[實(shí)用新型]回旋加速器和用于回旋加速器的磁極

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201720510665.6
• 申請日: 2017-05-09
• 公開（公告）號: CN207460578U
• 公開（公告）日: 2018-06-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: W·克里文;M·阿布斯
• 申請（專利權(quán)）人: 離子束應(yīng)用股份有限公司
• 主分類號: H05H13/00
• 分類號: H05H13/00;H05H7/04
• 代理公司: 北京安信方達(dá)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11262
• 代理人: 湯慧華;鄭霞

本實(shí)用新型涉及回旋加速器和用于回旋加速器的磁極。一種用于等時(shí)性扇形聚焦回旋加速器的磁極包括圍繞中心軸線Z交替分布的丘扇塊和谷扇塊，每個(gè)丘扇塊包括以如下四條邊緣為邊界的上表面：上外圍邊緣、上中心邊緣、第一和第二上側(cè)邊緣。所述丘扇塊的所述上外圍邊緣包括圓弧，所述圓弧的中心相對于所述中心軸線偏移、并且半徑Rh不超過從所述中心軸線到所述上外圍邊緣的中點(diǎn)的距離Lh的85％(Rh/Lh≤85％)，所述中點(diǎn)到所述第一和第二上遠(yuǎn)端的距離相等。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及回旋加速器。本實(shí)用新型涉及等時(shí)性扇形聚焦回旋加速器，所述回旋加速器對從這類回旋加速器中引出的激勵(lì)帶電粒子的引出路徑具有增強(qiáng)的控制。具體地，本實(shí)用新型允許在不同引出點(diǎn)處引出激勵(lì)粒子束和具有相同的光特性。

背景技術(shù)

回旋加速器是一種圓形粒子加速器，其中帶負(fù)電粒子或帶正電粒子沿螺旋路徑從回旋加速器的中心向外加速直到若干MeV的能量。除非另外指明，術(shù)語“回旋加速器”在以下內(nèi)容中用于指等時(shí)性回旋加速器?；匦铀倨饔糜诟鞣N領(lǐng)域，例如用于核物理、醫(yī)療治療，諸如質(zhì)子療法，或用于放射性藥物學(xué)。具體地，回旋加速器可以用于生產(chǎn)適合于PET成像(正電子發(fā)射X線斷層攝影術(shù))的短壽命正電子發(fā)射同位素、或生產(chǎn)例如用于 SPECT成像(單光子發(fā)射計(jì)算機(jī)斷層成像術(shù))的伽馬發(fā)射同位素(例如， Tc99m)。

回旋加速器包括若干元件，包括注入系統(tǒng)、用于使帶電粒子加速的射頻(RF)加速系統(tǒng)、用于沿著精確路徑引導(dǎo)加速粒子的磁系統(tǒng)、用于收集如此加速的粒子的引出系統(tǒng)、和用于在回旋加速器中創(chuàng)造并維持真空的真空系統(tǒng)。

通過注入系統(tǒng)以相對低的初始速度將帶電離子組成的粒子束在回旋加速器中心處或附近引入間隙中。如圖3中所展示的，該粒子束通過RF加速系統(tǒng)按順序并且重復(fù)地加速并且通過磁系統(tǒng)產(chǎn)生的磁場沿著所述間隙內(nèi)的螺旋路徑朝外引導(dǎo)。當(dāng)粒子束達(dá)到其目標(biāo)能量時(shí)，通過提供在引出點(diǎn)PE的引出系統(tǒng)從回旋加速器中引出所述粒子束。該引出系統(tǒng)可以包括例如由薄石墨片組成的剝離器。例如，穿過剝離器的H^-離子失去兩個(gè)電子并且變?yōu)檎摹Ｒ虼耍艌鲋械乃鼈兊穆窂降那矢淖兤浞枺⑶乙虼藦幕匦铀倨鞒繕?biāo)引出粒子束。存在本領(lǐng)域的技術(shù)人員眾所周知的其他引出系統(tǒng)。

磁系統(tǒng)產(chǎn)生磁場，所述磁場沿著螺旋路徑引導(dǎo)帶電粒子束并使其聚焦，直到其加速到其目標(biāo)能量。在以下內(nèi)容中，術(shù)語“粒子”、“帶電粒子”和“離子”作為同義詞無區(qū)別地使用。通過纏繞在兩個(gè)磁極上的兩個(gè)電磁線圈14在這些極之間限定的間隙中產(chǎn)生磁場?；匦铀倨鞯拇艠O經(jīng)常分成圍繞中心軸線分布的交替的丘扇塊和谷扇塊。兩個(gè)磁極之間的間隙在丘扇塊處較小而在谷扇塊處較大。因此在丘扇塊內(nèi)的丘間隙部分中創(chuàng)造強(qiáng)磁場而在谷扇塊內(nèi)的谷間隙部分中創(chuàng)造較弱的磁場。這類方位角磁場變化在粒子束每次到達(dá)丘間隙部分時(shí)使粒子束徑向和豎直聚焦。出于此原因，這類回旋加速器有時(shí)被稱為扇形聚焦回旋加速器。在一些實(shí)施例中，丘扇塊具有與一份蛋糕類似的圓形扇塊幾何形狀，具有朝中心軸線基本上徑向延伸的第一和第二側(cè)表面、總體上彎曲的外圍表面、與中心軸線相鄰的中心表面、和限定丘間隙部分的一側(cè)的上表面。上表面由第一和第二側(cè)邊緣、外圍邊緣和中心邊緣定界。

常見的是具有多于一個(gè)引出點(diǎn)來用于從回旋加速器的同一丘扇塊的多于一個(gè)點(diǎn)引出粒子束。在同一個(gè)丘扇塊內(nèi)至少具有第二引出點(diǎn)的優(yōu)點(diǎn)是在第一引出點(diǎn)發(fā)生故障的情況下提供備用引出點(diǎn)并且因此確保服務(wù)的連續(xù)性。另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是同時(shí)朝兩個(gè)不同目標(biāo)引導(dǎo)具有相同能量的相同離子，這是通過將第一剝離器定位成使得該第一剝離器攔截僅一部分粒子束并且將第二剝離器定位成使得該第二剝離器攔截在第一剝離器旁邊經(jīng)過的其余粒子束部分的一部分或全部。然而，至少兩個(gè)引出點(diǎn)的一個(gè)主要問題是確保從第一引出點(diǎn)引出的粒子束具有與從第二引出點(diǎn)引出的粒子束相同的特性(能量、聚焦等)。迄今，該問題還沒有得到滿意解決。

實(shí)用新型內(nèi)容