醫(yī)用電子直線加速器原理

醫(yī)用電子直線加速器整機(jī)結(jié)構(gòu)第2頁,共83頁，2024年2月25日，星期天醫(yī)用加速器分類按加速對象分醫(yī)用電子加速器醫(yī)用電子直線加速器醫(yī)用電子回旋加速器醫(yī)用電子感應(yīng)加速器醫(yī)用質(zhì)子加速器醫(yī)用重離子加速器第3頁,共83頁，2024年2月25日，星期天醫(yī)用加速器分類按能量高低分低能加速器一檔X線中能加速器一檔或兩檔X線四到五檔E線高能加速器兩檔或三檔X線五到九檔E線第4頁,共83頁，2024年2月25日，星期天醫(yī)用電子直線加速器定義醫(yī)用電子直線加速器是一種為放射治療提供符合臨床治療要求的X或E線輻射束的醫(yī)用治療裝置。電子直線加速器是利用微波電磁場加速電子并且具有直線運(yùn)動軌跡的加速裝置加速對象：電子（只有帶電粒子才可以被加速）運(yùn)動軌跡：直線第5頁,共83頁，2024年2月25日，星期天醫(yī)用電子直線加速器原理概述1、三相市電通過主電源箱加到調(diào)壓器和高壓電源，高壓電源將該電壓升壓，經(jīng)過整流和濾波，產(chǎn)生12kV的直流電壓輸出到脈沖調(diào)制器。2、脈沖調(diào)制器將得到的直流高壓轉(zhuǎn)變?yōu)榇蠊β拭}沖供給磁控管，由磁控管震蕩產(chǎn)生2998MHZ微波功率，經(jīng)微波傳輸系統(tǒng)饋入加速管，在加速管中建立起加速電場。3、加速管電子槍陰極表面發(fā)射的電子，被陰極與陽極間的電場加速，注入加速管的加速腔，處于合適相位的電子受到微波電磁場的加速，能量不斷增加，在加速管末端轟擊重金屬靶，發(fā)生韌致輻射，產(chǎn)生X射線。第6頁,共83頁，2024年2月25日，星期天醫(yī)用電子直線加速器功能產(chǎn)生射線使射線適合放療第7頁,共83頁，2024年2月25日，星期天產(chǎn)生射線第8頁,共83頁，2024年2月25日，星期天適合放療第9頁,共83頁，2024年2月25日，星期天XHA600醫(yī)用電子直線加速器第10頁,共83頁，2024年2月25日，星期天主機(jī)結(jié)構(gòu)固定機(jī)架旋轉(zhuǎn)機(jī)架治療頭底座治療床旋轉(zhuǎn)機(jī)架固定機(jī)架治療床治療頭底座第11頁,共83頁，2024年2月25日，星期天主電源箱第12頁,共83頁，2024年2月25日，星期天電機(jī)驅(qū)動箱第13頁,共83頁，2024年2月25日，星期天充氣系統(tǒng)功能：防止波導(dǎo)傳輸微波大功率時放電現(xiàn)象發(fā)生，波導(dǎo)內(nèi)抽真空后沖高壓絕緣氣體。組成:氣瓶、過濾器、進(jìn)氣閥、電接點(diǎn)壓力表、安全閥、放氣閥。壓力應(yīng)考慮到波導(dǎo)窗的耐壓和氣體的絕緣能力，壓力范圍?。?.18~0.22MPa第14頁,共83頁，2024年2月25日，星期天充氣系統(tǒng)放氣閥安全閥過濾器氣瓶進(jìn)氣閥電接點(diǎn)壓力表去充氣波導(dǎo)第15頁,共83頁，2024年2月25日，星期天用戶聯(lián)鎖用戶自行安裝的部件與主機(jī)連接的接口激光定位燈電源控制主照明燈控制（當(dāng)野燈、測距燈、激光燈任一點(diǎn)亮?xí)r熄滅主照明燈）急停開關(guān)防護(hù)門門聯(lián)鎖準(zhǔn)備指示燈和出束指示燈在加速器主機(jī)安裝之前，用戶須將十一根聯(lián)鎖線接至主機(jī)下方電纜溝內(nèi)，預(yù)留長度三米。第16頁,共83頁，2024年2月25日，星期天脈沖調(diào)制器功能：脈沖調(diào)制器是向脈沖工作的微波源提供脈沖功率的電源。要求：輸出一系列足夠大功率具有一定重復(fù)頻率、寬度、波形合適的脈沖電壓。第17頁,共83頁，2024年2月25日，星期天磁控管磁控管是在一定磁場和外加陽極電壓作用下產(chǎn)生震蕩的微波管。產(chǎn)生微波電場英國EEV公司：MG5193第18頁,共83頁，2024年2月25日，星期天微波傳輸系統(tǒng)1、元方轉(zhuǎn)換2、定向耦合器3、四端環(huán)流器4、四端負(fù)載5、定向耦合器6、三端負(fù)載7、充氣波導(dǎo)8、軟波導(dǎo)第19頁,共83頁，2024年2月25日，星期天XHA600的微波傳輸系統(tǒng)四端環(huán)流器

磁控管水負(fù)載1口3口2口4口彎波導(dǎo)圓方轉(zhuǎn)換干負(fù)載充氣波導(dǎo)加速管軟波導(dǎo)波導(dǎo)窗鈦泵第20頁,共83頁，2024年2月25日，星期天微波系統(tǒng)的組成E2V磁控管磁鋼圓方轉(zhuǎn)換軟波導(dǎo)加速管定向耦合器吸收負(fù)載環(huán)流器波導(dǎo)窗第21頁,共83頁，2024年2月25日，星期天環(huán)流器第22頁,共83頁，2024年2月25日，星期天四端環(huán)流器1口3口4口2口第23頁,共83頁，2024年2月25日，星期天微波系統(tǒng)的組成第24頁,共83頁，2024年2月25日，星期天前向波E2V1243第25頁,共83頁，2024年2月25日，星期天反射波E2V第26頁,共83頁，2024年2月25日，星期天三端環(huán)流器------前向波E2V第27頁,共83頁，2024年2月25日，星期天三端環(huán)流器------反射波E2V第28頁,共83頁，2024年2月25日，星期天加速管加速管是加速器的心臟。它利用微波傳輸系統(tǒng)輸送過來的微波功率加速電子，產(chǎn)生所需要的射線束。由靶體.饋能波導(dǎo)及陶瓷窗.小型離子泵.駐波腔列及冷卻水套.電子槍組成。注意不要用手摸或酒精擦拭陶瓷窗。第29頁,共83頁，2024年2月25日，星期天醫(yī)用電子直線加速器電子加速原理行波加速原理駐波加速原理第30頁,共83頁，2024年2月25日，星期天e加速電場加速電子模型--------++++++++VaDVa：電壓D：極間距E：電場強(qiáng)度E＝Va/DF＝e·EW＝F·D＝e·Va第31頁,共83頁，2024年2月25日，星期天能量W=eVaW：電子獲得的能量e：電子電量Va：極間電位差由于E的限制，極限能量不能太高。第32頁,共83頁，2024年2月25日，星期天行波加速模型電子只能在存在加速電場的加速縫隙(D)中加速。如果系統(tǒng)與電子以相同的速度前進(jìn)，電子的加速能持續(xù)。電子很容易達(dá)到光速，系統(tǒng)不可能達(dá)到光速。第33頁,共83頁，2024年2月25日，星期天行波加速原理電磁波第34頁,共83頁，2024年2月25日，星期天行波加速原理電子好像騎在波峰附近前進(jìn)，始終處于電磁波的加速相位上，從而不斷獲得能量第35頁,共83頁，2024年2月25日，星期天行波加速原理減速半波加速半波-Ezφ電子在前進(jìn)的過程中始終處于加速電場的加速相位上，從而不斷獲得能量第36頁,共83頁，2024年2月25日，星期天行波加速形象描述第37頁,共83頁，2024年2月25日，星期天行波加速管內(nèi)部結(jié)構(gòu)行波加速管就是利用這個原理制成第38頁,共83頁，2024年2月25日，星期天行波加速管外型第39頁,共83頁，2024年2月25日，星期天駐波加速模型在一系列雙圓筒電極之間，分別接上頻率相同的交變電源；在加速縫中，加速電場的幅值隨時間交變，頻率f0和圓筒電極縫隙之間距離D滿足一定關(guān)系；若D取5cm，v近似為光速，則fa等于3000MHz。這樣高頻率的高壓不可能用電線傳輸。要實(shí)現(xiàn)這種加速模型只能在一個諧振腔列(鏈)中完成。第40頁,共83頁，2024年2月25日，星期天駐波加速原理利用電磁波的軸向電場分量不斷的推動電子加速軸向電場的大小和方向是隨時間交變的振蕩的包絡(luò)線是不變的只要電子的飛行（渡越）時間正好等于微波振蕩的半周期，就能滿足持續(xù)加速第41頁,共83頁，2024年2月25日，星期天駐波加速原理（1）第42頁,共83頁，2024年2月25日，星期天駐波加速原理（2）第43頁,共83頁，2024年2月25日，星期天駐波加速原理（3）第44頁,共83頁，2024年2月25日，星期天駐波加速原理（4）第45頁,共83頁，2024年2月25日，星期天駐波加速原理（5）第46頁,共83頁，2024年2月25日，星期天駐波加速原理（6）第47頁,共83頁，2024年2月25日，星期天駐波加速原理（7）第48頁,共83頁，2024年2月25日，星期天駐波加速原理（8）第49頁,共83頁，2024年2月25日，星期天駐波加速原理（9）第50頁,共83頁，2024年2月25日，星期天駐波加速原理（10）第51頁,共83頁，2024年2月25日，星期天駐波加速原理（11）第52頁,共83頁，2024年2月25日，星期天駐波加速形象描述第53頁,共83頁，2024年2月25日，星期天駐波加速管第54頁,共83頁，2024年2月25日，星期天駐波加速管第55頁,共83頁，2024年2月25日，星期天治療頭第56頁,共83頁，2024年2月25日，星期天治療床第57頁,共83頁，2024年2月25日，星期天治療床第58頁,共83頁，2024年2月25日，星期天手控器和床控器第59頁,共83頁，2024年2月25日，星期天控制臺第60頁,共83頁，2024年2月25日，星期天恒溫水系統(tǒng)第61頁,共83頁，2024年2月25日，星期天穩(wěn)壓電源第62頁,共83頁，2024年2月25日，星期天高壓系統(tǒng)調(diào)壓器自動升壓電路高壓電源調(diào)制器脈沖變壓器微波系統(tǒng)第63頁,共83頁，2024年2月25日，星期天調(diào)壓器第64頁,共83頁，2024年2月25日，星期天高壓電源第65頁,共83頁，2024年2月25日，星期天調(diào)制器第66頁,共83頁，2024年2月25日，星期天脈沖變壓器第67頁,共83頁，2024年2月25日，星期天磁控管電流波形第68頁,共83頁，2024年2月25日，星期天運(yùn)動系統(tǒng)第69頁,共83頁，2024年2月25日，星期天運(yùn)動系統(tǒng)第70頁,共83頁，2024年2月25日，星期天運(yùn)動系統(tǒng)第71頁,共83頁，2024年2月25日，星期天電機(jī)驅(qū)動箱第72頁,共83頁，2024年2月25日，星期天機(jī)架驅(qū)動第73頁,共83頁，2024年2月25日，星期天劑量檢測系統(tǒng)第74頁,共83頁，2024年2月25日，星期天劑量檢測系統(tǒng)第75頁,共83頁，2024年2月25日，星期天資料原理圖、接線圖安裝圖框圖系統(tǒng)圖說明書第76頁,共83頁，2024年2月25日，星期天原理圖第77頁,共83頁，2024年2月25日，星期天接線圖第78頁,共83