12MeV直线感应电子加速器
医用直线加速器的日常维护和故障处理
医用直线加速器的日常维护和故障处理加速器是具有高压大电流真空器件（加速管、磁控管、闸流管）以及相应的大功率微波传输器件、复杂的控制保护电路的大型放疗设备，故障率相对较高。
为减少故障率，延长真空器件的寿命，并确保安全治疗，加速器的日常维护非常重要，根据其工作原理和笔者日常维护经验，总结出如下几点体会，供同行们参考：１机房要保持清洁、干燥如果机房灰尘较多，且比较潮湿（特别是南方的梅雨季节），极易引起高压打火，损坏部件，所以机房内应配备有除湿机、空调机，保证机房内的温湿度要求。
２定期更换冷水机内的冷却水每半年更换一次水系统的蒸镏水，清洗或更换过滤器，水路不通畅、水压低可导致加速器输出剂量率减少，影响磁控管、加速管（靶）的寿命。
３使用无水氟利昂（Ｆ１２）如果使用普通冰箱用的氟利昂，将降低波导的绝缘性能，会导致波导内频繁打火，加速管、波导和磁控管都可能因打火而损坏。
４定期记录机器的电气参数一些原始数据的记录，有助于提供机器稳定性检查，及时发现隐患。
主要的参数有：钛泵电流、加速管电流、加速管灯丝电流、加速管灯丝电压、磁控管灯丝电压、磁控管灯丝电流、磁控管电流及波形、充电电流波形及电流。
这些参数可作维修参考，并作为加速管、磁控管寿命判断依据。
５开关机应注意事项加速器开机上电，机器通过计算机自检完成后，将“待机／运行”开关打到“待机”位置，让机器在待机预热１０ｍｉｎ，开机预热有利于保护磁控管灯丝，增加机器的稳定性。
机器在待机预热１０ｍｉｎ后，可将运行预热改为１０ｍｉｎ，减少磁控管的损耗，但绝不能少于５ｍｉｎ（磁控管最小预热时间）。
预热完成后，可以按晨检模式，让加速器从重复频率较低处（１５０、１８０、２００、２２０）出束１００ｃＧｙ剂量，让磁控管逐步进入工作状态，同时可确定设备是否正常工作。
出束过程，如果出现高压过流停止出束，在清除联锁后，不要马上按出束键，等上１ｍｉｎ，或把重复频率（设置剂量率）减少。
加速器停止治疗，在关机之前应退回主选择模式，把“运行／待机”钥匙开关打到“待机”位置，等待１０ｍｉｎ后关机。
15MV医用电子直线加速器感生放射性影响分析
15MV医用电子直线加速器感生放射性影响分析王庆敏【摘要】对于电子能量大于10MeV的医用电子直线加速器,每次开机治疗完成后会产生感生放射性,可能对机房工作人员及附近公众产生辐射危害.本文对某医院15MV电子直线加速器运行后感生放射性进行量化,并由此估算可能对周围人员造成的辐射剂量.通过探讨,希望在对加速器产生的感生放射性影响评价时有参考意义.【期刊名称】《四川环境》【年(卷),期】2010(029)005【总页数】3页(P130-132)【关键词】电子直线加速器;感生放射性;影响分析【作者】王庆敏【作者单位】四川省核工业地质局分析测试中心,成都,610503【正文语种】中文【中图分类】X837近年来,随着癌症患者的日益增多,电子加速器被越来越广泛的应用于医疗领域,在给人们带来巨大裨益的同时,也给人们的工作、生活带来了潜在的辐射危害与风险。
对于能量大于 10MeV的电子加速器所造成的两种辐射危害是必须要考虑的：一种是瞬发辐射危害;另一种是缓发辐射危害,即感生放射性危害。
瞬发辐射仅仅存在于加速器运行时,易于被人们认识并加以屏蔽;而感生放射性在加速器运行或不运行时均存在,相对于瞬发辐射而言更具有隐蔽性,其危害也不容忽视[1]。
本文对某医院15MV电子直线加速器感生放射性进行了量化,并由此估算了可能对周围人员造成的辐射剂量。
通过探讨,希望在对加速器产生的感生放射性影响评价时有参考意义。
1 基本情况介绍某医院安装了一台西门子 PR IMUSH型电子直线加速器。
该加速器最大额定 X射线能量为15MV,最大Χ线剂量率 500cGy/min,最大电子线能量 18MeV,最大电子线剂量率 400cGy/min,靶材料为钨,年出束时间约 900小时。
2 感生放射性影响分析对于能量大于 10MeV的医用电子直线加速器,每次开机治疗时会产生感生放射性,它主要包括以下两个方面：①加速器结构材料的固态感生放射性：在加速器运行期间,由于有足够的结构屏蔽,由部件产生的感生放射性不会危害到屏蔽体外的人员。
核技术在环境中的应用
辐照去除(qù chú)无机污染物
▪ 辐射反应以还原反应为主，通过限制氧气含量而降低·OH的产额，提高·H和 eaq-的产生量，同时使用乙醇作为·OH自由基的消除剂，以阻止金属被重新 (chóngxīn)氧化。
（1）Hg+还原(huán yuán)
H2O eaq H OH H勇2 于 开H始2O，2 才 能H3找O到 成
辐射灭菌的优点：1.不会产生有毒的含氯有机物，2.辐照对于(duìyú)用氯难以杀 死的过滤性病毒有很好的消毒作用。3.兼用辐照灭菌还可以大大减少投氯量，在杀 灭微生物的同时，辐照还可以促进可能生成三卤甲烷的前体有机物（如：间苯二 酚、丙酮酸、4-氧基苯酚等）的分解。
第十六页，共80页。
辐照(fú zhào)去除无机污染物
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一、废气(fèiqì)处理
▪ 主要大气(dàqì)污染物：SOx与NOx
▪ 电子束照射法(EBA)脱硫脱硝：
▪ 20 世纪90年代俄罗斯科学院西伯利亚分院的核物理研 究所制造的加速器供应波兰和日本，用以净化烟雾。
▪ 波兰用俄罗斯生产的加速器净化劣质煤燃烧产生 (chǎnshēng)大量SO2与NOx 。
▪ 应用于环境 (30多年)：污染物治理和废弃物回用、杀菌
核分析(fēnxī)技术
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辐射技术
电离辐射
非电离辐射
电磁辐射
带电粒子射线 不带电粒子射线
X射线 射线
E>50eV
射线，+射线 电子束，射线，质子射线
氘核射线，重离子束 介子束等
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中子
电离辐射降解(jiànɡ jiě)机理
▪ 20世纪八十年代(niándài)，在全世界范围内有许多有关水 和废水辐射处理的基础研究和工业实践。
直线加速器.doc
1.1.1
X线能量：6MV、10MV
1.1.2
X线最大剂量建成深度：SAD=100cm, 10X10cm射野：6MV: 1.5 +/- 0.2cm 10MV: 35 +/- 0.2cm
1.1.3
X线百分深度剂量：水下10cm，SSD=100cm,10X10cm射野：6MV: 67.5% +/- 1.0% 10MV: 73 %+/- 1.0%
直线加速器
设备名称：图像引导、容积旋转调强直线加速器
一*
数量：图像引导、容积旋转调强直线加速器一套
二
医用加速器核心结构:
1.1
加速管
1.1.1
加速管类型：行波或驻波
1.1.3
加速管保用:无条件保用二十年。
1.1.4
加速管真空度：≤10-7Torr
1.2
电子枪
1.2.1
电子枪与加速管可分离，单独拆卸，便于维修。
3.3.4.7
床相对零位可以在加速器控制室内设定床相对零位,记录、显示并行床相对移动矢量
3.3.5
千伏级(KV)影像系统控制台可以在影像系统控制台上同时控制实时影像系统的图像
3.3.6
CBCT图像质量要求
3.3.6.1
图像空间分辨率≥10 LP/cm
3.3.6.2
CBCT重建图像分辨率,最大可达到1024x1024x16bits
系统接口
3.3.1.1
与加速器的接口当加速器上选定病人时，影像系统上也同时指向同一病人
3.3.1.2
与治疗床接口可将治疗床摆位修正矢量传送到治疗床，并可以在控制台自动控制床位置。
3.3.2
二维X线图像支持拍摄/处理静态kV级X线图像
直线感应加速器束心偏移轨迹的计算
直线感应加速器束心偏移轨迹的计算直线感应加速器是一种基于电磁感应原理的粒子加速器，通过在加速器中产生变化的磁场，使粒子受到电磁力的作用而加速。
束心偏移是指粒子束在加速器中的运动轨迹与设计轨道之间的偏离程度。
精确计算束心偏移轨迹对于加速器的设计和优化具有重要意义。
束心偏移轨迹的计算方法可以通过数学模型和电磁场分析来实现。
首先需要建立直线感应加速器的数学模型，包括粒子的初始位置、速度以及加速器的磁场分布等参数。
然后，根据电磁感应原理，计算粒子在磁场中受到的电磁力，并根据粒子的质量和加速度计算其运动轨迹。
最后，通过迭代计算，得到粒子束在加速器中的束心偏移轨迹。
在计算束心偏移轨迹时，需要考虑多种因素的影响。
首先是磁场的分布，不同的磁场分布会对粒子束的运动产生不同的影响。
其次是粒子的初始条件，包括位置和速度等参数。
这些初始条件将直接影响粒子束的运动轨迹。
另外，还需要考虑粒子之间的相互作用，例如空间电荷效应和束团的散焦效应等。
这些因素综合起来，将决定束心偏移轨迹的形状和变化规律。
为了实现束心偏移轨迹的计算，可以使用数值模拟方法，如蒙特卡洛方法或有限元方法等。
这些方法可以通过离散化空间和时间来模拟粒子束的运动，并通过迭代计算得到束心偏移轨迹。
同时，还可以利用计算机仿真软件，如MATLAB或CST等，来进行计算和分析。
束心偏移轨迹的计算结果可以用于加速器的设计和优化。
通过分析束心偏移轨迹的形状和变化规律，可以确定加速器中的磁场分布和粒子束的初始条件，以实现更稳定和高效的加速效果。
此外，束心偏移轨迹的计算还可以帮助研究人员理解粒子在加速器中的运动规律，为粒子物理研究提供重要参考。
直线感应加速器束心偏移轨迹的计算是一项关键的任务，对于加速器的设计和优化具有重要意义。
计算束心偏移轨迹需要考虑多种因素的影响，包括磁场分布、粒子初始条件以及粒子之间的相互作用等。
通过数值模拟和计算机仿真等方法，可以得到束心偏移轨迹的准确结果，并为加速器的性能改进提供重要参考。
10MeV系列电子直线辐照加速器
10MeV系列电子直线辐照加速器一、项目介绍用电子加速器产生的高能电子束照射可使一些物质产生物理、化学和生物学效应，并能有效地杀灭病菌、病毒和害虫。
这一技术已被广泛应用于工业生产中的材料改性、新材料制作、环境保护、加工生产、医疗卫生用品灭菌消毒和食品灭菌保鲜等。
它同钴源辐照一样，具有常温、无损伤、无残毒、环保、低能耗、运行操作简便、自动化程度高、适宜于大规模工业化生产等特点。
与钴源相比，其最大优点是辐照束流集中定向，能源利用充分，辐照效率高，不产生放射性废物。
随着钴源售价的飞涨、废源处理费用的上升，电子加速器辐照装置具有明显的价格和经济优势。
用能量为l0MeV的高功率电子加速器建设高能电子辐照中心，在发展辐照加工产业的同时，开展辐照工艺和辐照新领域的研究，在国内外都是一项极具挑战和开拓性的工作，具有明显的社会经济效益和不可估量的潜在价值，是目前国际上倍受关注的高科技领域之一。
主要涉及领域有：1）医疗卫生用品的辐射灭菌适用的医疗卫生用品灭菌消毒的种类很多，包括金属制品、塑料制品、棉织品、一次性使用的高分子材料医疗用品等上千种，中西药和化妆品也都可以采用辐射消毒灭菌。
辐射消毒灭菌要比常规的ETO等化学消毒法具有更多优点：辐射消毒灭菌的处理是在常温下进行的，适用于对热敏感的塑料制品、生物制品和药物。
辐射穿透能力强，杀菌均匀彻底，能够辐照密封包装物，杀死内部的微生物，延长货架寿命和储存期。
能耗低、无残留、无污染；辐射灭菌速度快，可连续作业，适合于大规模加工。
加工易于控制，一旦加工参数（剂量）确定，时间便是唯一可调因素，不像其他方法需同时控制很多因素。
2）食品辐照加工------保鲜和储存食品辐照的保藏方法与其他方法相比有许多优点：可以杀菌消毒，降低食品病原菌的污染；食品辐照的处理是在常温下进行的，特别适用于要保持原有风味的食品和含芳香性成份的食品的杀菌和消毒；能耗低，无毒物残留，无污染；辐照新鲜果蔬食品可以抑制生长发芽、杀虫灭菌、延长保鲜期，防止腐烂、减少损失。
医用电子直线加速器的验收
寰 １
机械 准直器机械等 中心精度
准直器角度刻度精 度 机架机械等 中心精度
机架角度刻度精度 床旋转等 中心精度
３基砷．Ｉ施的验收 ５．１机 房辐 射 防护 设施 主屏蔽 墙、次屏 蔽墙 、防 护门、中子防护、强排 每小时 换气量 及 各进 出风 口位 置
５．２穿墙 线管 空调 、排风、水、电、气 、检测所需预留线路 ５．５机房环境 防护 温度、湿度，防尘、电磁场、水路、电路、设备安装所需预埋件 （激 光灯、吊装件）
医疗设备的验 收是医疗设备全过 程技术管理的重要 组成部分， 是确保医疗设备质 量和及时安全投 入使 用的核心环节。医用电子直线 加速器的验 收是指临床医学工程人员和放射 治疗物 理师依据相关 国 家标准文件，对购进的设备从外部包装、资料文件、配件数 量、基础设施、 安装调 试、竣工后的检测等各个方面进行验 收测试 ，检测设备的各项 技术 指标是 否达到国家相关标准及厂家提供的标准 。
５．４安装 基础 混 凝 土 基 座 ４安 装 阶 段 的验 收 关键环节的参与、干预和精度控制。
（１）底座的安装调试。 （２）立 主机 。机架、小机头和床的等中心调节。 （３ 叶准直器多 叶准 直器与主准直器的匹配 要Ｕ位精度重 复性。 （４）机 载影像 系统。机载影 像系统的 初始化校 准。机 载影像 系 统中心与加速器的中心校准，几何中心和影像中心的校 准。 （５）机 械中心轴和束流 中心轴的检测调解。 （６）束流参数 的调 节。能量、平坦度、对称性 。 ５安麓完成后的 收 医用电子直线加 速器安装 完成之 后，根据 国家标准和加 速器的 性能指标 ，对加速器逐一进行仔细 精确的检测。《放 射治疗机房设计 导 则 》ＧＢ／Ｔｌ７８２７—１９９９、《放 射 卫 生 防 护 基 本 标 准 》ＧＢ４７９２－８４、《医 用电子加速器卫生 防护标准》ＧＢＺ１２６－２００２、《医用电气设备第一部 分：通 用安 全要求》ＧＢ９７０６．１和 《医用电气设备能量为 １－５０ＭｅＶ医 用电子加 速器专用安 全要求》ＧＢ９７０６．５－９２对 医用电子加速 器治疗 室 的 防 护 、安 全 要 求做 了 详 细 规 定 。《医 用 电子加 速 器 性 能 和 试 验 方 法 》 ＧＢ１５２１３－９４规定了医用电子加 速器性能和试验方法 ，该标准 等效采 用国际 标准 ＩＥＣ９７６《医用电子加速器性能》和 ＩＥＣ９７７（（１－５０Ｍｅｖ医 用电子极速器性能到则》。（《医用电子加速器验收试验和周期 检验 规程》 ＧＢ／Ｔ １９０４６－２０１３成为医用电－于力口速器验收检测的最新标准 。
科技成果——HM-J-16-I型医用电子直线加速器
科技成果——HM-J-16-I型医用电子直线加速器
技术开发单位江苏海明医疗器械有限公司（中船重工集团公司第七二三研究所子公司）
技术概述
根据患者的治疗计划对患者进行摆位，确定照射部位、射线类型和能量、照射剂量等输入控制台，然后启动设备照射。
设备收到控制台指令后，启动脉冲调制器高压，分别供给磁控管和电子枪。
磁控管产生的微波经微波系统调节控制后注入到加速管，在加速管内建立加速场。
电子枪受到高压激励后发射电子，在控制系统的控制下注入到加速管。
注入加速管的电子由微波加速场沿加速管轴向进行加速，期间，发散的电子在聚焦磁场的作用下会聚到加速轴上，直到加速管出口。
从加速管出射的高能电子通过导向系统进行方向调节后，进入偏转系统，在偏转系统的作用下以适当的角度进入辐射治疗头。
辐射治疗头根据预先的设定对进入的高能电子进行各种处理，例如是否打靶转换为X射线，均整度处理，辐射野限制，剂量控制等。
经辐射治疗头处理的射线射入躺在治疗床上患者的指定部位，进行治疗。
在设备运行的过程中，各控制系统通过多种方式对设备的参数进行采样、控制，确保设备工作在预定的状态上。
先进程度国内领先
技术状态批量生产、成熟应用阶段
适用范围本产品产生X射线和电子线，对病人的实体恶性肿瘤进行照射，从而达到消除或减小肿瘤的目的。
获奖情况中国船舶重工集团公司科学技术一等奖、江苏省科学技术三等奖、中国技术市场协会金桥奖。
主要技术指标
专利状态授权国防发明专利5项，授权发明专利20项，授权实
用新型21项，受理发明专利7项，受理实用新型4项。
预期效益混合所有制改造后3年内实现10000万元的销售收入，净利润1500万元。
电子直线加速器与电子感应加速器的比较_刘雨婷
条件： 1）为便于比较，直线加速器焦距取1.8m，回旋加 速器焦距取1.0m； 2）以200mm钢为例计算； 3）采用柯达AA400底片； 4 ）根据我们拍片经验，底片吸收剂量按3.1cGy计算； 5）本计算仅供参考。 根据公式可得出表3所示结果。
式中， I为底片吸收剂量，取3.1cGy； I0为距加速器焦点1米处，出束剂量率cGy/min.m； d为焦距，取1.8m； D为工件厚度，取200mm； D 1/2为 半 价 层 ， 对 4 M e V 电 子 直 线 加 速 器 约 为 25mm；对7.5MeV电子感应加速器约为28mm； 根据上述公式可推出透照时间t的计算公式：
2 透照时间对比
以下是两种加速器具体的计算比较。由于目前普遍 工业所需用X射线进行检测的工件厚度一般在250mm左 右，因此下面对4MeV电子直线加速器和7.5MeV电子感 应加速器就透照时间、工作性能、防护墙厚度、造价等 方面进行比较。 计算公式说明如下：
4 防护墙厚度对比
计算方法 在厅外距靶点r（m）处的辐射剂量率为（单位rad/ min）：
表3 电子直线加速器和电子感应加速器工作效率对比 D/D1/2 6 5.17 最大剂量率 （cGy/m.min） 500 5 透照时间 4.98分 84.79分
能量（MeV） 4MeV电子直线加速器 7.5MeV电子感应加速器
0.2×3 0.2×3 0.2×3 0.2×3 0.3×3 150 1% 200 1% 250 1% 250 1% 350 1%
X光面光源的尺寸对系统线扩展函数的影响
第16卷 第3期强激光与粒子束Vol.16,No.3 2004年3月HIGH POWER LASER AND PARTIC LE BE AMS Mar.,2004 文章编号:100124322(2004)0320296205X 光面光源的尺寸对系统线扩展函数的影响Ξ江孝国, 谭 肇, 李泽仁, 王婉丽, 王 伟, 祁双喜(中国工程物理研究院流体物理研究所,四川绵阳621900) 摘 要: 在辐射照相系统中,X 光源的尺寸是一个影响图像清晰度的重要参数。
尤其是在使用高能的X光进行辐射照相时,特殊的照相条件使X 光源面积对于系统空间分辨率的影响更为突出。
针对这一现象,基于台阶照相法测量系统线扩展函数的理论建立了计算模型,模拟了面光源尺寸对于系统空间分辨率的影响,并说明了提高分辨率应采取的措施。
关键词: 面光源; 线扩展函数; 照相几何; 空间分辨率 中图分类号:O434.12 文献标识码:A 在X 光透视成像系统中,X 光源的尺寸对所获得的透视X 光图像的清晰度是有影响的。
在这样的系统中,一般要求X 光源的尺寸尽量小,但X 光源(尤其是高能X 光源)的产生方法具有相对的特殊性,不能无限制地获得任意小的X 光斑,约束了成像系统可以达到的空间分辨率。
系统的线扩展函数或点扩展函数是评价X 光透视成像系统的成像质量的一个重要参数,表示了系统成像的清晰度,一般而言,其半高宽越大,成像越不清晰,它是一个相对较容易测量的物理量,所以本文以此参数作为研究对象。
在X 光透视成像系统中影响图像清晰度的因素较多,如所采用的荧光屏(或金属增感屏)结构、X 光能量及X 光源尺寸、照相几何等。
当在一些特殊要求的环境条件下,使得被照物体不能较近地紧靠接收X 光片时,X 光源的尺寸及照相的几何比例会成为影响接收图像清晰度的主要因素。
本文主要针对高能辐射照相系统中存在的这种影响,在不同的照相几何下模拟了具有高斯分布的不同尺寸的X 光斑对图像清晰度的影响。
容积旋转调强放疗高能直线加速器
容积旋转调强放疗高能直线加速器第一部分:配置要求序号产品名称数量技术规格要求1 容积旋转调强放疗直线加速器 1 详见技术规格要求2 治疗计划系统 2 详见技术规格要求3 放疗信息网络系统 1 详见技术规格要求4 放疗质控及辅助设备 1 详见技术规格要求5 大孔径4D-CT 模拟定位机 1 详见技术规格要求第二部分:技术规格要求第一部分:容积旋转调强放疗直线加速器（一）容积旋转调强放疗图像引导直线加速器（带内置MLC系统、实时影像动态验证系统、X射线机载定位引导系统、六自由度治疗床，具备立体定向精确放疗功能））一、直线加速器1 主系统基本要求*1.1 所投设备必须具备在线四维CBCT成像功能，所投设备必须为近年CFDA首次注册上市的高端直线加速器*1.2 所投设备必须为全数字化机型，一体化数字控制系统，医科达需提供Integrity控制系统，瓦里安需提供Maestro控制系统，或更高控制平台。
1.3 加速管类型：驻波或行波1.4 微波功率源：速调管或磁控管1.5 微波输出的峰值功率≥5MW1.6 束流偏转与输出系统：270度磁偏转系统或滑雪式偏转方式1.7 系统内部的计算机控制体系应具有临床应用模式，特殊治疗应用模式，拍片模式，物理模式和维修模式。
1.8 提供如下配套设备：1.8.1 稳压电源1台1.8.2 水冷机1台1.8.3 激光定位系统1套1.8.4 患者身份和治疗附件条码验证系统1套1.8.5 无孔挡铅托盘25个1.8.6 监视与对讲系统1套1.8.7 维修工具1套2 束流特性2.1 X线束流特性2.1.1 常规X射线能量：提供2挡6,10MV , 高剂量率(非均整射束)：X6HI , X10HI2.1.1.1 6MV的 X线最大剂量建成深度：SSD=100cm, 10×10cm射野：1.60 ± 0.15cm或1.5±0.2cm2.1.1.2 10MV 的X线最大剂量建成深度：SSD=100cm, 10×10cm射野：2.40 ± 0.15cm或2.1±0.2cm2.1.1.3 6MV的X线百分深度剂量：水下10cm，SSD=100cm,10×10cm射野：67.2% ± 1.0%或67.5%±1.0%2.1.1.4 10MV的X线百分深度剂量：水下10cm，SSD=100cm,10×10cm射野：74.1% ± 1.0%或73.0%±1.0%2.1.1.5 常规X线最大剂量率：≥600MU/min*2.1.1. 6 高剂量率(非均整射束)X6HI最大剂量率：≥ 1400MU/min, X10HI最大剂量率：≥ 2200MU/min2.1.1.7 常规X射线平坦度(水下10cm深度)：≤±3.0%或≤1.062.1.1.8 X射线对称性(水下10cm深度)：≤2.0%或1.032.2 电子束流特性2.2.1 电子线能量：提供4档，包括6、9、12、15MeV2.2.2 电子线平坦度：≤±5%或≤1.032.2.3 电子线对称性：≤2%或≤1.032.2.4 常规电子线最大剂量率：≥600MU/min2.2.5 电子线中的X线污染：≤5%2.2.6 提供6个尺寸的电子线限光筒，包括弧形照射限光筒2.2.7 限光筒安全性：具有机械安全防碰撞联锁装置3 剂量监测系统3.1 出束稳定时间：≤0.5s3.2 剂量稳定性误差：在5个工作日内稳定性偏差≤2%3.3 射线的纵向和横向对称度参数超过下述数值则启动连锁：5%3.4 剂量伺服系统：保证引出的束流具有优异的剂量学指标，充分满足国家标准3.5 电离室结构：四通道密封式设计或开放式设计，精度优于±1%（剂量20~999MU）4 特殊治疗模式4.1 双向弧形照射功能，机架旋转范围：≥±182.5°4.2 弧形照射最大角剂量率：≥ 20MU/度4.3 楔形板：15、30、45和60度固定或内置全自动0至60度可调楔形板4.4 楔形野尺寸：≥20 x 40cm*4.5 容积旋转调强放疗功能：机架旋转速度、照射野形状、剂量率均可连续动态变化4.6 支持X线全身照射模式（TBI）4.7 支持高剂量全身皮肤电子线照射模式5 机械运动系统5.1 机架旋转角度范围：≥±182.5°5.2 机架旋转精度：≤0.5°5.3 TAD距离：100±0.2cm5.4 等中心高度：≤129.5cm5.5 等中心到机头的净空间：≥41.5cm 5.6 机架和准直器等中心精度：≤±0.5mm 5.7 准直器系统旋转范围：≥±175°5.8 准直器系统旋转精度：≤ 0.5°5.9. 独立准直器移动范围：–10cm 至 +20cm6 多叶光栅系统6.1 具备内置式电动多叶准直器6.2 叶片在等中心处的最小投影宽度：≤5mm 6.3 叶片数量：≥60对6.4 叶片运动速度：≥6.5cm/s6.5 叶片位置精度：≤±1mm6.6 多叶准直器最大照射野：40cm x 40cm 6.7 多叶准直器可进行动态叉指状运动*6.8 多叶准直器和铅门的联合漏射率: ≤0.1% 6.9 叶片端面过等中心距离: ≥15cm6.10 多叶准直器的端面半影: ≤6mm (SAD=100cm，水下Dmax处, 10 x 10cm射野)7 X射线机载定位引导系统：kV级X线影像引导系统7.1 KV级X射线成像系统具有防碰撞保护7.2 非晶硅平板探测器尺寸：≥ 41cm x 41cm7.3 探测器最大像素矩阵：≥ 1024 x 10247.4 图像采集帧频≥5.5帧/秒7.5 探测器成像非均匀度: ≤ 1%7.6 影像动态区间：≥18000:17.7 CBCT成像FOV：头部≥24cm；体部≥45cm7.8 CBCT图像采集孔径：≥83cm7.9 X线球管功率≥50kW;双焦点标称尺寸：0.4 mm, 1.0mm/0.8mm7.10 影象软件7.10.1 成像方式：拍片、透视、CBCT7.10.2 三维容积成像范围可延长为2段或以上, 多段图像可自动无缝拼接8 实时影像动态验证系统：MV级X线影像引导系统8.1 硬件要求*8.1.1 图像采集装置应采用非晶硅平板探测器8.1.2 图像采集帧频≥10帧/秒8.1.3 探测板可自动收回和展开8.1.4 图像采集器的有效感应面积≥ 41cm x 41cm8.1.5 像素矩阵大小≥ 1024 x 10248.1.6 图像灰度分辨率：0.15% @ 6MV8.1.7 具有防碰撞安全连锁功能8.2 软件要求8.2.1 能与放疗专用网络系统实现联网8.2.2 可同时察看实时成像和对比参考图像（模拟定位图像、DRR）8.2.3 图像采集后可自动进行图像增强处理8.2.4 图像采集后自动关闭加速器的射线输出8.2.5 可自动/手动调节窗宽/窗位。
医用直线加速器参数
10
免洗胶片验证系统（进口）
1套
11
等中心校验仪器
1套
12
移动式激光定位系统（用于定位CT-SlM）（国产）
1套
13
环境监测用的X （r）射线报警仪
I台
14
个人剂量报警仪
6个
15
辐射环境巡检仪
1台
16
电子线热丝切割机
1台
17
恒温水箱（热塑膜）
1台
18
头部固定架
2套
19
三框型头肩固定架
2套
20
三框体部固定架
12. 4. 1. 1. 1.
基于测量数据的自动处理
12. 4. 1. 1.2.
图形化数据的浏览和编辑
12. 4. 1. 1.3.
电子化数据确认
12. 4. 1. 1.4.
具有物理学数据表的支持和打印功能
12.4. 2.
轮廓勾画工具
12. 4. 2. 1.
自动勾画
12. 4. 2. 1. 1.
具有轮廓的逻辑运算工具
12. 1.
基本功能要求
12. 1. 1.
所投设备要求：本次招标为一套放射治疗计划系统，包含治疗计划工作站2台和医生 工作站2台，以及支持运行所必需的软、硬件
12. 1.2.
物理数据管理：具有射线数据输入、分析和配置功能
12. 1. 3.
虚拟模拟：具有虚拟模拟功能
12. 1.4.
轮廓勾画：具有轮廓勾画功能
10. 1. 7.
平板探测器在束流方向的移动范围：80cm至Ocm
10. 1. 8.
平板探测器在束流方侧向的移动范闱：-18Cm至15cm
10. 1. 9.
电子线治疗剂量学
电子线治疗剂量学应用高能电子线进行肿瘤放射治疗始于20世纪50年代，当时电子线的产生主要源于电子感应加速器，20世纪70年代以后，由于电子直线加速器的发展，使得该项技术在临床得以普及应用。
现在高能加速器可以提供多种能量电子线照射。
电子线主要用于治疗皮肤表面和深度小于5cm的表浅病变，也可用于肿瘤手术中放射治疗。
第一节电子线的能量表述方式电子线照射介质时，由于是带电粒子，很容易通过库仑力与物质发生相互作用，作用的主要方式有：与核外电子发生非弹性碰撞；与原子核发生非弹性碰撞；与原子核及核外电子发生弹性碰撞。
加速器产生的高能电子线，在电子引出窗以前，能谱较窄，近似可看作是单能。
电子线引出后，它的能谱随着射线束经过散射箔、监测电离室、空气等介质，到达体模表面和进入体模后逐渐展宽，如图6-1所示。
在不同位置电子线能量有很大差别。
在临床实践中，体模表面和体模中特定深度处的能量有实际意义。
确定电子线能量的方法有3种：核反应阈值法、电子射程法和切伦科夫辐射阈值法，以电子射程法最为快捷实用，但其精确性受许多因素影响，其中最主要的因素是测量时所用的电离室的直径和照射野的大小，一般情况下要用很小直径的柱形空腔电离室，照射野的直径要大于电子线的实际射程。
一、最可几能量（most probable energy）体模表面最可几能量(E p）0指体模表面照射野内电子最大可几能量，即照射野内电子能量高斯分布峰值所对应的电子能量，它和电子射程R p直接对应：(E p)0=C1+C2+R p+C3·R p 2（式1）式中R p为电子射程（图6-2），定义为深度剂量曲线下降部分梯度最大点的切线，与韧致辐射部分外推延长线交点处的深度（cm）。
系数C1=0.22MeV, C2=1.98MeV·cm-1和C3=0.0025MeV·cm-1。
二、平均能量（mean energy）体模表面的平均能量E0，表示电子线穿射介质的能力，是确定体模中不同深度处电子线平均能量的重要参数，它与半峰值剂量深度R50（cm）的关系为：E0=C4·R50（式2）式中系数C4=2.33MeV·cm-1.R50可根据百分深度剂量曲线得到，为了克服射野对R50的影响，测量时应采用15cm×15cm射野或更大。
“神龙一号”直线感应加速器物理设计
第15卷 第5期强激光与粒子束Vol.15,No.5 2003年5月HIGH POWER LASER AND PAR TICL E B EAMS May,2003 文章编号: 100124322(2003)0520502203“神龙一号”直线感应加速器物理设计Ξ邓建军1,2, 丁伯南2, 王华岑2, 戴光森2, 程念安2, 章林文2, 张开志2, 戴志勇2, 石金水2(1.清华大学工程物理系,北京100084; 2.中国工程物理研究院流体物理研究所,四川绵阳621900) 摘 要: 介绍了“神龙一号”直线感应加速器物理设计的主要考虑。
“神龙一号”加速器是一台电子直线感应加速器,由3.6MeV感应迭加型注入器、72个感应加速腔、脉冲功率系统、束流输运和聚焦系统、控制系统和真空、绝缘油、绝缘气体以及去离子水系统组成。
能产生20MeV、束流大于2.5kA,脉冲宽度为60ns的强流脉冲电子束,X光焦斑均方根直径为1.5mm。
关键词: 直线感应加速器; 脉冲功率; 束流输运和聚焦; 物理设计 中图分类号: TL53 文献标识码: A 近年来随着闪光照相对分辨率的要求不断提高,为获得更小的焦斑,对电子束品质的要求也越来越高,促进了直线感应加速器(L IA)技术的快速发展;1999年底法国和美国相继建成了直线感应加速器A IRIX[1]和双轴流体动力学试验设备的第一轴DARHT2I[2],美国还正在建造能进行四幅照相的第二轴DARHT2II,预计2004年完成,届时DARHT2II能在2μs内进行四个时刻的闪光照相实验[3]。
英国原子武器研究中心(AWE)也计划建造能进行五个方向照相的五台感应叠加器,并正在建造其中的一台[4]。
本文主要介绍正在中国工程物理研究院流体物理研究所研制的“神龙一号”直线感应加速器的物理设计。
1 “神龙一号”直线感应加速器主要技术指标 “神龙一号”(Dragon2I)L IA是一台能量为20MeV,束流大于2.5kA,脉冲宽度为60ns,焦斑均方根直径为1.5mm的强流脉冲电子直线感应加速器,它利用的是电磁感应原理[5],由一台3.6MeV注入器、72个加速腔组成的加速段、脉冲功率系统、束流输运系统、控制系统及辅助系统组成,表1给出了其总体设计指标及与国内外同类装置指标的对比,括号内为实际达到的束流。
电子感应加速器的原理
电子感应加速器的原理电子感应加速器是一种物理学实验设备，通常用于研究电子在磁场中的运动和相互作用。
它基于法拉第电磁感应定律和洛伦兹力定律，可以用来加速电子以产生高能电子束，并用于各种科学研究和工业应用。
法拉第电磁感应定律法拉第电磁感应定律是电磁学中的基本定律之一，它描述了磁场通过导体环路时产生的电动势。
当导体中的电流发生变化时，它会产生一个磁场，而这个磁场会引起导体中的电荷移动，从而产生电动势。
洛伦兹力定律洛伦兹力定律是描述电荷在电场和磁场中受到的作用力的定律。
当电子在磁场中运动时，它会受到一个横向的洛伦兹力，这个力会使得电子向弯曲处运动，并最终形成一个环状电子束。
电子感应加速器的结构电子感应加速器的结构通常由三部分组成：电子枪、磁场和收集器。
电子枪电子枪是产生电子束的关键部分，它通常由阴极、阳极和加速电极组成。
电子从阴极发射出，然后通过加速电极和阳极，最后形成一束高能电子束。
通常使用热发射电子枪或冷阴极电子枪。
磁场磁场是电子感应加速器的核心部分，它用来控制电子束的运动。
磁场通过一个线圈产生，根据电磁感应定律，当电子在线圈内运动时，它会引起线圈内的电场变化，从而产生电动势。
收集器收集器用来收集电子束，通常是一个环形金属轨道，它通过磁场控制电子束的运动，并将电子束引导到特定位置。
电子感应加速器的工作原理电子感应加速器通过磁场的作用，将电子束加速到高能状态，并通过收集器来收集电子束。
通常的工作原理可以分为以下几步：1.电子枪发射电子2.电子经过加速电极和阳极，形成一束高能电子束3.将电子束引入磁场内，使电子束受到洛伦兹力，从而形成一个环形电子束4.调整磁场的强度和方向，使电子束继续加速5.将电子束引导到收集器中，收集高能电子应用电子感应加速器的应用十分广泛。
其中，最常见的应用是在核物理学中进行实验研究。
同时，电子感应加速器也可以用于工业应用，如材料表面改性、核工业等领域。
结论电子感应加速器基于法拉第电磁感应定律和洛伦兹力定律，通过磁场控制电子束的运动，从而提高电子束的能量，并用于各种科学研究和工业应用。
S波段10 MeV辐照用行波电子加速器研究
•加速器专辑•S波段10MeV辐照用行波电子加速器研究高渐!孟祥聪，施嘉儒，查皓，陈怀璧(清华大学工程物理系，北京100084#摘要：清华大学加速器实验室研制了10MeV行波直线加速器，并成功应用在了辐照加工领域。
在对该加速管的束流崩溃现象进行了理论和实验研究后，确定了提高阈值电流、优化结构的方案，完成了腔间相移变化的新型聚束段结构％该结构能够有效降低聚束段受困高阶模对电子的横向作用，同时不影响主模的加速性能，可以提高该行波加速管的束流崩溃阈值电流。
依照该方案进行了加速管的加工、成管焊接、冷测及高功率实验，冷测及高功率实验结果与模拟设计符合得很好，阈值电流提高了约40mA,证明了该设计的可行性％该工作为行波加速器解决束流不稳定性问题，进一步提高靶流功率提供了新的方法％关键词10MeV行波直线加速器;束流崩溃；聚束段；受困高阶模；阈值电流中图分类号:TL53文献标识码:A文章编号:1002-8935(2021)01-0038-06doi：10.16540/11-2485/tn.2021.01.07Study of an S-Band Travelling-Wave Electron Linacfor IrradiationGAO Jian,MENG Xiang-cong,SHI Jia-ru,ZHA Hao,CHEN Huai-bi(..Department of Engineering Physics,Tsinghua University,Beijing100084,China#Abstract:A10MeV travelling-wave linac has been developed by Tsinghua University and then applied in irradiation processing successfully.After theoretical and experimental study on the beam breakup (BBU#phenomenon,ChebunchingsecionwasredesignedCoincreaseCheouCpuCChresholdcurrenC.Byad-jusCingChegeomeCricalparameCersofbunchingsecCion,anovelbunchingsCrucCurewiChvaryingphaseshifC amongcaviieswascompleCed.ThisdesigncouldimproveCheChresholdcurrenCofCheCrave l ing-wavelinac wiChouCa f ecCingChedomainmode,dueCoChelessCransversee f ecConelecCrons.AfCermechanicaldesign, processing and brazing ofChe new disk-load sCrucCures,coldandhigh-powerCesCsofCheacceleraCorwere carriedouC.TheCesCresulCs were in good agreemenCwi hChe simula ion,andCheChresholdcurrenCin-creasedbyabouC40mA,whichprovedChefeasibiliyofChedesign.Thisworkprovidesanew meChodCo solveChebeaminsCabiliCyandfurCherincreaseCheouCpuCpowerofCheCraveling-wavelinac.Keywords:10MeVCrave l ing-wavelinac,Beam breakup,BunchingsecCion,Trap modes,Threshold currenC在当前工业及医疗领域中，MeV能量级别的电子束应用，包括辐、集装$冶疗等％电子加速器的各，加速管岀口处的岀束功率是最重要的之一，该接决定了器的应用场景和效应％影响管岀口处流功率的较多，包括出束电子能量、靶流流强、靶流脉宽、工作重频等％去里多研究结果表明束流崩溃(BBU,Beam breakup)是限电子器的岀束功率进一步提高的之一(1—3)。
12MeV LIA
２０ 年６ ０ ２ 月
爆 轰 波 与 冲 击 波
第２ 期
１ Ｍ ｅ Ｌ 前 级 真 空 系 统 控 制 改 进 ２ Ｖ
周符新 谷 占军 王永伟 何 辉 禹海 军 李 勤 石金水
摘 要 真 空 辅 助 系 统 的 能 力 直 接 影 响 到 １ Ｍ Ｖ 直 线 感 应 电 子 加 速 器 运 行 和 实 验 ， 过 对 真 空 ２ｅ 通 辅 助 系 统 控 制 线 路 的 重 新 设 计 ， 进 了 真 空 系 统 的 自动 控 制 运 行 能 力 ， 单 机 单 组 的 低 真 空 设 备 改 由 改 进 为 分 组 成 套 运 行 方 式 ， 采 用 自 动 控 制 程 序 ， 现 了 两 套 机 组 运 行 相 互 补 充 ， 进 行 了 人 为 故 并 实 并
障 试验 ， 证 了改 进后 的 真空 系统 的 可行 性 。 验 关 键 词 加 速 器 真 空 系 统 真 空 度 自动 化 控 制
ｌ 前 言
１Ｍｅ ２ Ｖ直 线 感 应 电 子 加 速 器 （ Ｉ ＿ 是 重 要 的 大 型 闪 光 照 像 设 备 ， 一 个 庞 大 的 系 统 ， ＬＡ）１ ｊ 是 由 注 入 器 、 冲功 率 系 统 、 输 运 系 统 、 制 监 测 系 统 以 及 真 空 、 、 、 等 辅 助 系统 构 成 。 真 空 脉 束 控 油 水 气 系统 的作 用 是 提 高 加 速 器组 元 内 的绝 缘 度 以 保 证 其 中 电 子 束 的 传 输 质 量 ， 分 为 两 部 分 ： 真 可 低
２ 真 空 系 统 电 力 拖 动 及 控 制 线 路பைடு நூலகம்分 析 与 设 计
２． 设 计 要 求 １
在不改变原有工作 程序 、 工作 状 态 及 不 增 加 设 备 条 件 下 ， 用 现 有 设 备 进 行 设 计 以达 到 一 利 台 机组 运 行 出现 故 障 时 ， 一 台 机 组 自动 启 动 ， 另 以保 证 系 统 真 空 正 常 的 目的 。 这 样 把 现 有 两 台 滑 阀 泵 和 两 台 罗 茨增 压 泵 ， 个 管 道 闸板 阀 ， 机 单 组 运 行 的 手 动 控 制 改进 为 编 组 联 锁 自动 控 两 单
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3国防科技基础研究基金资助课题。
1996年11月25日收到原稿,1997年10月29日收到修改稿。
石金水,男,1964年4月出生,硕士,副研究员。
12M eV 直线感应电子加速器石金水 丁伯南 邓建军 何 毅 李 劲 戴光森 文 龙 曹国高(中物院西南流体物理研究所,成都523信箱56分箱,610003) 摘要 12M eV 直线感应电子加速器(L I A )是经10M eV L I A 能量升级和系统改进而来,该机通过在10M eV L I A 加速末端续接四个加速组元并调整脉冲功率系统,将输出的电子束的能量升级至12M eV ;同时,重新设计的输运磁场分布及聚焦系统更趋于合理,使经10M eV L I A 升级和改进后的12M eV L I A ,打靶电子束能量达到12M eV ,束流约2.6kA ,脉冲半高宽约89n s ,焦斑约4mm 。
关键词 直线感应电子加速器(L I A ) 脉冲功率 束输运和聚焦 直线感应电子加速器是六十年代发展起来的一种新型加速器,它能产生强流、高亮度、低能散度的高品质电子束,而部件式结构的特点使它可大量串接获得所需要的能量。
由于L I A 具备这些优越性能,因而受到许多国家的重视,美国、法国、俄罗斯、日本已先后建成多台直线感应加速器[1～6],并已广泛地应用于闪光X 射线照相、辐照效应、自由电子激光、粒子束聚变、高功率微波等研究领域。
本文所介绍的12M eV L I A 是从1994年3月开始,在10M eV L I A (1994年研制成功)[7]基础上进行能量升级和系统改造而来。
其具体的设计指标要求为:加速电压12M V ;打靶束流≥2kA ;束流脉宽约60n s ;打靶束焦斑直径≤6mm 。
1 加速器系统简介 12M eV L I A 主要由脉冲功率系统、注入器、加速段、束输运和聚焦系统、控制监测系统及真空、油、水、气等辅助系统构成,主体概貌如图1所示。
脉冲功率系统的功能是将220V 、50H z 的市电转变成一组高压脉冲供给加速组元,可分为脉冲功率调制系统和触发系统。
调制系统是M arx 2B lum lein 形成线功率压缩系统(具体参数参见文献[7]),图2是其功率调制示意图。
触发系统将触发指令脉冲放大成符合触发要求的高压脉冲按预定时间分送到M arx 开关和主开关,使所有M arx 发生器和B lum lein 主开关精确地按照预定时间动作。
注入器采用天鹅绒阴极、带钨网阳极的二极管,可产生1M eV 、10kA 、90n s (FW HM )、亮度为108 (rad 2m )2的强流脉冲电子束,该电流被阳极孔准直后,约2.8kA 进入束传输管道。
加速段包括32个加速组元,每个加速间隙提供90n s (FW HM ),360kV 的高压脉冲,图3显示的是加速组元剖面示意图。
束的传输和聚焦采用螺线管线圈,该系统包括54台恒流励磁电源和54个螺线管线圈。
每台电源可提供50～500A (稳定度≤3‰)连续可调的恒流。
螺线管产生的峰值磁场可达0.6T 。
图4第9卷 第4期强激光与粒子束V o l.9,N o .4 1997年11月H IGH POW ER LA SER AND PA R T I CL E BEAM SN ov .9,1997 F ig.1 T he layou t of the12M eV L I A图1 12M eV L I A概貌F ig.2 T he p rocess of pow er modu lati onfo r the12M eV L I A图2 12M eV L I A功率调制示意图F ig.3 T he secti on of an accelerati on2cell图3 加速组元剖面示意图F ig.4 (a)T he schem atic of a len s(b)Its ax ial m agnetic field m easu red on the ax isof sys mm etry z fo r a co il cu rren t of380A图4 聚焦螺线管的结构示意图及其轴向磁场分布是聚焦螺线管的结构示意图及其轴向磁场分布。
2 调试及结果 调试主要是优化脉冲功率系统、束输运和聚焦系统的工作状态。
2.1 脉冲功率系统的调试 根据10M eV L I A的运行状况[7],要满足12M eV L I A的加速电压设计指标,仅简单地续接四个加速组元,加速电压只能达到11.3M V,若要达到12M V,则每个加速腔电压至少要增加30kV。
这不但增加了加速腔的压力,而且对M arx发生器、主开关、触发系统等提出了更高的006强激光与粒子束第9卷要求。
考虑不增加M arx 发生器、 级发散开关数量[8],必须对脉冲功率系统的布局重新调整。
M arx 1、2、3、4对前28个B lum lein 线供电(负载均分),M arx 5对后8个B lum lein 线供电,这样使负载分配更合理,有利于系统的调试。
此外,电子束逐个通过32个加速组元获得能量递增,所获能量的峰值大小及散度决定于脉冲功率系统36个主开关与电子束的同步性能。
已有的理论计算及实验研究表明(邓建军,10M eV L I A 调试研究,内部资料),开关同步性越高,即开关抖动越小,对束的调试越有利。
为解决这些问题,在实际调试中,采取了以下措施:(1)研制了一台可靠、稳定的高压同步脉冲触发装置,取代原有的高压脉冲增强器。
(2)为保证加速电压与电子束同步,减小能散度,提高束输运效率,重新调整所有触发电缆的电长度及M arx 发生器对水介质B lum lein 线的充电电感。
(3)兼顾整机运行的稳定性,通过合理调整开关气压等措施,将主开关的抖动限制在5n s 以内。
最后稳定运行的典型加速电压显示在图5中。
2.2 束输运和聚焦系统调试2.2.1 束输运系统 12M eV L I A 束输运线长约20m ,在束传输过程中,如何有效地避免和解决束的横向运动是调试成败的关键[9]。
束包络半径的振荡 在单个螺线管内,(ΒΧ)’≈0,束包络方程由下式给出R "(z )+(k 2c 4-k 2s )R (z )-Ε2n (Β2Χ2R 3)=0(1)这里,R (z )是均方根束半径;Χ是相对论因子;k c =e B ΒΧm c 是电子回旋波数;e m 是电子荷质比;B 是螺线管产生的轴向磁场;c 是光速;k 2s =2I I 0Β3Χ3R 2,I 是束流,I 0=m c 3e ;Εn 是归一化发射度。
由于腔电压的提高,电子束在束线上的能量递增与10M eV L I A 有所不同,由(1)式可知,不合适的磁场,将引起发射度的增加及加剧束包络半径的振荡,从而引起束碰壁损失,这样,整个输运磁场布局需重新调试。
实验中,利用束线上安装的10组束流及位置监测装置,逐个调节54个螺线管线圈的励磁电流,获得最佳的匹配磁场,直至加速器末端输出束流最大,脉宽最宽,空间散度最小。
F ig .5 T yp ical accelerati on vo ltage图5 典型的加速电压F ig .6 T he distribu ti on layou t of focu sing system图6 聚焦系统布局示意图 Co rk screw 运动 当束轴和磁轴不一致时,如果一束电子在x 2z 平面内以Α倾角通过磁轴时,则其下游的质心轨道为[10]x (z ,t )=(sin Α k c )sin [k c z -k c z ∃Χ(t ) Χ0]y (z ,t )=(sin Α k c )[1-co s (k c z -k c z ∃Χ(t ) Χ0)](2)106第4期石金水等:12M eV 直线感应电子加速器这里,∃Χ(t) Χ0表示电子束的能散度。
这种运动称之为质心的螺旋运动(Co rk screw),它会造成束脉冲期间束质心位置的偏移,当偏心量足够大时,也会引起束流碰壁损失,同时它还会造成焦斑的畸变。
为尽可能地减少该运动所带来的不利影响,我们首先采用光学经纬仪对束管道几何轴进行了精确的对中;调试中,调整阴阳极面的相对位置,减小电子束的初始入射角,即减少Co rk screw运动的幅度;同时,脉冲功率系统所采取的有效措施,尽可能地减小了∃Χ(t) Χ0。
BBU 与10M eV L I A一样,束输运磁场选择合适时,在12M eV L I A运行中未观察到明显的BBU现象。
2.2.2 聚焦系统 鉴于原有的布局漂移区间过长及SL1与SL3间的连惯性较差[11],对聚焦系统重新进行了设计,其布局如图6所示。
实验结果表明,该布局更为有效。
2.3 打靶束流的典型结果 表1给出的是稳定性考核实验连续十发的实验结果。
图7、图8和图9分别是典型的打靶束流及其质心位置、电子束打靶后靶面的破坏情况和采用阴影法所获得焦斑照片黑密度分布曲线。
表1 连续十发实验结果 Table1 The results of the con ti nuous10-shots exper i m en tsSho t N o.V M V I kApulsew idth nscharge ΛC51912.002.6489205 52012.012.5589205 52111.992.6689217 52211.992.689215 52312.012.489207 52412.062.6489214 52512.022.6289211 52612.022.6789223 52712.092.5289197 52812.012.6989218F ig.7 T yp ical targeting cu rren tand its cen tro id disp lacem en t图7 打靶束流及质心位置206强激光与粒子束第9卷F ig .8 T he bu rn m ark of repeatedexperi m en ts on the target图8 靶面破坏情况表2 10M eV L I A 与12M eV L I A 各项性能指标对比Table 2 Co m para i ng of perfor mance param etersfor the 10M eV L I A and 12M eV L I A10M eV L I A12M eV L I Aenergy M eV 10.312.1beam kA2.12.6pu lsew idth n s 7089spo t size mm4～6～4F ig .9 T he b lack in ten sity cu rve of the spo t size图9 焦斑黑密度分布曲线3 结 论 较之10M eV L I A ,12M eV L I A 整机性能,无论是稳定性,还是打靶束的结果,均有较大提高,表2列出了10M eV L I A 与12M eV L I A 各项性能指标的对比。