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直线加速器的主要部件学习笔记20130120  
2013-01-20 17:34:13|  分类： 直线加速器 |  标签：直线加速器   |举报 |字号大中小 订阅
加速管安装方式有竖向和横向
低能直线加速器无中和偏转系统
放射治疗中使用的粒子加速器包括
医用电子直线加速器
医用电子回旋加速器
医用质子回旋加速器
医用质子同步加速器
医用重离子同步加速器
医用质子直线加速器
二战结束后，人们发现雷达技术中的圆波导管，在其中可以激励起一种具有纵向分量的电场（TM01模），它可以用来加速电子
微波系统
一般采用频率为3GHz左右的微波，波长10cm
微波系统的组成：磁控管、耦合器、波导、波导窗、移相器、隔离器、衰减器等。
在磁控管和加速管之间的波导内充有SF6。
磁控管
磁控管一般由阴极、阳极、磁铁、能量输出装置、调频机构、冷却组成。
磁控管的阳极相对于阴极处于高电位，起收集电子的作用，实际上它还是自激振荡系统。阳极上 面开了许多圆孔和槽缝，每一个圆孔就是一个圆柱形谐振腔，可等效为一个LC振荡回路，每个腔 通过槽缝相互耦合，整个系统则等效为一个耦合腔链

当磁控管自激振荡建立起来时，在阳极和阴极之间的内腔区域出现交变电场相互作用，交换能量。最后由能量输出将能量输出。
电子在作用空间同时受三个场的作用：
  1.恒定电场：将阳极电源能量转化为电子的动能
  2.恒定磁场：使电子旋转运动产生交变电磁场，通过激励耦合腔产生 微波。
  3.微波电场：使电子减速，电子的动能进一步转化为微波能。

波导
波导是空心的金属管，通常由黄铜、无氧铜或者铝等材料制成。
电磁波被屏蔽在金属管内，空心波导内没有导体，减少了趋肤效应引起的热损耗，又避免了高频介质损耗，因此波导管在高功率微波的传输中得到广泛的应用。
波导内充有一定气压的惰性气体以防止高功率微波再传输波导内发生电场击穿。
我们机器使用的SF6

束流传输系统
由聚焦系统、对中系统及偏转系统组成。
聚焦线圈：利用其磁场力约束电子束流在加速过程中，在横向方向上始终靠近加速腔链中心轴线附近，保证电子束流顺利通过束流孔道，而不会因横向散开打到束流孔道壁上损失掉。
对中线圈：利用其产生的磁场力改变电子束流中心点与加速管腔链轴线以及与引出窗轴线的相对位置，保证电子束流的中心在加速过程中始终与加速管腔链轴线重合，并在加速终了时与引出窗的中心轴线重合。
偏转线圈：利用其产生的磁场使其加速终了的电子束流产生90度或者270度偏转形成与加速器主机架旋转轴垂直的辐射束。

偏转系统
有三块90度偏转磁铁组成。第一块偏转后，不同能量的电子具有不同的轨道半径，引起束流的分散；第二块偏转磁铁作用是变换束流方向，使一个发散的束流变换为一个会聚的束流，第三块偏转磁铁的作用是使该会聚的束流进一步合拢，在出口处形成一致的轨道。

真空系统
作用：
防止放电击穿
减少电子与气体分子的碰撞
防止电子枪阴极中毒
要求：
10e-5Torr以下，一般为10e-6Torr

惰性气体的排除是靠电清除作用，惰性气体被电离后具有一定能量的惰性气体离子打进钛膜随后被新生的钛膜掩埋。

辐射束的产生
Target（靶）
Primary Filter（初级准直器组件）
Secondary Filter Carrier（次级准直器组件）
Flattening Filter（束流均整块）
Ion Chamber（电离室）

Shutter (Al)（遮光板）
Wedge（楔形块）
Mirror（反光镜）
Diaphragms（光阑）

光学指示系统
主要包括：光野指示装置（模拟灯)和距离指示灯（光距尺）
模拟灯：光学模拟辐射野中心和其形状的
光距尺：沿辐射野场中心轴线，从辐射源点到患者治疗入射表面的垂直距离。

楔形块
在X线射线治疗时，用于在辐射场深度方向产生规定楔形角等剂量分布的辐射场。

散射过滤器
作用将电子束强度的不均匀自然分布散射过滤为符合临床治疗要求的均匀分布。
原理：利用单一方向高速运动的电子在金属箔（铜或铝）里与金属原子发生弹性或者非弹性碰撞，其结果是增加了电子横向运动分量，运动方向发生了改变，即所谓的散射效应。

电离室提供了表征辐射线强度的信号，并通过检测电路的处理转换程吸收剂量信号。
电离室有两个独立的剂量通道和一个时间保护通道。

治疗床
用于支撑病人，方便医生将病人的病灶置于辐射野内治疗
主要有：剪式升降床、轴传动式 升降床
治疗床可以等中心旋转运动与机架旋转运动的组合，使得辐射束可以从任何方向入射病灶。

Linac的临床应用要求
1. 射线类型要求
2. 辐射能量——吸收剂量率
3. 辐射野内能量分布
4. 剂量强度监测
5. 辐射定位和指示

根据linac的临床应用需求，要求linac：
1. 能够产生一定数量的电子，形成电子束流
2. 电子束流能够达到并被控制在一定的能量范围内
3. 要求电子束流被约束在一定的空间范围内
4. 电子束流的产生和停止是可控的
5. 产生所需要的辐射束

根据linac的应用范围，我们还可以知道，在使用过程中，要求linac：
1. 辐射束可以定位，做到“指哪打哪”
2. 辐射方向在一定范围内可调
3. 辐射野内能量的平整性和对称性
4. 辐射剂量监测系统

TED-notes 《cancer》  
2013-12-26 17:05:14|  分类： 抗癌故事 |  标签：肿瘤  癌症   |举报 |字号大中小 订阅