由于放射性同位素能够放射适当数量和类型的电离辐射，放射性 同位素具有多种医疗应用。这种能力使》文射性同位素在与癌症相关的
治疗、医学成〗象和标记4支术、癌症和其它疾病it断和医学灭菌中纟艮有 用。
具有大约几天或甚至几小时量级的半衰期的短期放射性同位素 对癌症和其它医学治疗特別重要，因为短期放射性同位素具有产生独 特的放射分布，且在放射剂量输送到具体应用之后会快速地衰变成从 体内排出的无害、稳定的同位素的能力。然而，这些短期放射性同位 素的短半衰期也使其难以获取和处理。短期放射性同位素通常通过使 用在医疗设施或附近生产设施处的现场的中子来轰击加速器或低功 率反应堆中稳定的母同位素来产生。由于衰变时间相对较快和特定应 用中需要精确数量的放射性同位素，这些》文射性同位素-皮迅速运送。 此外，医用短期放射性同位素的产生通常需要笨重且昂贵的放射和提 取设备，这些设备对于医疗机构可能太昂贵、占用太大空间和/或不安 全。
具有医疗应用的若千种短期放射性同位素可以通过核裂变产生， 并且由此可以在核电站中大量产生。例如，在核燃料中的铀235的裂 变可以产生大量的锝99，锝99在多重成像和癌症诊断应用中很有用。 然而，在核燃料中产生的短期放射性同位素可能与大量其它核裂变副产物混合。对有用的短期放射性同位素的提取可能会有不能接受的辐 射和化学曝露危险，以及/或可能需要大量时间，在这段时间里，短期 放射性同位素可能会衰变到不可用的数量。
由于生产的困难和短期放射性同位素的寿命，对这种放射性同位 素的需求可能远远大于供给，尤其是对于在诸如癌症等难以治愈的疾 病领域中有重大医学应用的那些.放射性同位素的需求。与用于诸如癌 症等疾病的典型的护理成本相比，有效的短期》丈射性同位素的成本可 能变得过高。

示例性实施例涉及在民用核反应堆和相关设备中产生可用于医 学应用的》丈射性同位素的方法。示例性方法可以^^用在核反应堆容器
中常见的仪表管(instrumentation tube),以将放射对象曝露于在运行的 核反应堆中出现的中子流。由于该中子流，短期放射性同位素可以在 放射对象中产生。然后，可以通过将放射对象从仪表管和反应堆安全 壳中移除中来相对快速且简单地获取这些短期放射性同位素，而无须 关闭反应堆或不需要化学提取过程。然后，放射性同位素可以立即运 送到医学设施，以用于例如癌症治疗。
设备及其仪表管。示例性实施例可以包括构造成以便将放射对象插入
统。示例性实施例可以包括管道子系统、放射对象传动子系统，以及 /或用于将放射对象插入仪表管中以及从其中移除的放射对象存储和 移除子系统。示例性实施例可以以线性顺序来保持其中所使用的》丈射 对象，以允许跟踪和测量在示例性实施例i丈射对象中产生的》欠射性同 位素。
附图简述通过详细描述附图，示例性实施例将变得更加显而易见，其中， 相同元件由相同参考标号表示，这些参考标号仅以说明方式给出，因 此不限制本文的示例性实施例。
图l是具有仪表管的传统核反应堆的图示。
图2是用于在核反应堆中产生短期放射性同位素的示例性实施例 系统的图示。
图3是示例性实施例系统的示例性实施例管道子系统的图示。 图4A和4B是可与示例性实施例系统一起使用的示例性实施例套 管的图示。
图5是可与示例性实施例系统一起使用的示例性实施例放射对象 传动子系统的图示。
图6是可与示例性实施例系统一起使用的示例性实施例放射对象 存储子系统的图示。
图7是可与示例性实施例系统一起使用的示例性实施例移除机构 的图示。
图8A和8B是示例性实施例放射对象的图示。 具体实施方式
此处公开了示例性实施例的详细的说明性实施例。然而，为了描 述示例性实施例，本文公幵的特定的结构和功能细节仅仅是代表性 的。然而，示例性实施例可以以许多替换形式来实现，并且不应理解 为i"又限于本文所阐述的示例性实施例。
应当理解，虽然用语第一、第二等在本文中可用于描述各元件， 但是这些元件不应被这些用语限制。这些用语仅用于使一个元件区别 于另一个元件。例如，第一元件可以称为第二元件，同样，第二元件 也可以称为第一元件，而不偏离示例性实施例的范围。如本文所用， 用语"和/或"包括相关所列项目中的一个或多个项目的4壬何及所有组 合。应当理解，当元件被称为"连接"、"联接"、"配合"、"附 接，，或"固定，，到另一元件时，该元件可以直接连接或联4妄到其它元 件或可能存在中间元件。相反，当元件被称为"直接连接"或"直接 耳关接"到另一元件时，则不存在中间元件。用于描述元件之间的关系 的其它词语(例如，"...之间"对"直接在...之间"、"相邻"对"直 4姿相邻"等)应以同样方式解释。
本文所使用的用语仅出于描述特定实施例的目的，并且不意图限 于示例性实施例中。如本文所用，除非文字明确地作出其它表示，单 数形式"一"和"该"旨在也包括复数形式。还应当理解，本文中使 用的用语"包括"和/或"包含"表明存在所述的特征、整体、步骤、 4栗作、元件和/或部件，^旦不排除存在或添加一个或多个其它特征、整 体、步骤、操作、元件、部件和/或其组合。
还应当注意，在一些备选实施中，所述功能/动作可以不按附图中 所表明的顺序出现。例如，取决于所涉及的功能性/动作，连续显示的 两个附图事实上可以基本上同时实施，或者有时可以以相反的顺序来 实施。
图1是可与示例性实施例和示例性方法一起使用的传统的反应堆
压力容器IO的图示。反应堆压力容器IO可用于至少IOO兆瓦电力的
民用轻水核反应堆中，该轻水核反应堆在全世界范围内通常用于发
电。反应堆压力容器IO可布置在安全壳结构411内部，该安全壳结 构411用于在出现事故的情况下拦截放射能，并且防止在反应堆10 运行过程中进入该反应堆10。反应堆容器10下方的空腔(称为干井20) 用于容纳服务于该容器的装置，如泵、排水管、仪表管和/或控制杆驱 动器等。如图1所示，至少一个仪表管50垂直延伸到容器10中并深 深地进入或通过堆芯15,该堆芯15在运行过程中包含核燃料和相对 大量的中子流。仪表管50通常可以为圓柱形，并且可以依据容器10 的高度加宽；然而，在行业内也通常会见到其它仪表管几何形状。仪 表管50可具有例如约1英寸的内径和/或孔隙。仪表管50可在反应堆容器10下方终止于干井20中。通常，仪 表管50可以允许中子探测器和其它类型的探测器通过干井20中下端 处的开口插入其中。这些探测器可以通过仪表管50向上延伸，以监 测堆芯15中的状态。传统监测器类型的实例包括宽区段探测器 (WRNM)、源区段监测器(SRM)、中间区段监测器(IRM)和/或局部功 率区段监测器(LPRM)。由于密封性和辐射危害，进入仪表管50和插
入在其中的任何监测装置通常都限于运行停止期。
虽然以民用沸7jc反应堆中常见的部件显示了容器10，但是示例性
实施例和方法可以与具有仪表管50或延伸到反应堆中的其它进入管 的若干种不同类型的反应堆一起使用。例如，具有从100兆瓦电力以 下到若干千兆瓦电力的额定功率并且具有处于与图1所示的位置不同 的若干位置上的仪表管的压水反应堆、重水反应堆、石墨减速反应堆 等可以与示例性实施例和方法一起使用。这样，可用于示例性方法的 仪表管可以是关于堆芯采用任意几何形状的任意突出特征，其允许封 闭通到各种类型的反应堆的核堆芯流的通道。
申请人认识到，仪表管50可用于快速并持续地大量产生短期放 射性同位素，而不需要化学或同位素隔离和/或等待民用反应堆的反应 堆关闭。示例性方法可以包括在堆芯15运行时将放射对象插入仪表 管50中，并且将该放射对象曝露于堆芯15,从而使放射对象曝露于 通常在运行的堆芯15中遇到的中子流。堆芯流可以将放射对象的相 当一部分转变成有用的放射性同位素，包括可用于医学应用的短期放 射性同位素。然后，将放射对象从仪表管50中收回(甚至在堆芯15正 在进行的运行过程中）和移除，以用于医学和/或工业用途。以下描述 了使示例性方法可行的示例性实施例，包括示例性实施例使其可行的 示例性方法的其它细节。
图2是用于在核反应堆中产生放射性同位素的示例性实施例系统 的说明。在图2中显示了示例性实施例》丈射性同位素产生系统IOO布 置在反应堆压力容器10的下方，在千井20中、仪表管50的下方。示例性实施例放射性同位素产生系统100可以将放射对象250插入仪 表管50中以及从其中移除，以用于在运行的容器10中放射。示例性 实施例i文射性同位素产生系统100可以包括三个不同的子系统(将在 下面依次讨^仑)，即仪表管道子系统200、》文射对象传动子系统300和 /或放射对象存储和移除子系统400。下面最后将讨论放射对象250及 其在示例性实施例和方法中的用途。
管道子系统
图3是示例性实施例仪表管道子系统200的图示。如图3所示， 也如图1-2所示，仪表管50从干井20中的较低位置延伸到反应堆容 器10和包含核燃料的核堆芯15中。可经由仪表管开口 51由放射传 动子系统300(图5)将放射对象250线性地推入仪表管50中以及从其 中移除。
仪表管50可以延伸到堆芯15的顶部16附近。从而放射对象250 可以贯穿核堆芯15的垂直长度而线性地布置和保持在仪表管50中。 堆芯15中的中子通量可以是已知的，并且可以足够地高，以便将管 50中的相当大量的放射对象250转变成有用的短期》丈射性同位素。如 参照图8A和8B将在以下讨论的，对象250的类型和核堆芯15中的 垂直位置可以允许精确地计算曝露时间和》文射性同位素产生速率，以 增强放射性同位素的产生和放射性。
可将套管260插入仪表管50中，以提供对》文射对象250的进一 步的密封、防护和几何匹配。套管260可以是大体刚性的，并且可由 当曝露于运行的核堆芯15时基本上保持其物理特征的材料制成。套 管260可由例如不锈钢、铝、锆合金、因科镍合金(inconel)、镍、钛 等制成。
套管260可以延伸越过4义表管50的开口 51，以提供仪表管50之 外的引导和对准。例如，套管260可以向下延伸，并且在靠近》文射对 象传动子系统300处终止，以便适当地将》文射对象250导入和导出》文射对象传动子系统300，该子系统可以定位得比开口 51更低于容器 10。
套管260可以提供平滑、持续的内表面，以有利于将放射对象250 插入仪表管50以及从其中移除。如上所述，仪表管50可以具有多种 几何形状，和/或可以依据进入容器10的垂直距离改变宽度。套管260 可以具有不同的外径，以对应仪表管50的几何形状，〗旦是套管260 可以具有与放射对象250的大小相关联的一致的内径。例如，套管260 可以具有窄到足以防止放射对象250在仪表管50中直线地移动或改 变位置的内径，以允许保持放射对象的顺序以允许基于顺序的识别 等。
在示例性实施例中，套管260可以是模块化的，并包括允许组装 和插入仪表管50中的若干件。如图4A和4B所示，若干不同的部件 可以形成^f莫块化的套管260。在图4A中，显示了套管260的区段261。 各个区段261可以包括配合元件264和/或265，该配合元件可以将各 个区段261连接到另 一区段261 ，并且由于是空的而允许放射对象250 穿过区l殳261。配合元件264和265可以包括例如空心螺紋端和孔或 空心突出部和接受器。区段261可以具有变化的外径262，以符合或 反映仪表管50的几何形状，并且该外径足够小以能通过开口 51。区 段261可以包括相对恒定且具有与接纳放射对象250相适应的宽度的 内径263。因此，如果区段261单独地插入仪表管50中，则可以将区 段261组装在仪表管50内部，以便为插入到管50和套管260中的放 射对象250提供连续、线性的内径。
或者，如图4B所示，套管260可以具有基本上恒定的内径和外 径，并且一个或多个模块化的筒夹266可以联接到套管260，以提供 仪表管50和套管260/筒夹266之间的配合。因此，筒夹266可以围 绕仪表管50中的套管260而插入和组装，以便为插入到管50及由模 块化筒夹266所围绕的套管260中的放射对象250提供连续、线性的 内径。放射对象传动子系统
图5是示例性实施例放射对象传动子系统300的图示。如图5所 示，两个传动齿轮310a和310b可以从仪表管50的套管260或开口 51接收放射对象250，和/或将放射对象250传送到仪表管50的套管 260或开口51。传动齿轮310a和310b可以布置成彼此相对。传动齿 轮310a和310b可以在容器10下方的干井20中布置在仪表管50下方 及两侧上。通过基于容器10下方的干井20中的空间量来确定传动齿 轮310a和310b以及目标传动子系统300的大小和定位，》文射性同位 素产生系统IOO可以完全配合在全世界许多当前运行的核反应堆的干 井20内。
传动齿轮31 Oa和31 Ob可以具有特别地成形的圓周表面或侧表面 311a/311b,该表面与it射对象250的形状互补，从而牢固地抓住并保 持进入传动齿轮31 Oa和31 Ob之间的放射对象250或与该;故射对象250 相适配。例如，如图5所示，表面311a和311b可以具有圓齿形，以 便与球形放射对象250匹配。表面311a和311b中的圆齿可以具有与 放射对象250的半径基本上相似的半径，以牢固地抓住并移动进入传 动齿轮310a和310b之间的放射对象250，同时，保持放射对象250 进入和退出仪表管50的相同的线性顺序。或者，表面311a和311b
外方式成形的放射对象。
传动齿轮310a和310b可以绕垂直于仪表管50的平行轴线沿相 反的方向旋转，以便升高或降低从其中通过的放射对象250。例如， 如图5所示，如果传动齿轮310a以顺时针方向旋转，传动齿轮310b 以逆时针方向旋转，则位于传动齿4仑310a和310b的旋转轴线之间和 下方的放射对象250可以从存储和移除子系统400提升到管道子系统 200中。相反，如果传动齿轮310a和310b以相反的方向旋转，使得 传动齿轮310a以逆时针方向旋转，传动齿轮310b以顺时针方向旋转，则;^文射对象250可以^^管道子系统200降低到移除子系统400中。
传动齿轮310a和310b和可用于放射对象传动子系统300的其它 示例性传动机构可以保持从管道子系统200和放射对象存储和移除子 系统400之间穿过的放射对象250的线性顺序。这样，可在整个示例 性实施例系统100中保持力文射对象250的整体线性顺序，并且可以成 功地执行取决于管50内的放射对象250垂直顺序的任意放射对象监 测。
如图5所示，传动齿轮310a和310b可由驱动动力子系统390驱 动，该驱动动力子系统390允许传动齿轮31 Oa和31 Ob之间的同步运 动。图5所示的示例性实施例显示了多个单独的齿轮，该多个单独的 齿轮将来自动力传动轴325的运动传递到传动齿轮310a和310b。动 力传动轴325可以连接到分别与上传递齿轮392a和392b的带齿区域 啮合的带齿的下传递齿4仑391a和391b， >^人而可以通过动力传动轴325 的旋转来使上传递齿纟仑392a和392b进4亍旋转。上传递齿轮392a和 392b分别可以包括分别与传动齿轮31 Oa和31 Ob啮合或者以其它方式 联锁的螺紋端或联锁端393a和393b。这样，可以通过动力传动轴325 的旋转来使两个传动齿轮310a和310b进行旋转。
如图5所示，下传递齿4仑391a和391b可以分别采耳又关于传动齿 库仑310a和310b相对的定向来啮合，从而如上所述沿相反的方向旋转 传动齿轮310a和310b。上传递齿轮392a和392b可以具有相似的半 径，并且可以与具有相似半径的传动齿轮310b和310a啮合，从而对 传动齿轮31 Oa和31 Ob施加对称的角运动(传动齿轮31 Oa和31 Ob可以 具有各自的负角运动)。因此，如果传动齿轮310a和310b具有表面 311a和311b的相似的外半径,放射对象250就可以适配在表面311a 和311b内的不变的周边位置处，从而允许通过上述传动齿轮310a和 310b来保持和配合放射对象250。
应当理解，可以在示例性实施例中使用布置齿轮和/或为传动齿專仑 310a和310b提供动力的任何已知的方法。例如，虽然显示了在上传递齿轮392a和392b上用蜗轮系统来驱动传动齿轮310a和310b，但 是也可以使用其它接合方式，包括传统齿轮和/或摩擦片接合。或者， 例如，传动齿轮310a和310b可以直接由电动机驱动，而不需要驱动 动力子系统390和动力传动轴325。
动力传动轴325可由多种装置本地驱动，包括来自无齿轮主循环 泵的马达921等，或者也可以远距离驱动。如图5所示，动力传动轴 325可以连接到能够旋转该动力传动轴325的马达921。数字计数器 911可以进一步连接到动力传动轴325，以便探测动力传动轴325的 位置、旋转次数和/或角速度。数字计数器911和马达921两者都可以 与计算机900通信连接。
可以对计算才几900进行适当地编程，对其输入或者可以访问相关 的系统信息-包括(例如)示例性实施例系统100中使用的齿轮半径和 这些齿轮之间的连接、放射对象在其它子系统200和400中时齿轮的 位置、反应堆轴向流分布、放射对象尺寸、补料和线性顺序，和/或来 自数字计数器911和马达921的信息。利用这种信息，计算机900可 以自动地促动马达921 ，并且使;改射对象250移过示例性实施例系统 100。这种自动促动可以基于已知的系统和反应堆信息，包括在线状 态。这样，计算机900可以与其它子系统连接（包括以下描述的放射对 象存储和移除子系统400),并与其协调，从而允许整个示例性实施例 系统100中的同步。
取决于传动齿轮31 Oa和31 Ob的旋转速率和传动齿轮31 Oa和31 Ob 的半径，放射对象传动子系统300可以以任何合乎需要的速度将放射 对象250插入管道子系统200中，以及从其中移除该放射对象250。 此外传动齿轮310a和310b可用于保持放射对象250在管道子系统200 内的轴向位置。因为可以通过(例如)上传递齿轮392a和392b的螺紋 端393a和393b上所用的蜗轮系统以及传动齿轮310a和310b将传动 齿轮310a和310b保持就位，所以放射对象250可以保持在轴向位置， 而在锁定的传动齿轮310a和310b以及管50和/或套管260之间，放射对象250没有空间漏出。也就是说，螺紋端或耳关锁端393a和393b 可以包括与传动齿轮310a和310b接合的螺旋，,人而为传动齿轮310a 和310b提供运动，并且旋转该传动齿轮310a和310b，但是阻止传动 齿轮310a和310b对驱动动力子系统390进行驱动。
通过保持仪表管50中的放射对象250的轴向顺序和将放射对象 250插入堆芯15中或从其中移除的顺序，可使得能够对通过放射对象 传动子系统300的放射对象250进行跟踪和识别。
虽然放射对象传动子系统在图5中被示为一系列齿轮，但是如本 领域技术人员将理解的，可以使用在子系统200和400之间提升和/ 或降低力文射对象250的其它机构。例如，子系统200和400之间的促 动器或气动式驱动器可用于在这些子系统之间移动和保持放射对象 250。这样，其它机构可用于目标传动子系统300,同时仍然允许示例 性实施例放射性同位素产生系统100用于将放射对象插入运行的核反 应堆的仪表管50中以及从其中移除。
》文射对象存储和移除子系统
图6是示例性实施例放射对象存储和移除子系统300的图示。如 图6所示，放射对象250可以在存储和移除子系统400的顶部附近进 入或离开放射对象传动子系统300。放射对象250可以从保持管420 进入/离开存储子系统300，该保持管420从放射对象传动子系统300 的出口向下延伸到干井20的较低位置。保持管420可以是由设计成 当曝露于存在于运行的核反应堆附近的辐射时能够基本上保持其物 理特征的材料(包括例如不锈钢、镍基合金，钛等)制成的刚性管。
未经放射的(新的)放射对象250可以通过保持管420向上移动， 以装入放射对象传动子系统300中，和/或经放射的放射对象250(由于 曝露于堆芯中子流，现在包含短期放射性同位素)可以向下移入到保持 管420中，以在由放射对象传动子系统300从运行的反应堆移出之后 存储在保持管420中。保持管420可以包括位于保持管420中的间隙附近的出管410和移除才几构415，以下对应于图7对其进行了描述。
移除机构415可以将放射对象250从保持管420推入出管410。 而出管410可通过安全壳411到达外部保持区412,在该外部保持区 412中可以获取放射对象250以作为放射性同位素使用。出管410可 以以多种方式通过安全壳411，包括通过引出安全壳411的干井20中 的已知的管路和/或抢口，和/或通过穿过安全壳411的特别设计的通 道。这样的通道可以特別地设计成可承受安全壳加压和/或稳固。
图7是示例性实施例移除机构415的图示。如图7所示，示例性 实施例移除机构415可以包括连接到轴417的推棒418和成活塞/轮构 造的传动轮416。传动轮416可由移除齿轮装置414驱动，以旋转并 将放射对象250从保持管420推入出管410中。
移除齿轮装置414可以是连接到传动轮416的传统的嵌齿，或者 可以是如图7所示的螺旋和蜗轮构造。移除齿轮装置414可以在合乎 需要的时间连接到驱动动力子系统390和/或动力传动轴325(图5)，以 便在放射对象被放射对象传动子系统300移动时，同步地提取该放射 对象。这样，通过保持对象顺序和/或同步地将目标250移过示例性实 施例放射性同位素产生系统100，子系统之间的精确定位和放射对象 250识别是可行的。或者，马达922和/或数字计数器912可以附接到 传动轴325,以便为计算才几900提供旋转定位和定时。这样的系统可 以与以上在图5中所讨论的马达921/数字计数器911组合相似，并且 可以将相似的信息传递给共享的计算机900,以方便放射对象250在 示例性实施例系统100内部的移动的同步以及^v其中移除的同步。
虽然示例性实施例移除机构415被示为活塞/轮构造，但是其它类 型的移除机构也可与示例性实施例一起使用。例如，移除机构415可 以包括只是在被促动时将放射对象250推入出管410中的远程操作的 促动器。如本领域技术人员所知，本领域已知的其它类型的移除机构 可以替代移除机构415。
如图6所示，》文射对象250可以填入向下通到流动控制^L构450的保持管420。补料管460可以以螺旋形的方式向上并在子系统400 和/或300周围延伸到放射对象贮存器419。这样，重力可以驱动放射 对象250向下通过补料管460到达流动控制才几构450。虽然补料管460 被示为螺旋形，但是可以使用任何种构造，包括由附加驱动系统辅助 以便将放射对象推到流动控制机构450的、自贮存器419笔直或向上 的通道。
流动控制机构450可以是与放射对象传动子系统300的传动齿轮 310a和310b(图5)相似的带齿的和/或特别地刨平的齿轮，而省略了对 这些多余部分的描述。流动控制机构可以包括水平的而非像传动齿轮 310a和310b那样垂直的成对的齿轮。与齿轮310a和310b相似，流 动控制机构450可由通过连接齿轮连接到传动轴的蜗^^来移动。传动 轴可以连接到马达和/或计数器，马达和/或计数器两者都可以连接到 计算才几900,计算冲几900可以与流动控制机构450 —起进一步协调和 控制放射对象250的运动。
流动控制机构450可以在补料管460和保持管420之间保持和/ 或移动放射对象，该补料管460和保持管420两者都可具有靠近流动 控制机构450的开口 。因为可以从贮存器490中用重力驱动放射对象， 流动控制机构450可用于在任何不希望的时间阻止放射对象被向上推 入保持管420中。流动控制机构450可由与放射对象传动子系统300(图 5)相同的齿轮组320和/或动力传动件325驱动，以便简化和保持示例 性实施例放射性同位素产生系统100的同步。对流动控制机构450进 行控制的计算机900上的软件可以保持所有子系统200、 300和400 之间的同步性。
流动控制机构450被示为一组齿轮；然而，可使用若干种不同类 型的阻止装置(如促动器、阀等)来控制放射对象在补料管460和保持 管250之间的运动。
通过示例性实施例存储和移除系统400的构造，可以保持放射对 象250顺序和线性不受将放射对象250插入示例性实施例放射性同位素产生系统100中和从其中移除的影响。例如，当放射对象250在堆 芯中被放射之后，该放射对象250从》丈射传动系统300中被送入保持 管420中，该对象可以被支持和/或被推入补料管460中，直到所有放 射管从仪表管道子系统200中移除。由于补料管460的重力驱动性质， 流动控制才几构450可以允许经放射的》丈射对象250向上返回到移除斗几 构415，该移除机构415可以同步地将成队列的经放射的放射对象250 提取到出管410。这样，当经放射的放射对象250被引到安全壳411 外时，可以保持放射对象从管50中最顶端到最底端的位置的精确的 垂直顺序。
堆芯15内的中子通量对本领域技术人员通常是已知或可确定的。 通过保持堆芯中的放射对象的线性顺序，示例性实施例系统100可以 提供放射对象250中的最大的放射性。这样，通过允许将已准备好释 放的对象置于具有有助于为放射对象250的医学和/或工业用途产生 所需的特定放射性的流的轴向位置处，可以提高放射对象250的特定 放射性。
此外，通过图6所示的构造，补料管460的长度大约可以等于仪 表管50的长度，从而防止错误的计数或防止放射对象过量流到放射 对象传动子系统300或管道子系统200中。贮存器419可以存储另外 的放射对象，在所有的之前经放射的放射对象250传入保持管420中 之后，该另外的放射对象可以释放到补料管460中。这样，贮存器419 可以持续地将放射对象250供应到示例性实施例放射性同位素产生系 统100中，并且可以提高放射性同位素的产量。
贮存器419可以充当目标补料储存器和用于放置离开多层环460 的目标250的储存器。当子系统300和/或流动控制机构450将目标推 进到反应堆堆芯中时，可以允许另外的目标250通过重力离开储存器 419，并进入补料管460。当目标/人反应堆堆芯退出时，该目标可以移 回到储存器贮存器419中。贮存器419可以具有允许这种放射对象运 动的多种形状，包括例如漏斗形贮存器。图6所示的示例性实施例放射对象存储和移除子系统400有助于 包含可用于医学和工业应用的短期放射性同位素的放射对象250的有 序移除和/或存储；然而，其它示例性实施例子系统也可以成功地允许 从放射性同位素产生系统100中移除经放射的放射对象250。例如， 移除子系统300可以全部由引到安全壳外部的出管组成，使得放射对 象250可以直接从力丈射对象传动系统离开容器10,和/或直接从放射 对象传动系统装入容器10中。
j丈射性同位素产生系统的运行
以上描述了示例性实施例放射性同位素产生系统，可以概括这种 示例性实施例用以实现示例性方法的运行。新的》文射对象250可以存 储在贮存器419(图6)中，和/或由流动控制机构450保持在补料管460 中。在释放或启用流动控制机构450之后，通过重力（因为贮存器419 位于保持管420上方)和/或通过流动控制机构驱动，^:射对象250可 以通过保持管420向上移动。
当足够量的放射对象250已经进入了保持管420时，放射对象250 可以在传动齿轮310a和310b(图5)附近离开保持管420。传动齿4&310a 和310b可以旋转，以与来自保持管420的放射对象250配合。传动 齿轮310a和310b可以顺序地将放射对象250移入套管260(图3)中， 同时保持放射对象250的顺序。放射对象250可以连续地推入套管260 中，以便通过开口 51进入仪表管50中，并且向上进入堆芯15中。 当仪表管50和套管260装满了放射对象时，传动齿轮310a和310b 可以使力丈射对象在管50中保持就位。
在放射对象保持在管50和堆芯15中的同时，可以运行堆芯15。 已知堆芯15的轴向流分布和》文射对象250补料，可以将》文射对象保 持在堆芯15内一段时间，以大致将放射对象250转变成所需的放射 性同位素。
当所需的时间段结束时，传动齿轮310a和310b可以停止将目标250保持在管50和套管260内和/或调转方向以<更允许放射对象乂人套 管260返回到保持管420中。对放射对象250的这种向下驱动可以支 持保持管420或补料管460中的其它放射对象进一步返回到补料管 460中。保持机构450可以进一步协助使放射对象返回补料管460中， 或者备选地，可以防止任何放射对象进入保持管或移除进入保持管的 那些目标250，使得当经放射的放射对象250向下进入保持管420中 时，该保持管420是空的。
当所有经放射的放射对象250从套管260倒空到保持管420中时， 保持机构450可以将经放射的放射对象250推入或允许重力将其推入 出管410(图7)中。移除机构415可以通过保持机构450将放射对象250 以与其运动同步的方式推入出管410。
可以从出管410将经放射的放射对象250从安全壳411中移除并 获取，以用于医学或工业。在示例性实施例系统的整个运行中，放射 对象250保持线性顺序。以上所述的整个过程可以由如上所述关于各 子系统驱动每个子系统的远程用户或计算机900自动地完成。例如， 远程计算才几900可以启动目标250到堆芯15的插入，并且可以计算 堆芯15的轴向中子流分布和置于堆芯15中的放射对象250的中子特 征。已知放射对象的线性顺序并由此已知其在堆芯中的轴向布置，计 算机可以计算所需的曝露时间。当曝露时间过去时，计算机可以启动 放射对象250从堆芯中的移除，且当从堆芯15移除了所有目标250 时，计算机900可以启动从示例性实施例系统和安全壳411中移除目 标250。当移除时，可以以线性顺序计算各个放射对象250的精确放 射性和放射特性，从而允许获取和使用存在于经放射的放射对象250 中的放射性同位素。
放射对象
图8A和8B是示例性实施例力丈射对象250a和250b的图示。如图 8A所示，放射对象250a可以是粗略的球形，以便允许旋转并滚动通过示例性实施例设备。然而，如上所述，放射对象也可以是其它形状。 例如，六面体和/或圓柱体可用于放射对象250,以1更防止在某些或所
有方向滚动，或以便适应不同的仪表管50几何形状和/或位置。驱动
齿轮的表面和管道形状可以不同，以符合这些不同的放射对象几何形 状。
如图8A所示，》丈射对象250a可以大体为实心的，并且由当曝露 于存在于运行的民用核反应堆中的中子流时会转变成有用的放射性 同位素的材料制成。或者，不同的材料可以在放射对象250a中不同半 径上积累或层叠，以允许更容易地处理，及更容易地从放射对象250a 中获取放射性同位素。
或者，如图8B所示，放射对象250b可以是空心的，并且包括当 曝露于存在于运行的民用核反应堆中的中子流时会转变成有用的气 态、液态和/或固态放射性同位素的液态、气态和/或固态材料。壳体 251可以围绕和密封固态、液态或气态目标材料252,当曝露于中子 流时具有可忽略的物理变化的壳体251包含例如不4秀钢和/或铝。进入 孔口 253可以允许通过壳体251进入，以获取》文射对象250b中产生 的放射性同位素。例如，进入孔口 253可以焊接或螺紋连接到壳体251 上，以便为气态/液态/固态目标材料252和所产生的放射性同位素提 供密封。进入孔口 253可以包括当准备好获取气态/液态/固态放射性 同位素时在受适当的外力影响时容易破裂、容易戳穿等的脆弱区域 255。
虽然已将示例性实施例;改射性同位素产生系统100详细描述成可 用于执行产生和获取短期同位素的示例性方法的设备，但是应当理 解，其它设备也可用于执行示例性方法。例如，包含放射对象的闭合 套管可以以各种时间间隔以"弹药筒，，状的方式插入运行的民用反应 堆的仪表管中以及从其中移除，以便适当地将放射对象曝露于足以产 生有用的短期》丈射性同位素的中子流。
可以在示例性实施例和示例性方法中产生多种不同的》文射性同位素。示例性实施例和示例性方法可以具有特定的优点，因为它们允 许以与所产生的放射性同位素的半衰期相比相对较快的时标
(timescale)产生并获取短期同位素，而不停止民用反应堆、没有潜在地 昂贵的过程，并且没有危险且长期的同位素和/或化学提取过程。虽然 可以用示例性设备和方法来产生具有诊断和/或治疗应用的短期放射 性同位素，但也可以产生具有工业应用和/或长时间的半衰期的;^丈射性 同位素。
可以在示例性方法和设备中选择仪表管50中的放射对象250和 曝露时间量，以确定所产生的》丈射性同位素的类型和浓度。也就是说， 如上所述，因为在运行的反应堆内的轴向中子通量水平是已知的，且
的放射对象250的轴向位置，所以放射对象250类型和尺寸以及曝露 时间可用于确定所得的放射性同位素及其强度。本领域技术人员已知 以及参照传统的衰退和截面表已知，曝露于特定量的中子流时何种类 型的放射对象250将产生所需的放射性同位素。此外，可以基于放射 对象250相对更小的中子截面选择放射对象250，以便基本上不干扰 出现在运行的民用核反应堆堆芯中的核连锁反应。
例如，已知当曝露于特定量的中子流时，钼99可以转变成半衰 期为约6小时的锝99。锝99具有多种特定的医学用途(包括医学成像 和癌症诊断)和短期半衰期。使用由钼-99制成并基于目标250的尺寸 曝露于运行的反应堆中的中子流的放射对象250 ，通过确定包含钼-99 的放射对象的尺寸、运行的核堆芯中的目标的轴向位置、运行的核堆 芯的轴向分布以及放射对象的曝露时间量，可以在示例性实施例设备 和方法中产生和获得锝99。
下面的表1列出了使用适当的放射对象250可以在示例性方法中 产生的若干种短期放射性同位素。所列出的短期放射性同位素的最长 半衰期为约75天。假定反应堆停止和废燃料提取不频繁地两年出现 一次，由于从燃料中提取和获取放射性同位素要求相当长的过程和冷却时间，以下所列的》文射性同位素可能不能从传统的废核燃^f"中产生 的获取。
表l一所产生的潜在放射性同位素列表table see original document page 22
表1不是可以在示例性实施例和示例性方法中产生的放射性同位 素的完整列表，而是可与包括癌症治疗的医学治疗一起使用的某些放 射性同位素的说明性列表。适当地选择目标，通过示例性实施例和方 法可以产生和获取几乎任意短期放射性同位素来使用。
由此描述了示例性实施例，本领域技术人员将理解，通过常规实-睑可以改变示例性实施例，而无须进一步的创新性活动。变型不应一见 为偏离示例性实施例的精神和范围，对本领域技术人员显而易见的所 有这种修改都意图包括在所附的权利要求书的范围之内。