專利名稱：一種單光子6MeV醫(yī)用低能駐波加速管的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種加速管，尤其是一種單光子6MeV醫(yī)用低能駐波加速管。
背景技術(shù)：
隨著調(diào)強(qiáng)放療的發(fā)展，調(diào)強(qiáng)技術(shù)對(duì)加速器的硬件要求越來越高，要求加速器工作狀態(tài)在瞬間達(dá)到穩(wěn)定，劑量率可控，出光快速。因此，對(duì)作為醫(yī)用加速器核心部件的加速管也就提出了更高的要求。目前市場上的低能加速器中，加速管的電子槍主要以陰控二極電子槍為主，其束流不可調(diào)節(jié)，隨之產(chǎn)生的X射線的品質(zhì)也不好，不能滿足精確放療的臨床需要。另外，由于低能加速管存在的電子回轟問題，回轟功率較高，容易造成電子槍柵網(wǎng)擊穿。這就是現(xiàn)有技術(shù)所存在的不足之處?！?br> 發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題，就是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)所存在的不足，而提供一種束流可控的單光子6MeV醫(yī)用低能加速管。本方案是通過如下技術(shù)措施來實(shí)現(xiàn)的該單光子6MeV醫(yī)用低能駐波加速管包括兩端分別連接有電子槍和靶體的腔鏈本體，腔鏈本體的側(cè)面固定連接有矩形波導(dǎo)，矩形波導(dǎo)上固定連接有微波輸入窗和濺射離子泵，所述電子槍為柵控三極電子槍，所述腔鏈本體為6-7個(gè)束流孔徑為4-6mm的加速腔與耦合腔組成的加速腔鏈，腔鏈本體的長度為27_33cm0優(yōu)選上述束流孔徑為5mm、腔鏈本體的長度為28. 5cm。上述柵控三極電子槍中的陰極和柵極的中心開有同心且直徑相等的通孔，通孔的直徑為1_2_，該電子槍較二極槍增加了一個(gè)控制柵極，且陰極及柵極與蓋板的中心對(duì)中。當(dāng)產(chǎn)生電子回轟時(shí)，回轟的電子通過通孔后直接打在蓋板上，使回轟電子避開了柵極和陰極，從而延長了柵極和陰極的使用壽命。上述柵極中柵網(wǎng)金屬絲的直徑采用O. 04-0. 06mm,以提高柵極的防反轟能力。上述腔鏈本體中連接有靶體的一端通過鈦窗密封，靶體位于鈦窗下方并與腔鏈本體活動(dòng)連接，這種結(jié)構(gòu)形式可以保證在不破壞加速管真空的情況下，對(duì)靶體進(jìn)行拆卸和更換，有效地延長了加速管的使用壽命。上述濺射離子泵為抽速為5L/s的圓形濺射離子泵，加速管工作時(shí)靠濺射離子泵維持管內(nèi)高真空，工作時(shí)其真空電流小于O. 5μΑ。上述靶體與鈦窗之間有冷卻水路，水流對(duì)靶體和鈦窗進(jìn)行充分冷卻，以提高靶體和鈦窗的使用壽命。上述腔鏈本體外側(cè)設(shè)置有冷卻水管,在加速管工作時(shí),通過冷卻水管對(duì)其進(jìn)行冷卻。上述加速腔與耦合腔共軸或耦合腔置于加速腔軸線之外，可以根據(jù)具體需要靈活選擇。[0013]本方案的有益效果可根據(jù)對(duì)上述方案的敘述得知，該單光子6MeV醫(yī)用低能駐波加速管中，所采用的電子槍為柵控三極電子槍，柵控三極電子槍較二極電子槍增加了一個(gè)柵極，柵極可以較好的對(duì)束流進(jìn)行控制并能對(duì)X射線劑量率和能量進(jìn)行微調(diào)，使電子束流能在瞬間達(dá)到穩(wěn)定，并快速轟擊祀體產(chǎn)生X射線。其腔鏈本體為6-7個(gè)束流孔徑為4-6mm的加速腔與耦合腔組成的加速腔鏈，腔鏈本體的長度為27-33cm，這種設(shè)計(jì)制作的加速管，可使劑量在出束瞬間達(dá)到穩(wěn)定。由此可見，本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有實(shí)質(zhì)性特點(diǎn)和進(jìn)步，其實(shí)施的有益效果也是顯而易見的。

圖I為本實(shí)用新型具體實(shí)施方式
的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為圖I中電子槍的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為圖2中A點(diǎn)的局部放大圖。 圖4為軸耦合加速結(jié)構(gòu)的主視結(jié)構(gòu)示意圖。圖5為軸耦合加速結(jié)構(gòu)的左視結(jié)構(gòu)示意圖。圖6為邊耦合加速結(jié)構(gòu)的主視結(jié)構(gòu)示意圖。圖7為邊耦合加速結(jié)構(gòu)的左視結(jié)構(gòu)示意圖。圖中，I為電子槍,2為IJ弧焊翻邊,3為冷卻水管,4為稱合腔,5為加速腔,6為腔鏈本體，7為濺射離子泵，8為微波輸入窗，9為矩形波導(dǎo)，10為連接螺栓，11為靶體，12為鈦窗，13為陽極,14為柵極，15為接線柱,16為通孔,17為蓋板,18為燈絲，19為陰控組件,20為柵極組件，21為陰極，22為殼體，23為通孔。
具體實(shí)施方式
為能清楚說明本方案的技術(shù)特點(diǎn)，下面通過具體實(shí)施方式
，并結(jié)合其附圖，對(duì)本方案進(jìn)行闡述。一種單光子6MeV醫(yī)用低能駐波加速管，如圖I所示，它包括兩端分別連接有電子槍I和靶體11的腔鏈本體6，腔鏈本體6的側(cè)面固定連接有矩形波導(dǎo)9，矩形波導(dǎo)9上固定連接有微波輸入窗8和抽速為5L/s的圓形濺射離子泵7，濺射離子泵7工作時(shí)真空電流小于O. 5μΑ。所述電子槍I米用柵控三極電子槍，所述腔鏈本體6為6-7個(gè)束流孔徑為4-6mm的加速腔5與耦合腔4組成的加速腔鏈，腔鏈本體6的長度為27-33cm。優(yōu)選束流孔徑為5±0. 2mm、腔鏈本體6的長度為28. 5cm，選用這三組數(shù)據(jù)并組合使用，使加速管能兼顧能量和劑量率的關(guān)系，并使加速管有較小的電子回轟。其中，加速腔5與耦合腔4的結(jié)構(gòu)形式可以采用如下兩種方式(I)如圖4和圖5所示，加速腔5與耦合腔4共軸，形成雙周期軸耦合加速結(jié)構(gòu)；(2)如圖6和圖7所示，耦合腔4置于加速腔5軸線之外，形成雙周期邊耦合加速結(jié)構(gòu)，可以根據(jù)具體的作業(yè)使用要求靈活選擇。其中，如圖2和圖3所示，柵控三極電子槍I包括殼體22及位于殼體22兩端的陽極13和蓋板17，殼體22內(nèi)設(shè)置有陰控組件19和柵極組件20 ;所述柵極組件20中的柵極14固定安裝于陰控組件19中陰極21的上端部，陰極21和柵極14的中心分別開有同心且直徑相等的通孔16和通孔23，通孔16和通孔23的直徑為l_2mm，優(yōu)選通孔16和通孔23的直徑為2_。該電子槍I較二極槍增加了一個(gè)控制柵極14，柵極14中柵網(wǎng)金屬絲的直徑采用O. 04-0. 06mm，且陰極21及柵極14與蓋板17的中心對(duì)中。電子槍I通過氬弧焊翻邊2與腔鏈本體6焊接固定。當(dāng)產(chǎn)生電子回轟時(shí)，電子通過陽極13后依次進(jìn)入通孔23和通孔16，從而使柵極14和陰極21直接避開回轟的電子，使回轟的電子直接打在蓋板17上，電子轟擊產(chǎn)生的熱量直接通過蓋板17散發(fā)，有效的避免了回轟電子對(duì)柵極14和陰極21造成的影響，在不改變加速管高加速梯度的前提下來減小電子回轟對(duì)柵極14和陰極21造成的傷害，從而延長了柵極14和陰極21的使用壽命，保證了加速管的輸出劑量和能量的穩(wěn)定性。又由于柵極14所采用的柵網(wǎng)金屬絲的直徑較大，所以其防電子回轟的能力較強(qiáng)，使用壽命長。當(dāng)柵極14對(duì)陰極21加上一個(gè)不大的負(fù)電壓(截止偏壓一 Egc)時(shí),使陰極21發(fā)射截止，這相當(dāng)于在脈沖的間隙期停止放射，而脈沖的持續(xù)期柵極14對(duì)陰極21加上零或一個(gè)不大的正電壓，使陰極21發(fā)射電子，通過對(duì)這個(gè)正電壓的調(diào)整，達(dá)到對(duì)電子注流的控制。而陰極21對(duì)陽極13的電壓，可以始終加上一個(gè)穩(wěn)定的直流高壓。 另外，為了冷卻腔鏈本體6，在腔鏈本體6外側(cè)設(shè)置有冷卻水管3，通過冷卻水管3中的循環(huán)水將腔鏈本體6的熱量及時(shí)帶走。為了充分冷卻靶體11和鈦窗12，在靶體11與鈦窗12之間設(shè)置有冷卻水路，這種結(jié)構(gòu)形式既能保證腔鏈本體6的氣密性，又可以避免溫度太高而影響靶體11和鈦窗12的使用壽命。上述腔鏈本體6中連接有靶體11的一端通過鈦窗12密封，通過鈦窗12將腔鏈本體6的真空與靶體11分開，使腔鏈本體6內(nèi)一直保持高真空。靶體11位于鈦窗12下方，且靶體11與腔鏈本體6活動(dòng)連接，該活動(dòng)連接為靶體11通過刀口法蘭和連接螺栓10與腔鏈本體6活動(dòng)連接。采用這種可拆卸的機(jī)械連接結(jié)構(gòu)后，如果靶體11出現(xiàn)磨損，在不破壞加速管真空的情況下，可以將靶體11卸下并及時(shí)更換新的，既能有效保證靶點(diǎn)對(duì)稱，還可以提高加速管的使用壽命。為了保證腔鏈本體6的氣密性，靶體11與腔鏈本體6采用上述機(jī)械連接方式后，在外部再用翻邊氬弧焊封接。通過上述對(duì)加速管腔鏈本體6的優(yōu)化設(shè)計(jì)，在不降低整管束流阻抗的情況下，有效地降低了腔鏈本體6中電子回轟對(duì)電子槍I產(chǎn)生的影響，有效延長了電子槍I的使用壽命。電子在腔鏈本體6中經(jīng)過加速后，從焊接在腔鏈本體6末端上的鈦窗12引出，轟擊重金屬靶體11，產(chǎn)生X射線。電子由柵控三極電子槍I發(fā)射，柵控三極電子槍I的發(fā)射束流強(qiáng)度可以從5mA到1500mA可調(diào)，該電子槍I較陰控二極電子槍增加了一個(gè)柵極14，柵極14可以較好的對(duì)束流進(jìn)行控制，滿足放療新技術(shù)對(duì)加速管“束流可控、瞬間穩(wěn)定、快速出光”等技術(shù)的要求。該加速管的末腔上焊接安裝有圓形或方形的法蘭，用于加速管的直立安裝。本實(shí)用新型中未經(jīng)描述的技術(shù)特征可以通過現(xiàn)有技術(shù)實(shí)現(xiàn)，在此不再贅述。
權(quán)利要求1.一種單光子6MeV醫(yī)用低能駐波加速管，它包括兩端分別連接有電子槍和靶體的腔鏈本體，腔鏈本體的側(cè)面固定連接有矩形波導(dǎo)，矩形波導(dǎo)上固定連接有微波輸入窗和濺射離子泵，其特征是所述電子槍為柵控三極電子槍，所述腔鏈本體為6-7個(gè)束流孔徑為4-6mm的加速腔與耦合腔組成的加速腔鏈，腔鏈本體的長度為27-33cm。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的單光子6MeV醫(yī)用低能駐波加速管，其特征是所述束流孔徑為 Smnin
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的單光子6MeV醫(yī)用低能駐波加速管，其特征是所述腔鏈本體的長度為28. 5cm。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的單光子6MeV醫(yī)用低能駐波加速管，其特征是所述柵控三極電子槍中的陰極和柵極的中心開有同心且直徑相等的通孔。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的單光子6MeV醫(yī)用低能駐波加速管，其特征是所述通孔的直徑為l-2mm。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的單光子6MeV醫(yī)用低能駐波加速管，其特征是所述柵極中柵網(wǎng)金屬絲的直徑為O. 04-0. 06mm。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的單光子6MeV醫(yī)用低能駐波加速管，其特征是所述腔鏈本體中連接有靶體的一端通過鈦窗密封，靶體位于鈦窗下方并與腔鏈本體活動(dòng)連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的單光子6MeV醫(yī)用低能駐波加速管，其特征是所述濺射離子泵為抽速為5L/s的圓形濺射離子泵，工作時(shí)其真空電流小于O. 5μΑ。
9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的單光子6MeV醫(yī)用低能駐波加速管，其特征是所述腔鏈本體夕卜側(cè)設(shè)置有冷卻水管，靶體與鈦窗之間有冷卻水路。
10.根據(jù)權(quán)利要求I所述的單光子6MeV醫(yī)用低能駐波加速管，其特征是所述加速腔與耦合腔共軸或耦合腔置于加速腔軸線之外。
專利摘要本實(shí)用新型提供了一種單光子6MeV醫(yī)用低能駐波加速管，它包括兩端分別連接有電子槍和靶體的腔鏈本體，腔鏈本體的側(cè)面固定連接有矩形波導(dǎo)，矩形波導(dǎo)上固定連接有微波輸入窗和濺射離子泵，所述電子槍為柵控三極電子槍，柵控三極電子槍較二極電子槍增加了一個(gè)柵極，柵極可以較好的對(duì)束流進(jìn)行控制并能對(duì)X射線劑量率和能量進(jìn)行微調(diào)，使電子束流能在瞬間達(dá)到穩(wěn)定，并快速轟擊靶體產(chǎn)生X射線。其腔鏈本體為6-7個(gè)束流孔徑為4-6mm的加速腔與耦合腔組成的加速腔鏈，腔鏈本體的長度為27-33cm，這種設(shè)計(jì)制作的加速管，可使劑量在出束瞬間達(dá)到穩(wěn)定。
文檔編號(hào)H05H9/04GK202634872SQ20122025852
公開日2012年12月26日 申請(qǐng)日期2012年6月4日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月4日
發(fā)明者任旗, 陶小魁, 王愛濤, 張明, 周勇, 蔣華, 車永新 申請(qǐng)人:山東新華醫(yī)療器械股份有限公司