[實用新型]一種交叉耦合駐波加速管

有效

• 申請號: 201320301460.9
• 申請日: 2013-05-29
• 公開（公告）號: CN203261567U
• 公開（公告）日: 2013-10-30
• 發明（設計）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）人: 山東新華醫療器械股份有限公司
• 主分類號: H05H9/04
• 分類號: H05H9/04
• 代理公司: 濟南舜源專利事務所有限公司 37205
• 代理人: 倫文知

技術領域

本實用新型涉及一種加速管，尤其是一種交叉耦合駐波加速管。

背景技術

醫用電子直線加速器是目前醫院中主要的放療設備，按能量區分可分為低能機（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構大致可分為三類：邊耦合駐波加速結構、軸耦合駐波加速結構和環耦合駐波加速結構。

1、邊耦合駐波加速結構：邊耦合駐波加速結構是目前最常用的一種駐波加速結構，其耦合腔置于加速腔外壁的外側，通過耦合孔與加速腔相連。其優點為耦合腔與加速腔的中心軸線分開，加速腔可以充分優化，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諧；缺點是邊耦合駐波加速管，加工、裝配、焊接工藝復雜，徑向尺寸大，不利于安置聚焦線圈。

2、軸耦合駐波加速結構：軸耦合駐波加速結構是除邊耦合駐波加速結構以外使用較多的一種駐波加速結構，軸耦合駐波加速結構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。優點是軸對稱結構，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、環耦合駐波加速結構：環耦合駐波加速結構的耦合腔置于加速腔外側360°周圍范圍，優點是軸對稱結構，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諧。

目前，為了兼顧高低檔束流的品質，通常在加速結構中加裝能量開關。所謂能量開關，簡而言之就是一種改變加速管內電磁場分布的裝置。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。該能量開關的工作原理是：將金屬活塞能量調節機構插在加速腔壁內，通過改變前后腔的腔間耦合系數來改變場強分布，但這種結構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。

發明內容

本實用新型要解決的技術問題，就是針對現有技術所存在的不足，而提供一種集邊耦合加速結構和軸耦合加速結構于一體的交叉耦合駐波加速管。

本方案是通過如下技術措施來實現的：該交叉耦合駐波加速管包括腔鏈本體，所述腔鏈本體上設置有進行微波傳送的饋能波導，所述腔鏈本體內部至少設置有一個邊耦合結構單元和至少一個軸耦合結構單元。

上述饋能波導與腔鏈本體的輸出端之間的一段腔鏈本體上至少設置有一個能量開關，能量開關的數量小于或等于邊耦合結構單元的數量，能量開關與相應的邊耦合結構單元相連。相對于現有技術中直接在軸耦合駐波加速結構上加裝能量開關來說，該結構形式更方便能量開關的安裝，且具有較高的分流阻抗。該能量開關可以根據需要改變加速管內電場的分布，形成加速單元少的低能加速管或加速結構單元多的中高能加速管，實現能量分檔，顯著提高各檔射線的束流品質。

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

上述能量調變桿采用抗流結構，該結構可以防止微波打火。

上述邊耦合結構單元包括一個耦合腔和兩個對稱設置的半邊加速腔。

上述腔鏈本體內，邊耦合結構單元中的半邊加速腔與軸耦合結構單元中的半邊加速腔匹配，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，在腔鏈本體外側環繞設置有冷卻水管；饋能波導連接有微波輸入窗。