[发明专利]质子和轻离子同步加速器、含该加速器的治疗系统及应用

权利要求书

1.一种质子和轻离子同步加速器，其特征在于，包括：

若干束流偏转单元和若干直线段，若干所述束流偏转单元间隔布置在一个环形上并通过真空管顺次首尾连接，用于对束流进行偏转；

若干所述直线段，依次形成于若干所述束流偏转单元之间，用于对束流进行聚焦、注入、加速、引出；

若干所述直线段包括同步加速器短直线段和同步加速器长直线段，其中束流注入的所述同步加速器长直线段上设置有注入切割磁铁和注入静电偏转板，束流引出的所述同步加速器长直线段上设置有引出切割磁铁，沿束流方向与引出束流的所述同步加速器长直线段上游相邻的所述同步加速器长直线段上设置有引出静电偏转板，其中一个所述同步加速器长直线段上设置高频加速装置，所述同步加速器短直线段位于相邻两个所述同步加速器长直线段之间；该同步加速器能对多种轻离子和质子进行加速；

所述束流偏转单元和所述直线段的数量均为6，分别为第一至第六束流偏转单元和第一至第六直线段；

所述第一直线段、所述第三直线段、所述第四直线段和所述第六直线段均为所述同步加速器长直线段，所述第二直线段和所述第五直线段均为所述同步加速器短直线段，且所述同步加速器短直线段和所述同步加速器长直线段的长度之比为1：2~1：5。

2.根据权利要求1所述的质子和轻离子同步加速器，其特征在于，所述第一直线段中设置有所述引出静电偏转板，用于引出离子从循环束中切割分离；所述第三直线段中设置有所述注入切割磁铁和所述注入静电偏转板，所述注入切割磁铁用于将束流偏转到靠近注入轨道，所述注入静电偏转板用于将经过所述注入切割磁铁传输的束流进一步偏转至束流接受度内；所述第四直线段中设置所述高频加速装置，用于对束流进行加速；所述第六直线段中设置有第一引出切割磁铁和第二引出切割磁铁，用于将经过所述引出静电偏转板切割分离的离子引出同步加速器。

3.根据权利要求2所述的质子和轻离子同步加速器，其特征在于，所述第一至第六束流偏转单元均为60°偏转二极磁铁，用于改变束流的运动方向，使束流在所述同步加速器内的运动轨迹构成一个闭合的圆形。

4.根据权利要求2所述的质子和轻离子同步加速器，其特征在于，在所述第四直线段中还设置有射频激励慢引出装置，用于增大稳定区中束流发射度，使束流进入非稳定区，接着被引出静电偏转板引出。

5.根据权利要求2所述的质子和轻离子同步加速器，其特征在于，在每个所述同步加速器长直线段的入口端和出口端均设置有一台聚焦四极磁铁和散焦四极磁铁，用于对束流进行聚焦和散焦。

6.根据权利要求5所述的质子和轻离子同步加速器，其特征在于，每一所述聚焦四极磁铁的附近设置有一台六极磁铁，每一所述散焦四极磁铁的附近设置有一台校正磁铁，所述六极磁铁包括共振六极磁铁和色品六极磁铁，其中所述第一直线段和所述第四直线段上为所述共振六极磁铁，用于在相空间中建立三阶共振慢引出所需的稳定区和非稳定区，所述第三直线段和所述第六直线段上为所述色品六极磁铁，用于调整同步加速器色品以满足Hardt条件，所述校正磁铁用于对束流轨道进行调整和优化。

7.根据权利要求2所述的质子和轻离子同步加速器，其特征在于，在所述第二直线段、所述第三直线段和所述第四直线段中均设置有一台注入凸轨磁铁，用于将循环束流平衡轨道凸起，使经过所述注入静电偏转板偏转的束流可以进入环接受度内，在注入过程中逐渐下降，避免返回束流打在所述注入静电偏转板上而损失，同时还完成束流在相空间的涂抹注入。

8.根据权利要求2所述的质子和轻离子同步加速器，其特征在于，在所述第一直线段、所述第二直线段和所述第六直线段中均设置有一台引出凸轨磁铁，用于将循环束流平衡轨道凸起，使经过所述注入静电偏转板偏转的束流可以进入环接受度，在注入过程中逐渐下降，避免返回束流打在所述注入静电偏转板上而损失，同时还完成束流在相空间的涂抹注入。

9.一种包含权利要求1-8中任意一项所述的质子和轻离子同步加速器的系统，其特征在于，还包括离子源、直线加速器、束线以及治疗终端，所述离子源的输出端与所述直线加速器的输入端连接，所述直线加速器的输出端与所述质子和轻离子同步加速器的输入端连接，所述质子和轻离子同步加速器的输出端通过所述束线与所述治疗终端连接。