[发明专利]聚焦粒子束

权利要求书

1.一种粒子加速器，包括：

粒子在其中加速的谐振腔，所述谐振腔具有背景磁场，所述背景磁场具有形状，所述背景磁场是至少6特斯拉；以及

用于接收从所述谐振腔输出的粒子的引出通道，所述引出通道包括一系列的聚焦区域以聚焦所接收粒子的束流，其中，至少一个所述聚焦区域包括构造为在磁场梯度的存在下改变所述背景磁场的形状的聚焦元件，所述磁场梯度是由背景磁场从所述谐振腔到引出通道的减少产生的，

其中所述聚焦元件包括：

铁磁四极，所述铁磁四极改变磁场，使得所述磁场在与背景磁场基本相对的方向上弯曲；和

磁场消减器，所述磁场消减器吸收周围的磁场通量，以改变磁场的形状，

其中通过所述铁磁四极和所述磁场消减器，从而将背景磁场的形状改变成在与背景磁场基本相对的方向上弯曲的形状。

2.根据权利要求1所述的粒子加速器，其中，各铁磁四极具有直角梯形的横截面形状，所述梯形具有倾斜表面，所述铁磁四极一个在另一个之上地相对布置，使得所述铁磁四极的倾斜表面部分地彼此面对；以及

其中所述磁场消减器靠近所述铁磁四极水平地对准，使得所述铁磁四极的倾斜表面对角地面对所述磁场消减器的宽表面。

3.根据权利要求2所述的粒子加速器，其中，所述磁场消减器是矩形板，所述磁场消减器构造为吸入围绕的磁场通量，以帮助所述铁磁四极将所述背景磁场改变到在与背景磁场基本相对的方向上弯曲的形状。

4.根据权利要求1所述的粒子加速器，其中，所述引出通道包括一个或多个场增加元件，所述一个或多个场增加元件包括两个磁场添加器；并且

其中，所述磁场添加器包括矩形板，所述磁场添加器一个在另一个之上地垂直对准并彼此平行，使得一个磁场添加器的宽表面面对另一磁场添加器的宽表面。

5.根据权利要求1所述的粒子加速器，其中，所述引出通道包括一个或多个场降低元件，所述一个或多个场降低元件包括磁场消减器；并且

其中，所述一个或多个场降低元件的磁场消减器包括矩形板，所述一个或多个场降低元件的磁场消减器彼此靠近地水平对准并彼此平行，使得所述一个或多个场降低元件的一个磁场消减器的宽表面面对所述一个或多个场降低元件的另一磁场消减器的宽表面。

6.根据权利要求1所述的粒子加速器，其中，所述聚焦区域被布置为使得每个聚焦区域在轴向或径向平面上以完整聚焦的约1/6压缩所接收粒子的束流。

7.根据权利要求1所述的粒子加速器，其中，至少一个所述聚焦区域是聚焦空间，所述聚焦空间具有磁场，聚焦空间的磁场具有与改变前的背景磁场的形状相似的形状。

8.根据权利要求7所述的粒子加速器，其中，所述聚焦区域的序列可以布置为使得聚焦元件和聚焦空间互相交替。

9.一种质子治疗系统，包括：

权利要求1所述的粒子加速器，其中，所述粒子包括质子；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，质子基本上直接地从所述粒子加速器输出到患者的位置。

10.根据权利要求1所述的粒子加速器，其中，所述粒子加速器是可变能量粒子加速器，并且从所述谐振腔输出的粒子可以具有在能量范围内的能量；并且

其中，所述聚焦元件被构造为提供在所述能量范围内的聚焦。

11.根据权利要求1所述的粒子加速器，其中，所述粒子加速器是可变能量粒子加速器，并且从所述谐振腔输出的粒子可以具有在能量范围内的能量；并且

其中，所述聚焦元件被构造为提供特定于所述能量范围的聚焦。

12.根据权利要求11所述的粒子加速器，还包括基于从所述谐振腔接收的粒子能量相对于所述聚焦元件可移动的一个或多个磁性垫片。