一种靶组件以及具有该靶组件的加速器制造技术

一种靶组件，包括靶，其用于接收电子束以产生高剂量率且能级小于等于6MV的光子射线，其中，所述靶的厚度为0.2‑0.65mm，所述靶的材料选自钨、金、钽、铼、钨合金的一种。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种靶组件以及具有该靶组件的加速器。
技术介绍
医用直线加速器包括加速器以及射束准直部分。加速器通常包括加速管以及靶组件，其中，加速管用于对来自电子枪发出的电子加速，靶组件通常包括通常为高原子序数的靶材以及固定前述靶材的基板。来自加速管的电子束轰击到靶材上会产生光子束，该光子束再经过射束准直部分，诸如初级准直器、次级准直器等，照射到患者的待治疗的肿瘤部位，以杀死肿瘤。众所周知的，靶材的厚度可以影响产生的光子量以及漏射的电子量，例如，当靶材过薄时，产生的光子量偏少同时漏射的电子量较多，反之，当靶材过厚时，漏射的电子量减少同时光子量也会下降。因此，靶材的厚度通常在特定的范围内选择以在更多的光子量以及更少的电子量之间权衡。现有技术中，一般选择较厚的靶材以使其在产生较多的光子量的同时尽可能少地漏射电子。
技术实现思路
本专利技术提供了一种靶组件，包括靶，其用于接收电子束以产生高剂量率且能级小于等于6MV的光子射线，其中，所述靶的厚度为0.2-0.6mm，所述靶的材料选自钨、金、钽、铼、钨合金的一种。具体地，所述靶的厚度为0.2-0.65mm、0.2-0.6mm、0.2-0.55mm、0.2-0.5mm、0.2-0.45mm、0.2-0.4mm、0.2-0.35mm、0.25-0.65mm、0.25-0.6mm、0.25-0.55mm、0.25-0.5mm、0.25-0.45mm、0.25-0.4mm、0.3-0.65mm、0.3-0.6mm、0.3-0.55mm、0.3-0.5mm、0.3-0.45mm、0.35-0.65mm、0.35-0.6mm、0.35-0.55mm、0.35-0.5mm、0.4-0.65mm、0.4-0.6mm、0.4-0.55mm、0.45-0.65mm、0.45-0.6mm或者0.5-0.65mm。可选择地，所述靶的厚度为0.34-0.36mm。可选择地，所述靶的厚度为0.44-0.46mm。具体地，在FF模式下，所述高剂量率为大于等于500MU/min；或者在FFF模式下，所述高剂量率为大于等于1000MU/min。选择性地，在FFF模式下大于等于1000MU/min。根据本专利技术的另一方面，公开了一种加速器，其包括加速管以及前述的靶组件，所述加速管用于加速电子，所述靶组件的靶用于接收来自所述加速管的电子以产生光子射线。具体地，所述加速器为医用直线加速器。附图说明图1是靶组件中钨靶的厚度与光子能量通量的关系曲线图；图2是靶组件中钨靶的厚度与电子能量通量的关系曲线图；以及图3是靶组件的深度和温度的关系曲线图；图4是一种实施例的靶组件的热效果图；图5是图4的靶组件在竖直中心截面的单位粒子能量沉积曲线；图6是图4的靶组件在水平中心截面的单位粒子能量沉积曲线；图7示出了根据本专利技术的一种靶组件的示意图；以及图8示出了根据本专利技术的一种加速器的示意图。具体实施方式为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本专利技术的具体实施例作详细地说明。本专利技术提出的靶组件包括基板以及固定到基板上的靶材。具体地，基板可以由铜或者不锈钢等导热性能良好的材料制成，基板上限定有凹槽，靶材通过诸如焊接的方式被固定到基板上，靶材可选例如钨、金、钽、铼或者这些金属的合金。通常，靶材选用钨或者钨的合金，这里钨的合金包括钨和其他金属，该其他金属例如可以为铼或者不锈钢，通常地，钨的合金中其他金属的质量比例很低，例如只占10％以内。另外，用作靶材的钨的合金一般也会被称为复合材料靶。较优地，在该基板内并且靠近靶材附近还设置有用于冷却靶材的部件，诸如水管。选择性地，该靶材也可以直接接触冷却介质而被冷却，该冷却介质诸如可以为水。本专利技术的靶组件一般与加速管耦接在一起，而且，为了拆卸方便，该靶组件通常作为一个单独的组件被设置到加速管的真空壳体之外，例如，直接暴露在空气中。本专利技术提出的靶组件可以用在医用直线加速器中，其中，靶组件可以被置于医用直线加速器的治疗头内并且与前述的加速管在束流路径上耦合，这样，来自加速管的高速电子束轰击到靶组件的靶材上，产生光子束，该光子束可以用于治疗患者的肿瘤。在放射治疗中，出射的光子束的能级一般是特定化的，例如，4MV、6MV、10MV、15MV、18MV、21MV，同时，对于剂量率要求一般也是特定化的，例如，在FF模式下的剂量率为200MU/min、400MU/min、500MU/min或600MU/min。对于光子能级相对较高(例如10MV、15MV、18MV、21MV)的情形，因为单个电子对剂量率的贡献较大，所以较低的靶电流就可以产生希望的剂量率，即使该希望的剂量率在FF模式(FlatteningFilter，具有均整过滤器)下高至600MU/min或者在FFF模式(FlatteningFilterFree，不具有均整过滤器)下高至1400MU/min，同时，打靶过程中单个电子产生并沉积到靶材中的热量占入射电子能量的比例也相对较小，所以靶材的导热并不是一个麻烦。但对于光子能级相对较低(例如4MV、6MV)同时剂量率相对较高的情形，因为较高的靶电流才可以产生希望的剂量率，例如在FF模式下希望剂量率为500MU/min，而较高的靶电流必然产生大量的热沉积，所以，靶材的散热就成了问题。在此，需要指出的是，本专利技术特别地适用于出射光子束的能级小于等于6MV且其剂量率为高剂量率的情形，而且本领域普通技术人员知悉在FF模式和FFF模式下所谓“高剂量率”所指代的范围是不同的，这是因为FFF模式就是FF模式去除掉均整过滤器的情形，所以对于具体形状的均整过滤器，本领域普通技术人员是可以根据一种模式下的剂量率来推算另一种模式下的剂量率。在本申请中，“高剂量率”一般情况指的是在FF模式下大于等于500MU/min，或者在FFF模式下大于等于1000MU/min。对于具有FF以及FFF模式其中之一模式的直线加速器而言，当FF模式剂量率大于等于500MU/min、或者FFF模式剂量率大于等于1000MU/min、或者FF模式剂量率虽小于500MU/min但去除均整过滤器(即，实质的FFF模式)后剂量率大于等于1000MU/min时，均落入本专利的保护范围。对于具有FF以及FFF两种模式的直线加速器而言，只要其中一种模式的剂量率落入上述范围，即落入本专利的范围。具体地，当FF模式下剂量率大于等于500MU/min、或者FFF模式下剂量率不小于1000MU/min、或者当FF模式下剂量率小于500MU/min但FFF模式下剂量率不小于1000MU/min时，均落入本专利的保护范围。换言之，这里的FFF模式除了包括医用直线加速器明确包括的出束状态，也可以包括医用直线加速器虽然仅明确包括有FF的出束状态但可以被去除其均整过滤器进行测试的状态。现有技术中，对于光子能级相对较低同时剂量率相对较高的情形，一些知名公司倾向于将靶材设计为大于但接近0.8mm，如0.89mm、1mm，以便于在得到高剂量率的同时能够将电子漏射降到最低，可以根据图1和图2对这种厚度的选择进行理解。如图1，图1给出了当靶材为钨时靶材的厚度与等中心平面上以机械等中心为中心并以2.5cm为半径的圆形截面内本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种靶组件，包括靶，其用于接收电子束以产生高剂量率且能级小于等于6MV的光子射线，其中，所述靶的厚度为0.2‑0.65mm，所述靶的材料选自钨、金、钽、铼、钨合金的一种。

【技术特征摘要】
1.一种靶组件，包括靶，其用于接收电子束以产生高剂量率且能级小于等于6MV的光子射线，其中，所述靶的厚度为0.2-0.65mm，所述靶的材料选自钨、金、钽、铼、钨合金的一种。2.根据权利要求1所述的靶组件，其中，所述靶的厚度为0.2-0.6mm、0.2-0.55mm、0.2-0.5mm、0.2-0.45mm、0.2-0.4mm、0.2-0.35mm、0.25-0.65mm、0.25-0.6mm、0.25-0.55mm、0.25-0.5mm、0.25-0.45mm、0.25-0.4mm、0.3-0.65mm、0.3-0.6mm、0.3-0.55mm、0.3-0.5mm、0.3-0.45mm、0.35-0.65mm、0.35-0.6mm、0.35-0.55mm、0.35-0.5mm、0.4-0.65mm、0.4-0.6...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩卫，刘艳芳，肖鑫，马龙，
申请(专利权)人：上海联影医疗科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31