[发明专利]加速管、加速带电粒子的方法以及医用直线加速器

说明书

一种加速管，包括至少两个相邻的加速腔以及与两个相邻的加速腔耦接的边耦合腔，所述边耦合腔包括从两侧向内凸伸的鼻锥并且所述鼻锥在径向上将所述边耦合腔分成了远离所述加速腔的第一腔、靠近所述加速腔的第二腔以及所述第一腔和所述第二腔之间的通道，所述加速管还包括开关组件，所述开关组件包括杆状件，所述杆状件沿着基本垂直于所述边耦合腔的径向中心轴线的方向定位在所述边耦合腔的第一腔内。

技术领域

本发明涉及医疗设备领域，具体涉及一种加速管、在加速管中加速带电粒子的方法及医用直线加速器。

背景技术

医用电子直线加速器利用微波加速电子到一定的能量，并轰击金属靶产生X射线。通常一台加速器只优化工作在一种加速能量，当需要多档能量时，需要改变进入加速管内部的微波大小，然而这种方法有其自身的缺点：电子直线加速管包括聚束段和光速段，加速管出口束流的品质好坏主要由聚束段的聚束效果决定，加速管在设计时，会优化聚束段，使得在某种能量时，聚束的效果最好；当微波功率改变时，聚束段的电场幅度也会改变，从而导致最佳聚束的条件发生变化，聚束效果减弱，加速管出口束流的能散以及俘获率变差。因此，很难通过改变微波功率，既能够改变加速能量，又能够获得很好的加速效果。

能量开关技术的引入可以使医用电子直线加速器在更多的能量范围内稳定高效地工作。目前国际及国内设计能量开关的主要思路为：优化加速管设计使其工作在中能量或者高能量上，然后调节能量开关，在保证加速管聚束段的电场强度不变的前提下，降低加速管出口的电子能量。

发明内容

本发明提供了一种加速管，该加速管不仅可以降低打火风险而且可以调节输出能量范围。

根据本发明的一个方面，本发明提供了一种加速管，其包括至少两个相邻的加速腔以及与两个相邻的加速腔耦接的边耦合腔，所述边耦合腔包括从两侧向内凸伸的鼻锥并且所述鼻锥在径向上将所述边耦合腔分成了远离所述加速腔的第一腔、靠近所述加速腔的第二腔以及所述第一腔和所述第二腔之间的通道，所述加速管还包括开关组件，所述开关组件包括杆状件，所述杆状件沿着基本垂直于所述边耦合腔的径向中心轴线的方向定位在所述边耦合腔的第一腔内。

根据本发明的一个方面，公开了一种加速管，包括至少两个相邻的加速腔以及与两个相邻的加速腔耦接的边耦合腔，所述边耦合腔包括从两侧向内凸伸的鼻锥并且所述鼻锥在径向上将所述边耦合腔分成了远离所述加速腔的第一腔、靠近所述加速腔的第二腔以及所述鼻锥限定的通道，所述加速管还包括沿着基本垂直于所述边耦合腔的径向中心轴线被定位的杆状件，所述杆状件是可操作的从而根据所述加速管的至少一种出束模式使所述杆状件的端部被定位在所述边耦合腔的第一腔内。

根据本发明的一个方面，公开了一种加速管，包括至少两个相邻的加速腔以及与两个相邻的加速腔耦接的边耦合腔，所述边耦合腔包括从两侧向内凸伸的鼻锥，所述加速管还包括杆状件，所述杆状件在径向上远离束流通道和所述鼻锥并且在基本平行于所述束流通道的方向上以可插入的方式耦合到所述边耦合腔。

根据本发明的一个方面，公开了一种加速管，包括至少两个相邻的加速腔以及与两个相邻的加速腔耦接的边耦合腔，所述边耦合腔包括从两侧向内凸伸的鼻锥并且所述鼻锥在基本垂直于束流通道的方向上将所述边耦合腔分成了远离所述加速腔的第一腔、靠近所述加速腔的第二腔以及所述第一腔和所述第二腔之间的通道，所述加速管还包括开关组件，所述开关组件包括：第一杆状件和第二杆状件，其在基本平行于所述加速管的束流通道的方向上相对地布置在所述第一腔的侧壁上；第一驱动元件和第二驱动元件，其分别用于驱动所述第一杆状件和第二杆状件；以及控制器，其用于控制所述第一驱动元件和所述第二驱动元件以使所述第一杆状件和所述第二杆状件在所述第一腔内相向或背向地移动从而改变所述边耦合腔耦合的下游的加速腔的电场幅值。