医用电子直线加速器驻波加速原理

医用电子直线加速器驻波加速原理 医用电子直线加速器驻波加速原理 孙立莹 带电粒子加速器 于研制出一种新的驻波加速结构 ———边耦合驻波加 π是用人工方法借助不 / 2 模时只 速结构 。它是把工作在驻波工作状态 同形 态 的 电 场 , 将 各 起耦合作用的腔 ,从束流轴线移到加速腔的边上 ,耦 种不同种类的带电粒 合腔留下来的空间为加速腔所扩展占有 。加速腔通 子加速到更高能量的 过边孔和耦合腔耦合 , 相邻两个加速腔相差 180。? ππ此结构既具有模的效率 ,又具有/ 2 模的工作稳 电磁装置 。电子直线加速器是利用微波电场加速电 子 ,使其具有直线运动轨道的加速装置 。尽管 20 世 定性 ,分流阻抗高 、工作稳定性好 、管件加工 要求 对教师党员的评价套管和固井爆破片与爆破装置仓库管理基本要求三甲医院都需要复审吗 松 () 即允许误差可以大一些。美国瓦里安公司很快将 纪 60 年代后期驻波电子直线加速器发展迅速 ,但其 其按比例缩小 ,把原来适合加速质子的结构改成适 原理并不新颖 。早在 20 世纪 40 年代中期 ,不少研 合加速电子的结构 ,于 1968 年先后成功地把边耦合 究小组在研究行波电子直线加速器的同时 ,就已利 结构投入医用和无损 检测 工程第三方检测合同工程防雷检测合同植筋拉拔检测方案传感器技术课后答案检测机构通用要求培训 用的驻波电子直线加速 用驻波电场加速电子 。电子直线加速器有两种可供 ( 器 ,这是一种里程碑式的突破 发现 TM模是第一 01 选择的工作方式 ,即行波工作方式和驻波工作方式 。 ) 个里程碑。自此有了磁轴耦合的双周期结构 、三周 行波工作方式是在加速管末端接上匹配负载 ,以吸 期结构 ,双腔耦合三周期结构 ,电轴耦合双周期 、三 () 收多余的能量 这当然是一种浪费; 驻波工作方式 周期结构 ,交叉式高梯度驻波加速结构等等 。 (就是加速管末端不接匹配负载 ,而接短路面 即反射 ) 面,使微波在终端反射 ,反射的微波沿电子加速的 反方向前进 ,若加速结构的始端也放置短路面 ,则上 述反射功率在始端再次被反射 ,若加速管长度合适 , 则反射波和入射波相位一致 ,合成以后加强了入射 波 ,如此循环 ,在加速管内形成驻波状态 。 美国 麻 省 理 工 学 院 的 斯 莱 特 等 人 在 1947 , 1948 年间就曾指出 : 当加速管比较短时 , 驻波加速 方式比较有利 ,即在相同的微波功率 、相同的加速结 构下 ,可以使电子获得更高的能量 ,他们于 1951 年 π 建成一台工作于模的驻波直线加速器 ,将电子能 量加速到 18MeV 。 然而 ,在此后的十二三年间 ,一直找不到一种既 π 模工作的驻波腔链场分布示意图 适合驻波加速工作方式 ,又具有竞争力的驻波加速 我们在盘荷波导加速管里激励起一种具有纵向 ( 结构 。因为用两金属板短接盘荷波导 是一种能形 ) 成轴向电场的管状器件而构成的驻波结构虽然简 () 分量的电场 即 TM 模,两头接上短路面 ,即成为 01 π单 ,但分流阻抗低 。而且 ,工作在/ 2 模时 ,有半数 () 驻波加速管 如图所示。从图可知 ,每一腔内电场 腔只起耦合作用 ,对能量增加没有贡献 ,加速效率很 大小及方向是随时间交变的 ,但这种随时间振荡的 π低 ;而工作于模时 ,由于模式分隔窄 ,腔数不能太 轴向电场振荡的包络线却是固定的 。即电场是位置 多 ,以及群速度很低不利于稳定工作 ,因此这种单周 ω和时间的函数 E 为电场的 co st , E = E ( ) ( )( )Z Z , t Z Z Z Z 期驻波加速结构没有竞争力 。 ? 20 世纪 60 年代初 , 美国洛斯阿拉莫斯实验室 = ρ A co sE 包络 线 , 可 分 解 为 不 同 的 谐 波 n( )Z Zn = 0 为了建造 800MeV 的介子工厂 ,研究过多种驻波加 π()[ 2 n + 1Z/ D , A 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 示各次谐波的幅值 。不同 n 的驻波结构由于边界条件不同 , E形状会有差别 。( ) Z Z # 当 1 腔中的电场随时间逐渐变大 ,而方向又适 # ( ) ,后在克拉勃 E. A . Knapp 等人领导下 ,终 速结构 合加速电子时 ,2 腔中的电场方向却是减速的 ; 当 ()18 卷 5 期 总 107 期 ?17 ? β90 年代开始发 只加速稳定的荷电粒子 。而自 他区域内的核素将发生 衰变而成为另一种核素 β来的放射性核束装置则可加速不稳定的核素 。 一般讲 ,处于偏离稳定线 3,5 个中子以上的核素 β() β兰州近代物理研究所和中国原子能科学研究院 称为远离稳定线 或远离稳定性的核素 。那些 建立不同类型的放射性核束装置 。这些装置不 适于用来研究相互作用基本性质的核素 ,往往是远 β以用来将核反应与核结构等低能核物理中的传 离稳定线的核素 ; 如较重的质子数和中子数相等 ( ( ) 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 扩展到更远离稳定线的区域 ,而且在 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 模 N = Z的 核 素 , 由 于 其 结 构 特 殊 质 子 - 中 子 对 ) 基本对称性的检验中 ,也发挥了独特作用 。 标称、寿命很短 ,而且其他核效应很小 ,是重要的研究 准模型以三代基本粒子和四种基本相互作用 对象 ;又如在原子物理实验中 ,电子能级的激光激发 描述粒子物理乃至整个物质世界的基础 ,获得 效应随核电荷的增长而快速增长 ,故选用重元素进 大成功 ,尤其是标准模型所预言的各种基本粒 行实验更为有利 。 ) 除希格斯粒子还在寻找外都已在实验中被找利用原子物理实验检验基本相互作用及守恒定 。但是 ,标准模型还明显地不够完备 :如需要大量 律时 ,在选定核素后 ,还必须获得足够的强度 。放射 实验测量值拟合的参数 、不能给出粒子的质量 、 性核束有可能满足这一要求 。 种力没有统一的处理 ,不能解释现实世界中物 迄今对标准模型的检验有三种类型的实验 。 () 1标准模型各种相互作用的相对强度的测定 反物质数量极不对称问题和宇宙膨胀问题等 , 弱相互 作 用 的 矢 量 分 量 G的 高 精 度 测 量 非 常 重 v 只有三代费米子等问题也受到置疑 。 放射性要 ,它可对标准模型是否只包括三代基本粒子进行 + 核束可为标准模型的检验提供有利条 精确检验 。这些实验需要用到角动量与宇称为 0 使标准模型更加完善和精确 。电弱统一理论是 () β的两个态之间极快的衰变 超容许跃迁的特殊性 质 ,放射性核束提供了选择这种特殊核素的机会 。 模型的基础之一 ,其发展在很大程度上依赖于 () 2在标准模型中 , 电弱相互作用可能存在矢 高精度的核物理实验 。低能核物理实验可以严 ( ) 量 - 轴矢量 V - A以外的其他数学形式分量的上 确定标准模型中的许多参数 ,因此是标准模型 限的测定 。利用放射性核束进行实验 ,可极大地提 中的重要和灵敏的探针 。这些实验不仅能补充 高对这一上限值测定的灵敏度 。 物理实验的不足 ,而且由于核素与核的激发能 () 3利用低能核物理实验的精确测量 ,检验宇称 多样性 ,可为研究人员提供更广泛的选择余地 。 及时间反演等基本对称性破缺的问题 。 可选择适当的核素和核的激发能级 ,以加强某 变道 ,提高测量精度 。 # 腔中的场值随时间变成减速方向时 ,2 腔中的电加速电子的方式 ,就是驻波加速 。 # 向正好变得能加速电子 。如果让电子在 1 腔首台商品直线加速器安装于美国斯坦福大学医 () 场由负变正的一瞬间 场强是加速方向注入腔学院 。60 年代中期 ,放疗进入直线加速器时代 。我 电子在前进时 ,场强不断增强 ,电子不断获得能 国首台医用 10MV 直线加速器于 1978 年诞生 。电 场强达到高峰时 ,电子也正好到达腔的中央 ,其 子直线加速器保留了电子感应加速器的优点 ,克服 强开始下降 ,但仍处于加速状态 ;当场强开始由 了其他加速器的缺点 ,成为目前放疗中的主流设备 # # # 负时 ,电子正好飞出 1 腔进入 2 腔 ,这时 2 到 1993 年底全世界已安装的医用直线加速器超过 # 的电场正好由负变正 ,电子在 2 腔中又能不断 3000 台 ,我国约有 300 台 。 ()能量得到加速 。其余各腔也是如此 。这样不断 安徽省安庆市第二人民医院放疗科 246004 现代物理知识 ?18 ?