靶件基体

技术领域

本发明涉及核素生产技术领域，具体提供一种靶件基体。

背景技术

镓-68核素是一种新型正电子核素，在PET(正电子发射型计算机断层显像)显像中相比F-18核素具有独特优势，可用于制备目前最具前景的诊疗一体化放射性药物。镓-68核素的半衰期仅68分钟，其母体锗-68核素半衰期长达271天，因此医院通常利用锗镓发生器中锗-68核素衰变获得镓-68核素溶液进行相关药物配制。

现有技术中一般是采用质子加速器辐照靶件基体内镓靶材生产锗-68核素，该靶件基体由底座和封装箔构成。其中，底座的边缘形成有向其上方延伸的底座凸沿，以便凸沿和底座形成敞口的腔体，在腔体内存储液态溶液，封装箔的边缘形成有向其下放延伸的封装箔凸沿，封装箔凸沿和底座凸沿相抵并焊接，封装箔凸沿和底座凸沿的焊接处易直接侵到液态溶液，由于液态溶液具有一定的腐蚀性，易造成封装箔凸沿和底座凸沿的焊接处腐蚀损坏，进而影响锗-68核素的生产效率。

相应地，本领域需要一种新的靶件基体来解决上述问题。

发明内容

本发明旨在解决上述技术问题，即，解决现有靶件基体中底座和封装箔焊接处易直接侵到液态溶液，易造成焊接处腐蚀损坏，进而影响锗-68核素/的生产效率问题。

在第一方面，本发明提供一种靶件基体，所述靶件基体包括底座和封装箔；所述底座包括安装槽、凹陷部和压合面；所述安装槽开设于所述底座的顶面上，所述凹陷部开设于所述安装槽中，所述凹陷部用于存储液态溶液，所述凹陷部的边缘和所述安装槽的边缘之间的面为所述压合面；所述封装箔设置于所述安装槽内，所述封装箔的底面压在所述凹陷部和所述压合面上，且所述封装箔的边缘和所述安装槽的边缘固定连接，以便密封所述安装槽。

在采用上述技术方案的情况下，在本发明的靶件基体的底座具有安装槽并在安装槽的中部构造有凹陷部，凹陷部的边缘和安装槽的边缘之间形成一个压合面，通过将压合面和封装箔底面相抵，用于将凹陷部密封，使得凹陷部内的液态溶液被阻隔，液态溶液不会轻易侵到封装箔的边缘和安装槽的边缘固定连接处，避免连接处腐蚀损坏，进而提高锗-68核素的生产效率。

在上述靶件基体的优选技术方案中，所述封装箔的边缘和所述安装槽的边缘之间具有间隙，在所述间隙的内部填充有焊接料，以便所述封装箔的边缘和所述安装槽的边缘固定连接。

在采用上述技术方案的情况下，在封装箔的边缘和安装槽的边缘之间形成间隙，利于填充焊接料，便于将封装箔和安装槽焊接密封。

在上述靶件基体的优选技术方案中，所述凹陷部为椭圆形。

在采用上述技术方案的情况下，通过将凹陷部设置成椭圆形利于辐照。

在上述靶件基体的优选技术方案中，所述底座的材质为铜合金或铝合金，所述封装箔的材质为哈氏合金或铌合金。

在采用上述技术方案的情况下，本发明发的底座采用耐高温铜合金或铝合金制成，可缓解基体受质子束辐照后热量堆积、迅速升温，使得基体可接受更大流强的质子束辐照，从而提升锗-68辐照生产速率。封装箔采用哈氏合金或铌合金制成，具有耐高温、耐氧化和抗辐射，可以把封装箔做到很薄，利于辐照。

在上述靶件基体的优选技术方案中，所述封装箔的形状和所述安装槽的形状均为矩形。

在采用上述技术方案的情况下，通过将封装箔和安装槽设置矩形，利于安装封装箔。

在上述靶件基体的优选技术方案中，所述靶件基体还包括密封结构，所述密封结构构造成密封所述凹陷部。

在上述靶件基体的优选技术方案中，所述密封结构包括密封槽和凸起环；所述密封槽以环绕所述凹陷部的形式构造于所述压合面上；所述凸起环构造于所述封装箔的底面上并和所述密封槽对应设置；其中，所述封装箔设置于所述安装槽内时，所述凸起环插于所述密封槽内，以便密封所述凹陷部。

在采用上述技术方案的情况下，通过在压合面上构造环绕凹陷部的密封槽，在封装箔底面上构造凸起环，该凸起环插于密封槽内，使得凹陷部和安装槽进一步被密封，避免液态溶液与底座、封装箔焊缝接触，以降低焊缝腐蚀引起液态溶液封装失效的风险，进一步提高密封效果。

在上述靶件基体的优选技术方案中，所述密封槽的形状和所述凸起环的形状适配。

在上述靶件基体的优选技术方案中，所述靶件基体还包括第一铼合金层，所述第一铼合金层设置于所述安装槽、所述凹陷部、所述压合面以及所述密封槽的表面上。

在采用上述技术方案的情况下，本发明的靶件基体的第一铼合金层设置于安装槽、凹陷部和压合面上。通过在安装槽、凹陷部和压合面上设置第一铼合金层，代替传统铌或铌锆合金，使得靶件基体导热能力更强、可承受更高流强质子束流辐照，增强锗-68生产效率。此外，铼的耐液态镓腐蚀温度可提升至700℃以上，铌耐腐蚀温度400℃，允许更高的靶件基体工作温度，即可以用更高流强的质子束辐照靶材，进一步提高锗-68核素生产效率。

在上述靶件基体的优选技术方案中，所述靶件基体还包括第二铼合金层，所述第二铼合金层设置于所述封装箔的底面和所述凸起环的表面上。

在采用上述技术方案的情况下，本发明的靶件基体的第二铼合金层设置于封装箔底面和凸起环的表面上。通过在封装箔的底面和凸起环的表面上设置第二铼合金层，代替传统铌或铌锆合金，使得靶件基体导热能力更强、可承受更高流强质子束流辐照，增强锗-68生产效率。此外，铼的耐液态镓腐蚀温度可提升至700℃以上，铌耐腐蚀温度400℃，允许更高的靶件基体工作温度，即可以用更高流强的质子束辐照靶材，进一步提高锗-68核素生产效率。

在上述靶件基体的优选技术方案中，所述底座的底面开有冷却槽道，以便冷却液进入所述冷却槽道为所述底座、所述液态溶液和所述封装箔降温。

在采用上述技术方案的情况下，通过设置冷却槽道用户冷却液进入该冷却槽道内，并对底座、液态溶液和封装箔降温。

在上述靶件基体的优选技术方案中，所述冷却槽道的截面为圆形。

附图说明

下面结合附图来描述本发明的优选实施方式，附图中：

图1是本发明一种靶件基体的底座的俯视图；

图2是本发明一种靶件基体的底座的截面图；

图3是本发明一种靶件基体的封装箔的截面图；

图4是本发明一种靶件基体的截面图。

图中标记列表：

1、底座；11-1、底座顶面；11-2、安装槽；11-3、压合面；11-4、密封槽；11-5、凹陷部；12、冷却槽道；

2、封装箔；21、封装箔底面；22、凸起环；

3、焊接料。

具体实施方式

下面参照附图来描述本发明的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本发明的靶件基体的技术原理，并非旨在限制本发明的保护范围。

需要说明的是，在本发明的描述中，术语“中部”、“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，还需要说明的是，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

镓-68核素是一种新型正电子核素，在PET(正电子发射型计算机断层显像)显像中相比F-18核素具有独特优势，可用于制备目前最具前景的诊疗一体化放射性药物。镓-68核素的半衰期仅68分钟，其母体锗-68核素半衰期长达271天，因此医院通常利用锗镓发生器中锗-68核素衰变获得镓-68核素溶液进行相关药物配制。

现有技术中一般是采用质子加速器辐照靶件基体内镓靶材生产锗-68核素，该靶件基体由底座和封装箔构成。其中，底座的边缘形成有向其上方延伸的底座凸沿，以便凸沿和底座形成敞口的腔体，在腔体内存储液态溶液、即天然镓，封装箔的边缘形成有向其下放延伸的封装箔凸沿，封装箔凸沿和底座凸沿相抵并焊接，封装箔凸沿和底座凸沿的焊接处易直接侵到液态溶液，由于液态镓溶液具有一定的腐蚀性，易造成封装箔凸沿和底座凸沿的焊接处腐蚀损坏，进而影响锗-68核素的生产效率。

锗-68核素生产方式主要有3种：1)将天然镓封装在铌或铌锆合金组成的密闭胶囊中，通过质子辐照密闭胶囊产生锗-68核素，再将锗-68核素从天然镓中分离提纯获得镓-68核素溶液；2)将天然镓成固体氧化物，然后将固体氧化物封装在铝或其它金属组成的密闭胶囊中，再进行辐照、溶解、提纯获得锗-68核素溶液；3)将天然镓与镍、镓与银等制成溶液，将溶液电镀到辐照靶件表面形成镓合金镀层，然后进行辐照、溶解、提纯获得锗-68核素溶液。上述三种方式中，第1种生产方式，随着温度升高液态镓对铌金属腐蚀速率迅速增加，因此需控制质子束辐照功率不宜过大，避免密封胶囊腐蚀破损；第2种生产方式，采用镓氧化物材质导热系数较低、热膨胀系数大，质子束辐照功率不能及时传递出，质子束辐照功率不宜过大，避免镓氧化物高温变形剥落；第3种生产方式，采用镓合金辐照生产锗-68，需要增加分离提纯步骤，用以将额外引入的镍、银等金属离子过滤掉，在多次过滤中会增大锗-68离子的损失。因此，当前3种锗-68核素生产效率低下。

为了解决上述问题，本申请提供了一种基体，该基体包括底座1和封装箔2。其中，底座1包括安装槽11-2、凹陷部11-5和压合面11-3。安装槽11-2开设于底座1的顶面11-1上，凹陷部11-5开设于安装槽11-2的中部，凹陷部11-5用于存储液态溶液，凹陷部11-5的边缘和安装槽11-2的边缘之间为压合面11-3，封装箔2设置于安装槽11-2内，封装箔底面21压在凹陷部11-5和压合面11-3上，且封装箔2的边缘和安装槽11-2的边缘固定连接，以便密封安装槽11-2。

本申请的基体通过压合面11-3和封装箔底面21相抵，将凹陷部11-5进行密封，使得凹陷部11-5内的液态溶液被阻隔，液态溶液不会轻易侵到封装箔2的边缘和安装槽11-2的边缘固定连接处，避免连接处腐蚀损坏，靶件基体可承受大功率质子束辐照，进而提高锗-68核素的生产效率。

下面结合图1、图2、图3和图4对本申请的一种靶件基体进行描述。

参阅图1、图2、图3和图4，本申请提供了一种靶件基体，该靶件基体一般可包括底座1和封装箔2。其中，底座1可包括安装槽11-2、凹陷部11-5和压合面11-3，安装槽11-2开设于底座顶面11-1上，凹陷部11-5开设于安装槽11-2的中部，凹陷部11-5用于存储液态溶液，凹陷部11-5的边缘和安装槽11-2的边缘之间为压合面11-3。封装箔2设置于安装槽11-2内，封装箔底面21压在凹陷部11-5和压合面11-3上，且封装箔2的边缘和安装槽11-2的边缘固定连接，以便密封安装槽11-2。

如此，上述靶件基体的底座1具有安装槽11-2并在安装槽11-2的中部构造有凹陷部11-5，凹陷部11-5的边缘和安装槽11-2的边缘之间形成一个压合面11-3，通过将压合面11-3和封装箔底面21相抵，用于将凹陷部11-5密封，使得凹陷部11-5内的液态溶液被阻隔，液态溶液不会轻易侵到封装箔2的边缘和安装槽11-2的边缘固定连接处，避免连接处腐蚀损坏，基体可承受大功率质子束辐照，进而提高锗-68核素的生产效率。

参阅图4，在本实施例中，底座1和封装箔2一般采取上下叠加设置方式，底座顶面11-1上通过模具加工一个较大的安装槽11-2，且该安装槽11-2的整体形状和封装箔2整体形状相同，以便封装箔2压入安装槽11-2内，凹陷部11-5通过模具加工在安装槽11-2的中部位置，以便被封装箔底面21密封。

具体地，靶件基体是质子加速器中重要组成部分，基体为矩形体，当然也可以是圆形体，可根据实际需求而定。基体的底座1同样为矩形体，当然也可以是圆形体，可根据实际需求而定。安装槽11-2优选矩形槽，也可以是椭圆形。封装箔2优选矩形槽，也可以是椭圆形和安装槽11-2保持一致即可。液态溶液一般是指天然镓，天然镓的熔点低，且镓化学性质活泼、可溶解大部分金属。压合面11-3为平滑面，封装箔底面21和压合面11-3抵压部分同样为平滑面，以避免压合面11-3和封装箔底面21抵压时产生缝隙，进而避免液态溶液流到封装箔2的边缘和安装槽11-2的边缘固定连接处，以实现安装槽11-2和凹陷部11-5的密封。

在上述基体的优选实施方式中，底座1采用耐高温铜合金或铝合金制成，铜合金的导热系数为300-400W/mK，铝合金的导热系数为200～300W/mK是现有底座采用铌合金导热系数的数倍，因此本申请的底座1可缓解基体受质子束辐照后热量堆积、迅速升温，使得基体可接受更大流强的质子束辐照，从而提升锗-68辐照生产速率。

具体地，现有技术中，锗-68核素生产方式主要有3种：1)将天然镓封装在铌或铌锆合金组成的密闭胶囊中，通过质子辐照密闭胶囊产生锗-68核素，再将锗-68核素从天然镓中分离提纯获得镓-68核素溶液；2)将天然镓制成固体氧化物，然后将固体氧化物封装在铝或其它金属组成的密闭胶囊中，再进行辐照、溶解、提纯获得锗-68核素溶液；3)天然镓与镍、镓与银等制成溶液，将溶液电镀到辐照靶件表面形成镓合金镀层，然后进行辐照、溶解、提纯获得锗-68核素溶液。第1种生产方式，随着温度升高液态镓对铌金属腐蚀速率迅速增加，因此需控制质子束辐照功率不宜过大，避免密封胶囊腐蚀破损；第2种生产方式，采用镓氧化物材质导热系数较低、热膨胀系数大，质子束辐照功率不能及时传递出，质子束辐照功率不宜过大，避免镓氧化物高温变形剥落；第3种生产方式，采用镓合金辐照生产锗-68，需要增加分离提纯步骤，用以将额外引入的镍、银等金属离子过滤掉，在多次过滤中会增大锗-68离子的损失。因此，当前3种锗-68核素生产效率低下。本申请通过底座1采用耐高温高导热铜合金或铝合金、增加密封槽和耐液态镓腐蚀铼涂层等方式，提高天然镓接收质子束辐照功率，进而提升锗-68生产速率。

在上述靶件基体的优选实施方式中，封装箔2采用哈氏合金或铌合金制成，具有耐高温、耐氧化和抗辐射，可以把封装箔2做到很薄，利于辐照。

继续参阅图4，在上述靶件基体的优选实施方式中，封装箔2的边缘和安装槽11-2的边缘之间具有间隙，在间隙内部填充有焊接料3，以便封装箔2的边缘和安装槽11-2的边缘固定连接。通过在封装箔2的边缘和安装槽11-2的边缘之间形成间隙，利于填充焊接料3，便于将封装箔2和安装槽11-2焊接密封。

具体地，封装箔2的尺寸略小于安装槽11-2的尺寸，这样可以形成上述间隙，该间隙的具体尺寸在保证密封的前提下可根据实际需求而定。焊接料3完全充满间隙，且焊接料3的顶面和封装箔2的顶面和底座1的顶面齐平。

继续参阅图4，在本实施中，封装箔2的边缘为直边，安装槽11-2的边缘同样为直边，即，间隙的两个侧壁为垂直的，利于挤压焊接料3提升密封效果。

参阅图1，在上述靶件基体的优选实施方式中，凹陷部11-5为椭圆形。通过将凹陷部11-5设置成椭圆形利于辐照。

可选地，凹陷部11-5还可以是其它形状，例如：矩形。

需要说明的是，凹陷部11-5的深度在保证能够存储足够的液态溶液，并且不破坏底座1的情况下，可根据实际需求而定。

具体地，凹陷部11-5的边缘为垂直边，利于存储热态溶液避免外溢。

参阅图1和图4，在上述靶件基体的优选实施方式中，封装箔2的形状和安装槽11-2的形状均为矩形。通过将封装箔2和安装槽11-2设置矩形，利于安装封装箔2。

可选地，封装箔2和安装槽11-2还可是圆形或是椭圆形，具体采用何种形状可根据实际需求而定。

继续参阅图1、图3和图4，在上述靶件基体的优选实施方式中，靶件基体还包括密封结构，该密封结构一般包括密封槽11-4和凸起环22。其中，密封槽11-4以环绕凹陷部11-5的形式构造于压合面11-2上，凸起环22构造于封装箔底面21上并和密封槽11-4对应设置，封装箔2设置于安装槽11-2内时，凸起环22插于密封槽11-4内，以便密封凹陷部11-5。其中，密封槽11-4的形状和凸起环22的形状适配。通过在压合面11-2上构造环绕凹陷部11-5的密封槽11-4，在封装箔底面21上构造凸起环22，该凸起环22插于密封槽11-4内，使得凹陷部11-5和安装槽11-2进一步被密封，避免液态溶液与底座1、封装箔2焊缝接触，以降低焊缝腐蚀引起液态溶液封装失效的风险，进一步提高密封效果。

具体地，密封槽11-4和凹陷部11-5的形状一致，同样为椭圆形，该密封槽11-4的深度和宽度，可根据实际需求而定。凸起环22和凹陷部11-5的形状一致，同样为椭圆形，该凸起环22的高度和密封槽11-4的深度适配，凸起环22的宽度和密封槽11-4的宽度适配，这样凸起环22可更好地插于密封槽11-4内，密封效果更好。

作为一种可能的实施方式，上述密封结构可以是两个或三个，结构形式相同。

在上述靶件基体的优选实施方式中，靶件基体还包括第一铼合金层，第一铼合金层设置于安装槽11-2、凹陷部11-5、压合面11-3以及密封槽的表面上。通过在安装槽11-2、凹陷部11-5和压合面11-3上设置第一铼合金层，代替传统铌或铌锆合金，使得靶件基体导热能力更强、可承受更高流强质子束流辐照，增强锗-68生产效率。此外，铼的耐液态镓腐蚀温度可提升至700℃以上，铌耐腐蚀温度400℃，允许更高的靶件基体工作温度，即可以用更高流强的质子束辐照靶材，进一步提高锗-68核素生产效率。

在上述靶件基体的优选实施方式中，靶件基体还包括第二铼合金层，第二铼合金层设置于封装箔底面和凸起环22的表面上。通过在封装箔2的底面和凸起环22的表面上设置第二铼合金层，代替传统铌或铌锆合金，使得靶件基体导热能力更强、可承受更高流强质子束流辐照，增强锗-68生产效率。此外，铼的耐液态镓腐蚀温度可提升至700℃以上，铌耐腐蚀温度400℃，允许更高的靶件基体工作温度，即可以用更高流强的质子束辐照靶材，进一步提高锗-68核素生产效率。

继续参阅图2和图4，在上述靶件基体的优选实施方式中，底座底面等距开有若干个冷却槽道12，以便冷却液进入冷却槽道12道为底座1、液态溶液和封装箔2降温。通过设置冷却槽道12用户冷却液进入该冷却槽道12内，并对底座1、液态溶液和封装箔2降温。

具体地，冷却槽道12的截面可以是圆形或矩形，只要保证冷却液能够进入并保持一定流量即可，冷却槽道的截面为圆形。

至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征作出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。