[發明專利]用于操作線性加速器方法和線性加速器

在審

• 申請號: 201711131483.9
• 申請日: 2017-11-15
• 公開（公告）號: CN108076579A
• 公開（公告）日: 2018-05-25
• 發明（設計）人: M·科施米德爾;M·默勒;S·米勒;S·維林
• 申請（專利權）人: 西門子醫療有限公司
• 主分類號: H05H9/00
• 分類號: H05H9/00;H05H7/22
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所 11256
• 代理人: 王茂華;杜波

本公開涉及用于操作線性加速器的方法和線性加速器。在用于操作線性加速器(1)的方法中，帶電粒子由粒子源(2)發射，并通過高頻交變場在加速器(3)中被加速，使得帶電粒子脈沖被生成。高頻功率(PHF)通過高頻脈沖被周期性地提供給加速器(3)，以生成高頻交變場。根據本發明，在高頻脈沖的HF脈沖長度(Δt)期間，粒子源(2)發射的粒子流發生變化，使得在HF脈沖長度(Δt)期間形成的脈沖具有至少兩個子脈沖，至少兩個子脈沖具有不同的針對每個粒子的平均能量。本發明還涉及被設計為執行該方法的線性加速器，并且涉及具有這種線性加速器的材料鑒別放射檢查設備。

技術領域

本發明涉及一種用于操作線性加速器的方法，其中帶電粒子由粒子源發射，并通過周期性施加的高頻交變場在加速器中被加速，使得帶電粒子脈沖(尤其是MeV范圍內的帶電粒子脈沖)得以生成。

背景技術

已知的是，例如在放射治療領域中，使用線性加速器(特別是電子線性加速器)來生成MeV范圍內的X射線輻射。其他應用領域涉及非破壞性材料測試或利用X射線檢查對象，特別是在安全檢查環境中尤其如此。在后一種情況下，已知如下X射線系統，其利用X射線檢查大型對象，大型對象例如是火車車廂的貨物集裝箱，在這樣的X射線系統中，使用線性加速器來生成MeV范圍內的光子。X射線檢測器以空間分辨的方式檢測在穿透對象期間所衰減的X射線輻射，這種X射線檢測器通常被設計為行檢測器。因此，當對象被傳送通過X射線檢測器時，對象的放射性圖像被逐行記錄。

最近，例如S.Ogorodnikov和V.Prrrinin已經在“Physical Review SpecialTopics–Accelerators and Beams”Vol.5,104701(2002)中或在US8183801B2中提出：使用具有不同能量(例如每粒子的平均能量為4MeV和8MeV)的粒子脈沖來進行材料鑒別。連續脈沖事件之間的延遲由線性加速器的脈沖重復率來指定，并處于若干毫秒的范圍內。通過考慮與不同能量的行對應的強度比，可以從連續檢測到的X射線數據中導出具有材料信息的圖像數據。由于低能量輻射和高能量輻射的檢測具有延遲，所以如果在檢測期間X射線檢測器和對象彼此相對移動，則在圖像數據中將生成偽影。在實際應用中，例如對正在移動的火車的貨物集裝箱或運輸車廂進行X射線檢查，通常會產生在幾厘米范圍內的測量偏移。

US5524133A中提出了一種用于避免所述問題的方法，該方法包括：將多個檢測器并排布置成行，其中一行檢測器相應地檢測射束源中具有固定能譜的特定光譜部分。例如，通過適當的預濾波來選擇該光譜部分。然而，由于所需檢測器的數目顯著增加，所以這一過程非常昂貴。

US 2014/0270086 A1采用了一種不同的方法。該方法提出對進行到線性加速器的加速器中的電子射入進行同步。由于射入相對于加速器的腔諧振器內主導的高頻交變場的相位發生移動，所以電子束的能量隨后可以發生變化。由于線性加速器必須被提供單獨的聚束器部分，而單獨的聚束器部分又需要單獨的高頻放大器級，所以該方法的成本也顯著增加。

發明內容

本發明的目的在于公開一種能夠確保檢測到高質量的材料鑒別放射性圖像的方法和設備。

該目的通過根據權利要求1所述的用于操作線性加速器的方法、根據權利要求8所述的線性加速器和根據權利要求10所述的材料鑒別放射檢查設備來實現。

本發明的有利變形是從屬權利要求的技術方案。

在用于操作線性加速器的方法中，帶電粒子由粒子源發射，并且通過高頻交變場在加速器中被加速，使得帶電粒子脈沖得以生成。高頻功率通過高頻脈沖被周期性地提供給加速器，以生成高頻交變場。根據本發明，在高頻脈沖的HF脈沖長度期間，粒子源所發射的粒子流發生變化，使得在HF脈沖長度期間形成的脈沖具有至少兩個子脈沖，所述至少兩個子脈沖針對每個粒子具有不同平均能量。