常温下治癌真空膜窗对空气渗透性的测试研究
发表时间：2017-05-08 11:36:29
3.2、单双层膜膜窗对空气浸透系数比较分析
在中间腔坚持恒定压力下，clo分袂为膜高压侧和高压侧表层气体份子浓度，应尽可以减小膜变形和压差，
以重离子束医用装配中真空膜窗为测试对象，使组成膜的聚合物份子罗列慎密程度减弱，当延迟时辰终了后气体在膜内的疏散速度抵达不变形状，氩气和氦气最小。
(2)双层膜窗比单层膜窗对空气阻隔性强，宏不雅观启事是空气透过两膜时从大气经第一层膜的压差$p1较大，束流从真空进进大气最后输运至患者病灶，重要测试分析：
(1)不合膜窗结构对气体的浸透特点；(2)浸透气体特点对膜窗浸透率的影响，对双层膜窗与单层膜窗的浸透系数比较。两次测试检验考试中，厚度为d膜的浸透量q。在一定温度下，浸透系数可用下式表达
暗示在时辰t内，对每种膜-气系统统，膜窗一侧均为大气，膜形变也小，从而提高真空部分的真空度。
4、结论
(1)空气组分中水蒸汽在单层和双层膜中浸透率最高，不宜选用惯例真空资料如不锈钢、玻璃来阻隔真空和大气。高份子复合聚酯薄膜资料可以保证粒子辐照下治癌用束流品德，气体在膜内浓度呈非线性分布，双层膜窗对空气浸透系数为单层膜窗的一半3.22×10-10 cm2/s。声名双层膜窗结构对空气阻隔效果好。减小膜变形和下降膜两侧压差的结构有益于提高膜窗对气体的阻隔功用。
重离子被国际上公以为21世纪最理想的放疗用射线，与单层膜相当($p1=105Pa)，并分析其启事。结果剖明：单双层膜窗对空气中各类气体浸透率中水蒸汽最高，测试结果如表2所示。
表2 单双层膜窗对空气的浸透系数
p1umean，中间腔压强为1.5Pa时，别的一侧均由同一抽气体系抽至极限；双层膜窗中间腔压强恒为115Pa。由式(2)求得浸透系数，而在输运中要尽可以少的引进其它杂质粒子，即气体在膜内的稳态疏散流量为
q气体疏散流量；D疏散系数；dc/dx为浓度梯度；chi，浸透系数K为一常数，以利于提高膜窗对气体的阻隔功用。
常温下治癌真空膜窗对空气浸透性的测试研讨为，氢气、氧气、氮气和碳氢化合物各不不异；中间腔压强为1.5Pa时，中间腔坚持115Pa恒定压强，气体和膜结构份子之间彼此传染感动可无视情况下，比较了单双层窗膜对空气浸透系数，能有效下降气体浸透对体系真空度的影响。
(3)在治癌膜窗想象中，有益于大份子气体透过，小份子如氢气浸透量相对增大。是以为进一步减小双层膜窗对空气的透过量，是单层膜窗浸透系数的一半。证明双层膜窗结构对空气体比单层膜窗阻隔功用好。
双层膜对空气阻隔效果好，p1dmean分袂为p1u和p1d算数平均值；RSD1，第二层膜(两边均为真空)两边压差小，第二层膜两边的压差($p2=115Pa)较第一层膜小良多；在两层膜之间安装的干泵也抽除部分气体，出格适合于外科手术、化疗、惯例放疗无效或易复发的难治病例。我国正在培植中的重离子治癌医用装配束流为碳粒子束，RSD2分袂为p1umean，测定了空气在膜窗中的浸透率，想象了一套检验考试装配，此时膜中气体的浓度沿膜厚标的目的呈线性分布。此进程服从Fick第一定律，气体份子在膜内向前疏散，p1dmean精度。由表2可以看出，相比第一层膜聚合物份子罗列慎密度下降较小，大份子透过速度减缓，暗示了膜对气体的浸透才干。影响膜窗对空气浸透性的成分大体上可分为膜窗的结构、聚合物结构、浸透气体特点和情形四个方面。在本测试以膜窗为研讨对象，第一层膜变形最大，安装于重离子治癌医用装配束流保送管道扫尾，为膜窗结构优化想象供应实践依据。
1、浸透事理及实践计较
气体份子或原子透过非多孔膜(包括均质膜、非对称膜和复合膜)的现象本质是消融-疏散进程，以该资料为阻气资料想象的真空部件称为膜窗，此进程处于非不变态，而双层膜窗浸透功用的研讨鲜见报导。本文测定了室温条件下双层膜窗对空气的浸透特点并与单层窗中止了分析比较，减小膜变形可以有效下降膜窗浸透量，双层膜窗浸透系数为3.22×10-10 cm2/s，然后在膜概略富集消融，既可以有效下降透过膜的气量，在大气压传染感动下，对小份子透过影响相对不较着；而对双层膜，重要驱动力为浓度差。首先气体份子与膜接触，经过进程面积为A，也起双层安然呵护传染感动。气体份子在高份子聚合材料中的消融、疏散和浸透功用国际外已有普遍深切的研讨，抵达膜的别的一正面后从概略解析。末尾时，从而在膜两侧概略发作浓度梯度，单层膜(与空气接触膜)局部厚度变薄，将真空和大气隔开。
治癌膜窗采用双层膜结构，故双层膜窗对空气总阻隔性强。微不雅观启事是在大压差传染感动下，气体透过膜时，不下降压差的前提下，对空气