[发明专利]一种适用于浅层质子治疗的紧凑型直线加速器系统

权利要求书

1.一种适用于浅层质子治疗的紧凑型直线加速器系统，其特征在于，包括如下部件：

离子源(1)，用于产生质子束流；

直线加速器模块(3)，通过低能传输线(2)与所述离子源(1)连接，用于对所述离子源(1)引出的质子束流进行加速和传输，以得到不同能量值的加速质子束流；

剂量分配模块(4)，与所述直线加速器模块(3)连接，用于对不同能量值的加速质子束流进行分离并配送至两个以上的浅层终端(5)；

所述直线加速器模块(3)包括：

射频四极场加速器(31)，所述射频四极场加速器(31)的入口与所述低能传输线(2)连接，用于对从所述低能传输线(2)输入的质子束流进行第一次加速；

交叉指型漂移管直线加速器(32)，所述交叉指型漂移管直线加速器(32)的入口与所述射频四极场加速器(31)的出口连接，用于将所述射频四极场加速器(31)引出的质子束流继续进行第二次加速；

边耦合漂移管直线加速器(33)，所述边耦合漂移管直线加速器(33)的入口与所述交叉指漂移管直线加速器(32)的出口连接，用于将所述交叉指漂移管直线加速器(32)引出的质子束流继续进行第三次加速。

2.根据权利要求1所述的紧凑型直线加速器系统，其特征在于，所述交叉指型漂移管直线加速器(32)中的至少前两个聚集单元与所述射频四极场加速器(31)的末端单元之间进行横向匹配，所述交叉指型漂移管直线加速器(32)中的至少前两个加速单元与所述射频四极场加速器(31)进行纵向匹配。

3.根据权利要求1或2所述的紧凑型直线加速器系统，其特征在于，所述边耦合漂移管直线加速器(33)包括：

加速腔(331)，至少两个的所述加速腔(331)并排间隔设置，相邻两个所述加速腔(331)之间通过真空管道连接；

耦合腔(332)，一体形成于每一所述加速腔(331)的两顶角处，且相邻两个所述加速腔(331)通过所述耦合腔(332)连接成一体，所述耦合腔(332)用于实现功率在各所述加速腔(331)之间的传输；

边耦合漂移管(333)，多个所述边耦合漂移管(333)通过支持结构并排设置在所述加速腔(331)内，用于集中加速电场和屏蔽反向电场，且相邻两个所述边耦合漂移管(333)之间形成加速间隙；

永磁铁(334)，对称设置在位于所述边耦合漂移管(333)两侧的相邻两个所述加速腔(331)之间，用于对质子束流进行横向聚集。

4.根据权利要求3所述的紧凑型直线加速器系统，其特征在于，所述边耦合漂移管直线加速器(33)在工作时，每一所述加速腔(331)的工作模式为0模，质子束流通过所述边耦合漂移管(333)之间的加速间隙时获得能量增益以加速；而当电场反向时，质子束流进入所述边耦合漂移管(333)得到屏蔽，从而使质子得到持续加速；

同时，相邻两个所述加速腔(331)通过所述耦合腔(332)进行耦合，共同工作模式为π模。

5.根据权利要求1所述的紧凑型直线加速器系统，其特征在于，所述射频四极场加速器(31)的工作频率范围优选在714MHz-750MHz之间，出口处的束流能量范围为2-3MeV；

所述交叉指型漂移管直线加速器(32)的工作频率范围优选在714MHz-750MHz之间，出口处的束流能量范围为7-10MeV；

所述边耦合漂移管直线加速器(33)的工作频率范围优选在2856MHz-3000MHz之间，出口处的束流能量范围为60-80MeV。

6.根据权利要求1或2所述的紧凑型直线加速器系统，其特征在于，所述离子源(1)为电子回旋共振离子源或者RF源，电所述子回旋共振离子源的工作频率为2.45GHz，RF源的工作频率为13.56MHz，出口处的束流能量范围为20-25keV。

7.根据权利要求1所述的紧凑型直线加速器系统，其特征在于，所述低能传输线(2)用于接收所述离子源(1)输出的质子束流，并将其匹配送到所述射频四极场加速器(31)中。