[发明专利]用于医用加速器的宽能常压空气电离室

说明书

本发明公开了一种用于医用加速器的宽能常压空气电离室，涉及电离辐射探测技术，包括：外壳，由金属材质制成；内胆，置于外壳内且与外壳内壁之间形成空气层，并由金属材质制成；收集极，置于内胆内且底部穿设于内胆；绝缘垫片，包覆于收集极外部且置于内胆和收集极之间。所述底座内置有用于信号传输且与收集极电连接的电子学系统。本发明提供了结构简化，便于安装使用和维护的一种用于医用加速器的宽能常压空气电离室。

技术领域

本发明涉及电离辐射探测技术，特别涉及一种用于医用加速器的宽能常压空气电离室。

背景技术

质子治疗是目前国际上最有效的癌症肿瘤治疗手段之一，我国也逐渐开始对其的发展。我司正在自主研发用于质子治疗的能量为230MeV的超导回旋加速器。在加速器供束及输运过程中，会不可避免的产生中子和光子辐射，因此束流损失监测系统对于保护人员及设备安全，为理论设计提供验证数据都具有重要意义，是大型加速器设施不可缺少的重要子系统。此外随着质子治疗技术的成熟，其商品化产业化进程也会逐步加快，所以对于其重要子系统的要求也会逐步升高，整套设备都势必会向更加简便高效易用的方向发展。

目前世界上正在运行或即将建成的同类型设施都具有束损和剂量监测系统。欧洲同步辐射光源(ESRF)采用长同轴电缆空气电离室、闪烁体和PIN二极管作为束损探测器；俄罗斯的U-70同步质子加速器在其加速器大厅内的120个偏转磁铁上都安装了空气电离室作为束流损失探测器，用来监测因为束流提升带来的额外的束流损失。美国的散裂中子源（SNS）为例，在其实验厅内部采用安装了近400个束流损失探测器，其中高压电离室是主要探测装置，在SNS大部分有束损的位置都安装了此类探测器。

束损探测器基本上都采用了空气电离室、PIN二极管以及闪烁体的方案，考虑到高功率供束的条件下，PIN二极管和闪烁体都因为辐射损伤致使探测器的寿命大大缩短，相对的电离室是最为可靠的探测器，从工作介质类型和结构分析， SNS的高压氮气电离室电气性能良好，但制造和维护过程比较麻烦，而且一旦发生泄露电离室不能继续工作；ESRF的长充气电离室由于体积比较大，对安装空间有一定要求，而质子治疗设备一般建设在医院，空间有限，故不适合用于质子治疗系统；U-70的束损探测选用了多个小电离室组合的模式，对设计和制造均提出了很高要求，大大增加了成本。

综上所述，传统的电离室设计复杂，在制造安装过程中的要求高，提升了生产成本。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于医用加速器的宽能常压空气电离室，结构简化，便于安装使用和维护。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种用于医用加速器的宽能常压空气电离室，其特征是：包括：

外壳，由金属材质制成；

内胆，置于外壳内且与外壳内壁之间形成空气层，所述内胆具有导电性；

收集极，置于内胆内且底部穿设于内胆；

绝缘垫片，包覆于收集极外部且置于内胆和收集极之间。

通过采用上述技术方案，金属材质制成的外壳，相较于有机玻璃的外壳更容易加工、安装和维护，也更加耐用，可在一定程度上延长使用寿命；在整体安装时，将收集极穿设于绝缘垫片，利用绝缘垫片将收集极安装于内胆内，并将外壳置于内胆的外部，则该结构简单，可降低生产成本，同时利用绝缘垫片起到绝缘效果，依靠外壳对内部结构起到良好的保护效果。在安装时，外壳和内胆之间形成了空气层，空气层起到绝缘效果，能够避免外壳带电。当辐射环境中的γ射线入射到电离室时，与内胆内部的空气相互作用产生次级电子，使空气电离，产生正负离子对，同时在外加电场作用下，正负离子分别向收集极和内胆内壁漂移，从而可对产生的电流进行测量，即可完成对电离辐射剂量率的测量。

本发明进一步设置为：所述内胆底部可拆卸连接有底座，所述绝缘垫片置于底座内。