加速器讲义
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加速器原理 配套课件
一、什么是加速器？
● 加速器全名为“荷电粒子加速器”，是使带电粒子在真空中受磁场力控制、 电场力加速而达到高能量的一种装置。
如图所示，电视机及计算机 显示器就是一小型的加速器。
●加速器应称为“粒子加能器” 但“加速器”的名称早已为人们 普遍接受，故一直被沿用。
● 加速器技术是核技术的 一个重要分支。
3）回旋加速器 ● 1958年—1959年，清华大学2.5MeV电子回旋加速器出束。 ● 1958年：原子能研究所自苏联引进了磁极直径1.2m回旋加速器。60年代
初，先后由北京重型电机厂、上海先锋厂仿制了1.2m、1.5m回旋加速器。 ● 20世纪70年代末至80年代初，由一机部自动化所（即现北京机械工业自
动化研究所）与清华大学、国家计量局合作研制了25MeV电子回旋加速器
§1.1 加速器及其发展历史
三、加速器发展历史
4、加速器技术在中国的发展
4）电子直线加速器 ● 1964年，科学院高能所30MeV电子直线加速器建成。 ● 1974年—1975年初，北京（北京医疗器械研究所、清华大学）、上海
（上海医疗器械厂、高能所）各自研制的10MeV医用电子行波直线加速器 相继成功出束。1977年，上述加速器通过鉴定后，北京医疗器械研究所、 上海医疗器械厂、南京电子管厂、四川东风电机厂、四机部十二所开始小 批量生产或研制医用和工业用电子行波直线加速器
加速器原理 配套课件
目录
第一章 绪 论 第二章 粒子源与束流品质 第三章 倍压加速器 第四章 高压静电加速器 第五章 回旋加速器 第六章 电子感应加速器 第七章 自动稳相准共振加速器基础 第八章 回旋型准共振加速器 第九章 环型准共振加速器
加速器原 理
第一章：绪 论
§1.1 加速器及其发展历史
● 加速器全名为“荷电粒子加速器”，是使带电粒子在真空中受磁场力控制、 电场力加速而达到高能量的一种装置。
如图所示，电视机及计算机 显示器就是一小型的加速器。
●加速器应称为“粒子加能器” 但“加速器”的名称早已为人们 普遍接受，故一直被沿用。
● 加速器技术是核技术的 一个重要分支。
3）回旋加速器 ● 1958年—1959年，清华大学2.5MeV电子回旋加速器出束。 ● 1958年：原子能研究所自苏联引进了磁极直径1.2m回旋加速器。60年代
初，先后由北京重型电机厂、上海先锋厂仿制了1.2m、1.5m回旋加速器。 ● 20世纪70年代末至80年代初，由一机部自动化所（即现北京机械工业自
动化研究所）与清华大学、国家计量局合作研制了25MeV电子回旋加速器
§1.1 加速器及其发展历史
三、加速器发展历史
4、加速器技术在中国的发展
4）电子直线加速器 ● 1964年，科学院高能所30MeV电子直线加速器建成。 ● 1974年—1975年初，北京（北京医疗器械研究所、清华大学）、上海
（上海医疗器械厂、高能所）各自研制的10MeV医用电子行波直线加速器 相继成功出束。1977年，上述加速器通过鉴定后，北京医疗器械研究所、 上海医疗器械厂、南京电子管厂、四川东风电机厂、四机部十二所开始小 批量生产或研制医用和工业用电子行波直线加速器
加速器原理 配套课件
目录
第一章 绪 论 第二章 粒子源与束流品质 第三章 倍压加速器 第四章 高压静电加速器 第五章 回旋加速器 第六章 电子感应加速器 第七章 自动稳相准共振加速器基础 第八章 回旋型准共振加速器 第九章 环型准共振加速器
加速器原 理
第一章：绪 论
§1.1 加速器及其发展历史
第十讲直线加速器
L/4
L/ 4 Ezmdz
L
/4
cosd
/4
L/2
L/4
2 sin /4
/ 4
L
0.9
相运动特点
Ea
eVa cos eVs s
s
T Ts
横向散焦问题： 当非同步粒子加速相位（速度相位）为负时，即它们 进入加速电场时，受时间散焦区的影响，产生横向散 焦作用
解决方法： 1 阿尔法瑞兹法，用钨网膜放置于漂移管入口，改变 电场分布，有利于聚焦； 2 漂移管中放置四极透镜
能量调频方式
盘荷尺寸(a和b)虽然一般固定不变，但当增 大微波频率时，对该盘荷来说，皱褶深度相 对增大，导致相速度减小。故一般采用微波 调频的方式来改变相速度，从而调节最终粒 子加速能量
相运动特点
Ea
rf ,t
eVa cos eVs s
s
T Ts
Ea
z
s
s
非同步粒子能自动稳相之条件：
rf ,z s
对于光滑波导，满足
rf ,z
c
cos
p rf ,z c
c 1 ( kc )2
k
为了慢波以加速电子，则有
p rf ,z
c c 1 ( kc )2
k
kc为虚数，令kc＝iKc
Ez Ez0 J0 (iKcr) cos(rf t kz z)
零阶虚贝赛尔函数
2.28
1
1.266
J0 ( x)
fc 2 k 2 b
c
2
2.405 b
fc
c
g
慢波原理
如输电线路过长，可将线路视为负载。 如50Hz交流电的波长达6000km
线间距
线半径
L/ 4 Ezmdz
L
/4
cosd
/4
L/2
L/4
2 sin /4
/ 4
L
0.9
相运动特点
Ea
eVa cos eVs s
s
T Ts
横向散焦问题： 当非同步粒子加速相位（速度相位）为负时，即它们 进入加速电场时，受时间散焦区的影响，产生横向散 焦作用
解决方法： 1 阿尔法瑞兹法，用钨网膜放置于漂移管入口，改变 电场分布，有利于聚焦； 2 漂移管中放置四极透镜
能量调频方式
盘荷尺寸(a和b)虽然一般固定不变，但当增 大微波频率时，对该盘荷来说，皱褶深度相 对增大，导致相速度减小。故一般采用微波 调频的方式来改变相速度，从而调节最终粒 子加速能量
相运动特点
Ea
rf ,t
eVa cos eVs s
s
T Ts
Ea
z
s
s
非同步粒子能自动稳相之条件：
rf ,z s
对于光滑波导，满足
rf ,z
c
cos
p rf ,z c
c 1 ( kc )2
k
为了慢波以加速电子，则有
p rf ,z
c c 1 ( kc )2
k
kc为虚数，令kc＝iKc
Ez Ez0 J0 (iKcr) cos(rf t kz z)
零阶虚贝赛尔函数
2.28
1
1.266
J0 ( x)
fc 2 k 2 b
c
2
2.405 b
fc
c
g
慢波原理
如输电线路过长，可将线路视为负载。 如50Hz交流电的波长达6000km
线间距
线半径
《加速器原理》课程教学大纲
《加速器原理》课程教学大纲Principle of Accelerator课程编号：130502051学时：24 学分：1.5分适用对象：核工程与核技术专业、核技术专业、核物理、辐射防护等专业本科生先修课程：普通物理、化学、原子物理、原子核物理、量子力学、电动力学、电子学、核辐射探测、辐射剂量与防护。
一、课程的性质和任务该课程可以支撑毕业要求第3条的达成。
加速器原理作为核工程与核技术专业、核技术专业的专业主干课之一，是一门非常重要和关键的课程。
本课程重点讲述加速器基本概念、基本原理及其应用。
希望学生通过本课程学习,深入了解各类加速器的工作原理、结构性能特点、及其主要应用领域。
为学生今后进一步学习加速器的其它课程或从事加速器相关领域的理论研发和实际操作应用等工作，打下坚实的基础。
二、教学目的及要求本课程重点讲述加速器基本概念、基本原理及其应用。
希望学生通过本课程学习,深入了解各类加速器的工作原理、结构性能特点、及其主要应用领域。
为学生今后进一步学习加速器的其它课程或从事加速器相关领域的理论研发和实际操作应用等工作，打下坚实的基础。
加速器原理课程是一门综合性很广的课程，涉及到普通物理、化学、原子物理、原子核物理、量子力学、电动力学、电子学、核辐射探测、辐射剂量与防护等多方面的理论知识，内容十分丰富，面非常广。
要求学生要掌握相当数量的针对核类专业开设的基础课和选修课。
对于此门课程，不仅要求学生掌握加速器相关的基本原理与公式，能够进行一定的分析计算推导，而且要熟知各类加速器性能、结构，应用。
三、主要教学内容第一章：绪论1．基本内容：一、加速器的基本构成二、加速器的发展简史三、加速器的分类四、加速器的应用五、带电粒子在恒定电磁场中的运动（一）带电粒子在电磁场中的运动方程（二）带电粒子在静电场中的运动（三）带电粒子在均匀恒定磁场中的运动（四）粒子运动470参数的相对论力学表达式。
2．教学基本要求：了解加速器的基本构成，加速器的发展概况、加速器的分类、加速器的应用；熟练掌握粒子运动参量的相对论表述。
《加速器》(课件)
◆原理：带电粒子经两D型盒之间的电场加速后，垂直 磁场方向进入某一D型盒内，在洛伦兹力的作用下做匀速圆 周运动。 3.对于同一回旋加速 器，其粒子回旋的最大半 径是相同的，所以最大速 度必须满足
qBR vm m
◆原理：带电粒子经两D型盒之间的电场加速后，垂直 磁场方向进入某一D型盒内，在洛伦兹力的作用下做匀速圆 周运动。 4.因为狭缝极小，故 电场运动时间可以忽略.
t总 t 磁
◆原理：带电粒子经两D型盒之间的电场加速后，垂直 磁场方向进入某一D型盒内，在洛伦兹力的作用下做匀速圆 周运动。 4.因为狭缝极小，故 电场运动时间可以忽略.
t总 t 磁
1 mv 2 m m 2 t磁 n qB qU qB 1 m (qBR) m 2 m qU qB
◆原理：带电粒子经两D型盒之间的电场加速后，垂直 磁场方向进入某一D型盒内，在洛伦兹力的作用下做匀速圆 周运动。 1.带电粒子每经电场加 速一次，回旋半径就增大一 次，每次增加的动能为 Ek=qu， 粒子每经过一个周 期，被电场加速两次。 2.交变电场周期等于粒 子在磁场中的运动时间，即 2m T电 = T磁 qB
2.(多选)回旋加速器工作原理示意图如图所示，磁感应强度 为B的匀强磁场与盒面垂直，两盒间的狭缝很小，粒子穿过的时 间可忽略，它们接在电压为U、频率为的交流电源上，若A处粒 子源产生的质子在加速器中被加速，下列说法正确的是( ) A.若只增大交流电压U，则质子获得的 最大动能增大 B.若只增大交流电压U，则质子在回旋 加速器中运行时间会变短 C.若磁感应强度B增大，交流电频率必 须适当增大才能正常工作 D.不改变磁感应强度B和交流电频率， 该回旋加速器也能用于加速粒子
2.(多选)回旋加速器工作原理示意图如图所示，磁感应强度 为B的匀强磁场与盒面垂直，两盒间的狭缝很小，粒子穿过的时 间可忽略，它们接在电压为U、频率为的交流电源上，若A处粒 子源产生的质子在加速器中被加速，下列说法正确的是( BC ) A.若只增大交流电压U，则质子获得的 最大动能增大 B.若只增大交流电压U，则质子在回旋 加速器中运行时间会变短 C.若磁感应强度B增大，交流电频率必 须适当增大才能正常工作 D.不改变磁感应强度B和交流电频率， 该回旋加速器也能用于加速粒子
加速器ppt
第一批粒子加速器的运行显示了人工方法产生快速粒子束 的巨大优越性：不仅其强度远高于放射性元素、宇宙射线等 天然快速粒子源，而且粒子的品种、能量以及粒子束的方向 等都可任意选择、精确调节。但这些加速器的粒子能量低, 回旋加速器是唯一能将氘和α粒子加速到20—50MeV的加速 器.
1940年美国科学家科斯特研制出世界上第一个电子感应加速 器。极限约为100MeV。
第四节 加速器的应用
加速器作为粒子源有一系列的优点，所产生的粒 子种类繁多，粒子束能量精确可调，因此加速器在 科技，生产和国防建设领域中的应用极为广泛：
一、在探索和变革原子核和基本粒子方面的应用
几十年来，人们利用加速器合成了绝大部分超铀 元素和上千种人工放射性核素，并系统地研究了原 子核的性质、内部结构以及原子核之间的相互作用 过程。
北京大学建成4.5MV质子单级静电加速器。
八十年代末 北京2.2/2.8GeV正负电子对撞机 （BEPC）。兰州直经7.2米的分离扇型重离子加速 器(HIRFL)。合肥800MeV同步辐射光源(HESYRL)
九十年代后期，中科院兰州近代物理研究所正在建造 重离子冷却储存环加速装置。
2004年北京正负电子对撞机重大改造工程 (BEPCⅡ)第一阶段设备安装和调试工作取得重大进
二战期间，出射能量更高的直线加速器快速发展。
1945年，前苏联科学家维克斯列尔和美国科学家麦克米伦各 自独立发现了自动稳相原理。自动稳相原理的发现是加速器 发展史上的一次重大革命，它导致一系列能突破回旋加速器 能量限制的新型加速器产生：同步回旋加速器。
现在，对撞机已成为获得粒子之间最高有效作用能的主要手 段。由于这一系列的发展和成就，。
产 物
基本要求和功能 1 提高带电粒子的能量 2 增加带电粒子束的强度
加速器原理介绍 ppt课件
五、微波传输系统
加速器原理介绍
微波传输系统由真空窗（陶瓷窗）、吸收负载、定向耦合器、微波传输元 件等组成。
要求：各部件能承受额定功率和驻波比。 参数：1）频率：2856.25MHZ
2）平均功率：8Kw 3）驻波比：＜1.05 4）测损耗：主要是真空窗的损耗 5）耦合度 6）系统通带 注意事项： （1）平均功率 （2）充气：低于额定值，则会出现打火现象 （3）连接安装时要拧紧，否则会出现漏气 （4）开机时注意微波渗漏
加速器原理介绍
——原理及各系统介绍
2014年1月
一、基本概念
加速器原理介绍
电子加速器是一种使用人工方法使电子在真空中受磁场力控制、电
场力加速而达到高能量的电磁装置。 电子加速器是一种复杂的技术装备，综合了电子加速器原理、电磁场理
论、高电压、微波、磁铁、电源、电气电子、自动控制、传热学、机械设计 和加工、真空、束流诊断与测量、剂量测量、辐射防护等多个领域的综合科 学技术。
加速器原理介绍
八、充气系统
充气系统使用的是六氟化硫气体，其作用：1）提高微波绝缘强度，防 止打火；2）利于速调管输出陶瓷窗散热。
充气操作系统结构图如下：
1—气瓶 2—减压阀 3—过滤干燥器 4—充气阀 5—放气阀 6—气体分流器（五通） 7—大气压表 8—隔离阀 9—小气压表(大小气压表均有上、下限保护触点信号输出)
一、电子枪
加速器原理介绍
电子枪是加速器的电子源，它产生一定能量 、流强和形状要求的电子束，并进入加速管进行 加速。
电子枪为二极型的皮尔斯电子枪，由阴极（ 阴极热子组件）、聚焦极和阳极组成。阴极发射 的电子，经聚焦极聚焦，通过阳极孔进入加速管 ，电子枪的导流系数为0.068微朴。根据加速器 的设计要求，电子枪的工作电压为55-65KV ，发 射束流连续可调，最大束流为1A 。
加速器原理介绍课件
电子直线加速器的应用范围很广，目前，主要用于医疗器械和卫生用品的辐 照消毒灭菌、食品辐照保鲜、粮食灭虫、进出口食品检验检疫、中成药灭菌、抗 生素降解、环境保护、半导体器件改性、化工新产品开发等。
3
第二节 电子加速器及分类
二、基本结构
电子加速器主要包括：电子枪、加速结构、导向聚焦系统、束流输运系 统和高频功率源或高压电源五个基本部分。如下图所示：
加速器真空系统要求离子泵必须每天24小时不间断工作，即使加速器未 正常出束也要求如此。供电时必须考虑到这一点。
工作真空度应高于5×10-6Pa。
14
电子直线加速器系统
七、恒温系统
恒温系统由恒温和水冷系统组成。恒温水工作温度要求38℃±0.5℃，总 流量5.5吨/小时。水冷系统采用循环蒸馏水进行冷却。
12
电子直线加速器系统
五、微波传输系统
微波传输系统由真空窗（陶瓷窗）、吸收负载、定向耦合器、微波传输元件 等组成。
要求：各部件能承受额定功率和驻波比。 参数：1）频率：2856.25MHZ
2）平均功率：8Kw 3）驻波比：＜1.05 4）测损耗：主要是真空窗的损耗 5）耦合度 6）系统通带 注意事项： （1）平均功率 （2）充气：低于额定值，则会出现打火现象 （3）连接安装时要拧紧，否则会出现漏气 （4）开机时注意微波渗漏
16
电子直线加速器系统
九、电气控制系统
电气控制系统由PLC和AIC组成。 加速器程序控制是将加速器的各分系统（如聚焦电源、电子枪、加速管、 调制器、速调管、微波系统、充气系统、恒温系统、真空系统以及束下扫描 装置等）有机地联系起来，按照一定的程序提供电源和控制信号，使加速器 能够按照预设的过程，借助运行键自动产生加速器能量、束流、扫描宽度及 自动开启、关闭高压；并对加速器的运行过程进行监测。 电气控制系统采用模块化设计，逻辑清楚、性能稳定可靠、易于维护。
3
第二节 电子加速器及分类
二、基本结构
电子加速器主要包括：电子枪、加速结构、导向聚焦系统、束流输运系 统和高频功率源或高压电源五个基本部分。如下图所示：
加速器真空系统要求离子泵必须每天24小时不间断工作，即使加速器未 正常出束也要求如此。供电时必须考虑到这一点。
工作真空度应高于5×10-6Pa。
14
电子直线加速器系统
七、恒温系统
恒温系统由恒温和水冷系统组成。恒温水工作温度要求38℃±0.5℃，总 流量5.5吨/小时。水冷系统采用循环蒸馏水进行冷却。
12
电子直线加速器系统
五、微波传输系统
微波传输系统由真空窗（陶瓷窗）、吸收负载、定向耦合器、微波传输元件 等组成。
要求：各部件能承受额定功率和驻波比。 参数：1）频率：2856.25MHZ
2）平均功率：8Kw 3）驻波比：＜1.05 4）测损耗：主要是真空窗的损耗 5）耦合度 6）系统通带 注意事项： （1）平均功率 （2）充气：低于额定值，则会出现打火现象 （3）连接安装时要拧紧，否则会出现漏气 （4）开机时注意微波渗漏
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电子直线加速器系统
九、电气控制系统
电气控制系统由PLC和AIC组成。 加速器程序控制是将加速器的各分系统（如聚焦电源、电子枪、加速管、 调制器、速调管、微波系统、充气系统、恒温系统、真空系统以及束下扫描 装置等）有机地联系起来，按照一定的程序提供电源和控制信号，使加速器 能够按照预设的过程，借助运行键自动产生加速器能量、束流、扫描宽度及 自动开启、关闭高压；并对加速器的运行过程进行监测。 电气控制系统采用模块化设计，逻辑清楚、性能稳定可靠、易于维护。
varian加速器培训讲义教案.doc
Varian 6EX培训笔记Bremsstrahlung：轲致辐射Supine：仰卧位Consult：会诊Protocol：科学实验报告（另有“协议”之意）Radical：根治的；彻底的Curative：医疗的；治病的Palliative：治标药物；缓和剂Post-op：等同post operation 手术后Pre—op：等同J： pre operation 手术前Purge：净化；移除（彻底）Decubitus：卧姿Prone：俯卧位Erroneous：错误的product profile：产品概述OBkon-board imager机载影像系统LVI： Linac verification Interface 直线加速器验证接口EMR： electric medical record 电子医疗记录VMS： varian medical system 瓦里安医疗系统Aria：独唱曲（象征varian的产品独一无二、无与伦比的集成网络平台）deluxe美[d 'I ks]adj•高级的;豪华的，奢华的（deluxe report高级报告）AFS： Auto field sequencing 自动照射野排序RVBP： recording vertify beam parameters 记录验证光束参数ODI： optical distance index 光学距离指示器Inspection：检查Hex：十六进制Analog：模拟Personnel：全体人员Dedicated keyboard：专用键盘Time line：时间轴Blended：混合Patient care path：可以看到病人的治疗次数Pad：便笺本Ticker：股票价格收报机Pan： make a sweeping movementAperture：洞，孑LCine：电彩（cinema电影的简写）■DOS开启控制器主机时，界而弹出“C： \varianV则在后而加上'comast'+enter进入。
加速器物理实验讲义05-耦合腔链色散特性、场分布及分流阻抗测量
实验三 耦合腔链特性测量一、 实验目的1、 了解电子直线加速器加速结构微波特性的测量方法2、 在微波测量基本实验的基础上，进一步掌握扫频测试技术及微波网络分析仪的使用。
3、 了解微扰法测量加速结构场分布及分流阻抗的基本原理。
4、 掌握网络分析仪和场分布测量系统的使用方法。
二、 实验内容1、 测量驻波加速结构色散特性。
2、 测量给定加速腔链的场分布和分流阻抗。
MaMc C1C1C1C2L 2 L 2L 1L 1L 1L 1L 2 L 2C2L 1L 1三、 实验原理为了实现电磁波对电子的同步加速，在电子直线加速器中所用的加速结构均为慢波系统，电磁波在加速管中行进的波速是由慢波系统的结构尺寸决定的。
通常行波电子直线加速器采用的慢波系统是盘荷波导，驻波电子直线加速器采用有各种耦合方式组成的驻波腔链。
如图1是它们的结构示意图。
加速结构的微波特性主要是指其频率特性和功率特性，它们是直接与加速结构工作的稳定性及效率有关的核心问题。
1、 慢波结构的色散特性电子直线加速器是利用在慢波系统中建立TM 01模式的波来实现加速电子的。
慢波系统是周期性的结构，可视为一系列单腔耦合组成的腔链。
沿z 轴每隔一定距离D （一个腔长），结构的边界条件呈周期性重复，我们称D 为结构周期。
行波以相移常数g λπβ/2=，相速f V g p λ=沿z 轴方向行进(g λ为导波波长，为微波频率)，每经过一个结构周期，相位差D βθ=。
我们称θ为加速管的工作模式，例如2θπ=则称为2π模，D g 4=λ；若23θπ=则称为2π模，D g 3=λ。
慢波结构是一个色散系统，电磁波在其间传输的相速是随频率而变化的。
因此在TM01模的通带内，馈送不同频率的微波功率至加速管，将在其间建立起不同模式θ的行波。
对应于设计选取模式p θ的频率p f 则为加速管的工作频率。
称频率与θ的关系曲线)(θf 为加速结构的色散特性曲线。
慢波结构的色散特性是由结构的几何边界条件决定。
直线加速器系统讲义PPT课件
1. 脉冲功率（ PM ）
P MU MIM
2. 调制器的效率( M )
M P 出 P 入
3. 重复频率( f M )
fM 1TM
7
4. 脉冲波形
用于表示脉冲波形常用的三个参数
1）脉冲前沿 : 从稳定值的5%上升到90%所用的时间。
2）脉冲后沿 c : 从稳定值的90%下降到5%所用的时间。
5
四 简单工作原理 • 直流高压电源通过充电电感向传输线充电，当充到两倍
的电源电压后，处于等待状态。 • 当有一低压脉冲加到开关管（闸流管）的栅极上时，开
关管则导通。 • 传输线通过开关管向负载放电。 • 负载上得到一高压脉冲，其宽度由传输线长度决定。
6
§1.2 脉冲调制器的技术要求
一 基本参数
4
§1.1 引言
一 脉冲调制器的定义
凡是能够将一种信号的电压变化（或某种信息变化）去
改变振荡参数的设备叫调制器。脉冲调制器就是用脉冲的 电压去改变微波源的振荡幅度。
二 脉冲调制器在加速器中的应用
在使用微波电场加速带电粒子的加速器中的微波源大 多是脉冲工作的。
三 脉冲调制器的作用
负责提供给微波源（磁控管、速调管）一定振幅、一 定包络宽度、一定重复周期、功率为一定大小的高压脉 冲。
I l ----调制器的输出电流
14
Rl
ul il
1 Kul1
2
3.电子枪
1) 非线性阻抗。 2)相应于磁控管是高阻(在工作点附近 约几百K ）。
因此，在设计调制器时，不考虑电子枪的负 载对调制器的影响。
15
§1.3 线型脉冲调制器的基本电路
2
充电隔离元件
5
储能元件
P MU MIM
2. 调制器的效率( M )
M P 出 P 入
3. 重复频率( f M )
fM 1TM
7
4. 脉冲波形
用于表示脉冲波形常用的三个参数
1）脉冲前沿 : 从稳定值的5%上升到90%所用的时间。
2）脉冲后沿 c : 从稳定值的90%下降到5%所用的时间。
5
四 简单工作原理 • 直流高压电源通过充电电感向传输线充电，当充到两倍
的电源电压后，处于等待状态。 • 当有一低压脉冲加到开关管（闸流管）的栅极上时，开
关管则导通。 • 传输线通过开关管向负载放电。 • 负载上得到一高压脉冲，其宽度由传输线长度决定。
6
§1.2 脉冲调制器的技术要求
一 基本参数
4
§1.1 引言
一 脉冲调制器的定义
凡是能够将一种信号的电压变化（或某种信息变化）去
改变振荡参数的设备叫调制器。脉冲调制器就是用脉冲的 电压去改变微波源的振荡幅度。
二 脉冲调制器在加速器中的应用
在使用微波电场加速带电粒子的加速器中的微波源大 多是脉冲工作的。
三 脉冲调制器的作用
负责提供给微波源（磁控管、速调管）一定振幅、一 定包络宽度、一定重复周期、功率为一定大小的高压脉 冲。
I l ----调制器的输出电流
14
Rl
ul il
1 Kul1
2
3.电子枪
1) 非线性阻抗。 2)相应于磁控管是高阻(在工作点附近 约几百K ）。
因此，在设计调制器时，不考虑电子枪的负 载对调制器的影响。
15
§1.3 线型脉冲调制器的基本电路
2
充电隔离元件
5
储能元件
直线加速器系统讲义
5
仿真线
加速管灯丝
T4
加速管
F K
匹
C1 75 00 pF
配
电
路 R3 25
6 GKH 1u 6. 8 n HV
ACCE L ERAT OR
6. 8 n 51
MFH MKH
GND
GKL
MFL
MKL
脉冲电压
脉冲变压器
脉冲电流
S N
C2 1 u F/2 kV
T3
磁控管灯丝
C F
7
MG5 19 3
16
•方框一：直流高压电源——三相全波整流电路，是调 制器的电源。
理论波形
电压
磁控管的伏安特性曲线
10
1） 磁控管阻抗是电压的非线性函数。
EaM EaM
EaM门
B
O I aM门
A C
1 ). 磁控管工作于C点,它对 调制器呈现的负载阻抗是 磁控管的静态电阻。
I aM
I aM
Rj
EaM I aM
磁控管的伏安特性曲线
11
2). 当 EaM EaM门 此时磁控管未振荡,电流极小,对调制
其中，U m R I m U RI
结论: 磁控管对调制器所呈现的负载电阻是随 EaM 而变化的 ,具有 Rd R j r 的特性。
2. 速调管
速调管的电子注电压与电子注电流之间服从于3/2次
方关系,即 Il ∝ ul 3 2,而对调制器所呈现的负载阻抗
与电压的平方根成反比:
设:
Rl ----速调管的阻抗
Ul ----调制器的输出电压
加速器的主要组成
加速器原理：加速器的核心---加速管 的工作原理。
加速器物理课件第3章静电加速器
是利用一个高压电极使带电粒子获得两次 加速的静电型加速器。串列加速器的直流高压 通常是由输电系统将电荷从地电位输送到高压 电极上而形成。它的工作原理是将由负离子源 产生负离子注入到加速器主体中，在高压电极 的正电场的作用下，经低能段加速管被第一次 加速。当负离子到达高压电极后，通过电子剥 离器并被剥掉2个或多个电子，变为正离子。 在高压电极作用下，正离子经高能段加速管再 次被加速
充电系统 Charging System
• 用于产生电荷并将电荷不断地输 送到加速器高压电极上以建立静 电高压的设备。它主要由充电电 源和电荷输运设备等组成。静电 加速器充电系统按电荷输运设备 分为三种：输电带，输电链和输 电梯。 • 输电带充电系统主要由充电电源、 喷电针排、输电带、刮电针排、 上下转轴等组成。输电带价格低， 输电能力大，可达数百微安，但 易拉伸磨损，在高压环境中产生 灰尘，使用寿命一般只有数千小 时。
改善电场分布
在空气中，当针尖为正电势时，在气压升高到十一、二大 气压时，间隙的火花放电击穿电压突然下降，变得与电晕 放电的起始电压相等，因此在击穿前不再出现电晕放 电．这个气压名做临界气压.无法利用电晕放电来喷电了
输电链
• 输电链由数百个尼龙绝缘 子和不锈钢小圆筒交替连 接而成。尼龙绝缘子承受 加速器全部高压，不锈钢 圆筒携带电荷输送到加速 器的高压电极。输电链机 械和电性能均较好，输电 电流稳定。每条输电链输 电 能 力 为 ～100μ A ， 使 用寿命可高达 30000 小时。
HI-13串列加速器
HI13 串列加速器
绝缘气体 击穿场强
千伏/英寸=2.54kv/cm 磅/平方英寸=0.068大气压
4 rR 球形电容器 c Rr 2 l 柱形电容器 c R ln r r 内径 R 外径
充电系统 Charging System
• 用于产生电荷并将电荷不断地输 送到加速器高压电极上以建立静 电高压的设备。它主要由充电电 源和电荷输运设备等组成。静电 加速器充电系统按电荷输运设备 分为三种：输电带，输电链和输 电梯。 • 输电带充电系统主要由充电电源、 喷电针排、输电带、刮电针排、 上下转轴等组成。输电带价格低， 输电能力大，可达数百微安，但 易拉伸磨损，在高压环境中产生 灰尘，使用寿命一般只有数千小 时。
改善电场分布
在空气中，当针尖为正电势时，在气压升高到十一、二大 气压时，间隙的火花放电击穿电压突然下降，变得与电晕 放电的起始电压相等，因此在击穿前不再出现电晕放 电．这个气压名做临界气压.无法利用电晕放电来喷电了
输电链
• 输电链由数百个尼龙绝缘 子和不锈钢小圆筒交替连 接而成。尼龙绝缘子承受 加速器全部高压，不锈钢 圆筒携带电荷输送到加速 器的高压电极。输电链机 械和电性能均较好，输电 电流稳定。每条输电链输 电 能 力 为 ～100μ A ， 使 用寿命可高达 30000 小时。
HI-13串列加速器
HI13 串列加速器
绝缘气体 击穿场强
千伏/英寸=2.54kv/cm 磅/平方英寸=0.068大气压
4 rR 球形电容器 c Rr 2 l 柱形电容器 c R ln r r 内径 R 外径
varian加速器培训讲义教案.doc
Varian 6EX培训笔记Bremsstrahlung：轲致辐射Supine：仰卧位Consult：会诊Protocol：科学实验报告（另有“协议”之意）Radical：根治的；彻底的Curative：医疗的；治病的Palliative：治标药物；缓和剂Post-op：等同post operation 手术后Pre—op：等同J： pre operation 手术前Purge：净化；移除（彻底）Decubitus：卧姿Prone：俯卧位Erroneous：错误的product profile：产品概述OBkon-board imager机载影像系统LVI： Linac verification Interface 直线加速器验证接口EMR： electric medical record 电子医疗记录VMS： varian medical system 瓦里安医疗系统Aria：独唱曲（象征varian的产品独一无二、无与伦比的集成网络平台）deluxe美[d 'I ks]adj•高级的;豪华的，奢华的（deluxe report高级报告）AFS： Auto field sequencing 自动照射野排序RVBP： recording vertify beam parameters 记录验证光束参数ODI： optical distance index 光学距离指示器Inspection：检查Hex：十六进制Analog：模拟Personnel：全体人员Dedicated keyboard：专用键盘Time line：时间轴Blended：混合Patient care path：可以看到病人的治疗次数Pad：便笺本Ticker：股票价格收报机Pan： make a sweeping movementAperture：洞，孑LCine：电彩（cinema电影的简写）■DOS开启控制器主机时，界而弹出“C： \varianV则在后而加上'comast'+enter进入。
电子直线加速器的工作原理课件
加速电压
加速管中的微波电场通常由微波源 产生，并由速调管进行调谐，以实 现高效加速。
微波传输与能量耦合
微波源
微波源产生微波能量，并通过微 波传输系统将其传输到加速管中
。
能量耦合
微波能量通过耦合结构传输到加 速管中，为电子束提供加速能量
。
传输效率
为了提高加速效率，需要确保微 波传输系统和能量耦合结构的稳
环保问题
电子直线加速器在运行过程中会产生一定的噪音和热量，需要采取相应的环保措 施，减少对周围环境的影响。
THANKS
感谢观看
作用而获得能量。
加速管通常采用高电压、高频率 的电源，以实现电子的高效加速
。
加速管的长度和直径根据加速电 子的能量和束流强度而定，一般 采用金属材料或复合材料制造。
微波功率源
微波功率源是电子直线加速器 的能源部分，其作用是将电能 转换为微波能，为加速管提供 能量。
微波功率源通常采用磁控管或 速调管等微波器件，其工作频 率根据加速电子的能量而定。
微波功率源的输出功率和稳定 性对加速器的性能和稳定性有 重要影响。
真空系统
真空系统的作用是提供高真空环境，以减少电子与气体分子的碰撞损失，提高加速 效率。
真空系统通常包括真空泵、真空测量系统和真空容器等部分。
真空度要求根据加速电子的能量和束流强度而定，一般要求达到10^-6 Torr或更低 。
控制系统
束流品质
束流强度
束流强度是指单位时间内通过加速器 的电子数量。高束流强度能够提供更 强的电子束，适用于需要大剂量电子 束的应用，如放射治疗和放射成像。
束流纯度
束流纯度是指电子束中特定能量或特 定质量电子的比例。高纯度电子束能 够提高实验或应用的精度和效果。
加速管中的微波电场通常由微波源 产生，并由速调管进行调谐，以实 现高效加速。
微波传输与能量耦合
微波源
微波源产生微波能量，并通过微 波传输系统将其传输到加速管中
。
能量耦合
微波能量通过耦合结构传输到加 速管中，为电子束提供加速能量
。
传输效率
为了提高加速效率，需要确保微 波传输系统和能量耦合结构的稳
环保问题
电子直线加速器在运行过程中会产生一定的噪音和热量，需要采取相应的环保措 施，减少对周围环境的影响。
THANKS
感谢观看
作用而获得能量。
加速管通常采用高电压、高频率 的电源，以实现电子的高效加速
。
加速管的长度和直径根据加速电 子的能量和束流强度而定，一般 采用金属材料或复合材料制造。
微波功率源
微波功率源是电子直线加速器 的能源部分，其作用是将电能 转换为微波能，为加速管提供 能量。
微波功率源通常采用磁控管或 速调管等微波器件，其工作频 率根据加速电子的能量而定。
微波功率源的输出功率和稳定 性对加速器的性能和稳定性有 重要影响。
真空系统
真空系统的作用是提供高真空环境，以减少电子与气体分子的碰撞损失，提高加速 效率。
真空系统通常包括真空泵、真空测量系统和真空容器等部分。
真空度要求根据加速电子的能量和束流强度而定，一般要求达到10^-6 Torr或更低 。
控制系统
束流品质
束流强度
束流强度是指单位时间内通过加速器 的电子数量。高束流强度能够提供更 强的电子束，适用于需要大剂量电子 束的应用，如放射治疗和放射成像。
束流纯度
束流纯度是指电子束中特定能量或特 定质量电子的比例。高纯度电子束能 够提高实验或应用的精度和效果。
直线加速器系统讲义
开关元件
负 载
15
调制器原理图
2 1
充电电感
+12 k V
5
充电二极管
CR1
仿真线
加速管灯丝
T4
R1
F
加速管
PS R1 2 .5 k
3
R2
CR2
4
CX1159
K
6
A
ACCELERA TO R GKH
3G
H A K
R32
G
反 峰 电 路
R2 25
1
5
触 发 电 路
3 1u 4 2 C1 7 50 0 pF HV 6 .8 n
1 T P IU (sin 2t ) dt 0 T 0
26
4 电容中的交流电
i
+q
-q
1）电容具有储存电荷作用
C q u
（2-16） （2-17）
u
d q Cd u 2）交变的电流在流过电容时： dq i dt 将式（2-17）代入（2-18）得：
i C du CUm cost I m sin( t ) dt 2 1 Im u sint i (t )dt C C
能元件等效为一电容;
2. 假设负载具有单向导电性; 3. 假设开关管性能好,储能元件放电结束时可立即关断 ; 4 假设充电元件是线性的,即其阻抗大小与电流无关,且 等于一个常数。
32
要讨论的问题：利用谐振充电的特点，在 储能元件上可获得两倍电源电压的储能。 二 等效电路分析
K
E0
•
L
C R
从等效电路可写出充电电路的微分方程：
（2-18） （2-19） （2-20）
加速器 讲座
1---2. 加速器就是加能器
粒子的相对论速度----<光速(30万公里/秒) ß=V/C, E/E0=1/√1-β2
3
1-3.加速器性能参数(mm.mrad) 发射度---束流尺寸与张角的乘积 刘维定理---在保守系统中即如果粒子的能量不变, 发射度是一个不变量.
1---4.反映加速器发展的列文斯登图、
2. 加速器发展史
2---1. 粒子物理是加速器发展的原动力 目前所有的关于基本粒子的结果,都可以用四种力和三类粒子 家族来描述. 四种基本力:引力.电磁力.强相互作用力和弱相互作用力. 三类粒子家族:轻子.夸克和传递子. 2--2. 20世纪30年代前后建成第一批粒子加速器装置 1928年---静电加速器(1.5MV) 1929年---提出回旋加速器,劳仑斯1932年把质子加速到 1.25MV,用来分裂原子,为此获得1939年诺贝尔物理奖,成为加速器 发展史上得此殊荣的第一人. 1932年---倍压加速器(700KV) 这是卢瑟福的学生考克饶夫特和瓦尔顿成建的,用600KeV质子柬 轰击锂靶时发生了核反应,这是用人工方法加速粒子引起的第一次 核反应,为此获得1951年的诺贝尔物理奖.
电子辐照加速器
讲座Βιβλιοθήκη 2008.03.带电粒子加速器简介
1. 什么是“粒子加速器” 2. 加速器发展史 3. 高能加速器及技木 4. 加速器应用
1. 什么是“粒子加速器”
1—1. 利用电磁场加速带电粒子的装置
带电粒子---电子、质子、离子 (正负极性) 粒子能量---ev、kev、mev、Gev、Tev 流强---uA、mA、A 功率---W、KW、MW
结束
4. 加速器应用
4---1. 同步辐射光源 电子在环形轨道上运行会发生同步辐射光,其功率正比电子能量的4 次方.同步 辐射光的亮度比x射线要高一百万倍. 我国合肥科大的800Mev同步辐射专用光源,全球有二十多台光源. 4---2. 自由电子激光 4---3. 中能强流质子加速器的两个重大应用 大功率散裂中子源; “绿色”核能源(ADS),即加速器驱动的次临界堆. 4---4. 低能加速器应用 医学 工业领域应用 治理环境 农业 加速器分析技术
加速器讲义
7mw23mev23mev作用将电子注占据的相宽在纵向的压缩它发生在加速器的前面部分这时电子的能量不高整个加速管的能量发散基本上决定于群聚器输出电子注的相位宽度加速器的工作方式电子在这个脉冲宽度中可以看成是连续发射注入群聚腔的在经过预群聚腔的相位会聚之后大多数电子会聚到090范围内再经过群聚腔继续汇聚在群聚腔的出口集中相位在2045附近在通过主加速管段时逐步滑相最后在主加速管出口时会集在波峰之后的一个小相位附近在一个脉冲中微波场振荡达到几千次电子枪连续发射的电子流通过整个加速管后就形成了几千块电子注从加速管末端射出微波的定义微波一般是指电磁波谱中介于普通无线电波与红外线之间的波段波长在11000mm之间是无线电波rf中波长最短的波段微波频率段的划分频率段频率ghz波长cm中心频率ghz0391557691931301553901937730039062077485456201090482893810903600280824003600460008073480460056000705500056001000005038000医用电子直线加速器一般采用的是s波段少数采用x波段或l波段医用加速器的rf功率源类型磁控管magnetron和速调管klystron通常低能机用磁控管高能机用速调管磁控管的特点磁控管本身能够振荡并通过自动频率控制afc系统调整磁控管的频率调节杆的位置使磁控管的工作频率与加速管的固有频率一致结构一般由部分组成
C形臂X刀
专门用于立体 定向放射外科 及立体定向放 射治疗的装置， 解决加速器非 共面弧形照射 需要多角度旋 转，摆位精度 和重复性很难 满足需要
C形臂X刀的结构特点
旋转机架和常规医用电子直线加速器一样，绕Y 轴旋转。C形臂装在旋转机架上的导轨内，可绕U 轴旋转60º 而构成相互垂直二轴旋转系统 患者精密摆位后，治疗床在治疗过程中始终不动， 提高了治疗等中心精度 机架旋转角φ≤±195º ，C形臂旋转角ψ=0~60º， 从而使患者头部86.5%的立体角范围内可获得治疗 照射 X射线能量可任选4MV或6MV。本机选用了较长的 卧式加速管结构和270º 偏转装置，以降低机架高 度 照射头对侧的C形臂端，装有小型活动挡束板，降 低了对机房的屏蔽要求
C形臂X刀
专门用于立体 定向放射外科 及立体定向放 射治疗的装置， 解决加速器非 共面弧形照射 需要多角度旋 转，摆位精度 和重复性很难 满足需要
C形臂X刀的结构特点
旋转机架和常规医用电子直线加速器一样，绕Y 轴旋转。C形臂装在旋转机架上的导轨内，可绕U 轴旋转60º 而构成相互垂直二轴旋转系统 患者精密摆位后，治疗床在治疗过程中始终不动， 提高了治疗等中心精度 机架旋转角φ≤±195º ，C形臂旋转角ψ=0~60º， 从而使患者头部86.5%的立体角范围内可获得治疗 照射 X射线能量可任选4MV或6MV。本机选用了较长的 卧式加速管结构和270º 偏转装置，以降低机架高 度 照射头对侧的C形臂端，装有小型活动挡束板，降 低了对机房的屏蔽要求
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治疗机照射的时序控制（一）
Cone_beam CT加速器
采集高分 辨率影像 与模拟和计 划的参考影 像比较 瞬时移动 体位自动 调整误差 Varian Trilogy 出束治疗
标准X射线片——显示骨骼解剖、植入标记 “锥形束CT”模式——产生三维软组织目标影像
线束与加速器的MV级线束垂直安装 KV级X射 线球管
CARR和FOIL联锁
剂量监测系统
作用
是加速器上测量和显示直接与吸收剂量有关的辐 射量的装置，该装置可以具有当到达预选值时终 止辐照的功能
跳数与输出量的关系
加速器剂量监测系统以机器单位(Monitor Unit， MU)作为显示单位，也称“跳数”，MU反映的 是辐射量而不是吸收剂量，但它与吸收剂量有直 接的联系。一旦条件确定，便可以MU转换计算 为确定条件下的吸收剂量。要求： SSD=NTD=100cm 10X10cm 中心轴最大剂量 处：1MU=1cG
初级准直器
• 位于加速管电子引出窗下，为X线和电子线所 共有 • 限制了X线束的最大治疗射野，同时减少治疗 头的辐射
次级准直器
• 可调的，为减少X线束的穿射半影，准直器的 内端面必须与以靶为圆心的径向线一致 • 两对光阑组成，上下排列，相互垂直
准直器
独立准直器
形成对称或不对称规则野
多叶准直器
医用加速器的种类 类型
• 医用电子加速器 • 医用质子加速器 • 医用重离子加速器 • 中子治疗加速器 • 术中放射治疗加速器
医用电子加速器
类型
电子感应加速器
• 电子在交变的涡旋电场中加速较高能量的装置 • 优点: 技术较简单，成本低，电子束可以达到较高的 能量，可调范围大，输出量大 • 最大缺点: X线输出量小，射野小，剂量分布差
非晶硅平 板X射线 探测器
成像模式： 透视——将快速X射线序列转换成动态影像
治疗机照射的时序控制（二）
Cyber-knife（赛博刀）治疗机
Stanford大学医疗中心1992年研发的大型立体定向放射治疗设备，采用计 算机立体定位导向，自动跟踪靶区，无须使用固定头架或体架. 摆脱了加速器机架和治疗床旋转的束缚和对精度的影响
电子直线加速器的ห้องสมุดไป่ตู้术特点
双光子或多光子技术 复合靶 复合均整块 电子扫描系统 独立光阑和多叶光阑技术 E线的弧形治疗技术 动态楔形板技术 实时成像系统 动态调强适形放射治疗技术 智能化微机控制系统
医用电子直线加速器的基本结构
电子直线加速器一般由加速管、微波功率源、 微波传输系统、电子注入系统、脉冲调制系 统、束流系统、真空系统、机械系统、恒温 水冷却系统、电源分配及控制系统和应用系 统等组成
剂量监测系统的要求
测量电路应采取安全保护和预防措施，提高 剂量监测系统的可靠性 预防措施 保护措施 a：设置保护监测通道 b：设置时间保护通道 c：设置带独立电源的备用剂量表 d：软件剂量保护功能 e: 剂量率保护
剂量监测电路
累积剂量联锁 超剂量率联锁 低剂量率联锁 500V电源电压 不正常会出现 ION1、ION2联锁
电子束治疗束的路径
电子束的路径 初级准直器→散射箔 →电离室→上光阑→ 下光阑→限光筒
X线治疗束的形成
靶
产生X线的强度与靶材料、电子束流强度、 电子能量等因素有关 只有一小部分的能量转化为X射线，大部分 转化为热量，使靶温度很快升高，必须用内 循环水冷却 靶材料一般选用耐高温、产生X线剂量率高 的钨金属
加速器的分类
按加速电场所在的频段：静电加速器、高频 加速器和微波加速器，而对高频、微波加速 器，根据交变电场的结构可还分为行波加速 器和驻波加速器 按工作时的温度高低：常温加速器和超导加 速器 按应用领域：工业加速器、农业加速器和医 用加速器 通常将几种名称联系在一起，使加速器的基 本特点更为清晰，如医用电子行波直线加速 器或重离子超导回旋加速器等
按产生X射线的种类
单光子、双光子和多光子
按使用功率源不同
速调管加速器和磁控管加速器
医用电子直线加速器的发展概况 1931年，美国Van de Graff发明电子静 电加速器 1940年，Kerst发明电子感应加速器， 1949年用于放疗 1944年，Veksler提出了电子回旋加速 器的原理，70年代用于放疗 1953年，Hammersmith医院首次用 8MV行波电子直线加速器治疗病人
复合靶
复合靶由靶片、吸收片和过滤片组成。复合靶靶片也 由高原子系数材料制成，但其厚度则按获得最大X线 剂量率来选取，此厚度通常小于电子在靶片中的射程， 所以也叫薄靶，吸收片的作用是吸收穿过靶片的电子， 过滤片则用于吸收低能X线。所以采用复合靶可以提 高高能X线产额，能有效阻止加速电子的穿透，减少 此级低能电子和中子的污染
X线束的路径 靶→初级准直器→均 整器→电离室→上光 阑→下光阑→限光筒
X线靶
厚靶
靶厚的选择也要全面考虑，一是要使它能得到最强的 韧致辐射，因为过厚容易阻挡已产生的X线，太薄则 束流功率不够；另一方面要考虑辐射强度大小与立体 角中强度分布好坏的折衷，靶厚可以选择为电子射程 的1/5，这样一来可以防止电子对X线的污染
均整器
作用
• 从X线靶出来的X线束具有一定的能量密度、 能量和角度分布。这种分布可以用均整器进 行修正 • 射束在靶上的角度和位置的偏移会使剂量分 布出现不均整现象 • 采用自动偏转系统可以保持射束精确地射在 过滤器的中轴位置上
均整器旋转托盘
作用
不同类型的射束和不同能量的同一类射束， 需要的过滤器结构不一样。旋转托盘可以根 据所选择的能量，将不同的均整器或散射箔 转到相应的位置
医用电子直线加速器的发展概况 1968年，Knapp等发明边耦合驻波结构 适合精确放疗而发展起来的加速器
为了解决器官本身的移动 ，确保调强放疗 等精确技术的准确实施，各种控制和跟随 照射中肿瘤的运动的技术应运而生，包括:
• 控制等中心移位技术 • 呼吸门控技术 • 图像引导的放射治疗（IGRT）
偏转系统
90o单偏转磁铁系统
270o复合偏转磁铁系统
辐射系统
作用
• 从加速管输出端出来的射束不能直接用于治 疗病人，必须经治疗头和各种附件修整，形 成剂量分布均匀，射野大小合适的治疗束之 后，才能用于治疗病人 • 最终用于治疗的射束的形成部位
结构
屏蔽材料、靶、均整器或散射箔、电离室、 初级准直器、次级准直器
直线加速器上岗培训
医用加速器 加速器的定义
利用电磁场把带电粒子加速到较高能量的装置。它 还可以利用被加速后的高能粒子轰击不同材料的靶， 产生次级粒子，如X线、中子和介子束等
分类方法
按粒子加速轨道形状：直线加速器和回旋加速器 按加速粒子的不同：电子加速器、质子加速器、 离子加速器和中子加速器等 按被加速后粒子能量的高低：低能加速器(能量 小于100MeV)、中能加速器(100~1000MeV)、高 能加速器(103~106MeV)和超高能加速器(能量 1000GeV以上)
– 第一层是由高原子系数材料形成初级散射箔，它直接安 放在电子引出窗，厚度非常薄，目的是为了减少电子的 能量损失和X线污染。 – 第二层是由低原子系数材料做成的次级散射箔，它安放 在初级准直器的下方，轴附近较厚，其厚度沿径向逐渐 减少，它对中心区电子吸收较多，能更有效地将电子散 射到周围，提高均整度
电子直线加速器
• 利用微波电磁场把电子沿直线轨道加速到较高能量的 装置 • 优点: 电子束和X线均有足够的输出量，射野较大 • 主要缺点: 机器复杂，成本较高，维护要求较高
医用电子直线加速器的分类
按所采用的加速电磁场形态的不同
行波直线加速器和驻波直线加速器
按能量的不同
低能加速器 ≤6MeV 中能直线加速器 ≤14MeV 高能直线加速器 ≤25MeV
主要特点: 加速器置于一个有6个自由度的大型机器手臂上，以两个交角安 装的KV-X线图像导引系统取代刚性的立体定向用的框架， KV-X线 等中心投射到患者治疗部位，根据探测到的标记点（解剖或金属标 记）的位置随呼吸运动的变化，在Ｘ线的定位系统的引导下，加速 器的等中心可以随靶区的变化而同步变化，从非共面的不同角度实 施图像跟踪式照射。 核心技术是机器臂和图像导引系统。解决了病人不愿意使用头盔 和框架，以及照射时脏器不自主运动问题
灯丝电压应该满足要求，电压过低，温 度不够，阴极发射不足，工作不稳定，且容 易引起灯丝打火，还可能损坏磁控管；电压 过高，灯丝和阴极过热，会缩短磁控管的寿 命。有些磁控管在触发时，要求施加额定电 压，但是振荡后，由于一部分电子回轰，使 阴极温度升高，这时要适当降低电压甚至完 全切断灯丝电压。磁控管的寿命主要取决于 灯丝的寿命，因此必须保证磁控管工作在所 规定的温度范围内
我国电子直线加速器
1956年起，在谢家麟先生的领导下开始研制电子 直线加速器，1964年建成了第一台30 MeV的直线加 速器 1965年南京大学研制成功一台0.7 MeV的电子直线 加速器。 1977年北京、上海研制成功了医用行波电 子直线加速器 七十年代末北京研所和清华大学协作研制医用驻波 直线加速器。八十年代末开始小批量生产BJ-4低能驻 波医用直线加速器，上海核子仪器厂也开始生产ZJ10中能加速器 九十年代初，北京医研所改型研制了BJ-6医用直 线加速器，广东威达医疗器械集团与清华大学等合作 批量生产WDVE-6低能驻波医用直线加速器
放射屏蔽
放射屏蔽和准直器占治疗头的重量和体积 的大部分 在治疗头中，对电子束起阻挡作用的装置 都必须屏蔽 10MV X线能量以上的机器的治疗头用掺 硼的低原子数的材料作屏蔽 射束遮挡器（beam stopper）
固定的或旋转的屏蔽装置，对穿过病人的射线 进行衰减。一般安装在机架的另一端
准直器
聚焦和偏转系统
聚焦线圈
加速管、速调管、聚束线圈、位置线圈和角 度线圈