[发明专利]使用磁场颤振聚焦粒子束

权利要求书

1.一种粒子加速器，其包括：

在空腔中扫描射频(RF)电压以从等离子体柱加速粒子的电压源，所述空腔具有使从所述等离子体柱加速的粒子在空腔内轨道上运动的磁场，所述磁场具有在空腔边缘处弯曲的通量；

提供在所述空腔内的磁场凸起的再生器，从而改变从所述等离子体柱加速的粒子的连续轨道，使得粒子最终输出到引出点，所述再生器相对于所述等离子体柱位于所述空腔内的半径处；以及

定位在所述空腔中的铁磁装置，每个铁磁装置提供磁场凸起，其中，至少两个铁磁装置在再生器的处于相同半径的两侧上，并以一定间隔从所述再生器隔开，并被构造成至少部分地恢复被再生器破坏了的轨道中的粒子的垂直聚焦。

2.根据权利要求1所述的粒子加速器，其中，所述间隔、再生器和铁磁装置的组合产生具有与粒子轨道成角度的分量的磁场波动，以至少部分地抵消由所述磁场凸起导致的轨道中的粒子的垂直聚焦的减少。

3.根据权利要求1所述的粒子加速器，其中，所述磁场至少是4特斯拉，并且由所述再生器产生的磁场凸起至多是2特斯拉。

4.根据权利要求1所述的粒子加速器，其中，只有两个铁磁装置，在所述再生器的各侧上有一个。

5.根据权利要求1所述的粒子加速器，其中，在相对于所述等离子体柱的相同半径上有多于两个的铁磁装置。

6.根据权利要求1所述的粒子加速器，其中，在相对于所述等离子体柱的多个半径的每一个半径上有多个铁磁装置。

7.根据权利要求1所述的粒子加速器，其中，所述粒子加速器是同步回旋加速器。

8.一种质子治疗系统，其包括：

权利要求1所述的粒子加速器；以及

所述粒子加速器安装在其上的台架，所述台架相对于患者位置是可旋转的；

其中，质子从所述粒子加速器输出到患者的位置。

9.根据权利要求8所述的质子治疗系统，其中，所述粒子加速器包括同步回旋加速器。

10.根据权利要求9所述的质子治疗系统，其中，所述磁场是4特斯拉或更大，并且其中，所述同步回旋加速器是可变能量粒子加速器。

11.根据权利要求1所述的粒子加速器，还包括：

限定粒子在其中加速的所述空腔的磁性结构，所述粒子用于作为粒子束输出，所述粒子束具有从能量范围内选择的能量。

12.根据权利要求1所述的粒子加速器，其中，所述铁磁装置产生磁场颤振，其包括在0.25％至20％之间的方位角平均分数归一化磁场方差。

13.一种粒子加速器，包括：

在空腔中扫描射频(RF)电压以从等离子体柱加速粒子的电压源，所述空腔具有使从所述等离子体柱加速的粒子在空腔内轨道上运动的磁场，并且所述磁场具有在整个空腔中基本上是直的通量；

其中，所述空腔包括第一磁场与第二磁场的交替区域，所述第一磁场与第二磁场是不同的，以在所述空腔内产生磁波动，其具有在与粒子轨道基本垂直的角度上的分量，

定位在所述空腔中接近半径的铁磁装置，每个铁磁装置提供磁场凸起，其中，至少两个铁磁装置在再生器的处于相同半径的两侧上，并以一定间隔从所述再生器隔开，并被构造成至少部分地恢复被再生器破坏了的轨道中的粒子的垂直聚焦。

14.根据权利要求13所述的粒子加速器，其中，所述交替区域具有不同的铁磁材料等级。

15.根据权利要求13所述的粒子加速器，其中，所述交替区域包括铁磁材料区域和不存在铁磁材料的区域。

16.根据权利要求13所述的粒子加速器，其中，所述交替区域是饼状的，各区域有在所述等离子体柱处的点以及在所述空腔边缘处的边缘。

17.根据权利要求13所述的粒子加速器，其中，所述交替区域具有风车形状，各区域有在所述等离子体柱处的点以及在所述空腔边缘处的边缘。

18.根据权利要求13所述的粒子加速器，其中，所述空腔通过磁性结构限定；并且

其中，所述交替区域包括垂直对准的交替区域，其中一个被连接到第一磁性结构，而另一个被连接到第二磁性结构。