[发明专利]一种紧凑型质子束流能量和能散度控制结构

摘要

本发明公开了一种紧凑型质子束流能量和能散度控制结构，该结构由两个矩形二极铁、两个散焦四级铁、两个聚焦四极铁、以及一束测系统、一选择狭缝、一真空管组成，两个所述矩形二极铁呈45°对称设置；一所述矩形二极铁通过真空管依次连接有一散焦四级铁、一聚焦四极铁、束测系统与选择狭缝，然后再依次连接另一聚焦四极铁、另一散焦四级铁与另一所述矩形二极铁。本发明可根据治疗要求安全、高效的传输能散度小于2％，能量为70‑235MeV的质子束流，实现了由两个45°对称的矩形二极铁和四个四极铁组成的束流能量和能散度控制结构，具有安全、高效、高精度的特点，对未来质子治疗技术的发展和广泛应用起到促进作用。

主权项

1.一种紧凑型质子束流能量和能散度控制结构，该结构由两个矩形二极铁、两个散焦四级铁、两个聚焦四极铁、以及一束测系统、一选择狭缝、一真空管组成，其特征在于：两个所述矩形二极铁呈45°对称设置；一所述矩形二极铁通过真空管依次连接有一散焦四级铁、一聚焦四极铁、束测系统与选择狭缝，然后再依次连接另一聚焦四极铁、另一散焦四级铁与另一所述矩形二极铁；两个所述矩形二极铁均具有一真空泵接口；两个所述散焦四级铁与两个所述聚焦四极铁长度相同；所述真空管直径为70mm；两个所述矩形二极铁具有相同的半径和进、出口边沿角，用于改变束流的方向；其中，第一个矩形二极铁给束流一个水平方向的色散使不同能量的质子束流充分地分离，其中能量低的束流向内侧偏离，能量高的束流向外偏离，然后通过一个散焦四级铁和一个聚焦四极铁使束流的色散达到最大值，能散度大的质子偏离束流中心轨道幅度大，将水平方向的束腰设置于对称四极铁中间位置，其中束测系统用于检测束流参数，在中间位置处需要设置一个选择狭缝，通过调节选择狭缝的孔径控制束流能量散度，通过改变第一个矩形二极铁电流调节通过选择狭缝中心的束流能量；再通过另一个聚焦四极铁和另一个散焦四极铁和第二个矩形二极铁消除色散，即束流进入第一个矩形二极铁时束流由于能散而分散开，而离开第二个矩形二极铁时又从偏离的轨道上重新回到中心轨道，其中不同能散度的束流偏离中心轨道的距离不相同；该控制结构传输能散度小于2％，能量为70-235MeV的质子束流。