医用电子直线加速器原理

医用电子直线加速器整机结构第2页,共83页，2024年2月25日，星期天医用加速器分类按加速对象分医用电子加速器医用电子直线加速器医用电子回旋加速器医用电子感应加速器医用质子加速器医用重离子加速器第3页,共83页，2024年2月25日，星期天医用加速器分类按能量高低分低能加速器一档X线中能加速器一档或两档X线四到五档E线高能加速器两档或三档X线五到九档E线第4页,共83页，2024年2月25日，星期天医用电子直线加速器定义医用电子直线加速器是一种为放射治疗提供符合临床治疗要求的X或E线辐射束的医用治疗装置。电子直线加速器是利用微波电磁场加速电子并且具有直线运动轨迹的加速装置加速对象：电子（只有带电粒子才可以被加速）运动轨迹：直线第5页,共83页，2024年2月25日，星期天医用电子直线加速器原理概述1、三相市电通过主电源箱加到调压器和高压电源，高压电源将该电压升压，经过整流和滤波，产生12kV的直流电压输出到脉冲调制器。2、脉冲调制器将得到的直流高压转变为大功率脉冲供给磁控管，由磁控管震荡产生2998MHZ微波功率，经微波传输系统馈入加速管，在加速管中建立起加速电场。3、加速管电子枪阴极表面发射的电子，被阴极与阳极间的电场加速，注入加速管的加速腔，处于合适相位的电子受到微波电磁场的加速，能量不断增加，在加速管末端轰击重金属靶，发生韧致辐射，产生X射线。第6页,共83页，2024年2月25日，星期天医用电子直线加速器功能产生射线使射线适合放疗第7页,共83页，2024年2月25日，星期天产生射线第8页,共83页，2024年2月25日，星期天适合放疗第9页,共83页，2024年2月25日，星期天XHA600医用电子直线加速器第10页,共83页，2024年2月25日，星期天主机结构固定机架旋转机架治疗头底座治疗床旋转机架固定机架治疗床治疗头底座第11页,共83页，2024年2月25日，星期天主电源箱第12页,共83页，2024年2月25日，星期天电机驱动箱第13页,共83页，2024年2月25日，星期天充气系统功能：防止波导传输微波大功率时放电现象发生，波导内抽真空后冲高压绝缘气体。组成:气瓶、过滤器、进气阀、电接点压力表、安全阀、放气阀。压力应考虑到波导窗的耐压和气体的绝缘能力，压力范围取：0.18~0.22MPa第14页,共83页，2024年2月25日，星期天充气系统放气阀安全阀过滤器气瓶进气阀电接点压力表去充气波导第15页,共83页，2024年2月25日，星期天用户联锁用户自行安装的部件与主机连接的接口激光定位灯电源控制主照明灯控制（当野灯、测距灯、激光灯任一点亮时熄灭主照明灯）急停开关防护门门联锁准备指示灯和出束指示灯在加速器主机安装之前，用户须将十一根联锁线接至主机下方电缆沟内，预留长度三米。第16页,共83页，2024年2月25日，星期天脉冲调制器功能：脉冲调制器是向脉冲工作的微波源提供脉冲功率的电源。要求：输出一系列足够大功率具有一定重复频率、宽度、波形合适的脉冲电压。第17页,共83页，2024年2月25日，星期天磁控管磁控管是在一定磁场和外加阳极电压作用下产生震荡的微波管。产生微波电场英国EEV公司：MG5193第18页,共83页，2024年2月25日，星期天微波传输系统1、元方转换2、定向耦合器3、四端环流器4、四端负载5、定向耦合器6、三端负载7、充气波导8、软波导第19页,共83页，2024年2月25日，星期天XHA600的微波传输系统四端环流器

磁控管水负载1口3口2口4口弯波导圆方转换干负载充气波导加速管软波导波导窗钛泵第20页,共83页，2024年2月25日，星期天微波系统的组成E2V磁控管磁钢圆方转换软波导加速管定向耦合器吸收负载环流器波导窗第21页,共83页，2024年2月25日，星期天环流器第22页,共83页，2024年2月25日，星期天四端环流器1口3口4口2口第23页,共83页，2024年2月25日，星期天微波系统的组成第24页,共83页，2024年2月25日，星期天前向波E2V1243第25页,共83页，2024年2月25日，星期天反射波E2V第26页,共83页，2024年2月25日，星期天三端环流器------前向波E2V第27页,共83页，2024年2月25日，星期天三端环流器------反射波E2V第28页,共83页，2024年2月25日，星期天加速管加速管是加速器的心脏。它利用微波传输系统输送过来的微波功率加速电子，产生所需要的射线束。由靶体.馈能波导及陶瓷窗.小型离子泵.驻波腔列及冷却水套.电子枪组成。注意不要用手摸或酒精擦拭陶瓷窗。第29页,共83页，2024年2月25日，星期天医用电子直线加速器电子加速原理行波加速原理驻波加速原理第30页,共83页，2024年2月25日，星期天e加速电场加速电子模型--------++++++++VaDVa：电压D：极间距E：电场强度E＝Va/DF＝e·EW＝F·D＝e·Va第31页,共83页，2024年2月25日，星期天能量W=eVaW：电子获得的能量e：电子电量Va：极间电位差由于E的限制，极限能量不能太高。第32页,共83页，2024年2月25日，星期天行波加速模型电子只能在存在加速电场的加速缝隙(D)中加速。如果系统与电子以相同的速度前进，电子的加速能持续。电子很容易达到光速，系统不可能达到光速。第33页,共83页，2024年2月25日，星期天行波加速原理电磁波第34页,共83页，2024年2月25日，星期天行波加速原理电子好像骑在波峰附近前进，始终处于电磁波的加速相位上，从而不断获得能量第35页,共83页，2024年2月25日，星期天行波加速原理减速半波加速半波-Ezφ电子在前进的过程中始终处于加速电场的加速相位上，从而不断获得能量第36页,共83页，2024年2月25日，星期天行波加速形象描述第37页,共83页，2024年2月25日，星期天行波加速管内部结构行波加速管就是利用这个原理制成第38页,共83页，2024年2月25日，星期天行波加速管外型第39页,共83页，2024年2月25日，星期天驻波加速模型在一系列双圆筒电极之间，分别接上频率相同的交变电源；在加速缝中，加速电场的幅值随时间交变，频率f0和圆筒电极缝隙之间距离D满足一定关系；若D取5cm，v近似为光速，则fa等于3000MHz。这样高频率的高压不可能用电线传输。要实现这种加速模型只能在一个谐振腔列(链)中完成。第40页,共83页，2024年2月25日，星期天驻波加速原理利用电磁波的轴向电场分量不断的推动电子加速轴向电场的大小和方向是随时间交变的振荡的包络线是不变的只要电子的飞行（渡越）时间正好等于微波振荡的半周期，就能满足持续加速第41页,共83页，2024年2月25日，星期天驻波加速原理（1）第42页,共83页，2024年2月25日，星期天驻波加速原理（2）第43页,共83页，2024年2月25日，星期天驻波加速原理（3）第44页,共83页，2024年2月25日，星期天驻波加速原理（4）第45页,共83页，2024年2月25日，星期天驻波加速原理（5）第46页,共83页，2024年2月25日，星期天驻波加速原理（6）第47页,共83页，2024年2月25日，星期天驻波加速原理（7）第48页,共83页，2024年2月25日，星期天驻波加速原理（8）第49页,共83页，2024年2月25日，星期天驻波加速原理（9）第50页,共83页，2024年2月25日，星期天驻波加速原理（10）第51页,共83页，2024年2月25日，星期天驻波加速原理（11）第52页,共83页，2024年2月25日，星期天驻波加速形象描述第53页,共83页，2024年2月25日，星期天驻波加速管第54页,共83页，2024年2月25日，星期天驻波加速管第55页,共83页，2024年2月25日，星期天治疗头第56页,共83页，2024年2月25日，星期天治疗床第57页,共83页，2024年2月25日，星期天治疗床第58页,共83页，2024年2月25日，星期天手控器和床控器第59页,共83页，2024年2月25日，星期天控制台第60页,共83页，2024年2月25日，星期天恒温水系统第61页,共83页，2024年2月25日，星期天稳压电源第62页,共83页，2024年2月25日，星期天高压系统调压器自动升压电路高压电源调制器脉冲变压器微波系统第63页,共83页，2024年2月25日，星期天调压器第64页,共83页，2024年2月25日，星期天高压电源第65页,共83页，2024年2月25日，星期天调制器第66页,共83页，2024年2月25日，星期天脉冲变压器第67页,共83页，2024年2月25日，星期天磁控管电流波形第68页,共83页，2024年2月25日，星期天运动系统第69页,共83页，2024年2月25日，星期天运动系统第70页,共83页，2024年2月25日，星期天运动系统第71页,共83页，2024年2月25日，星期天电机驱动箱第72页,共83页，2024年2月25日，星期天机架驱动第73页,共83页，2024年2月25日，星期天剂量检测系统第74页,共83页，2024年2月25日，星期天剂量检测系统第75页,共83页，2024年2月25日，星期天资料原理图、接线图安装图框图系统图说明书第76页,共83页，2024年2月25日，星期天原理图第77页,共83页，2024年2月25日，星期天接线图第78页,共83