Технологические сборки и отсоединяемые мишени-сборки для производства изотопов Российский патент 2019 года по МПК H05H6/00 

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ В ОБЛАСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0001] Изобретение в целом относится к системам производства изотопов и, в частности, к системам и сборкам, выполненным с возможностью прямо или косвенно удерживать материал мишени во время производства изотопов.

[0002] Радиоизотопы (также называемые радионуклидами) используются в ряде приложений в медицинской терапии, в работе с изображениями и исследованиях, а так же в других приложениях, которые не относятся к медицине. Системы, которые производят радиоизотопы, обычно включают ускоритель частиц, такой как циклотрон, который ускоряет пучок заряженных частиц (например, Н-ионов) и направляет пучок в материал мишени для создания изотопов. Циклотрон включает источник частиц, который обеспечивает подачу частиц в центральную область ускоряющей камеры. Циклотрон использует электрическое и магнитное поля для ускорения и направления частиц вдоль заданной орбиты в ускоряющей камере. Магнитные поля создаются электромагнитами и магнитным ярмом, которое окружает ускоряющую камеру. Электрические поля генерируются парой радиочастотных (РЧ) электродов (или дуантов), которые располагаются внутри ускоряющей камеры. РЧ-электроды электрически соединяются к РЧ-генератору энергии, который подает энергию к РЧ-электродам для создания электрического поля. Электрическое и магнитное поля заставляют частицы двигаться по спиральной орбите, которая имеет возрастающий радиус. Когда частицы достигают внешней части орбиты, они могут образовать пучок частиц, который направляется к материалу мишени для создания изотопов.

[0003] Материал мишени (также называемый исходным материалом) обычно расположен в мишени-сборке, которая расположена на траектории пучка частиц. Мишень-сборка может быть прикреплена к циклотрону, расположена смежно с циклотроном или на расстоянии от циклотрона. В некоторых случаях между циклотроном и мишенью-сборкой может проходить трубопровод для пучков. Пучок частиц направляется через трубопровод для пучков к сборке-мишени. Сборка-мишень включает корпус мишени, имеющий рабочую камеру, которая содержит материал мишени. Материал мишени может быть доставлен и удален из рабочей камеры системой трубопроводов с текучей средой.

[0004] В течение срока службы системы производства изотопов, необходимо отсоединять мишень-сборку для обслуживания. Например, одна или более частей мишени-сборки может быть заменена или подвергнута чистке для удаления нежелательного материала, который уменьшает эффективность производства. Части могут быть радиоактивны, поэтому необходимо ограничить количество времени, в течение которого оператор будет подвержен воздействию радиоактивного материала. Для закрепления мишени-сборки в рабочем положении, однако, необходимо выполнить ряд этапов для механического, гидравлического и электрического присоединения мишени-сборки к системе производства изотопов. Например, может быть необходимо прикрепить корпус мишени к другому компоненту, такому как циклотрон или трубопровод для пучков, для обеспечения вакуумного уплотнения пути пучка частиц. Кроме того, мишень-сборка часто гидравлически подсоединена к группе трубопроводов, которые доставляют материал мишени и охлаждающую жидкость. Каждая из этих трубопроводов может быть отдельно присоединена к порту системы. Мишень-сборка также может быть электрически присоединена к системе управления с обеспечением возможности, например, контроля управляющей системой условий работы мишени-сборки. Каждое из этих соединений требует выполнения одного или более этапов, что увеличивает количество времени, которое операторов может подвергаться воздействию радиоактивного материала. Кроме того, если один или более из приведенных выше этапов выполнен неправильно, эффективность производства изотопов может уменьшиться и/или риск повреждения системы производства изотопов может возрасти.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0005] В одном варианте выполнения изобретения предложена технологическая сборка для системы производства изотопов. Технологическая сборка содержит монтажную платформу, включающую приемную ступень, обращенную к внешней стороне монтажной платформы. Монтажная платформа включает проход для пучка, выходящий к приемной ступени, и порт ступени, расположенный вдоль приемной ступени. Во время работы системы производства радиоизотопов пучок частиц проходит через проход для пучка и через приемную ступень. Порт ступени выполнен с возможностью обеспечения или приема текучей среды через приемную ступень во время работы системы производства радиоизотопов. Технологическая сборка также включает мишень-сборку, имеющую рабочую камеру, выполненную с возможностью содержания материала мишени для производства радиоизотопов. Мишень-сборка включает сторону сопряжения, предназначенную для взаимодействия с возможностью отсоединения с приемной ступенью во время операции установки. Сторона сопряжения включает порт мишени и полость для пучка, выровненную с рабочей камерой. Порт мишени проточно соединен с портом ступени, и проход для пучка выровнен с полостью для пучка при установке мишени-сборки на приемной ступени.

[0006] В одном варианте выполнения изобретения предложена отсоединяемая мишень-сборка для производства радиоизотопов. Отсоединяемая мишень-сборка включает корпус мишени, имеющий рабочую камеру, выполненную с возможностью содержания материала мишени. Корпус мишени включает полость для пучка, предназначенную для приема пучка частиц извне корпуса мишени. Полость для пучка выполнена с обеспечением возможности падения пучка частиц на материал мишени в рабочей камере, когда пучок частиц проходит вдоль заданной оси. Корпус мишени имеет внешнюю сторону сопряжения, предназначенную для взаимодействия с возможностью отсоединения с монтажной платформой. Корпус мишени имеет впускное отверстие канала и выпускное отверстие канала, которые проточно соединены посредством канала в корпусе и расположены вдоль соединительной стороны. Полость для пучка имеет отверстие, выполненное вдоль соединительной стороны. Отверстие полости, впускное отверстие канала и выпускное отверстие канала выполнены с возможностью функционального соединения с монтажной платформой при установке стороны сопряжения на монтажной ступени в направлении, которое является параллельным назначенной оси.

[0007] В одном варианте выполнения изобретения предложена технологическая сборка для системы производства радиоизотопов. Технологическая сборка включает монтажную платформу, имеющую группу приемных ступеней, каждая из которых выполнена с возможностью взаимодействия с соответствующей мишенью-сборкой. Каждая из приемных ступеней обращена к внешней стороне монтажной платформы и имеет соответствующее отверстие к проходу для пучка. Во время работы системы производства радиоизотопов пучок частиц проходит через соответствующее отверстие. Каждая из приемных ступеней включает выпускной порт и впускной порт, выполненные вдоль соответствующей приемной ступени. Выпускной порт ступени выполнен с возможностью обеспечения прохода текучей среды через приемную ступень, и впускной порт ступени выполнен с возможностью приема текучей среды через приемную ступень. Впускной порт одной из приемных ступеней группы проточно соединен с выпускным портом другой приемной ступени группы.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

[0008] На фиг. 1 показан вид в аксонометрии системы производства изотопов согласно одному варианту изобретения.

[0009] На фиг. 2 показана технологическая сборка, выполненная согласно варианту, который может использоваться в системе производства изотопов, представленной на фиг. 1.

[0010] На фиг. 3 показан увеличенный вид отсоединяемой мишени-сборки, которая может использоваться в системе производства изотопов, представленной на фиг. 1.

[0011] На фиг. 4 показано поперечное сечение части мишени-сборки, представленной на фиг. 1, иллюстрирующее рабочую камеру.

[0012] На фиг. 5 показан изолированный вид в аксонометрии переходного устройства ступени, которое может использоваться в системе производства изотопов, представленной на фиг. 1.

[0013] На фиг. 6 показано в покомпонентном виде переходное устройство ступени, представленное на фиг. 5.

[0014] На фиг. 7 показан вид в аксонометрии сзади основания платформы, которое может использоваться в системе производства изотопов, показанной на фиг. 1.

[0015] На фиг. 8 показан вид в аксонометрии спереди основания платформы на фиг. 7.

[0016] На фиг. 9 показано поперечное сечение основания платформы, показанного на фиг. 7, иллюстрирующее каналы для потоков, которые проходят через основание платформы.

[0017] На фиг. 10 показан вид спереди технологической сборки, изображенной на фиг. 2.

[0018] На фиг. 11 показано поперечное сечение технологической сборки, изображенной на фиг. 2, иллюстрирующее мишень-сборку, функционально соединенную с монтажной платформой.

[0019] На фиг. 12 показана блок-схема технологической сборки, выполненной согласно одному варианту.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ

[0001] Варианты выполнения изобретения, представленные в настоящем документе, включают системы производства изотопов, технологические сборки, мишени-сборки, монтажные платформы и способы их изготовления или применения. Варианты могут также включать субкомпоненты, например, переходное устройство (адаптер) ступени. Технический эффект, обеспечиваемый одним или более вариантами, может включать уменьшение общего количества времени, которое оператор подвергается воздействию радиоактивного материала при сборке или обслуживании системы производства изотопов. Другой технический эффект, обеспечиваемый одним или более вариантами, может включать уменьшение времени, которое необходимое для сбора и/или обслуживания системы производства изотопов или ее подсистем. Другой технический эффект, обеспечиваемый одним или более вариантами, может включать более эффективные средства для удаления тепловой энергии из частей, которые поглощают тепловую энергию от пучка частиц.

[0002] Еще один технический эффект может включать обеспечение возможности оперативного соединения мишени-сборки с системой производства изотопов способом, более легкого, чем в известных системах. Например, в некоторых вариантах выполнения оператор может оперативно установить мишень-сборку на монтажной платформе путем выполнения ограниченного числа действий. В конкретных вариантах выполнения один этап установки может обеспечить установку мишени-сборки в назначенном положении относительно монтажной платформы, а также установку по меньшей мере одного из гидравлического, электрического или вакуумно-уплотненного соединения.

[0003] Следующее подробное описание некоторых вариантов выполнения может быть лучше понято при рассмотрении вместе с приложенными чертежами. При условии, что на чертежах показаны схемы функциональных блоков различных вариантов, эти функциональные блоки не обязательно указывают на разделение между схемными решениями. Например, один или более функциональных блоков (например, процессоры или память) могут быть осуществлены в виде одного аппаратного устройства (например, сигнальный процессор общего назначения, или блок памяти с произвольным доступом, жесткий диск, и т.п.), или множества технических устройств. Подобным образом, программы могут быть отдельными программами, могут быть включены как подпрограммы в операционной системе, могут быть функциями в установленном пакете программного обеспечения и т.п. Следует понимать, что различные варианты не ограничиваются устройствами и средствами, показанными на чертежах.

[0004] В настоящем документе элемент или этап, упомянутый в единственном числе, следует понимать как не исключающий множества упомянутых элементов или шагов, если явно не указано иное, как "только единственный" элемент или шаг. Кроме того, ссылки на "один вариант выполнения изобретения" не предполагают интерпретации как исключения существования других вариантов, которые также включаются в упомянутые свойства. Кроме того, если явно не указано иное, варианты "содержащий" или "имеющий" элемент или множество элементов, имеющие конкретное свойство, могут включать дополнительно такие элементы, не имеющие этого свойства.

[0005] На фиг. 1 показан вид в аксонометрии системы 100 для производства изотопов в соответствии с вариантом выполнения. Система 100 производства изотопов включает ускоритель 102 частиц, который функционально соединен со шкафом 104 управления, включающим, среди прочего, радиочастотный (РЧ) генератор энергии. В проиллюстрированном варианте ускоритель 102 частиц является изохронным циклотроном, при этом в других вариантах выполнения могут быть использованы другие типы ускорителей частиц. Ускоритель 102 частиц включает магнитную сборку 108, которая включает секции 111, 112 ярма, ограничивающие ускоряющую камеру (не показано). Несмотря на то, что это не показано, каждая из секций 111, 112 ярма соединена с соответствующим электромагнитом магнитной сборки 108. Электромагниты являются магнитными катушками, которые окружены соответствующими секциями 111, 112 ярма. Магнитная сборка 108 может также включать пару верхушек полюсов (не показано), которые расположены внутри ускоряющей камеры и могут образовывать части секций 111, 112 ярма. Во время работы пара верхушек полюсов противоположна друг другу и ограничивает по меньшей мере часть ускоряющей камеры между ними.

[0006] Система производства изотопов может быть подобна системам производства изотопов, которые описаны в публикации заявки на патент США No. 2011/0255646 и в заявках на патент США No. 12/492,200; 12/435,903; 12/435,949; 12/435,931; 14/575,993; 14/575,914; 14/575,958; 14/575,885; а также в заявке на патент США с внутренним номером поверенного No. 281973 (553-1949), каждая из которых полностью включена в настоящий документ путем ссылки. Несмотря на то, что указан циклотрон, понятно, что варианты выполнения изобретения могут включать другие ускорители частиц и соответствующие подсистемы.

[0007] Когда ускоритель 102 частиц не работает, секция 111 ярма может быть открыта для обеспечения возможности доступа к ускоряющей камере. В частности, секции 111, 112 ярма могут быть соединены с возможностью вращения друг с другом. Секция 111 ярма выполнена с возможностью распахивания в открытое состояние (как показано стрелкой 113) для обеспечения доступа к ускоряющей камере и закрывания для уплотнения укоряющей камеры. Ускоряющая камера выполнена с возможностью обеспечения ускорения в ней заряженных частиц, таких как , вдоль заранее заданной криволинейной траектории, которая оборачивается как спираль вокруг оси 114, проходящей между центрами противоположных верхушек полюсов. Заряженные частицы вначале находятся близко к центральной области ускоряющей камеры, которая расположена между верхушками полюсов и вблизи оси 114.

[0008] Когда ускоритель 102 частиц приведен в действие, траектория заряженных частиц может проходить по орбите вокруг оси 114, которая проходит между противоположными верхушками полюсов. Ускоритель 102 частиц также включает пару радиочастотных (РЧ) электродов (не показано), которые расположены смежно с одной из вершин полюсов. РЧ-электроды выполнены с возможностью получения энергии и управления от РЧ-генератора энергии для создания электрического поля. Магнитное поле обеспечивается секциями 111, 112 ярма и электромагнитами. Когда электромагниты приведены в действие, магнитный поток может протекать между верхушками полюсов и через секции 111, 112 ярма вокруг ускоряющей камеры. Когда электрическое поле комбинируется с магнитным полем, ускоритель 102 частиц может направлять частицы вдоль предусмотренной орбиты. РЧ-электроды работают друг с другом и образуют резонансную систему, которая включает индуктивные и емкостные элементы, настроенные на предусмотренную частоту (например,100 МГц).

[0009] В конкретных вариантах выполнения система 100 использует и приводит заряженные частицы (отрицательные ионы водорода) к заданной энергии с заданным током пучка. В таких вариантах выполнения отрицательные ионы водорода ускоряются и направляются через ускоритель 102 частиц. Отрицательные ионы водорода могут затем ударять в фольгу для обдирки (не показано) с обеспечением отделения пары электронов и образования положительного иона ¹Н⁺. Положительный ион может быть направлен в систему извлечения (не показано). Однако, варианты, описанные в настоящем документе, могут быть применены к другим типам ускорителей частиц и циклотронов. Например, в альтернативных вариантах заряженные частицы могут быть положительными ионами, такими как ¹Н⁺, ²Н⁺ и ³Не⁺. В таких альтернативных вариантах система извлечения может включать электростатический дефлектор, который создает электрическое поле, направляющее пучок частиц к материалу мишени.

[0010] Система 100 может быть выполнена с возможностью ускорения заряженных частиц до заранее заданного энергетического уровня. Например, некоторые варианты выполнения, описанные в настоящем документе, ускоряют заряженные частицы до энергии приблизительно 18 МеВ или менее. В других вариантах выполнения система 100 ускоряет заряженные частицы до энергии 16,5 МеВ или менее. В некоторых вариантах система 100 ускоряет заряженные частицы до энергии приблизительно 9,6 МеВ или менее. В более специфических вариантах система 100 ускоряет заряженные частицы до энергии приблизительно 7,8 МеВ или менее. Однако, варианты выполнения, описанные здесь, могут также иметь энергию выше 18 МеВ. Например, варианты выполнения могут иметь энергию выше 100 МеВ, 500 МеВ и более. Подобным образом, варианты выполнения могут использовать различные значения тока пучка. В качестве примера, ток пучка может быть примерно около 10-30 мкА. В других вариантах выполнения ток пучка может быть выше 30 мкА, выше 50 мкА, или выше 70 мкА. Еще в других вариантах выполнения ток пучка может быть выше 100 мкА, выше 150 мкА, или выше 200 мкА.

[0011] Заряженные частицы могут выходить из ускоряющей камеры в виде пучка частиц, который падает на материал мишени. В проиллюстрированном варианте выполнения заряженные частицы направляются через трубопровод 116 для пучка к технологической сборке 120, которая включает материал мишени. Технологическая сборка 120 может быть прикреплена к концу 121 трубопровода 116 и включает внешнюю монтажную платформу и одну или более мишеней-сборок 122, которые содержат исходный материал. Мишени-сборки 122 выполнены с возможностью сопряжения с монтажной платформой 124 для установления функциональных соединений. Функциональные соединения могут включать по меньшей мере одно из механических соединений, гидравлических соединений и электрических соединений. Технологическая сборка 120 может также включать одно или более вычислительных устройств (не показано), которые следят за условиями работы и производительностью сборки 120 и гидравлической подсистемы (не показано), которая подает текучую среду к сборке 120. В соответствии с настоящим документом, текучая среда может быть жидкостью (например, охлаждающей водой или материалом мишени в виде жидкости) или газом, таким как гелий или аргон.

[0012] Заряженные частицы бомбардируют материал мишени для производства радиоизотопов (также называемых радионуклидами). Радиоизотопы могут быть использованы в медицинской визуализации, исследованиях и терапии, но также в других приложениях, которые не относятся к медицине, таким как научные исследования или анализ. При использовании для медицинских целей, таких как радионуклидное сканирование (PC) или позитронно-эмиссионная томография (ПЭТ), радиоизотопы могут быть также названы метками. В качестве примера, технологическая сборка 120 может генерировать протоны для получения ¹⁸F^- изотопов в жидком виде, ¹¹С изотопов как СО₂ и ¹³N изотопов как NH₃.

Материалом мишени, используемым для производства этих изотопов, может быть обогащенная ¹⁸O вода, натуральный ¹⁴N₂ газ, или ¹⁶О^- вода. В некоторых вариантах система 100 может также генерировать протоны или дейтроны для создания ¹⁵O газов (кислород, диоксид углерода и монооксид углерода) и ¹⁵О меченой воды.

[0013] На фиг. 2 показана технологическая сборка (или подсистема) 200, выполненная согласно одному варианту выполнения изобретения. Технологическая сборка 200 может быть использована с системой 100 производства изотопов и может быть подобна или идентична технологической сборке 120 (фиг. 1). Например, сборка 200 может заменять технологическую сборку 120. Как показано, сборка 200 включает монтажную платформу 202 и одну или более мишеней-сборок 204. Мишени-сборки 204 могут формировать массив мишеней-сборок 204. На фиг.2 показан вид сбоку монтажной платформы 202, соединенной с одной из мишеней-сборок 204 и соединительным блоком (или фиктивной мишенью) 205. На фиг. 2 также показан вид в аксонометрии мишени-сборки 204 перед ее сопряжением с монтажной платформой 202.

[0014] Монтажная платформа 202 включает основание 207 платформы и множество адаптеров (переходных устройств) 209 ступени, которые прикреплены к основанию 207 платформы. В проиллюстрированном варианте выполнения каждый из адаптеров 209 ступени является отдельным компонентом, который крепится к основанию 207 платформы. Каждый из адаптеров 209 ступени включает приемную ступень 210, которая обращена к внешней стороне монтажной платформы 202 и выполнена с возможностью сопряжения с соответствующей мишенью-сборкой 204. В других вариантах выполнения, однако, адаптеры 209 ступени не являются отдельными компонентами платформы 202. Например, основание 207 платформы может включать один или более признаков адаптеров 209 ступени, которые описаны в настоящем документе, так что этот признак (признаки) адаптеров 209 ступени являются неотъемлемой частью основания 207 платформы.

[0015] Приемные ступени 210 образуют группу 211 приемных ступеней 210. Как указано, одна или более из приемных ступеней 210 в группе 211 могут быть гидравлически соединены друг с другом в некоторых вариантах выполнения. Каждая из мишеней-сборок 204 предназначена для установки с возможностью отсоединения на монтажной платформе 202. В соответствии с настоящим документом, если два или более элементов "установлены с возможностью отсоединения" (или "соединены с возможностью отсоединения", или "взаимодействуют с возможностью отсоединения", или "сопрягаются с возможностью отсоединения", или другие подобные термины), то указанные элементы могут быть легко разделены без разрушения соединенных компонентов. Например, элементы могут быть "легко разделены", когда элементы могут быть отделены друг от друга: (а) без чрезмерных усилий, (b) без использования отдельного инструмента (например, инструмент, который не является частью одного из элементов) и/или (с) без значительного количества времени, потраченного на разделение компонентов. Понятно, что эти критерии не обязательно взаимно исключающие. Например, если два элемента могут быть разделены руками без отдельного инструмента менее чем за пять секунд, процесс разделения удовлетворяет каждому из (а), (b) и (с). Если два элемента могут быть разделены менее чем за пятнадцать секунд, используя электрическую отвертку, процесс разделения может удовлетворять (а) и (с).

[0016] Элементы могут быть легко разделены друг от друга при использовании ограниченного количества технических средств, таких как защелки, винты, задвижки, скобы, гайки, болты, шайбы и т.п., так что один или два оператора могут соединить или разъединить два элемента с помощью только рук оператора (операторов) и/или обычные инструменты (например, гаечный ключ, отвертку). В некоторых вариантах выполнения элементы, которые прикреплены друг к другу с возможностью отсоединения, могут быть соединены без инструментов, например, с помощью посадки с натягом или защелки, по отношению друг к другу.

[0017] После того как мишень-сборка полностью собрана, как показано на фиг. 2, но не соединена гидравлически, механически или электрически с остальной частью системы производства изотопов, мишень-сборка может быть функционально соединена с монтажной платформой в требуемом положении за ограниченный период времени. В соответствии с настоящим документом, фраза "функционально установлена [на монтажной платформе] в требуемом положении" включает положение, в котором мишень-сборка функционально присоединена к монтажной платформе с обеспечением расположения мишени-сборки в фиксированном положении и установления двух или более соединений, необходимых для работы. Механическим соединением может быть крепление мишени-сборки и монтажной платформы друг с другом. Гидравлическое соединение может включать гидравлическое соединение порта мишени-сборки с портом монтажной платформы с обеспечением возможности протекания текучей среды между ними. Гидравлическое соединение может также представлять вакуумно-уплотненный тракт, образованный мишенью-сборкой и монтажной платформой для пучка частиц. Электрическое соединение может включать два электрических контакта (или других проводящих элементов), присоединенных друг к другу, для установления электрического токопровода. В конкретных вариантах выполнения мишень-сборка функционально установлена, когда мишень-сборка находится в фиксированном положении относительно монтажной платформы, и установлено каждое соединение, которое необходимо для работы.

[0018] В качестве примера, мишень-сборка может быть функционально установлена на монтажной платформе в заданном положении менее чем за десять (10) минут. В некоторых вариантах мишень-сборка может быть функционально установлена на монтажной платформе менее чем за пять (5) минут. В некоторых вариантах выполнения мишень-сборка может быть функционально установлена на монтажной платформе в заданном положении менее чем за три (3) минуты. В некоторых вариантах выполнения мишень-сборка может быть функционально установлена на монтажной платформе в заданном положении менее чем за одну (1) минуту. В других вариантах выполнения мишень-сборка может быть функционально установлена на монтажной платформе в заданном положении менее чем за тридцать (30) секунд.

[0019] В некоторых вариантах выполнения мишень-сборка может быть легко демонтирована с монтажной платформы за ограниченный период времени. Например, когда оператор имеет доступ к мишени-сборке (например, шкаф открыт), но мишень-сборка функционально установлена на монтажной платформе, мишень-сборка может быть демонтирована меньше чем за десять (10) минут. Когда мишень-сборка демонтирована, мишень-сборка не имеет никаких соединений с другими частями системы производства изотопов, и может быть удалена из монтажной платформы. В некоторых вариантах выполнения мишень-сборка может быть демонтирована менее чем за пять (5) минут. В некоторых вариантах выполнения мишень-сборка может быть демонтирована менее чем за три (3) минуты. В некоторых вариантах выполнения мишень-сборка может быть демонтирована менее чем за одну (1) минуту. В других вариантах выполнения мишень-сборка может быть демонтирована менее чем за тридцать (30) секунд, менее чем за двадцать (20) секунд, менее чем за десять (10) секунд, или менее чем за пять (5) секунд.

[0020] В некоторых вариантах выполнения мишень-сборка может быть установлена с возможностью отсоединения на монтажной платформе без использования отдельного инструмента (например, инструмента, который не является частью мишени-сборки или монтажной платформы). В некоторых вариантах выполнения мишень-сборка может быть установлена на монтажной платформе с помощью выполнения только одного шага или одного этапа, на котором мишень-сборка перемещают к монтажной платформе. В некоторых вариантах выполнения мишень-сборка может быть установлена на монтажной платформе а) с помощью выполнения только одного шага или одного этапа и b) с помощью действия пользователя для приведения в действие запирающего устройства, которое присоединено к мишени-сборке или монтажной платформе. Например, после того, как мишень-сборка установлена на монтажной платформе, оператор может переместить одну или более защелок или ремней, которые закрепят мишень-сборку на монтажной платформе.

[0021] Термин "порт" означает отверстие и одну или более поверхностей, которые ограничивают отверстие. В некоторых случаях порт может также включать объекты, которые имеют поверхности, которые ограничивают отверстие, такие как патрубок или сопло. В некоторых случаях порт может также включать другие объекты, которые взаимодействуют с поверхностями, которые ограничивают отверстие. Например, порт может включать трубопровод и пружину, которая смещает трубопровод в некоторые положения.

[0022] Как показано на фиг. 2, монтажная платформа 202 включает первую сторону 206 платформы, которая выполнена с возможностью крепления к системе производства изотопов. Основание 207 платформы может включать по меньшей мере часть первой стороны 206 платформы. Первая сторона 206 платформы может быть выровнена и соединена с трубопроводом для пучка, такой как трубопровод 116 для пучка, во время работы системы производства изотопов. В альтернативном случае первая сторона 206 платформы может быть прикреплена к промежуточному компоненту или непосредственно к циклотрону. Монтажная платформа 202 также включает вторую сторону 208 платформы, которая обычно противоположна первой стороне 206 платформы. Вторая сторона 208 платформы может быть по меньшей мере частично сформирована адаптерами 209 ступени. Вторая сторона 208 платформы выполнена с возможностью взаимодействия с мишенями-сборками 204.

[0023] В проиллюстрированном варианте выполнения монтажная платформа 202 включает группу 211 приемных ступеней 210, которые формируют по меньшей мере часть второй стороны 208 платформы. Группа 211 включает три приемных ступени 210 на фиг. 2, но в других вариантах может быть использовано меньше или больше приемных ступеней 210. Каждая из приемных ступеней 210 выполнена с возможностью сопряжения с соответствующей мишенью-сборкой 204 или соединительным блоком 205. В некоторых вариантах выполнения каждая из приемных ступеней 210 может сопрягаться с одним и тем же типом мишени-сборки 204. Например, мишень-сборка 204, которая сопряжена с монтажной платформой 202 на фиг. 2 может также быть демонтирована и затем сопряжена с любой из двух других приемных ступеней 210. В других вариантах, однако, приемные ступени 210 могут быть различными, так что две или более из приемных ступеней 210 могут сопрягаться с различными типами мишеней-сборок 204. В некоторых вариантах множество мишеней-сборок 204 могут быть одновременно сопряжены с монтажной платформой 202. В других вариантах монтажная платформа 202 может одновременно сопрягаться с соединительным блоком 205 и одной или более из мишеней-сборок 204.

[0024] В других вариантах выполнения каждая из приемных ступеней 210 может быть сопряжена со множеством типов мишеней-сборок 204. Например, один тип мишени-сборки 204 может быть выполнен с возможностью содержания первого типа материала мишени, а другой тип мишени-сборки 204 может быть выполнен с возможностью содержания второго типа материала мишени. Каждый из этих типов мишеней-сборок 204 может быть сопряжен с одной и той же приемной ступенью 210 в разные моменты времени.

[0025] В некоторых вариантах выполнения мишень-сборка 204 может быть закреплена с обеспечением предотвращения непреднамеренного удаления мишени-сборки 204 с монтажной платформы 202. Например, одно или более действий пользователя может потребоваться для демонтажа мишени-сборки.

[0026] Когда мишень-сборка 204 сопряжена с монтажной платформой 202, ряд возможных соединений может быть установлен через интерфейс 213, сформированный между стороной 222 сопряжения мишени-сборки 204 и приемной ступенью 210. Мишень-сборка 204 может иметь по меньшей мере одно соединение из (а) гидравлического соединения для приема охлаждающей среды и/или материала мишени через интерфейс 213, (b) электрического соединения для контроля за мишенью-сборкой 204 через интерфейс 213, (с) или функционального соединения для приема пучка частиц через интерфейс 213. В некоторых вариантах выполнения по меньшей мере два из соединений (а), (b) или (с) устанавливаются через интерфейс 213. В некоторых вариантах выполнения мишень-сборка 204 присоединена гидравлически, электрически и функционально для приема пучка частиц через интерфейс 213. В настоящем документе фраза "функционально присоединена для приема пучка частиц" включает присоединение мишени-сборки к монтажной платформе с обеспечением установления вакуумно-уплотненного прохода, который проходит через монтажную платформу и в мишень-сборку и может принимать пучок частиц.

[0027] В некоторых вариантах выполнения, когда мишень-сборка 204 гидравлически соединена с монтажной платформой 202, может быть образован гидравлический контур, который проходит через монтажную платформу 202 и через мишени-сборки 204. Монтажная платформа 202 может быть выполнена с возможностью направления охлаждающей текучей среды (например, воды или газы, такого как гелий) через себя и каждую из мишеней-сборок 204, и, как вариант, через соединительный блок 205. На фиг. 2 технологическая сборка 200 включает две мишени-сборки 204 и один соединительный блок 205. В других вариантах выполнения технологическая сборка 200 может включать три (или более) мишени-сборки 204 или может только включать одну мишень-сборку 204 со множеством соединительных блоков 205. Благодаря различным возможным направлениям пучка частиц, каждая из приемных ступеней 210 может иметь различную ориентацию. Как показано на фиг. 2, каждая из приемных ступеней 210 может быть обращена в направлении, которое не параллельно, по отношению к направлениям других приемных ступеней 210.

[0028] На фиг. 3 показан отдельный вид в аксонометрии примера мишени-сборки 204. Мишень-сборка 204 может включать корпус 212 мишени, который имеет рабочую камеру 214 (показана на фиг. 4), выполненную с возможностью содержания материала мишени для производства изотопов. Корпус 212 мишени включает множество частей, которые соединены друг с другом для формирования камеры 214 и каналов в корпусе, которые проходят через корпус 212 мишени. Корпус 212 мишени может окружать и вмещать в себе другие элементы мишени-сборки 204, такие как одну фольгу или более, уплотнительные элементы, технические средства и другие. Различные части и элементы прикреплены друг к другу для предотвращения утечки текучих сред (например, жидкостей или газов) и поддержки вакуума в камере 214. Корпус 212 мишени включает полость 216 для пучка, выровненную с камерой 214 и выполненную с возможностью приема пучка частиц извне корпуса 212 мишени. Корпус 212 мишени имеет отверстие 220 полости, которое обеспечивает доступ к полости 216 для пучка. Когда мишень-сборка 204 сопряжена с монтажной платформой 202, полость 216 для пучка обеспечивает возможность падения пучка частиц на материал мишени в камере 214.

[0029] Как описано в настоящем документе, корпус 212 мишени имеет сторону 222 сопряжения, предназначенную для взаимодействия с возможностью отсоединения с приемной ступенью 210 монтажной платформы 202 во время работы по установке (или сопряжению). Корпус 212 мишени имеет первый порт 224 мишени и второй порт 226 мишени, расположенные вдоль стороны 222 сопряжения. В примере варианта выполнения первый и второй порты 224, 226 мишени находятся в гидравлической связи друг с другом через канал в корпусе 212 мишени. В некоторых вариантах выполнения упомянутый канал в корпусе функционирует как охлаждающий канал, который поглощает тепловую энергию от корпуса 212 мишени. В альтернативном случае канал в корпусе может функционировать как канал материала мишени, который обеспечивает доставку и удаление материала мишени, который облучается. Первый порт 224 мишени может быть выполнен с возможностью приема текучей среды из монтажной платформы 202, а второй порт 226 мишени может быть выполнен с возможностью подачи текучей среды к монтажной платформе 202. При этом, первый и второй порты 224, 226 мишени далее называются впускным портом 224 мишени и выпускным портом 226 мишени, соответственно. Следует понимать, однако, что текучая среда может течь в противоположном направлении. Следует также понимать, что первый и второй порты 224, 226 мишени могут не находиться в гидравлической связи друг с другом в других вариантах. В других вариантах сторона 222 сопряжения может включать только один порт мишени. В таких вариантах канал в корпусе может выходить через другой порт мишени, который расположен не вдоль стороны 222 сопряжения.

[0030] Отверстие 220 полости, впускной порт 224 мишени и выпускной порт 226 мишени выполнены с возможностью гидравлического соединения с соответствующими портами монтажной платформы 202, когда мишень-сборка 204 функционально установлена на монтажной платформе 202. В некоторых вариантах гидравлические соединения могут быть выполнены за один шаг или этап установки мишени-сборки 204 на монтажной платформе 202. В отдельных вариантах отверстие 220 полости, впускной порт 224 мишени и выпускной порт 226 мишени открыты в общем направлении. Например, полость 216 для пучка может быть выполнена с возможностью приема пучка частиц вдоль назначенной оси 295. Каждое из отверстия полости 220, впускного порта 224 мишени и выпускной порт 226 мишени может открываться в направлении вдоль назначенной оси 295. В таких вариантах каждый из впускного и выпускного портов 224, 226 мишени и отверстия 220 полости могут гидравлически соединяться с соответствующим портом, при перемещении стороны 222 сопряжения в общем направлении вдоль назначенной оси 295.

[0031] Корпус 212 мишени также включает заднюю сторону 232 и боковые стенки 233-236, которые проходят между задней стороной 232 и стороной 222 сопряжения. Мишень-сборка 204 может включать первый и второй порты 228, 230 для материала, прикрепленные к корпусу 212 мишени. В других вариантах первый и второй порты 228, 230 для материала могут быть прикреплены к другой стороне, такой как сторона 222 сопряжения. Первый и второй порты 228, 230 для материала находятся в проточной связи друг с другом через камеру 214 (фиг. 4). Материал мишени может быть доставлен и удален из камеры 214 через первый и второй порты 228, 230 для материала. В альтернативных вариантах порты 228, 230 могут направлять охлаждающую текучую среду, а порты 224, 226 могут направлять материал мишени.

[0032] В примере варианта выполнения сторона 222 сопряжения также включает горловину 254 мишени, которая имеет отверстие 220 полости и полость 216 для пучка. Горловина 254 мишени выполнена с возможностью вставления в проход для пучка, сформированный монтажной платформой 202. В некоторых вариантах выполнения горловина 254 мишени выполнена с возможностью (а) формирования вакуумного уплотнения внутри прохода для пучка, когда она присоединена к монтажной платформе 202 и (b) взаимодействия с монтажной платформой 202 с обеспечением удерживания мишени-сборки 204 в запертом положении во время работы системы производства изотопов. В запертом положении мишень-сборка 204 имеет фиксированное положение по отношению к монтажной платформе 202, и не может быть непреднамеренно удалена без предусмотренного действия или сигнала. В альтернативных вариантах сторона 222 сопряжения не включает горловину мишени. В таких вариантах отверстие 220 полости может, например, принимать шейку (не показано) монтажной платформы.

[0033] В проиллюстрированном варианте корпус 212 мишени включает множество частей 240, 242, 244 корпуса. Например, корпус 212 мишени включает переднюю часть или фланец 240, промежуточную или вставляемую часть 242, и заднюю часть или фланец 244. Части 240, 244 корпуса могут содержать, например, алюминий, вольфрам или их комбинацию. Часть 242 корпуса может содержать, например, ниобий. Части 240, 242, 244 корпуса выполнены с возможностью составления в стопу бок к боку вдоль оси 291 сопряжения. Ось 291 сопряжения не обязательно может проходить параллельно заданной оси 295 (Фиг. 2). Как показано, каждая из частей 240, 242, 244 корпуса, по существу, имеет форму пластины или форму бруска, с деталями, выполненными в нем. Следует понимать, однако, что альтернативные варианты выполнения могут включать разное число частей корпуса и/или части корпуса могут иметь разные формы. Когда передняя часть 240, промежуточная часть 242 и задняя часть 244 составляются вместе в стопу, части корпуса вместе образуют корпус 212 мишени.

[0034] В проиллюстрированном варианте передняя часть 240 включает по меньшей мере часть стороны 222 сопряжения. Сторона 222 сопряжения может иметь контур или форму, которая по существу дополняет контур или форму соответствующей приемной ступени 210 (фиг. 2). В таких вариантах выполнения сторона 222 сопряжения может формировать посадку скольжением с приемной ступенью 210. Как вариант, сторона 222 сопряжения и/или приемная ступень 210 может форму, обеспечивающую возможность только одной ориентации мишени-сборки 204 по отношению к монтажной платформе 202 (фиг. 2). Например, порты 224, 226 стороны 222 сопряжения расположены с обеспечением отсутствия сопряжения портов 224, 226 мишени с портами ступени монтажной платформы 202, если мишень-сборка 204 имеет неправильную ориентацию. В альтернативном случае мишень-сборка 204 может иметь выступ, выполненный с возможностью приема выемкой монтажной платформы 202, или наоборот. Если мишень-сборка 204 не ориентирована правильно, выступ не позволит присоединить мишень-сборку 204 к монтажной платформе 202.

[0035] Как показано, передняя часть 240 включает переднюю поверхность 246. Передняя поверхность 246 проходит параллельно плоскости, задаваемой первой и второй поперечными осями 292, 293. Ось 291 сопряжения, первая поперечная ось 292 и вторая поперечная ось 293 взаимно перпендикулярны. Передняя часть 240 может иметь группу отверстий или выемок, которые открыты или доступны на передней поверхности 246. Например, впускной порт 224 мишени открыт и доступен на передней поверхности 246, и выпускной порт 226 мишени открыт и доступен на передней поверхности 246. Сторона 222 сопряжения также включает выемку 250, которая частично ограничена контактной областью 252. Выемка 250 открыта и доступна через переднюю поверхность 246. В примере варианта выполнения контактная область 252 формирует электрический контакт, который электрически соединен с внутренней частью мишени-сборки 204 с обеспечением возможности электрического контроля мишени-сборки 204 через контактную область 252. Например, контактная область 252 может быть электрически соединена с поверхностью 215, которая ограничивает камеру 214. В альтернативных вариантах выполнения контактная область 252 может быть расположена вдоль другой стороны корпуса 212 мишени. В альтернативных вариантах контактная область 252 может быть частью дискретного электрического контакта, такого как контактный электрический палец, штампованный и изготовленный из листового металла, который выступает в сторону от передней поверхности 246. В альтернативных вариантах одна или более выемок передней части 240 могут быть заменены выступающей частью передней части 240, которая выполнена с возможностью вставления в соответствующую выемку монтажной платформы 202 (фиг. 2).

[0036] Сторона 222 сопряжения также включает множество технологических выемок 256. В иллюстрированном варианте каждая из выемок 256 обеспечивает доступ к техническому сквозному отверстию, которое проходит полностью через переднюю часть 240 и промежуточную часть 242 и по меньшей мере частично через заднюю часть 244. Эти сквозные технические отверстия имеют размеры и форму, обеспечивающие возможность приема технических средств 260. Технические средства 260 могут включать один или более элементов, используемых для скрепления частей 240, 242, 244 корпуса друг к другу. В проиллюстрированном варианте технические средства 260 включают болты, но следует понимать, что могут быть использованы различные типы крепежа для крепления частей 240, 242, 244 друг к другу, например винты, защелки, скобы и т.п.

[0037] Передняя часть 240 также включает горловину 254 мишени. Горловина 254 мишени выступает от передней поверхности 246 в направлении, параллельном оси 291 сопряжения и параллельно заданной оси 295 (фиг. 2). Горловина 254 мишени проходит на расстояние 255 до кромки 264 горловины, которая ограничивает отверстие 220 полости. Горловина 254 мишени также ограничивает полость 216 для пучка, которая выровнена с камерой 214. Горловина 254 мишени включает поверхность 450 горловины, которая ограничивает выемку 458 горловины. Выемка 458 горловины открыта в направлении радиально наружу относительно горловины 254 мишени или заданной оси 295.

[0038] Рабочая камера 214 может быть ограничена между промежуточной частью 242 и фольгой 290 (показано на фиг. 4) и/или передней частью 240. Полость 216 для пучка проходит от отверстия 220 полости до фольги 290. В других вариантах выполнения камера 214 может быть ограничена между задней частью 244 и промежуточной частью 242 и/или фольгой 290. Также на фиг. 3 показано, что промежуточная часть включает боковую кромку 310, которая проходит между передней частью 240 и задней частью 244. Боковая кромка 310 включает первый и второй порты 228, 230 для материалов. В проиллюстрированном варианте первый и второй порты 228, 230 для материалов содержат сопла 312, 314, соответственно. Первый и второй порты 228, 230 для материалов находятся в связи по потоку с соответствующими проходами, которые проходят в камеру 214. Сопла 312, 314 могут быть гидравлически соединены с трубопроводами (не показано). В некоторых вариантах мишень-сборка 204 может включать трубопроводы. В других вариантах мишень-сборка 204 не включает сопла или трубопроводы. В таких вариантах порты 228, 230 для материалов могут быть ограничены отверстиями 229, 231 вдоль боковой кромки 310.

[0039] Промежуточная часть 242 выполнена с возможностью расположения между передней частью 240 и задней частью 244 для обеспечения надежного гидравлического уплотнения проходов или полостей. Хотя это не показано, мишень-сборка 204 включает множество уплотнительных элементов (например, уплотнительные кольца или другой сжимаемый материал, располагаемый вдоль швов), которые расположены между соответствующими компонентами мишени-сборки 204 и улучшают уплотнение гидравлических камер или каналов внутри мишени-сборки 204.

[0040] Мишень-сборка 204 может быть по существу независима от других компонентов системы по производству изотопов, обеспечивая возможность демонтажа мишени-сборки 204 и ее удаления от монтажной платформы 202 и оставшейся части системы производства изотопов. В проиллюстрированном варианте не сопрягающиеся стороны (например, задняя сторона 232 и боковые стенки 233-236) являются внешними сторонами мишени-сборки 212, которые не взаимодействуют с другими компонентами мишени-сборки 204 или системы производства изотопов, которые ограничивают перемещение мишени-сборки 204. Не сопрягающиеся стороны могут по существу не иметь соединений, таких как механические соединения или жидкостные соединения, которые ограничивают перемещение мишени-сборки 204. Например, в проиллюстрированном варианте единственные соединения с не сопрягающимися сторонами осуществляются через первый и второй порты 228, 230 для материалов, которые могут быть присоединены к гибким трубопроводам (не показано). В таких вариантах корпус 212 мишени может быть более быстро удален от монтажной платформы 202. Например, трубопроводы могут быть присоединены к соплам 312, 314. Когда мишень-сборка 204 демонтирована, трубопроводы могут быть отсоединены от сопел 312, 314 или отсоединены на противоположных концах трубопроводов. Мишень-сборка 204 может быть демонтирована по отношению к монтажной платформе 202 так, как описано ниже, и затем свободно удалена от монтажной платформы 202. В других вариантах сопла 312, 314 могут быть удалены из корпуса 212 мишени.

[0041] На фиг. 4 показано поперечное сечение промежуточной части 242 и проиллюстрирована фольга 290. Как показано, камера 214 отделена от охлаждающей полости 326 теплопередающей стенкой 328. Охлаждающая полость 326 может быть ограничена между задней поверхностью 304 промежуточной части 242 и передней поверхностью (не показано) задней части 244 (фиг. 3). Промежуточная часть 242 включает порты 332, 334, которые находятся в гидравлической связи с портами 228, 230 для материалов (фиг. 3), соответственно. Канал, который проходит между портами 228, 230 для материалов и включает камеру 214, может быть назван каналом для материалов. Канал, который проходит между портами 224, 226 мишени и включает охлаждающую полость 326 можно назвать охлаждающим каналом. Канал для материалов и охлаждающий канал могут быть названы в целом как каналы в корпусе, потому что каналы проходят через корпус 212 мишени.

[0042] Во время работы материал мишени (например, исходная жидкость) доставляется в камеру 214 с фольгой 290, охватывающей по меньшей мере часть камеры 214. При подаче пучка 390 частиц он может проходить параллельно оси 291 сопряжения (или заданной оси 295) (показано на фиг. 3). Происходит ядерная реакция, вызванная взаимодействием пучка частиц и материала мишени, что приводит к производству требуемых радиоизотопов. Когда пучок 390 частиц падает на фольгу 290 и материал мишени внутри камеры 214, тепловая энергия внутри камеры 214 передается через теплопередающую стенку 328 в охлаждающую полость 326. Жидкость, текущая через охлаждающую полость 326 может передавать тепловую энергию наружу из камеры 214. После взаимодействия с пучком частиц материал мишени может быть удален из камеры 214, используя, например, инертный газ (например, аргон).

[0043] На фиг. 5 показан вид в аксонометрии примера адаптера 209 ступени, который может быть использован с монтажной платформой 202 (фиг. 2). Как описано выше, адаптер 209 ступени является отдельным компонентом, выполненным с возможностью крепления к основанию 207 платформы. Адаптер 209 ступени может быть прикреплен к основанию 207 платформы, с помощью крепежа, такого как болты (показаны на фиг. 10). Адаптер 209 ступени включает приемную ступень 210. В других вариантах выполнения, однако, основание 207 платформы может быть выполнено с возможностью включения частей приемной ступени 210 и/или адаптера 209 ступени. Приемная ступень 210 включает корпус 336 адаптера, имеющий поверхность 338 ступени. В некоторых вариантах корпус 336 адаптера включает диэлектрический или изоляционный материал для электрического отделения или изоляции мишени-сборки 204 (фиг. 2) от основания 207 платформы. Приемная ступень 210 также включает первый и второй порты 340, 342 ступени, расположенные вдоль приемной ступени 210, или, в частности, поверхности 338 ступени. В примерном варианте первый порт 340 ступени выполнен с возможностью подачи текучей среды к мишени-сборке 204 (фиг. 2) во время работы системы производства изотопов, и второй порт 342 ступени выполнен с возможностью приема текучей среды из мишени-сборки 204 во время работы системы производства изотопов.

[0044] Приемная ступень 210 также включает сквозное отверстие 344 ступени, которое имеет размеры и форму, обеспечивающие возможность приема горловины 254 мишени (фиг. 3). Сквозное отверстие 344 ступени может формировать часть прохода 460 для пучка (показано на фиг. 11). Как вариант, приемная ступень 210 может также включать электрический контакт 346 и/или подвижное исполнительное устройство 348 запирающего устройства 350, выполненное с возможностью перемещения. Электрический контакт 346 расположен вдоль приемной ступени 210 и выполнен с возможностью взаимодействия с контактной областью 252 (фиг. 3) или другим электрическим контактом во время операции монтажа. Электрический контакт 346 выполнен с возможностью соединения с электрическим проводником (не показано), таким как провод. Электрический контакт 346 и/или электрический проводник могут формировать проводящий тракт, который проходит через корпус 336 адаптера. Проводящий тракт может быть соединен с возможностью связи с системой управления (не показано) для контроля за током внутри мишени-сборки 204. И электрический контакт 346, и подвижное исполнительное устройство 348, выполненное с возможностью перемещения, выступают от поверхности 338 ступени. Исполнительное устройство 348 выполнено с возможностью взаимодействия с мишенью-сборкой 204 во время монтажной операции.

[0045] В некоторых вариантах выполнения каждый из выпускного порта 340 ступени, впускного порта 342 ступени, электрического контакта 346 и подвижного исполнительного устройства 348 функционально взаимодействуют со стороной 222 сопряжения мишени-сборки 204 во время монтажных работ. В других вариантах выполнения, однако, один или более элементов из выпускного порта 340 ступени, впускного порта 342 ступени, электрического контакта 346 и подвижного исполнительного устройства 348 не взаимодействуют со стороной 222 сопряжения во время монтажных работ. В таких вариантах выполнения может потребоваться отдельное действие для соединения соответствующих элементов. Например, после того как мишень-сборка 204 сопряжена с адаптером 209 ступени, электрический провод может быть присоединен к мишени-сборке 204. Электрический провод может устанавливать электрическое соединение для контроля тока в рабочей камере.

[0046] На фиг. 6 показан покомпонентный вид адаптера 209 ступени. Подвижный электрический контакт 346 может включать подпружиненный штифт 352, выполненный с возможностью перемещения назад и вперед вдоль оси 354. Подпружиненный штифт 352 может быть нажат в корпус 336 адаптера. Однако следует понимать, что могут быть использованы другие типы подвижных электрических контактов, такие как подпружиненные пальцы. Электрический контакт 346 выполнен с возможностью непосредственного взаимодействия с контактной областью 252 (фиг. 3) и установления электрического соединения между ними.

[0047] Также показано, что выпускной порт 340 ступени включает фитинг 360 порта, который ограничивает проход 362 порта. Проход 362 порта проходит через корпус 366 адаптера. Выпускной порт 340 ступени также включает подвижный патрубок 364 и смещающий элемент 366. Как показано, смещающий элемент 366 является цилиндрической пружиной, при этом в других вариантах выполнения смещающий элемент 366 может быть другим типом смещающих элементов, таким как другие типы пружин, подпружиненные пальцы, которые отштампованы и выполнены из листового материала, или подпружиненные молоточков, выполненные из пластмассы прессованием в форме. Смещающий элемент 366 может также быть подобным резиновой ленте, которая сопротивляется перемещению патрубка от корпуса 336 адаптера. Подвижный патрубок 364 включает проход 370 патрубка, который включает внешнее отверстие 372 и внутренние отверстия 374, 376. Впускной порт 342 ступени может быть подобен или идентичен выпускному порту 340 ступени и включает фитинг, имеющий проход порта, подвижный патрубок и смещающий элемент.

[0048] Как показано на фиг. 5, подвижный патрубок 364 имеет размеры и форму, обеспечивающие возможность расположения внутри прохода 362 порта. Передняя кромка 378 подвижного патрубка 364 ограничивает внешнее отверстие 372. Передняя кромка 378 выполнена с возможностью вставления в первый порт 224 мишени (фиг. 3). В частности, во время установки первый порт 224 мишени выравнивается с подвижным патрубком 364. При перемещении мишени-сборки 204 (фиг. 2) к приемной ступени 210, передняя кромка 378 перемещается в первый порт 224 мишени и взаимодействует с корпусом 212 мишени или уплотнительным элементом внутри первого порта 224 мишени. Смещающий элемент 366 обеспечивает возможность перемещения в мишени-сборке 204 подвижного патрубка 364 через корпус 336 адаптера с обеспечением освобождения внутренними отверстиями 374, 376 задней стороны 375 корпуса 336 адаптера. Находясь в согнутом или сжатом положении, смещающий элемент 366 обеспечивает смещающую силу 377А, действующую в направлении мишени-сборки 204. Смещающая сила 377А может оставаться во время работы системы производства изотопов. Хотя и не описанный здесь, выпускной порт 342 ступени может работать подобным образом для обеспечения смещающей силы 377 В, которая остается во время работы системы производства изотопов.

[0049] Возвратимся к фиг. 6, при установке мишени-сборки 204 на приемной ступени 210, подвижный патрубок 364 находится в смещенном положении с обеспечением проточного соединения по меньшей мере одного из внутренних отверстий 374, 376 с каналом основания 207 платформы. Фактически, текучая среда из основания 207 платформы может быть направлена через подвижный патрубок 364 и в мишень-сборку 204. Когда мишень-сборка демонтирована из приемной ступени 210, смещающий элемент 366 может перемещать патрубок 364, обеспечивая отсутствие проточного соединения внутренних отверстий 374, 376 с каналом основания. Например, внутренние отверстия 374, 376 могут быть выполнены в корпусе 336 адаптера. Соответственно, один или более вариантов выполнения может включать подпружиненные патрубки, которые открывают контур текучей среды, когда мишень-сборка установлена на монтажной платформе, и автоматически закрывают контур текучей среды, когда мишень-сборка демонтирована с монтажной платформы.

[0050] Также на фиг. 6 показано запирающее устройство 350, которое включает набор компонентов, которые взаимодействуют друг с другом для запирания и удерживания мишени-сборки 204 в запертом положении относительно монтажной платформы 202. Например, в проиллюстрированном варианте выполнения запирающее устройство 350 включает подвижное исполнительное устройство 348, выполненное с возможностью перемещения, пружину 380 исполнительного устройства, запорное кольцо 382, запирающий стержень 384 и отпускную пружину 386. Запирающий стержень 384 и отпускная пружина 386 вставлены через отверстие вдоль стороны корпуса 336 адаптера. Подвижное исполнительное устройство 348, выполненное с возможностью перемещения, и пружина 380 исполнительного устройства вставлены в полость, которая открывается вдоль поверхности 338 ступени. Отверстие вдоль стороны корпуса 336 адаптера и полость, которая открывается вдоль поверхности 338 ступени, могут пересекать друг друга. Запирающий стержень 384 может проходить через отверстие и полость. Как показано, подвижное исполнительное устройство 348 включает отверстие, которое принимает запирающий стержень 384. Запирающее устройство 350 описано подробно ниже со ссылками на фиг. 5, 6 и 11. В некоторых вариантах выполнения запирающее устройство 350 приводится в действие, при установке мишени-сборки 204 на приемной ступени 210. Например, действие или шаг, который обеспечивает гидравлическое соединение и электрически соединение мишени-сборки 204 с приемной ступенью 210, может также приводить в действие запирающее устройство 350.

[0051] На фиг. 7 и 8 показаны виды в аксонометрии сзади и спереди, соответственно, основания 207 платформы. Основание 207 платформы включает первую сторону 206 платформы и сторону 402 основания, которая противоположна первой стороне 206 платформы. В примере варианта выполнения сторона 402 основания выполнена с возможностью приема адаптеров 209 ступени (фиг. 2), установленных на ней. Основание 207 платформы включает кромки 412, 414 основания, которые проходят вдоль и между первой стороной 206 платформы и стороной 402 основания. Кромки 412, 414 основания включают, соответственно, полости 413, 415 для приема крышек, выполненные с возможностью приема соответствующих покрытий или крышек 418 (показано на фиг. 2).

[0052] Как показано, полости 413, 415 для приема крышек включают отверстия к каналам 421, 422, 423 основания. Когда соответствующе крышки 418 расположены в полостях 413, 415 для приема крышек, каналы 421-423 основания уплотнены. Каналы 421-423 основания обеспечивают возможность протекания через них текучей среды. В некоторых вариантах выполнения основание 207 платформы может также поглощать тепловую энергию от пучка частиц. Например, тепловая энергия может передаваться через поверхности, которые ограничивают сквозные отверстия 410 основания. Каналы 421-423 основания проходят через основание 207 платформы вблизи сквозного отверстия 410 основания для поглощения тепловую энергию оттуда.

[0053] Также показано, что основание 207 платформы включает сквозные отверстия 410 основания. Как показано на фиг. 8, основание 207 платформы включает множество областей 404А, 404В, 404С основания, каждая из которых выполнена с возможностью приема соответствующего адаптера 209 ступени (фиг. 2), прикрепленного к ней. Основание 207 платформы включает множество портов 406 тракта и множество портов 408 тракта, которые открыты на стороне 402 основания. Порты 406 тракта можно назвать выпускными портами 406 тракта, и порты 408 тракта можно назвать впускными портами тракта. Каждый из портов 406, 408 тракта обеспечивает возможность доступа текучей среды к соответствующему каналу в основании 207 платформы. Выпускные и впускные порты 406, 408 тракта расположены так, что каждая область 404А-404С включает один выпускной порт 406 тракта и один впускной порт 408 тракта.

[0054] Когда адаптер 209 ступени (фиг. 2) функционально соединен с основанием 207 платформы, адаптер 209 ступени расположен относительно соответствующей области 404А, 404В, 404С основания с обеспечением выравнивания сквозного отверстия 344 ступени (фиг. 6) с соответствующим сквозным отверстием 410 основания, при этом выпускные и впускные порты 406, 408 тракта принимают выпускные и впускные порты 340, 342 ступени (фиг. 6), соответственно. Более конкретно, смещающий элемент 366 (фиг.6) и подвижный патрубок 364 (фиг. 6) могут быть по меньшей мере частично расположены в соответствующем порте тракта. Внутренние отверстия 374, 376 (фиг. 6) выполнены с возможность перемещения внутрь и наружу соответствующего порта тракта, как описано ниже.

[0055] На фиг. 9 показано поперечное сечение основания 207 платформы. Каждый из каналов 421-423 основания проходит по ширине основания 207 платформы и находятся в гидравлической связи с двумя портами. Более конкретно, канал 421 основания проходит между портом 432 платформы и портом 408 тракта области 404А основания (фиг.8), канал основания 422 проходит между портом 406 тракта области 404А основания и портом 408 тракта области 404В основания (фиг. 8), и канал 423 основания проходит между портом 406 тракта области 404В основания и портом 408 тракта области 404С основания (фиг. 8). Каналы 421-423 основания проходят между смежными сквозными отверстиями 410 основания. Как показано, основание 207 платформы также включает порт 434 платформы. Порт 434 платформы находится в гидравлической связи с портом 406 тракта области 404С основания. Когда в полостях 413, 415 для приема крышек, соответственно, расположены соответствующие крышки 418 (фиг. 2) текучая среда может протекать только через каналы 421-423 основания, протекая через соответствующий адаптер 209 ступени (фиг. 2).

[0056] На фиг. 10 показан вид спереди монтажной платформы 202. Для целей иллюстрации одна или более мишеней-сборок 204 и/или один или более соединительных блоков 205 (фиг. 2) не показаны. Монтажная платформа 202 также включает множество электрических проводов 441, 442, 443, которые электрически присоединены к соответствующим электрическим контактам 346 адаптеров 209 ступени через электрический соединитель 444. Электрический соединитель 444 соединен с возможностью связи с системой управления (не показано), которая может контролировать сигналы (например, ток), зарегистрированные электрическими контактами 346.

[0057] Монтажная платформа 202 включает соединители 436, 438 потоков, соединенные с портами 432, 434 платформы (фиг. 9), соответственно. Как показано на фиг. 9 и 10, во время работы системы производства изотопов, охлаждающая текучая среда (например, вода или газ, такой как гелий) может накачиваться через соединитель 438 потоков и в порт 434 платформы. Охлаждающая текучая среда может затем протекать через выпускной порт 340 ступени, связанный с областью 404С основания (фиг. 8) и во впускной порт 224 мишени (фиг. 3) соответствующей мишени-сборки 204 (или, как вариант, соединительного блока 205). Если охлаждающая текучая среда протекает в мишень-сборку 204, то она может протекать через один или более каналов, таких как охлаждающая полость 326, для поглощения тепловой энергии из мишени-сборки 204 и транспортировки из нее этой тепловой энергии.

[0058] Охлаждающая текучая среда затем протекает через выпускной порт 226 мишени (фиг. 3) мишени-сборки 204 и во впускной порт 342 ступени, который связан с областью 404С основания. Охлаждающая текучая среда протекает через впускной порт 408 тракта, связанный с областью 404С основания и в канал 423 основания. Охлаждающая текучая среда протекает через канал 423 основания к выпускному порту 406 тракта, связанному с областью 404В основания. Из выпускного порта 406 тракта охлаждающая текучая среда протекает через выпускной порт 340 ступени, который связан с областью 404В основания, и во впускной порт 224 мишени смежной мишени-сборки 204 (или смежного соединительного блока 205). Если охлаждающая текучая среда протекает в мишень-сборку 204, то она протекает через мишень-сборку 204 и через выпускной порт 226 мишени во впускной порт 342 ступени, который связан с областью 404В основания. Охлаждающая текучая среда протекает через впускной порт 408 тракта, связанный с областью 404В основания, и в канал 422 основания. Охлаждающая текучая среда протекает через канал 422 основания к выпускному порту 406 тракта, связанному с областью 404А основания. Из выпускного порта 406 тракта охлаждающая текучая среда протекает через выпускной порт 340 ступени, связанный с областью 404А основания, и во впускной порт 224 мишени смежной мишени-сборки 204 (или смежного соединительного блока 205). Если охлаждающая текучая среда протекает в мишень-сборку 204, то она протекает через мишень-сборку 204 и через выпускной порт 226 мишени во впускной порт 342 ступени, связанный с областью 404А основания. Охлаждающая текучая среда протекает через впускной порт 408 тракта, связанный с областью 404А основания, и в канал 421 основания. Охлаждающая текучая среда затем протекает через порт 432 платформы. Если адаптер 209 ступени, связанный с любой из областей 404А-404С основания не соединен с соответствующей мишенью-сборкой 204, то вместо адаптера 209 ступени к ней может быть присоединен соединительный блок 205. Соединительный блок 205 может иметь канал, который соединяет выпускной и впускные порты 340, 342 ступени адаптера 209 ступени.

[0059] Соответственно, монтажная платформа 202 и мишени-сборки 204 (или, как вариант, соединительные блоки 205) могут вместе формировать тракт для текучей среды во время работы системы производства изотопов. Более конкретно, монтажная платформа 202 может содержать множество каналов, которые являются частью тракта для текучей среды, и каждая мишень-сборка 204 может содержать один или более каналов, которые являются частью тракта для текучей среды. Таким образом, те же охлаждающие среды, которые охлаждают мишени-сборки 204, могут также охлаждать основание 207 платформы. Соединительный блок 205 может иметь соответствующие порты и каналы, обеспечивающие возможность протекания текучей среды через соединительный блок 205.

[0060] В примере варианта выполнения часть тракта для текучей среды закрыта или заблокирована, когда какая-либо из приемных ступеней 210 не занята мишенью-сборкой 204 или соединительным блоком 205. Например, если мишень-сборка 204 (или, как вариант, соединительный блок 205) не установлена на одной из приемных ступеней 210, тракт для текучей среды может быть закрыт, обеспечивая невозможность протекания текучая среды через другую мишень-сборку или сборки. Автоматическое отключение может быть обеспечено с помощью смещающего элемента 366 и подвижного патрубка 364, как описано в настоящем документе. В альтернативных вариантах, однако, автоматическое отключение может не использоваться. В таких вариантах тракт для текучей среды может обеспечивать возможностью подачи текучей среды через мишень-сборку, даже если одна или более из приемных ступеней не заняты мишенью-сборкой или соединительным блоком 205.

[0061] На фиг. 11 показано увеличенное поперечное сечение технологической сборки 200, иллюстрирующее пример мишени-сборки 204, функционально установленной на одной из приемных ступеней 210 соответствующего адаптера 209 ступени монтажной платформы 202. Как показано, корпус 336 адаптера 209 ступени расположен между передней частью 240 мишени-сборки и основанием 207 платформы. Передняя часть 240 и основание 207 платформы могут содержать металл, такой как алюминий. Изолирующий корпус 336 адаптера расположен между мишенью-сборкой 204 и основанием 207 платформы и электрически разделяет мишень-сборку 204 и основание 207 платформы.

[0062] Передняя часть 240 мишени-сборки 204 включает горловину 254 мишени, которая ограничивает полость 216 для пучка. Как показано, передняя часть 240 также включает внутренние порты 464, 466, которые проточно соединены друг с другом. Внутренние части 464, 466 соединены друг с другом через охлаждающий канал, который окружает полость 216 для пучка вблизи камеры 214. Охлаждающий канал может быть вторым охлаждающим каналом, выполненным с возможностью поглощения тепловой энергии, генерируемой перед камерой 214 (фиг. 4), или фольгой 290 (фиг. 4). Заданная ось 295 проходит через центр полости 216 для пучка и может соответствовать пути, по которому проходит пучок частиц. Горловина 254 мишени включает наружную поверхность 450 патрубка, которая обращена радиально от заданной оси 295. Поверхность 450 патрубка включает часть 452 дистального конца, которая проходит до кромки 454 патрубка. Кромка 454 патрубка ограничивает отверстие 220 полости.

[0063] Как показано, часть 452 дистального конца наклонена под углом или имеет фаску, относительно заданной оси 295. Часть 452 выполнена с возможностью взаимодействия с уплотнительным элементом 456 (например, уплотнительное кольцо) монтажной платформы 202, когда мишень-сборка 204 (фиг. 2) сопряжена с монтажной платформой 202. Во время операции установки мишень-сборка 24 расположена относительно приемной ступени 210 так, что горловина 254 мишени может быть вставлена в проход 460 для пучка. Мишень-сборку 204 перемещают в направлении 468 установки вдоль оси 291 (или оси 295) к монтажной платформе 202 или, более конкретно, к адаптеру 209 ступени. В примере варианта выполнения операция установки включает только одно перемещение мишени-сборки 204 к монтажной платформе 202.

[0064] В проиллюстрированном варианте выполнения проход 460 для пучка сформирован, когда сквозное отверстие 344 ступени и сквозное отверстие 410 основания объединены. Проход 460 для пучка открывается к приемной ступени 210 и выполнен с возможностью выравнивания с полостью 216 для пучка (фиг. 2), когда мишень-сборка 204 установлена на приемной ступени 210. Когда горловина 254 мишени вставлена в проход 460 для пучка, часть 452 дистального конца может взаимодействовать с уплотнительным элементом 456 и сжимать уплотнительный элемент 456 между поверхностью 450 горловины и основанием 207 платформы. Соответственно, может быть образован вакуумно-уплотненный путь для пучка частиц, который включает проход 460 для пучка и полость 216 для пучка. Во время работы системы производства изотопов пучок частиц проходит через проход 460 для пучка и через приемную ступень 210, и в полость 216 для пучка, где упомянутый пучок частиц падает на материал мишени.

[0065] Поверхность 450 горловины также ограничивает выемку 458 горловины. В примере варианта выполнения выемка 458 горловины проходит по окружности вокруг заданной оси 295. В других вариантах выполнения, однако, выемка 458 горловины может проходить только частично вокруг заданной оси 295. Выемка 458 горловины выполнена с возможностью приема запорного кольца 382. Когда мишень-сборка 204 установлена на приемной ступени 410, мишень-сборка 204 взаимодействует с подвижным исполнительным устройством 348 (фиг. 5), обеспечивая взаимодействие и перемещение запирающим стержнем 384 запорного кольца 382 в выемку 458 горловины. Когда подвижное исполнительное устройство 348 перемещается мишенью-сборкой 204, оно взаимодействует с запирающим стержнем 384 и перемещает запирающий стержень 384 радиально от заданной оси 295, или в альтернативном случае к ней, таким образом, создавая поперечную силу 461, которая перемещает запорное кольцо в выемку 458 горловины. Поперечная сила 461 может быть параллельна длине запирающего стержня 384. В проиллюстрированном варианте выполнения запирающий стержень 384 перемещается в сторону от горловины 254 мишени. В других вариантах выполнения запирающий стержень 384 может перемещаться к горловине 254 мишени. Когда запорное кольцо 382 расположено внутри выемки 458 горловины, запорное кольцо 382 предотвращает возможность непреднамеренного удаления горловины 254 мишени и, следовательно, мишени-сборки 204. В такой конфигурации запирающее устройство 350 (фиг. 6) удерживает мишень-сборку 204 в запертом положении относительно монтажной платформы 202. Когда мишень-сборка 204 прикреплена к приемной ступени 210 в запертом положении, запорное кольцо 382 расположено по меньшей мере частично внутри выемки 458 горловины, обеспечивая невозможность удаления или извлечения мишени-сборки 204 из приемной ступени 210.

[0066] Для удаления мишени-сборки 204 пользователь может нажать запирающий стержень 348 радиально внутрь к заданной оси 295, таким образом, перемещая запорное кольцо 382 от выемки 458 горловины. При этом, мишень-сборка 204 может быть свободно демонтирована относительно монтажной платформы 202. Пружина 380 исполнительного устройства может перемещать подвижное исполнительное устройство 348 в сторону от поверхности 338 ступени. В некоторых вариантах выполнения смещающие элементы 366 и пружина 380 исполнительного устройства могут обеспечить демонтирующую силу 462, действующую на мишень-сборку 204, для облегчения извлечения мишени-сборки 204 относительно монтажной платформы 202.

[0067] Соответственно, одно перемещение мишени-сборки 204 к монтажной платформе 202 может гидравлически, электрически и механически соединять мишень-сборку 204 и монтажную платформу 202. Гидравлические соединения могут включать соединения для обеспечения охлаждающей среды (например, жидкости или газа), материала мишени (например, жидкости или газа), и взаимодействия для вакуумного уплотнения, обеспечивающего поддержание вакуума внутри прохода 460 для пучка во все время генерации пучка частиц. В некоторых вариантах выполнения гидравлические соединения для материала мишени осуществляют до операции установки или после нее. Например, сопла 312, 314 (фиг. 3) и соответствующие трубопроводы (не показано) могут быть гидравлически соединены с корпусом 212 мишени (фиг. 2) до или после операции установки.

[0068] В альтернативных вариантах выполнения операция установки может включать множество этапов. Например, одно перемещение, подобное операции установки, описанной выше, может обеспечивать гидравлические и электрические соединения. После этого, дополнительным действием пользователя может быть обеспечено прикрепление мишени-сборки 204 к монтажной платформе 202. Например, пользователь может потянуть рычаг, прикрепленный к монтажной платформе 202 или мишени-сборке 204, который приводит в действие блокировочный механизм, который прикрепляет монтажную платформу 202 и мишень-сборку 204 друг к другу.

[0069] На фиг. 12 показана технологическая сборка 500, выполненная согласно одному варианту выполнения изобретения, который может быть использован с системой производства изотопов. Технологическая сборка 500 может иметь подобные или идентичные компоненты, как технологическая сборка 200 (фиг. 2). Например, технологическая сборка 500 включает основание 502 платформы, мишень-сборку 504 и адаптер 506 ступени. Адаптер 506 ступени выполнен с возможностью расположения между основанием 502 платформы и мишенью-сборкой 504 и функционального соединения с основанием 502 платформы и мишенью-сборкой 504. Адаптер 506 ступени может также электрически изолировать основание 502 платформы и мишень-сборку 504. В иллюстрированном варианте выполнения адаптер 506 ступени прикрепляется к мишени-сборке до крепления к основанию 502 платформы. При этом, адаптер 506 ступени можно характеризовать как часть мишени-сборки 504. В других вариантах выполнения, однако, адаптер 506 ступени может быть прикреплен к основанию 502 платформы до прикрепления к мишени-сборке 504.

[0070] Как показано, мишень-сборка 504 включает корпус 510 мишени, который ограничивает рабочую камеру 512. Рабочая камера 512 выполнена с возможностью содержания материала мишени для производства изотопов. Мишень-сборка 504 включает сторону 514 сопряжения, которая предназначена для взаимодействия с возможностью разделения с адаптером 506 ступени. Сторона 514 сопряжения включает порты 516-519 мишени (например, сопла) и полость 520 для пучка, выравненную с камерой 512. Порты 516, 519 мишени находятся в гидравлической связи с каналом 522 в корпусе, который проходит через мишень-сборку 504. Порты 517, 518 мишени находятся в гидравлической связи с каналом 524 в корпусе, который проходит через мишень-сборку 504. В проиллюстрированном варианте канал 522 в корпусе является охлаждающим каналом, выполненным возможностью удаления тепловой энергии из камеры 512, а канал 524 в корпусе является каналом для материалов, который находится в гидравлической связи с камерой 512 и выполнен с возможностью направления материала мишени к камере 512 и от нее. Мишень-сборка 504 также включает электрический контакт 528, который может быть подобен или идентичен подпружиненному штифту 352 (фиг. 6). Когда адаптер 506 ступени присоединен к стороне 514 сопряжения, электрический контакт 528 и порты 516-519 мишени могут проходить свободно через адаптер 506 ступени. В некоторых вариантах выполнения может быть использовано запирающее устройство (не показано) для прикрепления адаптера 506 ступени к мишени-сборке 504.

[0071] Монтажная платформа 502 включает проход 530 для пучка и порты 536-539 ступени, которые являются отдельными от прохода 530 для пучка. Пучок частиц может проходить через проход 530 для пучка. Порты 536-539 ступени выполнены с возможностью гидравлического соединения с портами 516-519 ступени, соответственно. Для монтажа технологической сборки 500, адаптер 506 ступени может быть прикреплен к стороне 514 сопряжения мишени-сборки 504. Эта соединенная структура может затем быть прикреплена к основанию 502 платформы во время операции установки. Более конкретно, горловина 534 мишени основания 502 платформы может быть вставлена через сквозное отверстие 540 адаптера 506 ступени и в полость 520 для пучка. Горловина 534 мишени может взаимодействовать с уплотнительным элементом (не показано), расположенным внутри полости 520 для пучка, для формирования вакуумного уплотнения между мишенью-сборкой 504 и основанием 502 платформы.

[0072] Технологическая сборка 500 может также включать запирающее устройство 550. Например, запирающее устройство 550 включает защелку 552, присоединенную к мишени-сборке 504.В некоторых вариантах, после того, как адаптер 506 ступени и мишень-сборка 504 установлены на основание 502 платформы, защелка 552 может быть приведена в действие пользователем для взаимодействия с крюком 554, который прикреплен к основанию 502 платформы. В других вариантах выполнения защелка 552 может быть прикреплена к адаптеру 506 ступени. В альтернативных вариантах выполнения защелка 552 может быть прикреплена к основанию 502 платформы, и крюк 554 может быть прикреплен к адаптеру 506 ступени или к мишени-сборке 504. Еще в других вариантах выполнения запирающее устройство 550 может быть подобно запирающему устройству 350.

[0073] Как продемонстрировано технологическими сборками 200 и 500, многие из компонентов могут быть присоединены к любому из основания платформы, адаптера ступени или мишени-сборки. Например, горловина мишени может быть присоединена к мишени-сборке или к основанию платформы. Также предполагается, что адаптер ступени может включать горловину мишени. Кроме того, любое из основания платформы или мишени-сборки может иметь электрический контакт, который выступает в сторону от соответствующего компонента.

[0074] В проиллюстрированном варианте основание 502 платформы выполнено с возможностью взаимодействия с единственной мишенью-сборкой 504. В других вариантах основание 502 платформы может быть выполнено с возможностью взаимодействия со множеством мишеней-сборок 504, таких как монтажная платформа 202 (фиг. 2). В других вариантах выполнения запирающие устройства, описанные здесь, могут включать меньше или больше структурных компонентов. Например, запирающие устройства могут включать меньше или больше связей (например, звеньев или пружин), которые функционально соединены друг с другом для блокировки горловины мишени от выхода из прохода для пучка. В других вариантах выполнения запирающие устройства могут непосредственно соединять корпус адаптера (или основание платформы) с мишенью-сборкой. В частности, вместо взаимодействия с горловиной мишени, запирающее устройство может взаимодействовать с корпусом мишени. Если сборка мишени включает запирающее устройство, то оно может взаимодействовать с корпусом адаптера и/или основанием платформы.

[0075] Также показано, что основание 502 платформы находится в гидравлической связи с системой 560 управления текучей средой системы производства изотопов (не показано). Система 560 управления текучей средой может включать один или более насосов, клапанов, накопительных контейнеров. Система 560 управления текучей средой предназначена для управления потоком текучей среды (например, жидкостью или газом) через технологическую сборку 500. Например, система 560 управления текучей средой может обеспечивать охлаждающей жидкостью основание 502 платформы и мишень-сборку 504 и подавать материал мишени к мишени-сборке 504. Также показано, что система производства изотопов может включать систему 562 управления. Система 562 управления может управлять или контролировать работу системы производства изотопов. Например, система 562 управления может управлять работой системы 560 управления текучей средой и/или контролировать мишень-сборку 504. Система 560 управления текучей средой и система 562 управления могут быть подобны соответствующим системам, описанным в публикации патентной заявки США No. 2011/0255646, в заявках на патент США No. 12/492,200; 12/435,903; 12/435,949; 12/435,931; 14/575,993; 14/575,914; 14/575,958; 14/575,885; и заявке на патент США с внутренним номером поверенного No. 281973 (553-1949), каждая из которых полностью включена в настоящий документ путем ссылки.

[0076] Следует понимать, что приведенное выше описание предназначено для иллюстрации изобретения, а не для его ограничения. Например, вышеописанные варианты выполнения (и/или их аспекты) могут быть использованы в комбинации друг с другом. Кроме того, много модификаций может быть сделано для приспособления конкретных ситуации или материалов к идеям предложенного изобретения, без выхода за пределы его объема. Размеры, типы материалов, ориентации различных компонентов, их количество и положения, описанные в настоящем документе, предназначены для определения параметров некоторых вариантов выполнения, но никаким образом не являются ограничивающими, и являются только примерами вариантов выполнения. Множество других вариантов выполнения и модификаций в духе и объеме формулы изобретения будет очевидно специалистам при изучении приведенного выше описания. Объем изобретения, следовательно, определен формулой изобретения, наряду с эквивалентами, к которым применимы пункты формулы изобретения. В формуле изобретения термины "включающий" и "в котором" используются как эквиваленты для обычного английского языка для терминов "содержащий" и "где". Кроме того, термины "первый", "второй" и "третий", и т.д. используются как метки и не являются числительными для своих объектов. Кроме того, ограничения пунктов формулы изобретения не записаны в формате средство-плюс-функция и не предполагаются подлежащими интерпретации на основе 35 U.S.С.§ 112(f), если и до тех пор, пока такие ограничения не будут выражены отчетливо использованием фразы "средство для", сопровождаемой объявлением функции, свободным от дальнейшей структуры.

[0077] Приведенное описание использует примеры для демонстрации различных вариантов выполнения, а также для обеспечения возможности обычному специалисту реализовать различные варианты выполнения, включая изготовление и использование любых устройств или систем и выполнение описанных способов. Правовой объем различных вариантов выполнения определяется формулой изобретения и может включать другие примеры, которые понятны специалистам. Такие другие примеры предполагаются находящимися в пределах объема изобретения, если эти примеры имеют структурные элементы, которые не отличаются от буквально сформулированных в формуле изобретения, или примеры включают эквивалентные структурные элементы с несущественными отличиями от буквального языка в пунктах формулы изобретения.

[0078] Описание некоторых вариантов выполнения изобретения может быть лучше понято при его изучении совместно с приложенными чертежами. При условии, что чертежи иллюстрируют схемы функциональных блоков различных вариантов выполнения, эти функциональные блоки не обязательно указывают на разделение между техническими средствами. Так, например, один или более функциональных блоков (например, процессоров, памяти) может быть осуществлен в одном техническом средстве (например, сигнальный процессор общего назначения, микроконтроллер, память с произвольным доступом, жесткий диск и т.п.). Подобным же образом, программы могут быть отдельными программами, могут быть выполнены как подпрограммы в операционной системе, могут быть функциями в установленном пакете математического обеспечения и т.п. Различные варианты не ограничиваются устройствами и инструментарием, показанными на чертежах.

Изобретение относится к технологической сборке для системы производства изотопов. Сборка содержит монтажную платформу, включающую приемную ступень, которая обращена к внешней стороне монтажной платформы. Монтажная платформа включает проход для пучка, выходящий к приемной ступени, и порт ступени, расположенный вдоль приемной ступени. Во время работы системы производства изотопов пучок частиц проходит через проход для пучка и через приемную ступень. Порт ступени выполнен с возможностью подачи или приема текучей среды через приемную ступень во время работы системы производства изотопов. Технологическая сборка также включает мишень-сборку, имеющую рабочую камеру, выполненную с возможностью содержания материала мишени для производства изотопов. Мишень-сборка включает сторону сопряжения, предназначенную для взаимодействия с возможностью отсоединения с приемной ступенью во время операции установки. 3 н. и 17 з.п. ф-лы, 12 ил.

1. Технологическая сборка для системы производства изотопов, содержащая:

монтажную платформу, включающую приемную ступень, которая обращена к внешней стороне монтажной платформы, при этом монтажная платформа включает проход для пучка, выходящий к приемной ступени, и порт ступени, расположенный вдоль приемной ступени отдельно от прохода для пучка, причем во время работы системы производства изотопов пучок частиц проходит через проход для пучка и через приемную ступень, при этом порт ступени выполнен с возможностью подачи или приема текучей среды через приемную ступень во время работы системы производства изотопов; и

мишень-сборку, имеющую рабочую камеру, выполненную с возможностью содержания материала мишени для производства изотопов, причем мишень-сборка включает сторону сопряжения, предназначенную для взаимодействия с возможностью отсоединения с приемной ступенью во время операции установки, причем сторона сопряжения включает порт мишени и полость для пучка, выровненную с рабочей камерой, при этом порт мишени находится в гидравлической связи с каналом в корпусе, проходящим через мишень-сборку, причем порт мишени гидравлически соединен с портом ступени, а проход для пучка выровнен с полостью для пучка при установке мишени-сборки на приемной ступени.

2. Технологическая сборка по п. 1, в которой монтажная платформа включает основание и адаптер ступени, прикрепленный к основанию платформы и включающий указанную приемную ступень, причем адаптер ступени включает изолирующий корпус, расположенный между основанием платформы и мишенью-сборкой и электрически разделяющий основание платформы и мишень-сборку во время работы, причем адаптер ступени включает указанный порт ступени и часть прохода для пучка.

3. Технологическая сборка по п. 2, в которой монтажная платформа включает уплотнительный элемент, расположенный в проходе для пучка, а мишень-сборка включает горловину мишени, выполненную с возможностью вхождения в проход для пучка, когда мишень-сборка установлена на монтажной платформе, при этом уплотнительный элемент окружает горловину мишени в проходе для пучка.

4. Технологическая сборка по п. 1, содержащая запирающее устройство, имеющее подвижное исполнительное устройство, присоединенное к одному элементу из монтажной платформы и мишени-сборки, при этом подвижное исполнительное устройство выполнено с возможностью взаимодействия с другим элементом из монтажной платформы и мишени-сборки во время операции установки с обеспечением, таким образом, перемещения подвижного исполнительного устройства в запертое положение, причем запирающее устройство удерживает мишень-сборку на монтажной платформе, когда подвижное исполнительное устройство находится в запертом положении.

5. Технологическая сборка по п. 1, в которой монтажная платформа включает электрический контакт, расположенный вдоль приемной ступени, а мишень-сборка включает электрический контакт, расположенный вдоль стороны сопряжения, причем электрический контакт мишени-сборки электрически соединен с поверхностью, которая ограничивает рабочую камеру, при этом электрические контакты монтажной платформы и мишени-сборки взаимодействуют друг с другом во время операции установки.

6. Технологическая сборка по п. 1, в которой указанный порт ступени является выпускным портом ступени, а монтажная платформа также содержит впускной порт ступени, при этом порт мишени является впускным портом мишени, а мишень-сборка также содержит выпускной порт мишени, причем выпускной порт ступени и впускной порт мишени выполнены с возможностью гидравлического соединения друг с другом, когда мишень-сборка установлена на приемной ступени, и впускной порт ступени и выпускной порт мишени выполнены с возможностью гидравлического соединения друг с другом, когда мишень-сборка установлена на приемной ступени, при этом выпускной порт ступени выполнен с возможностью проточного соединения с впускным портом ступени через мишень-сборку, когда мишень-сборка установлена на приемной ступени.

7. Технологическая сборка по п. 6, в которой мишень-сборка включает охлаждающий канал, проходящий вблизи рабочей камеры для поглощения тепловой энергии от нее, при этом выпускной порт ступени проточно соединен с впускным портом ступени через охлаждающий канал.

8. Технологическая сборка по п. 6, в которой выпускной порт ступени проточно соединен с впускным портом ступени через рабочую камеру.

9. Технологическая сборка по п. 1, в которой монтажная платформа включает несколько приемных ступеней, каждая из которых предназначена для взаимодействия с мишенью-сборкой, в отдельные моменты времени, с возможностью отсоединения.

10. Отсоединяемая мишень-сборка для производства изотопов, содержащая:

корпус мишени, имеющий рабочую камеру, выполненную с возможностью содержания материала мишени, при этом корпус мишени включает полость для пучка, предназначенную для приема пучка частиц извне корпуса мишени, при этом полость для пучка расположена с обеспечением возможности падения пучка частиц на материал мишени в рабочей камере при прохождении пучка частиц вдоль заданной оси,

при этом корпус мишени имеет внешнюю сторону сопряжения, предназначенную для взаимодействия с возможностью отсоединения с монтажной платформой, причем указанный корпус имеет впускной порт мишени и выпускной порт мишени, проточно соединенные через канал в корпусе и расположенные вдоль стороны сопряжения, при этом полость для пучка имеет отверстие, выполненное вдоль стороны сопряжения, причем отверстие полости, впускной порт мишени и выпускной порт мишени выполнены с возможностью функционального соединения с монтажной платформой при установке стороны сопряжения на монтажной ступени в направлении, которое параллельно заданной оси.

11. Отсоединяемая мишень-сборка по п. 10, в которой корпус мишени включает горловину мишени и переднюю поверхность, при этом горловина мишени выступает от передней поверхности в направлении, которое параллельно заданной оси, причем сторона сопряжения включает указанные горловину мишени и переднюю поверхность.

12. Отсоединяемая мишень-сборка по п. 11, в которой горловина мишени включает выемку, которая открыта радиально наружу и имеет размеры и форму, обеспечивающие прием запирающего устройства монтажной платформы.

13. Отсоединяемая мишень-сборка по п. 10, в которой отверстие полости, впускной порт мишени и выпускной порт мишени открыты в одном направлении.

14. Отсоединяемая мишень-сборка по п. 10, в которой указанный канал в корпусе проходит вокруг рабочей камеры вблизи нее с обеспечением возможности удаления тепловой энергии, генерируемой в рабочей камере, с помощью жидкости, протекающей через канал в корпусе.

15. Отсоединяемая мишень-сборка по п. 10, в которой указанная сторона сопряжения включает контактную область, которая электрически соединена с поверхностью, ограничивающей рабочую камеру.

16. Технологическая сборка для системы производства изотопов, содержащая монтажную платформу, включающую группу приемных ступеней, каждая из которых выполнена с возможностью взаимодействия с соответствующей мишенью-сборкой, при этом каждая из приемных ступеней обращена к внешней стороне монтажной платформы и имеет соответствующее отверстие к проходу для пучка, через которое во время работы системы производства изотопов проходит пучок частиц, при этом каждая из приемных ступеней включает выпускной порт и впускной порт, расположенные вдоль внешней стороны соответствующей приемной ступени, при этом выпускной порт ступени выполнен с возможностью подачи текучей среды через приемную ступень, а впускной порт ступени выполнен с возможностью приема текучей среды через приемную ступень, причем впускной порт одной из приемных ступеней группы проточно соединен с выпускным портом другой приемной ступени группы.

17. Технологическая сборка по п. 16, в которой указанная группа приемных ступеней включает по меньшей мере первую, вторую и третью приемные ступени, при этом впускной порт первой приемной ступени проточно соединен с выпускным портом второй приемной ступени, а впускной порт второй приемной ступени проточно соединен с выпускным портом третьей приемной ступени.

18. Технологическая сборка по п. 16, в которой каждая из приемных ступеней указанной группы включает запирающее устройство, имеющее подвижное исполнительное устройство, расположенное вдоль соответствующей приемной ступени, при этом подвижное исполнительное устройство выполнено с возможностью нажатия мишенью-сборкой во время операции установки и перемещения в запертое положение, причем запирающее устройство выполнено с возможностью удерживания мишени-сборки на соответствующей приемной ступени, когда подвижное исполнительное устройство находится в запертом положении.

19. Технологическая сборка по п. 16, в которой каждая из приемных ступеней выполнена с возможностью приема мишени-сборки одинакового типа.

20. Технологическая сборка по п. 16, содержащая мишень-сборку, имеющую рабочую камеру, выполненную с возможностью содержания материала мишени для производства изотопов, при этом мишень-сборка включает сторону сопряжения, предназначенную для взаимодействия с возможностью отсоединения с одной из приемных ступеней указанной группы во время операции установки, при этом сторона сопряжения включает впускной и выпускной порты мишени и полость для пучка, выровненную с рабочей камерой, причем впускной и выпускной порты мишени проточно соединены, соответственно, с выпускным и впускным портами соответствующей приемной ступени, а полость для пучка выровнена с отверстием прохода для пучка при установке мишени-сборки на приемной ступени, при этом выпускной порт ступени выполнен с возможностью проточного соединения с соответствующим впускным портом ступени через мишень-сборку, когда мишень-сборка установлена на приемной ступени.