[发明专利]一种质子束靶点和束线中心位置测量装置及其测量方法

权利要求书

1.一种质子束靶点和束线中心位置测量装置，其特征在于，所述质子束靶点和束线中心位置测量装置包括：N个四极磁铁、激光器、靶和闪烁屏；其中，N个四极磁铁共轴沿着束线中心线排成一条直线构成N元四极透镜，相邻的四极磁铁之间有距离，N为≥3的自然数；沿着束线中心线的方向，与超强激光作用产生质子束的靶设置在N元四极透镜的前方；在N元四极透镜的后方设置闪烁屏，闪烁屏的探测平面垂直于束线中心线；激光器产生激光脉冲，激光脉冲与靶相互作用产生质子束，沿束线中心线传输；经N元四极透镜聚焦后，在闪烁屏上测量质子束的束斑的水平方向位置为a₁，在闪烁屏上测量质子束的束斑的竖直方向位置为a₂，N元四极透镜聚焦后到闪烁屏上的放大倍数在水平方向为F₁，竖直方向为F₃；将N元四极透镜变换到M个四极磁铁组成的M元四极透镜，M＜N且M为≥2的自然数，激光器产生超强激光脉冲，激光脉冲与靶相互作用产生质子束，沿束线中心线传输，经M元四极透镜聚焦后，在闪烁屏上测量质子束的束斑的水平方向位置为b₁，在闪烁屏上测量质子束的束斑的竖直方向位置为b₂，M元四极透镜聚焦后到闪烁屏上的放大倍数在水平方向为F₂，竖直方向为F₄，根据放大倍数和质子束的位置，分别计算出靶点处产生的质子束相对于束线中心的水平偏移量L₁和竖直偏移量L₂以及闪烁屏上水平方向束线中心的位置c₁和竖直方向束线中心的位置c₂；所述靶点处产生的质子束相对于束线中心的水平偏移量L₁和竖直偏移量L₂以及闪烁屏上水平方向束线中心的位置c₁和竖直方向束线中心的位置c₂：

2.如权利要求1所述的质子束靶点和束线中心位置测量装置，其特征在于，相邻的四极磁铁之间的距离为6～10厘米。

3.如权利要求1所述的质子束靶点和束线中心位置测量装置，其特征在于，将N元四极透镜中的(N-M)个四极磁铁关闭，从而将N元四极透镜变换到M元四极透镜。

4.一种如权利要求1所述的质子束靶点和束线中心位置测量装置的测量方法，其特征在于，所述测量方法包括以下步骤：

1)N个四极磁铁共轴且沿着束线中心线排成一条直线构成N元四极透镜，相邻的四极磁铁之间有距离，N为≥3的自然数，在N元四极透镜的两端分别设置靶和闪烁屏，闪烁屏的探测面垂直于束线中心线；

2)激光器产生激光脉冲，激光脉冲与靶相互作用产生质子束，沿束线中心线传输；经N元四极透镜聚焦后，在闪烁屏上测量质子束的束斑的水平方向位置为a₁，在闪烁屏上测量质子束的束斑的竖直方向位置为a₂，N元四极透镜聚焦后到闪烁屏上的放大倍数在水平方向为F₁，竖直方向为F₃；

3)将N元四极透镜变换到M元四极透镜，M＜N且M为≥2的自然数；

4)激光器产生超强激光脉冲，激光脉冲与靶相互作用产生质子束，沿束线中心线传输，经M元四极透镜聚焦后，在闪烁屏上测量质子束的束斑的水平方向位置为b₁，在闪烁屏上测量质子束的束斑的竖直方向位置为b₂，M元四极透镜聚焦后到闪烁屏上的放大倍数在水平方向为F₂，竖直方向为F₄；

5)根据放大倍数和质子束的位置，分别计算出靶点处产生的质子束相对于束线中心的水平偏移量L₁和竖直偏移量L₂以及闪烁屏上水平方向束线中心的位置c₁和竖直方向束线中心的位置c₂：