q1-Q4 квадранты 1-4 R1-R5 ряды 1-5 Н1-Н6 группы 1-6

Заявленное изобретение относится к способу изготовления мишеней с одинаковой радиоактивностью. Заявленный способ в соответствии с вариантом выполнения изобретения может включать расположение мишеней (600) в держателе, содержащем несколько подложек (102) с отверстиями (202), имеющем массив ячеек. При этом распределение мишеней по ячейкам выполняют на основании известной величины потока в активной зоне реактора для содействия соответствующему облучению мишеней потоком в зависимости от их расположения в указанном массиве ячеек. Держатель может быть размещен в пределах активной зоны реактора для обеспечения облучения мишеней. Техническим результатом является возможность изготовления мишеней с одинаковой реактивностью, что позволяет использовать полученные мишени для брахитерапии и радиографии. 3 н. и 16 з.п. ф-лы, 8 ил.

1. Способ изготовления мишеней с одинаковой радиоактивностью, включающий:
расположение мишеней в держателе, имеющем массив ячеек, причем распределение мишеней по ячейкам выполняют на основании известной величины потока в активной зоне реактора для содействия соответствующему облучению мишеней потоком в зависимости от их расположения в указанном массиве ячеек; причем держатель мишеней содержит несколько подложек для мишеней и стержень, проходящий сквозь указанные несколько подложек и предназначенный для облегчения центровки и соединения подложек; причем каждая подложка для мишеней имеет указанный массив ячеек и верхнюю и нижнюю поверхности, при этом верхняя поверхность подложки для мишеней находится в непосредственном контакте с нижней поверхностью соседней подложки для мишеней;
размещение держателя в активной зоне реактора для обеспечения облучения мишеней; и
облучение указанных нескольких мишеней в держателе.

2. Способ по п.1, в котором мишени располагают в радиальной конфигурации, так что большее количество мишеней группируют в ячейках, расположенных на большем радиальном расстоянии от центра держателя.

3. Способ по п.1, в котором мишени располагают в осевой конфигурации, так что большее количество мишеней группируют в ячейках, расположенных на осевых участках держателя, подвергаемых воздействию более интенсивного потока в процессе облучения.

4. Способ по п.1, в котором большее количество мишеней группируют в ячейках, расположенных ближе к нейтронному потоку в процессе облучения.

5. Способ по п.1, в котором в одной или более ячейках группируют мишени, выполненные из одинакового изотопа.

6. Способ по п.1, в котором среди мишеней имеются мишени разных типов, выполненные из разных материалов.

7. Способ по п.6, в котором мишени располагают в массиве ячеек в зависимости от их самоэкранирующих свойств.

8. Способ по п.7, в котором мишени с более слабыми самоэкранирующими свойствами группируют вместе в одной или более ячейках.

9. Способ по п.7, в котором мишени с более сильными самоэкранирующими свойствами отделяют друг от друга и размещают в разных ячейках.

10. Способ по п.6, в котором мишени располагают в массиве ячеек на основании различий в их сечениях ядерного процесса.

11. Способ по п.10, в котором мишени с меньшими сечениями располагают в одной или более ячейках, находящихся ближе к потоку в процессе облучения.

12. Способ по п.6, в котором в одной или более ячейках группируют мишени разных типов.

13. Способ по п.1, в котором количество мишеней в ячейках увеличивают для уменьшения итоговой радиоактивности каждой мишени в ячейке после облучения.

14. Способ по п.1, дополнительно включающий выжидание заданного периода времени, необходимого для распада примесей после облучения, перед сбором облученных мишеней.

15. Способ изготовления мишеней с одинаковой радиоактивностью, включающий:
расположение мишеней в держателе согласно заданной конфигурации загрузки мишеней, которая зависит от величины нейтронного потока, необходимого для облучения каждой мишени, с учетом известных условий в активной зоне реактора, используемой для облучения мишеней; причем держатель мишеней содержит несколько подложек для мишеней и стержень, проходящий сквозь указанные несколько подложек и предназначенный для облегчения центровки и соединения указанных несколько подложек; причем каждая подложка для мишеней имеет указанный массив ячеек и верхнюю и нижнюю поверхности, при этом верхняя поверхность подложки для мишеней находится в непосредственном контакте с нижней поверхностью соседней подложки для мишеней; и
облучение указанных нескольких мишеней в держателе.

16. Способ по п.15, в котором заданная конфигурация загрузки мишеней имеет кольцевой вид.

17. Способ по п.15, в котором заданная конфигурация загрузки мишеней соответствует форме подложек для мишеней держателя.

18. Способ по п.15, в котором в результате заданной конфигурации загрузки мишеней мишень подвергается воздействию однородного потока.

19. Способ изготовления мишеней с одинаковой радиоактивностью, включающий:
расположение мишеней в держателе, имеющем массив ячеек, причем распределение мишеней по ячейкам выполняют на основании известной величины потока в активной зоне реактора для содействия соответствующему облучению мишеней потоком в зависимости от их расположения в указанном массиве ячеек, причем держатель мишеней содержит несколько подложек для мишеней и стержень, проходящий сквозь указанные несколько подложек и предназначенный для облегчения центровки и соединения указанных несколько подложек; причем каждая подложка для мишеней имеет указанный массив ячеек и верхнюю и нижнюю поверхности, при этом верхняя поверхность подложки для мишеней находится в непосредственном контакте с нижней поверхностью соседней подложки для мишеней;
размещение держателя в пределах активной зоны реактора для обеспечения облучения мишеней, при этом мишени выполняют из разных природных или обогащенных изотопов и располагают в соответствии с типом изотопа, сечением ядерного процесса и самоэкранирующими свойствами; и
облучение указанных нескольких мишеней в держателе.