Cyclotron
MÁY GIA TỐC CYCLOTRON HIC-KOTRON13
1. Giới thiệu chung về HIC-KOTRON13
Máy gia tốc cyclotron HIC-KOTRON13 do hãng Samyoung Unitech chế tạo dùng để sản xuất dược chất phóng xạ 18FDG dùng trong kỹ thuật chuẩn đoán ung thư sớm PET/CT. Máy lắp đặt tại Trung tâm chiếu xạ Hà Nội - Viện Năng lượng Nguyên tử Việt Nam, thuộc thế hệ đầu do Viện KIRAMS thiết kế với tên gọi là KIRAMS13. Máy này được xếp vào loại máy cyclotron có từ trường cố định, tần số dao động RF cố định. Hạt proton được gia tốc tới năng lượng 13 MeV dùng cho phản ứng hạt nhân tạo đồng vị phóng xạ 18F. Từ trường đẳng thời được tạo ra từ 4 điện cực bằng thép và hai cuộn dây tạo dòng điện đặt đối xứng phía trên và dưới của mặt phằng quỹ đạo của chùm hạt. Dao động điện RF có tấn số cố định 77,3 MHz, biên độ tới 45 kV dùng để gia tốc chùm hạt tại khe gia tốc. Nguồn ion đặt tại vùng tâm của máy, được chế tạo theo công nghệ PIG dùng để tạo ion âm Hydro. Buồng gia tốc cộng hưởng RF với tần số cố định 77,3 MHz. Hệ tách chùm hạt ra khỏi máy gia tốc và hướng chùm hạt tới bia theo kỹ thuật Stripping Foil. Tại đây 2 hạt điện tử quỹ đạo của ion âm Hydro được giữ lại trên lá Carbon foil tạo ra ion dương Hydro và được hướng tới bia dưới tác dụng của lực từ trường. Dòng proton trên bia đạt tới 50 μA. Hệ chân không bao gồm chân không sơ cấp đạt tới 10 -3 mbar và chân không thứ cấp loại khuếch tán dầu đạt tới 2x10-7 mbar. Hệ thống làm mát Chiller bằng nước duy trì hoạt động của máy gia tốc từ 13oC đến 14oC.
Hình ảnh máy gia tốc cyclotron HIC-KOTRON13
2. Các thông số kỹ thuật cơ bản của HIC-KOTRON13
|
Tên Bộ phận
|
Loại thông số
|
Giá trị thông số
|
|
Chùm hạt proton lối ra
|
Năng lượng / Dòng ra
|
13 MeV / 50 µA
|
|
Hệ thống Từ trường
|
Loại điện cực
|
Loại H
|
|
Số lượng điện cực
|
4 điện cực
|
|
Đường kính
|
0,96 cm
|
|
Độ rộng khe Hill/Valey
|
4 cm/12 cm
|
|
Giá trị từ trường tại Bmax(Hill)/Bmax (Valey)
|
1,99 T / 0,99 T
|
|
Dòng cuộn dây nam châm
|
145,300 A
|
|
Công suất
|
12 kW
|
|
Số lượng vòng dây cuộn nam châm
|
16 lớp x 19 vòng
|
|
Hệ thống Điện trường
|
Tần số
|
77,3 MhZ
|
|
Hệ số Harmonic
|
4
|
|
Số lượng điện cực Dee
|
2
|
|
Góc Dee
|
43,5o
|
|
Điện áp trên Dee
|
45 kV
|
|
Hệ thống tách chùm hạt
|
Lá Carbon Foil
|
|
|
Nguồn ion
|
Công nghệ PIG ca-tốt lạnh, làm mát bằng nước
|
Khí vào Hydro
|
3. Công suất của HIC-KOTRON13
Máy gia tốc HIC-KOTRON13 hoạt động trong điều kiện cơ bản: Duty 70%; Arc 1,5 A; Gas 7,5 sccm,.. Dòng trên bia đạt khoảng 37 µA. Sau khoảng 2h30 phút bắn bia, hoạt độ phóng xạ đồng vị 18F đạt tới 1,5 Ci. Với hiệu suất tổng hợp dược chất phóng xạ 18F-FDG khoảng 60 – 65%, sau khoảng 30 phút tổng hợp, hoạt độ phóng xạ dược chất này đạt khoảng 1 Ci.
Hình ảnh phổ dòng ra của HIC-KOTRON13