Способ изготовления радионуклидных источников и устройство для его осуществления

 

Изобретение относится к области ядерной техники и может быть использовано при изготовлении источников, предназначенных специально для медицинских целей. Сущность изобретения: способ сборки источников ионизирующих излучений заключается в порционном заполнении капсулы источника радионуклидом, герметизации капсулы и измерении мощности экспозиционной дозы готового источника. Количество порций определяют по формуле N=100/С, где N - число порций; С - планируемое отклонение измеряемой мощности экспозиционной дозы от ее заданного номинального значения, %. Устройство для осуществления способа состоит из бункера с радионуклидом 6, тележки 3 с устройством 8, открывающим шибер бункера 6 и отбирающим из него порцию радионуклида, устройства передачи порции в корпус источника 9, узла загрузки капсулы 10 и коллиматора с ионизационной камерой 11. Преимущество изобретения заключается в том, что оно обеспечивает максимально возможное приближение измеренной величины мощности экспозиционной дозы источника к ее заданному номинальному значению. 2 с.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к области ядерной техники и может быть использовано при изготовлении источников ионизирующих излучений, в частности при изготовлении комплектов источников типа "гамма-нож" терапевтического назначения для лечения онкологических заболевании.

Известен способ изготовления источников ионизирующих излучений [Современное состояние методов получения и конструирования радиоизотопных источников ионизирующих излучений, Сытин В.П. и др. Москва, 1974 г. с.25], включающий последовательно выполняемые операции заполнения капсулы источника радионуклидом, герметизацию капсулы и измерение мощности экспозиционной дозы (МЭД) готового источника.

Недостатком этого способа является невозможность изготовления источников с отклонениями измеренной МЭД от заданной номинальной величины менее чем в ±10%. Это связано, прежде всего, с неравномерным облучением исходного материала в ядерных реакторных установках в процессе наработки радионуклида. Величина неравномерности при облучении достигает ±20% от среднего значения. Возросшие требования к источникам медицинского назначения, выпускаемым в комплектах от 18 до 200 штук, требуют отклонения измеренной МЭД каждого источника от заданной номинальной величины МЭД для каждого источника, входящего в комплект, не более ±2,5%.

Известно устройство [А.С. 1597006, G 21 G 4/00, БИ, 32, 1999] для сборки радионуклидных источников по известному способу, являющееся наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту, включающее сборочный цилиндр с центральным каналом, в котором установлены толкатели с приводными цилиндрами и окна для подачи деталей источников в канал, узлы подачи деталей источников из бункеров, снабженных механизмом ориентации деталей и наклонными лотками, узел приемки готового источника, линию питания и управления оборкой, включающей приводные цилиндры с каналами и распределители. Недостатком этого устройства является то, что оно пригодно только для сборки одного типоразмера источников и не решает основную проблему контроля за изменением МЭД источника в процессе заполнения его капсулы радионуклидным препаратом и, следовательно, при точном дозировании радионуклида неизбежно влияние на конечное значение МЭД неравномерной активности отклонения МЭД от заданного номинального значения источника.

Данное устройство не пригодно для работы в защитных камерах.

Вышеуказанные недостатки устраняются тем, что порционно заполняют капсулу источника радионуклидом, измеряют МЭД источника, после каждой загрузки контролируют процесс изменения МЭД и заканчивают процесс загрузки после достижения МЭД заданной величины, причем количество порций определяется по формуле: N=100/С, где N-число задаваемых порций; С - планируемое отклонение измеряемой МЭД от ее заданного номинального значения (в %).

Измерение МЭД источника производится после загрузки каждой порции, т.е. процесс загрузки радионуклида и измерение МЭД источника проводятся одновременно, что дает возможность контролировать процесс изменения МЭД и прекращать процесс загрузки после достижения МЭД заданной величины.

Для осуществления предлагаемого способа разработано устройство для сборки источников ионизирующих излучений.

Устройство для осуществления способа, включающее бункер с радионуклидом, отборочно-транспортный механизм для порционной передачи радионуклида в узел заполнения, узел подачи корпуса источника к узлу заполнения и коллиматор с ионизационной камерой, причем узел заполнения и коллиматор разнесены для уменьшения воздействия наведенной активности радионуклида, находящегося в бункере, а весь процесс управляется ЭВМ.

На чертеже приведена схема установки.

На плите - основании 1 смонтирован монорельс 2, по которому перемещается тележка 3. Электропривод тележки 4 расположен на конце монорельса. Бункер 6 снабжен шибером 7, расположенным в нижней части бункера. На тележке имеется устройство 8, открывающее шибер бункера при подходе его к бункеру и отбирающее из бункера порцию радионуклида. Устройство передачи порции 9 в корпус источника расположено на противоположном конце монорельса, что значительно снижает воздействие излучения радионуклида, находящегося в бункере, на ионизационную камеру при измерении МЭД.

В нижней части плиты под узлом загрузки расположен коллиматор 10 с ионизационной камерой 11. При необходимости камера может перемещаться электроприводом 12. На плите также расположен механизм подачи корпуса источника к узлу заполнения его радионуклидом, состоящий из электропривода 13, кронштейна 14 и узла крепления корпуса источника 15.

Конечное положение подающего кронштейна 14 и положения тележки 3 определяются конечниками 5.

Процесс сборки источников автоматизирован. Последовательность операций определяется программой, заложенной в ЭВМ.

Устройство работает следующим образом. В бункер 7 загружается радионуклид в виде порошка или гранул в количестве, необходимом для сборки одного источника или комплекта источников. В программу оборки, заложенную в ЭВМ, вводятся заданное номинальное значение МЭД, планируемое отклонение измеряемой МЭД от ее заданного номинального значения и другая необходимая информация. В держатель 17 подающего кронштейна 16 устанавливают капсулу источника. Нажатием клавиши ЭВМ дается старт процессу сборки источника, при этом корпус источника приводом 15 подается к месту загрузки радионуклида и фиксируется в крайнем положении. Транспортная тележка 3 по монорельсу 2 подходит к бункеру 7, открывает шибер-дозатор 8 и порция радионуклида попадает в приемное устройство 9, расположенное на тележке, которая после загрузки радионуклида перемещается к узлу загрузки капсулы 10. После фиксации тележки под узлом загрузки радионуклид перегружается в капсулу источника. После проведения первого измерения МЭД тележка перемещается к бункеру, и операция повторяется количество раз, необходимое для набора заданной величины МЭД источника. После чего капсула источника, заполненная радионуклидом, кронштейном 16 отводится к месту запрессовки заглушки и герметизации. Вся необходимая информация процесса сборки фиксируется ЭВМ, выводится на дисплей и на цифропечатающее устройство. Управление перемещением транспортной тележки приводом 15 и приводом ионизационной камеры при настройке коллиматора производится ЭВМ и вихретоковыми датчиками 6.

Изготовлением следующего источника начинается новый цикл работы устройства.

Использование предлагаемых способа сборки источников ионизирующих излучений и устройства для его осуществления обеспечивает максимально возможное приближение измеренной величины МЭД источника к ее заданному номинальному значению, при этом разница между измеренным и заданным значением МЭД составляет не более ±2,5% при высокой (до 200 источников в сутки) производительности.

Формула изобретения

1. Способ сборки источников ионизирующих излучений, заключающийся в порционном заполнении капсулы источника радионуклидом, герметизации капсулы и измерении мощности экспозиционной дозы готового источника, при этом количество порций определяется по формуле n = 100/С, где N - число порций; С - планируемое отклонение измеряемой мощности экспозиционной дозы от ее заданного номинального значения, %.

2. Устройство для осуществления способа, состоящее из бункера с радионуклидом, отборочно-транспортного механизма для порционной передачи радионуклида в узел заполнения, узла подачи корпуса источника и коллиматора с ионизационной камерой, причем узел заполнения и коллиматор разнесены для уменьшения воздействия наведенной активности радионуклида, находящегося в бункере, а весь процесс управляется ЭВМ.

РИСУНКИ

Рисунок 1