金属微型核素加热器因其具备加热效率高、可控温度范围广、环保无害且易于集成等优势在放射性药物自动合成模块中越来越被广泛使用。对于某些需要采用“高温+低温”两步式合成工艺的放射性药物来说,缩短两步反应的过渡过程时间对减少环境辐射、提升药物放射性效果具有十分重要的作用。因此,为放药合成提供热源的加热器既要能够快速升温、精准控温,又要具备快速散热、均匀散热的能力。为此,本研究综述了加热器的结构及性能特点,确定了以矩形翅片式金属加热器为研究对象,进而以有限元模拟软件模拟分析了工艺参数对加热器散热性能的影响,并通过曲面响应法对其结构进行优化,获得了最佳工艺参数,最终开发了散热能力强的适用于“高温+低温”工艺的放药合成金属加热器。主要研究内容如下:（1）采用三维造型软件solid works绘制出微型核素加热器的三维造型图,围绕微型核素加热器尺寸结构特征,进行散热翅片的工艺设计。基于有限元模拟软件ANSYS Workbench确定了无翅片时、不同的翅片厚度、不同的翅片间距、不同翅片高度和不同翅片长度对散热性能的影响。（2）基于有限元ANSYS Workbench数值模拟软件,采用非等高翅片阵列设计。减小了空气流入翅片的流动阻力,增强了空气在翅片间流动,提高了核素加热器整体散热强度,同时减小微型核素加热器重量,减小成本,非等高设计散热性能相比等高设计提高了0.294℃。（3）基于响应曲面法设计4因素3水平试验,对翅片厚度、翅片间距、翅片长度、翅片与内壁距离四个因素进行优化,通过分析表明:当翅片厚度1.0mm,翅片间距为2.0mm、翅片长度为44.0mm、翅片与内壁距离为3.9mm时,得到了可实现在恒温阶段温度极差控制5℃的前提下散热性能最优模型的工艺参数,散热性能又提高了1.079℃。（4）在微型核素加热器恒温阶段,实际温度与设定温度曲线基本完全重合,表明恒温时的温度控制精度很高。在微型核素加热器自然冷却阶段,冷却480 s后微型核素加热器的温度大约为75℃,与模拟的实验结果仅仅相差2.372℃,而且设计出来的微型核素加热器的散热效果比模拟效果略好,表明设计的微型核素加热器散热效果完全符合核素自动化模块中的应用。