一种多功能可插拔电子加速器靶系统的制作方法

本发明涉及加速器靶结构设计领域，具体涉及一种多功能可插拔电子加速器靶系统。

背景技术：

1、现有的电子加速器靶系统通常采用固定式结构设计，缺乏灵活性，其结构和功能往往只能满足特定应用需求，难以适应不同类型实验或放射性同位素生产任务的快速切换。在实际应用过程中，针对轫致辐射源产生与特定靶材料轰击下的同位素制备，往往需要更换不同类型或结构的靶体，然而传统系统更换过程复杂，需拆解靶体整体或部分结构，其操作繁琐，不仅延长了停机维护时间，也容易破坏系统的真空环境，严重影响设备运行效率与使用寿命。

2、因此，如何实现电子加速器靶系统的模块化设计，使靶片可插拔、可快速替换，并能灵活切换靶片结构以适配不同功能，是当前需解决的关键技术问题。

技术实现思路

1、本发明为解决现有技术中更换不同类型或结构的靶体会延长停机维护时间、容易破坏系统真空环境的问题，目的在于提供一种多功能可插拔电子加速器靶系统，采用本方案，将靶室和真空环境完全隔离，通过插拔的方式即可实现靶片的快速更换与功能切换，提升系统维护效率和多用途兼容性，满足放射性同位素生产与轫致辐射应用需求。

2、本发明通过下述技术方案实现：

3、一种多功能可插拔电子加速器靶系统，包括：

4、腔体，所述腔体中部带有第一通孔，所述第一通孔两端分别密封连接有第一靶窗和第二靶窗，以在第一通孔内合围形成靶室；

5、装配式插件，所述装配式插件具有插入端，所述插入端用于固定靶支架，所述靶支架上安装有至少一个靶片；

6、其中，所述腔体的侧壁带有和靶室连通的插槽，所述装配式插件能插入所述插槽中，以使所述靶片进入靶室内，此时若干所述靶片沿通孔轴向依次间隔排列；所述装配式插件能和插槽密封连接。

7、对于现有技术中，更换不同类型或结构的靶体会延长停机维护时间、容易破坏系统的真空环境、严重影响设备运行效率与使用寿命的问题，本发明提供了一种多功能可插拔电子加速器靶系统，采用本方案，将靶室和真空环境完全隔离，通过插拔的方式即可实现靶片的快速更换与功能切换，提升系统维护效率和多用途兼容性，满足放射性同位素生产与轫致辐射应用需求。具体方案中，包括有设置于束流管道末端的腔体，腔体作为放置靶片的容器，其中部带有横向贯通的第一通孔，在第一通孔的两端处，分别密封设置有第一靶窗和第二靶窗，从而将第一通孔两端封闭，以在第一通孔内形成靶室；第一靶窗设置于束流管道末端，以接收通过束流管道的电子束，电子束穿过第一靶窗，轰击靶片从而进行同位素制备，随后通过第二靶窗进行真空室内。其中，由于靶室被第一靶窗和第二靶窗分别封闭，从而和加速器靶系统中的真空环境完全隔离，故通过抽出和插入装配式插件，在能实现对靶片进行快速拆换的同时，也不会破坏系统的真空环境，提升系统维护效率和多用途兼容性，满足放射性同位素生产与轫致辐射应用需求。另外，装配式插件和插槽可采用任意插接式配合结构，以将靶支架插入到靶室内即可，使靶支架上的靶片对准第一靶窗和第二靶窗。靶支架上能固定排列若干靶片，并对某一靶片或所有靶片进行拆换。

8、更进一步的优化，作为一种装配式插件的夹持固定方式，所述装配式插件的插入端包括有竖板、上限位板和下限位板，所述竖板一侧面带有凹槽，所述凹槽内带有尺寸小于靶片的第二通孔；所述凹槽内用于放置靶支架；

9、所述上限位板和下限位板分布于凹槽上下两端，并均和所述竖板可拆卸连接；所述上限位板的下端向下延伸到正对凹槽处，并夹持于所述靶支架外侧上部；所述下限位板上端向上延伸到正对凹槽处，并夹持于所述靶支架外侧下部。本方案中，竖板上的凹槽用于容纳并放置靶支架，并使若干靶片沿第二通孔轴向依次排列；上限位板和下限位板位于竖板上凹槽的同一侧位置，并分别位于凹槽的上方和下方；上限位板的下端向下延伸，并能紧贴在靶支架的上部位置，以将靶支架上部夹持固定于凹槽；同理，下限位板的上端向上延伸，并能紧贴在靶支架的下部位置，以将靶支架下部夹持固定于凹槽，从而完成靶支架的固定，避免其发生位移或掉落。

10、更进一步的优化，为实现上限位板和下限位板稳定连接，所述竖板上下两端还分别设有上安装槽和下安装槽，所述上限位板和下限位板均呈l型；所述上限位板的横板扣设于上安装槽内；所述下限位板的横板扣设于下安装槽内。

11、更进一步的优化，作为一种可拆卸连接方式，所述上限位板和下限位板均通过第一螺栓和竖板连接，且所述上限位板和下限位板上均带有用于放入第一螺栓的沉孔。其中，通过沉孔能将第一螺栓端部隐藏在内，以便于实现插接。

12、更进一步的优化，由于现有技术中，靶片在长期高强度运行中易发生损坏，而现有系统中靶片不可快速独立更换，通常需要整体拆卸甚至返厂维修，极大限制了系统的可维护性和用户现场操作的灵活性。因此，为实现能灵活切换靶片结构以适配不同功能，还提供了一种靶支架的具体结构，设置为：所述靶支架还包括有若干固定夹板，所述固定夹板的侧面带有第一放置槽，所述第一放置槽和靶片尺寸相适配，且所述第一放置槽的底面设置有和靶片同轴的第三通孔；

13、若干所述固定夹板依次紧贴设置，且在所述凹槽内带有第二放置槽，所述第二放置槽和靶片尺寸相适配，且所述第二通孔位于第二放置槽底面，并和靶片同轴。本方案中，各个靶片以及各个放置槽均呈相同的圆形结构，以便于适配安装；靶片能刚好嵌入到第一放置槽和第二放置槽内，并通过将若干固定夹板依次对其紧贴放置于凹槽内，以及在上限位板和下限位板的作用下，即可将若干固定夹板全部固定于凹槽中。其中，每个固定夹板均可单独拆卸，故可对靶片进行独立的快速更换，无需整体拆卸甚至返厂维修；另外，在更换过程中，还可选择同一厚度和槽深的固定夹板，也可选择不同厚度、不同槽深的固定夹板，以能在径向方向依次排列不同尺寸的靶片。

14、更进一步的优化，为实现装配式插件在腔体上的固定与拆卸，所述装配式插件还包括有第一法兰盖，所述腔体侧壁的插槽外端带有相适配的第一法兰座，所述第一法兰盖能密封固定于第一法兰座上；所述竖板能和第一法兰盖可拆卸连接。本方案中，装配式插件和腔体之间的配合，通过第一法兰盖和第一法兰座实现，第一法兰盖能放置于第一法兰座上，并通过刀口法兰实现密封；在需要拆卸时，将第一法兰盖上的螺栓拆卸，即可拔出靶片。

15、更进一步的优化，为延长装配式插件和腔体的配合长度，提高密封能力，所述第一法兰盖中部带有能插入插槽内的延伸部，所述延伸部远离第一法兰盖的一端带有插孔，所述竖板上端能插入到插孔内，并通过第二螺栓连接。本方案中，可同样在延伸部的侧面或端面设置密封圈等结构，提高密封强度；其次，竖板的上端带有第一插板，插板能插入到插孔内，以通过第二螺栓连接；在上限位板的上端同样可带有和第一插板相适配的第二插板，能相互紧贴共同插入到插孔内；随后通过第二螺栓横向穿过延伸部一侧沉孔、第一插板和第二插板上的通孔、延伸部另一侧的螺纹孔，即可实现连接。

16、更进一步的优化，为将第一靶窗密封在内，所述腔体一侧连接有束流管道，且所述腔体一侧带有供所述束流管道端部插入的安装槽；所述束流管道端部和安装槽周侧焊接，并将所述第一靶窗密封在内。

17、更进一步的优化，为实现对第二靶窗的安装与快速拆换，所述腔体另一侧还设置有第二法兰座和靶窗盖，所述第二法兰座固定于腔体侧面，并在中部开设有第四通孔，所述第四通孔和第一通孔连通并同轴设置；

18、所述靶窗盖包括有第二法兰盖以及位于第二法兰盖中心的第二靶窗，所述第二法兰盖能密封固定于第二法兰座上；

19、所述第二靶窗朝第四通孔轴向延伸，并能伸入到第四通孔内，以和第一靶窗在第一通孔内合围形成靶室。本方案中，靶窗盖包括有第二法兰盖和第二靶窗，第二法兰盖和第二靶窗可一体成型为整体结构，第二法兰盖和第二法兰座之间可同样通过刀口法兰实现密封。在第二法兰盖中部孔道位置设置第二靶窗，且第二靶窗能延伸到第四通孔中，以和腔体内的阶梯孔配合；其次，在需要更换第二靶窗时，将整体的靶窗盖进行更换即可。

20、更进一步的优化，为实现对靶片的冷却，所述腔体侧壁上还连接有冷却进口管道和冷却出口管道，所述腔体内部开设有和冷却进口管道以及冷却出口管道连通的冷却通路。

21、本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

22、1.本发明提供了一种多功能可插拔电子加速器靶系统，采用本方案，将靶室和真空环境完全隔离，通过插拔的方式即可实现靶片的快速更换与功能切换，提升系统维护效率和多用途兼容性，满足放射性同位素生产与轫致辐射应用需求。

23、2.本发明提供了一种多功能可插拔电子加速器靶系统，靶片采用多层叠加结构，层数可按需调整，材料包括钼、钽等，可按需组合配置，实现轫致辐射靶与多种同位素生产靶的快速切换；并能进行多功能切换能力，一套系统适用于多种应用场景。

24、3.本发明提供了一种多功能可插拔电子加速器靶系统，通过两组法兰盖和法兰座的相互配合，不仅实现了靶片的快速切换，且能实现第二靶窗可独立替换结构，在受损或退化后可快速更换，保障靶整体长期稳定运行，提高维护效率。