核素恒温器散热结构设计与分析*
2021-10-20柳飞洪汪鹏程闫赛飞
电子机械工程 2021年5期
吕 璇,柳飞洪,汪鹏程,闫赛飞,张 龙
(安徽工业大学冶金工程学院,安徽马鞍山243000)
引 言
将放射性核素搭载在蛋白质分子上,用来标定肿瘤或对其进行放射性治疗是当前医疗领域普遍采用的一种技术手段。大部分正电子核素具有相对短的半衰期,因此将正电子药物标记在活性分子上的时间要短。最初此类药物均采用手工合成,但辐射会危害人体健康,于是出现了药物自动合成装置。早期的自动合成装置结构复杂,合成时间长且产率较低[1–3]。近年来,高度集成的自动合成模块因具有合成过程稳定、合成时间短、合成产率高等优势而被广泛采用[4]。
自动合成模块目前普遍采用的加热方式主要有油浴和水浴2种。但水浴、油浴容器存在加热温度波动大、不易安装、易污染等缺点,并且在长期使用过程中普遍存在锈蚀、渗漏等问题。与传统的液体浴不同,核素恒温器温控技术(采用程序控制的恒温技术)控温精准,可控温范围广,绿色环保,无毒无害,易于集成,可提高效率,可节省空间[5]。
核素恒温器采用一种带有发热元件且具备温度调控功能的金属结构件。在放射性药物合成过程当中,为缩短2个药物合成步骤温度区间的过度时间,要求将恒温阶段恒温器的温差控制在5°C以内,因此提高其散热性能是其关键。结合热仿真技术进行结构设计是常用的研究方式[6],目前为提高散热性能对结构件的研究多集中在矩形翅片的结构设计上。韩宁等[7]采用复合法对型材散热器结构(如肋长、肋高、肋间距、翅片数、翅片形状等)进行了优化;……
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