[發(fā)明專利]一種交叉耦合駐波加速管

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310205958.X
• 申請日: 2013-05-29
• 公開（公告）號: CN103260332A
• 公開（公告）日: 2013-08-21
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王愛濤;任旗;劉廣超;苗青;車永新;張明;于江龍;韓瀟曉
• 申請（專利權(quán)）人: 山東新華醫(yī)療器械股份有限公司
• 主分類號: H05H9/04
• 分類號: H05H9/04
• 代理公司: 濟南舜源專利事務(wù)所有限公司 37205
• 代理人: 倫文知

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及的是一種加速管，尤其是一種交叉耦合駐波加速管。?

背景技術(shù)

醫(yī)用電子直線加速器是目前醫(yī)院中主要的放療設(shè)備，按能量區(qū)分可分為低能機（4-6MeV）、中能機（8-15MeV）和高能機（20-25MeV）三種。其中，加速管是加速器中產(chǎn)生射線的核心部件。低能機由于能量較低，一般只有一檔X線，沒有電子線；中高能機一般有多檔X線和電子線。?

加速管按工作方式可分為駐波加速管和行波加速管。目前國際上的各種駐波加速結(jié)構(gòu)大致可分為三類：邊耦合駐波加速結(jié)構(gòu)、軸耦合駐波加速結(jié)構(gòu)和環(huán)耦合駐波加速結(jié)構(gòu)。?

1、邊耦合駐波加速結(jié)構(gòu)：邊耦合駐波加速結(jié)構(gòu)是目前最常用的一種駐波加速結(jié)構(gòu)，其耦合腔置于加速腔外壁的外側(cè)，通過耦合孔與加速腔相連。其優(yōu)點為耦合腔與加速腔的中心軸線分開，加速腔可以充分優(yōu)化，加速效率高；加速腔及耦合腔的外壁均易于接近，便于對加速腔及耦合腔進行擠壓調(diào)諧；缺點是邊耦合駐波加速管，加工、裝配、焊接工藝復(fù)雜，徑向尺寸大，不利于安置聚焦線圈。?

2、軸耦合駐波加速結(jié)構(gòu)：軸耦合駐波加速結(jié)構(gòu)是除邊耦合駐波加速結(jié)構(gòu)以外使用較多的一種駐波加速結(jié)構(gòu)，軸耦合駐波加速結(jié)構(gòu)的耦合腔置于兩個加速腔之間，耦合腔中心軸線與加速腔中心軸線重合一致，通過耦合孔與加速腔相連。優(yōu)點是軸對稱結(jié)構(gòu)，裝配、焊接方便；徑向尺寸小，有利于安置聚焦線圈。缺點是耦合腔與加速腔同軸，幾何空間有限。?

3、環(huán)耦合駐波加速結(jié)構(gòu)：環(huán)耦合駐波加速結(jié)構(gòu)的耦合腔置于加速腔外側(cè)360°周圍范圍，優(yōu)點是軸對稱結(jié)構(gòu)，裝配、焊接方便，缺點是徑向尺寸大；耦合腔包圍了加速腔，不利于接近加速腔及對加速腔調(diào)諧。?

目前，為了兼顧高低檔束流的品質(zhì)，通常在加速結(jié)構(gòu)中加裝能量開關(guān)。所謂能量開關(guān)，簡而言之就是一種改變加速管內(nèi)電磁場分布的裝置。它的目的在于保持加速管聚束段（靠近電子槍的一小段）場分布不變的前提下，改變其后的主加速段（電子速度接近光速）內(nèi)的場強，從而在大范圍改變加速管出口能量的同時保證其能譜不變。?

在公開號為CN1237079A、公開日為1999.12.01的中國專利申請中，公開了一種軸耦合駐波加速管的能量開關(guān)。該能量開關(guān)的工作原理是：將金屬活塞能量調(diào)節(jié)機構(gòu)插在加速腔壁內(nèi)，通過改變前后腔的腔間耦合系數(shù)來改變場強分布，但這種結(jié)構(gòu)形式中需將腔壁加厚，這樣會引起分流阻抗的降低，降低加速管的效率。?

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題，就是針對現(xiàn)有技術(shù)所存在的不足，而提供一種集邊耦合加速結(jié)構(gòu)和軸耦合加速結(jié)構(gòu)于一體的交叉耦合駐波加速管。?

本方案是通過如下技術(shù)措施來實現(xiàn)的：該交叉耦合駐波加速管包括腔鏈本體，所述腔鏈本體上設(shè)置有進行微波傳送的饋能波導(dǎo)，所述腔鏈本體內(nèi)部至少設(shè)置有一個邊耦合結(jié)構(gòu)單元和至少一個軸耦合結(jié)構(gòu)單元。?

上述饋能波導(dǎo)與腔鏈本體的輸出端之間的一段腔鏈本體上至少設(shè)置有一個能量開關(guān)，能量開關(guān)的數(shù)量小于或等于邊耦合結(jié)構(gòu)單元的數(shù)量，能量開關(guān)與相應(yīng)的邊耦合結(jié)構(gòu)單元相連。相對于現(xiàn)有技術(shù)中直接在軸耦合駐波加速結(jié)構(gòu)上加裝能量開關(guān)來說，該結(jié)構(gòu)形式更方便能量開關(guān)的安裝，且具有較高的分流阻抗。該能量開關(guān)可以根據(jù)需要改變加速管內(nèi)電場的分布，形成加速單元少的低能加速管或加速結(jié)構(gòu)單元多的中高能加速管，實現(xiàn)能量分檔，顯著提高各檔射線的束流品質(zhì)。?

上述能量開關(guān)包括動力裝置、波紋管和能量調(diào)變桿，波紋管的一端與邊耦合結(jié)構(gòu)單元中的耦合腔相通、另一端封閉后與動力裝置連接，能量調(diào)變桿位于波紋管內(nèi)部，并使波紋管和腔鏈本體內(nèi)保持高真空，且能量調(diào)變桿與波紋管的封閉端連接，動力裝置驅(qū)動波紋管帶動能量調(diào)變桿往復(fù)運動，使能量調(diào)變桿伸入或拔出邊耦合結(jié)構(gòu)單元中的耦合腔，使腔鏈本體輸出低能射線或高能射線，可以根據(jù)不同的能量輸出需求調(diào)節(jié)能量調(diào)變桿的位置，以滿足加速管不同的能量輸出需求。?

上述能量調(diào)變桿采用抗流結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)可以防止微波打火。?

上述邊耦合結(jié)構(gòu)單元包括一個耦合腔和兩個對稱設(shè)置的半邊加速腔。?

上述腔鏈本體內(nèi)，邊耦合結(jié)構(gòu)單元中的半邊加速腔與軸耦合結(jié)構(gòu)單元中的半邊加速腔腔型匹配，且兩者組合形成一個加速腔，對電子進行加速。?

上述動力裝置為步進電機或氣缸，可以根據(jù)實際工況需要靈活選擇。?

為對腔鏈本體進行冷卻，在腔鏈本體外側(cè)環(huán)繞設(shè)置有冷卻水管；饋能波導(dǎo)連接有微波輸入窗。?