一種加速管的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及醫(yī)療設(shè)備領(lǐng)域，具體涉及一種加速管。
【背景技術(shù)】
[0002]醫(yī)用電子直線加速器利用微波加速電子到一定的能量，并轟擊金屬靶產(chǎn)生X射線。通常一臺加速器只優(yōu)化工作在一種加速能量，當(dāng)需要多檔能量時，需要改變進入加速管內(nèi)部的微波大小，然而這種方法有其自身的缺點:電子直線加速管包括聚束段和光速段，加速管出口束流的品質(zhì)好壞主要由聚束段的聚束效果決定，加速管在設(shè)計時，會優(yōu)化聚束段，使得在某種能量時，聚束的效果最好；當(dāng)微波功率改變時，聚束段的電場幅度也會改變，從而導(dǎo)致最佳聚束的條件發(fā)生變化，聚束效果減弱，加速管出口束流的能散以及俘獲率變差。因此，很難通過改變微波功率，既能夠改變加速能量，又能夠獲得很好的加速效果。
[0003]能量開關(guān)技術(shù)的引入可以使醫(yī)用電子直線加速器在更多的能量范圍內(nèi)穩(wěn)定高效地工作。目前國際及國內(nèi)設(shè)計能量開關(guān)的主要思路為:優(yōu)化加速管設(shè)計使其工作在中能量或者高能量上，然后調(diào)節(jié)能量開關(guān)，在保證加速管聚束段的電場強度不變的前提下，降低加速管出口的電子能量。
[0004]然而，現(xiàn)有技術(shù)的能量開關(guān)不是結(jié)構(gòu)上過于復(fù)雜就是調(diào)節(jié)范圍受限。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明旨在提出一種結(jié)構(gòu)上簡單合理，調(diào)節(jié)上非常便利、連續(xù)可調(diào)而且調(diào)節(jié)范圍較大的能量開關(guān)。在一種較優(yōu)實施例中，能量開關(guān)在同相位下，即工作在加速模式下，既能提高能量，也能降低能量，還能夠保證俘獲率不降;開關(guān)工作時對加速管的工作模式(Pi/2模)的頻率擾動非常小，工作模式附近的模式間隔非常寬。
[0006]根據(jù)本發(fā)明的一個方面，本發(fā)明提供了一種加速管，包括至少兩個相鄰的加速腔以及與所述兩個相鄰的加速腔耦接的邊耦合腔，所述邊耦合腔上設(shè)置有開關(guān)組件，所述開關(guān)組件包括插入件，所述插入件沿著與束流通道基本垂直的方向布置并與所述邊耦合腔的基本垂直于所述束流通道的中心軸線偏離開，所述開關(guān)組件在第一狀態(tài)和第二狀態(tài)之間是可調(diào)節(jié)的；其中，在所述第一狀態(tài)，所述插入件未插入到所述邊耦合腔內(nèi)；在所述第二狀態(tài)，所述插入件插入到所述邊耦合腔內(nèi)以使其端部鄰近所述邊耦合腔與加速腔形成的耦合孔。
[0007]根據(jù)本發(fā)明的一個方面，公開了一種加速管，包括至少兩個相鄰的加速腔以及與所述兩個相鄰的加速腔耦接的邊耦合腔，所述邊耦合腔設(shè)置有插入件，所述插入件與所述邊耦合腔的徑向軸線偏離開，所述插入件在徑向上可移動地以使所述加速管處于第一狀態(tài)和第二狀態(tài);其中，在所述第一狀態(tài)，所述插入件從所述邊耦合腔縮回以使所述兩個相鄰加速腔的電場強度基本相同；在所述第二狀態(tài)，所述插入件插入到所述邊耦合腔內(nèi)以改變兩個相鄰的加速腔中的處于束流通道下游的加速腔的電場強度。
[0008]根據(jù)本發(fā)明的一個方面，公開了一種加速管，包括至少兩個相鄰的加速腔以及與兩個相鄰的加速腔耦接的邊耦合腔，所述邊耦合腔設(shè)置有在徑向上可移動的插入件，所述邊耦合腔還包括從兩側(cè)向內(nèi)凸伸的鼻錐并且在一個所述鼻錐上限定有用于所述插入件穿過的通道，所述插入件被配置在從所述邊耦合腔內(nèi)縮回以使所述兩個相鄰的加速腔的電場強度基本相同的第一位置，以及被插入到所述邊耦合腔內(nèi)以改變兩個相鄰加速腔中的處于束流通道下游的加速腔的電場強度。
[0009]根據(jù)本發(fā)明的一個方面，公開了一種加速管，包括至少兩個相鄰加速腔以及與所述兩個相鄰的加速腔耦接的邊耦合腔，所述邊耦合腔內(nèi)設(shè)置有開關(guān)組件，所述開關(guān)組件包括在所述邊耦合腔的基本垂直于束流通道的方向的中心軸線的兩側(cè)沿著基本垂直于束流通道的方向布置第一插入件和第二插入件，所述開關(guān)組件在第一狀態(tài)、第二狀態(tài)和第三狀態(tài)中的至少兩個狀態(tài)之間是可調(diào)節(jié)的；其中，在所述第一狀態(tài)，所述第一插入件和所述第二插入件均未插入到所述邊耦合腔內(nèi)；在所述第二狀態(tài)，所述第一插入件插入到所述邊耦合腔內(nèi)以使其端部鄰近所述邊耦合腔與其上游的加速腔形成的耦合孔并且所述第二插入件未插入到所述邊耦合腔內(nèi)；在所述第三狀態(tài)，所述第二插入件插入到所述邊耦合腔內(nèi)以使其端部鄰近所述邊耦合腔與其下游的加速腔形成的耦合孔并且所述第一插入件未插入所述邊耦合腔內(nèi)。
[0010]根據(jù)本發(fā)明的一個方面，公開了一種加速管，包括至少兩個相鄰的加速腔以及與所述兩個相鄰的加速腔耦接的邊耦合腔，所述邊耦合腔在其徑向中心軸線的兩側(cè)設(shè)置有第一插入件和第二插入件，所述第一插入件和所述第二插入件沿著徑向方向是可移動的，所述加速管至少能被配置成:所述第一插入件和所述第二插入件中的一個插入到所述邊耦合腔內(nèi)并鄰近所述邊耦合腔和加速腔形成的耦合孔，所述第一插入件和所述第二插入件中的另一個從所述邊耦合腔內(nèi)縮回。
[0011 ]根據(jù)本發(fā)明的一個方面，公開了一種加速管，包括第一加速腔、與所述第一加速腔相鄰的第二加速腔以及與所述第一加速腔和所述第二加速腔耦接的邊耦合腔，其中，所述第一加速腔相對所述第二加速腔處于束流通道上游，所述邊耦合腔在其徑向中心軸線兩側(cè)設(shè)置有第一插入件和第二插入件，所述第一插入件和所述第二插入件沿著徑向方向是可移動的，所述加速管至少可被配置成:所述第一插入件插入到所述邊耦合腔內(nèi)并且其端部鄰近所述邊耦合腔和所述第一加速腔形成的耦合孔，同時所述第二插入件從所述邊耦合腔內(nèi)縮回，以使得所述第二加速腔的電場幅值升高;或者所述第二插入件插入到所述邊耦合腔內(nèi)并且其端部鄰近所述邊耦合腔和所述第二加速腔形成的耦合孔，同時所述第一插入件從所述邊耦合腔內(nèi)縮回，以使得所述第二加速腔的電場幅值降低。
[0012]根據(jù)本發(fā)明的一個方面，公開了一種加速管，包括第一加速腔、與所述第一加速腔相鄰的第二加速腔以及與所述第一加速腔和所述第二加速腔耦接的邊耦合腔，其中，所述第一加速腔相對所述第二加速腔處于束流通道上游，所述邊耦合腔設(shè)置有沿著徑向方向可移動的第一插入件和第二插入件，所述邊耦合腔還包括從兩側(cè)向內(nèi)凸伸的第一鼻錐和第二鼻錐，在所述第一鼻錐上限定有用于所述第一插入件通過的通道，在所述第二鼻錐上限定有用于所述第二插入件通過的通道，所述加速管至少可被配置成:所述第一插入件插入到所述邊耦合腔內(nèi)并且其端部鄰近所述邊耦合腔和所述第一加速腔形成的耦合孔，同時所述第二插入件從所述邊耦合腔內(nèi)縮回，以使得所述第二加速腔的電場幅值升高；或者所述第二插入件插入到所述邊耦合腔內(nèi)并且其端部鄰近所述邊耦合腔和所述第二加速腔形成的耦合孔，同時所述第一插入件從所述邊耦合腔內(nèi)縮回，以使得所述第二加速腔的電場幅值降低。
[0013]本發(fā)明的加速管可以保證了加速器的束流品質(zhì)和俘獲率。同樣地，能量調(diào)節(jié)的范圍較大，從而可以輸出多檔能量，滿足各類醫(yī)用直線加速器的需要。附加地，根據(jù)優(yōu)化的設(shè)計，開關(guān)組件工作時對加速管的工作模式的頻率擾動很小，而且工作模式與相鄰兩個模的模式間隔也基本一致，使得加速管能夠非常穩(wěn)定地工作。
【附圖說明】
[0014]圖1是本發(fā)明的一種實施方式的加速管處于第一模式時的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖2是本發(fā)明的一種實施方式的加速管處于第二模式時的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖3是本發(fā)明的一種實施方式的加速管處于第三模式時的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖4是圖1、圖2和圖3的加速管在某一時刻時的電場分布比較不意圖；
[0018]圖5是圖1、圖2和圖3的加速管在pi/2以及其最相鄰模式的頻率表；
[0019]圖6是沿著基本垂直于束流通道的方向上移動第一插入件或第二插入件時邊耦合腔耦合的束流通道下游的加速腔的電場強度與上游的加速腔的電場強度之比的表格；
[0020]圖7是圖6的各個插入深度處的頻率特性參數(shù)；
[0021]圖8是根據(jù)圖6的表格數(shù)據(jù)在二維坐標(biāo)系內(nèi)的分布情形；
[0022]圖9是沿著基本平行于束流通道的方向上移動第一插入件或第二插入件時邊耦合腔耦合的束流通道下游的加速腔的電場強度與上游的加速腔的電場強度之比的表格；
[0023]圖10是圖9的各個插入深度處的頻率特性參數(shù)；
[0024]圖11是根據(jù)圖9的表格數(shù)據(jù)在二維坐標(biāo)系內(nèi)的分布情形；以及
[0025]圖12是根據(jù)圖1、圖2和圖3的加速管的開關(guān)組件的不意框圖。
【具體實施方式】
[0026]為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點能夠更為明顯易懂，下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施例作詳細地說明。
[0027]如圖1-圖3所示，根據(jù)一種本發(fā)明的一種實施例，圖1為加速管處于第一模式時的結(jié)構(gòu)示意圖，圖2為加速管處于第二模式時的結(jié)構(gòu)示意圖、圖3為加速管處于第三模式時的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0028]具體地，該加速管10為駐波加速管。該加速管10的一端可