[實用新型]改善回旋加速器引出束流品質的引出系統

有效

• 申請號: 201821446689.0
• 申請日: 2018-09-04
• 公開（公告）號: CN209390442U
• 公開（公告）日: 2019-09-13
• 發明（設計）人: 魏素敏;張天爵;李明;安世忠;宋國芳
• 申請（專利權）人: 中國原子能科學研究院
• 主分類號: H05H13/00
• 分類號: H05H13/00;H05H7/10
• 代理公司: 北京維正專利代理有限公司 11508
• 代理人: 羅煥清

本實用新型涉及回旋加速器的束流引出技術，公開了改善回旋加速器引出束流品質的引出系統，包括至少一片剝離膜，以及用于裝載剝離膜的剝離膜支架，所述剝離膜位于真空盒內，其特征在于，所述剝離膜與所述剝離膜支架轉動連接，且其轉動平面平行于束流的運行平面，所述剝離膜通過電機系統驅動轉動以控制其相對束流運動方向間的角度。本實用新型披露的改善回旋加速器引出束流品質的引出系統，通過調節剝離膜與束流之間的位置關系來改善回旋加速器引出束流的品質，調節回旋加速器引出束流的包絡。

技術領域

本實用新型涉及回旋加速器的束流引出技術，尤其涉及改善回旋加速器引出束流品質的引出系統。

背景技術

在當今國際社會上，醫用加速器得到了長足的發展和廣泛的應用，其中生產診斷和治療用各種放射性核素的醫用加速器絕大多數為回旋加速器，世界上現有的數百臺回旋加速器中，約80％用于醫療健康和生命科學研究，醫用小型回旋加速器主要用來生產¹¹C、¹³N、¹⁵O、¹⁸F、⁶⁴Cu、⁶⁸Ge、¹¹¹In、¹²³I等醫用放射性核素，進而生產FDG等放射性藥物，這類加速器通常為緊湊型回旋加速器，配有液體靶和固體靶，有些經過升級改造后還增加了氣體靶束流線，通常來說，這類加速器引出的質子束流不經過長的束流線輸運，而是直接打在液體靶上以生產¹⁸F等超短壽命的放射性核素或產生中子等。

回旋加速器的引出方式多種多樣，剝離引出是其中常見的一種，與進動引出等其他引出方式比，剝離引出機械結構簡單、造價低、引出效率高，是目前國際上加速H^-、D^-等粒子的回旋加速器最常用的引出方式。

用于醫用放射性藥物生產的小型醫用回旋加速器，通常來說，在剝離引出中，剝離膜總是垂直于束流方向，但是，對于采用剝離引出方式的緊湊型回旋加速器，通常情況下其引出區域狹小，不能放置聚焦元件，因此很難控制引出區域的束流包絡和束流損失，尤其是對于生產靶直接放置在引出口的加速器，靶上束斑形狀和尺寸也無法得到控制。

實用新型內容

針對現有技術存在的不足，本實用新型在于提供一種改善回旋加速器引出束流品質的引出系統，其能調節剝離膜與束流之間的位置關系，從而改善回旋加速器引出束流的品質，調節回旋加速器引出束流的包絡，控制靶上束斑形狀和尺寸，無需引入其他元器件，不影響回旋加速器引出系統的機械結構。

改善回旋加速器引出束流品質的引出系統，包括至少一片剝離膜，以及用于裝載剝離膜的剝離膜支架，所述剝離膜位于真空盒內，其中，所述剝離膜與所述剝離膜支架轉動連接，且其轉動平面平行于束流的運行平面，所述剝離膜通過電機系統驅動轉動以控制其相對束流運動方向間的角度。

H-離子從離子源系統射出后，通過射頻系統的加速以及通過磁場系統提供的向心力作用，在中心平面內以螺旋形軌跡運動，當負氫離子經過剝離膜時，被剝離膜剝離掉最外層的兩個電子，變成質子，即轉變成正離子，此時在磁場的作用下，其運行軌跡將向相反方向偏轉，從而被引出回旋加速器。上述技術方案，通過轉動剝離膜，以改變剝離膜與束流之間的位置關系，即使剝離膜與垂直于束流運動方向的平面之間具有一定角度，從而使粒子產生一個增量，其角度方向的增量用式(1)來表示：

其中，Δθ_x表示剝離膜相對垂直于束流運動方向旋轉一定角度后穿過剝離膜的粒子角度方向的增量，α表示剝離膜與束流運動方向的夾角，B_z為垂直方向磁場分量，ρ為粒子偏轉半徑，δ是粒子的動量分散，n是磁場降落指數。

忽略高階項后，則式(1)可以通過式(2)來表示：