一種軸耦合與邊耦合混合型的雙束駐波電子直線加速器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于駐波電子直線加速器技術(shù)領(lǐng)域，更為具體地講，涉及一種軸耦合與邊耦合混合型的雙束駐波電子直線加速器。
【背景技術(shù)】
[0002]駐波電子直線加速器是加速器領(lǐng)域目前發(fā)展的最為迅速的一類電子直線加速器，與其它類型的電子直線加速器相比，駐波電子直線加速器具有體積小、加速梯度強、加速效率高、電子束流穩(wěn)定性好等優(yōu)勢，近年來，它在醫(yī)用放射治療領(lǐng)域有著廣泛的研究與發(fā)展。
[0003]目前在醫(yī)學放射領(lǐng)域，由于成像與放療用的電子束流能量并不相同，因此病患部位的定位與放射治療往往采取的是兩套獨立的電子直線加速器系統(tǒng)，由于兩套系統(tǒng)的坐標不同等問題，導致對病患部位的放療達不到人們所期待的精確程度。
[0004]該軸耦合與邊耦合混合型的雙束駐波電子直線加速器，可以輸出兩種不同能量級別的電子束流，分別滿足成像與放療，同時也具有體積小等優(yōu)勢，擴展了駐波電子直線加速器的應(yīng)用領(lǐng)域。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種軸耦合與邊耦合混合型的雙束駐波電子直線加速器，能夠輸出兩種能量段的電子束流，達到一機多用的功能。
[0006]為實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明一種軸耦合與邊耦合混合型的雙束駐波電子直線加速器，其特征在于，包括:軸耦合駐波電子直線加速器、圓柱型邊耦合腔和金屬短路圓柱開關(guān);
[0007]所述的軸耦合駐波電子直線加速器包括一個加速腔a和五個加速腔b，以及四個型號相同的軸親合腔；
[0008]其中，加速腔a置于最前端，加速腔b依次排列其后，軸耦合腔分別位于除第四、第五個加速腔外的相鄰加速腔之間，且前一個加速腔均與后一個軸耦合腔通過耦合孔直接連通；當信號從型號為a的加速腔通過時，先通過加速腔與軸耦合腔之間的耦合孔進入軸耦合腔，再從軸耦合腔與加速腔之間的耦合孔耦合到后續(xù)的加速腔；
[0009]所述的圓柱型邊耦合腔的空心圓柱的高為Hq2，空心圓柱的直徑為Dq2、內(nèi)圓柱直徑為Dql，內(nèi)圓柱高度為Hql，所述的空心圓柱的軸線與內(nèi)圓柱的軸線共線，所述的空心圓柱與內(nèi)圓柱的軸線中心點重合；所述的雙束駐波電子直線加速器的軸線與所述的空心圓柱的軸線平行，在所述的空心圓柱上開圓孔H，圓孔H的軸線在所述的雙束駐波電子直線加速器的軸線與所述的空心圓柱的軸線構(gòu)成的平面內(nèi)，且過所述的空心圓柱的軸線中心點，圓孔H的直徑為Dq3，在圓孔H的內(nèi)壁自帶有內(nèi)螺紋；
[0010]圓柱型邊耦合腔置于第四、第五個加速腔之間，邊耦合腔的軸線與雙束駐波電子直線加速器的軸線之間的距離為L，邊耦合腔與型號為b的加速腔之間有公共部分，形成電磁波耦合孔；
[0011]所述的金屬短路圓柱開關(guān)的直徑為Dq3、高度為Hql，其外表壁自帶有外螺紋，將金屬短路圓柱開關(guān)置于圓柱型邊耦合腔上時，通過各自的螺紋進行連接；
[0012]當雙束駐波電子直線加速器運行時，如果將金屬短路圓柱開關(guān)置于最底端，則圓柱型邊耦合腔相鄰的兩個加速腔電場相位保持同相，從而使電子束流在通過圓柱型邊耦合腔之后從加速狀態(tài)進入減速狀態(tài)，進而輸出低能量的電子束流；如果將金屬短路圓柱開關(guān)置于最頂端，則圓柱型邊耦合腔相鄰的兩個加速腔電場相位保持反相，且電子束流在通過圓柱型邊耦合腔之后繼續(xù)保持加速狀態(tài)，進而輸出高能量的電子束流。
[0013]本發(fā)明的發(fā)明目的是這樣實現(xiàn)的:
[0014]本發(fā)明一種軸耦合與邊耦合混合型的雙束駐波電子直線加速器，通過加速腔與軸耦合腔交替連接的方式構(gòu)成雙束駐波電子直線加速器的主體，同時在邊耦合腔設(shè)置金屬短路開關(guān)，通過調(diào)整短路開關(guān)插入邊耦合腔的長度對電子束流的能量狀態(tài)進行調(diào)節(jié)。從而實現(xiàn)通過一個注波電子直線加速器獲得高能量和低能量兩種電子束流能量狀態(tài)的功能，進而實現(xiàn)一機多用的功能，降低成像與放療設(shè)備體積和成本。
[0015]同時，本發(fā)明一種軸耦合與邊耦合混合型的雙束駐波電子直線加速器還具有以下有益效果:
[0016](I)、通過使用軸耦合與邊耦合混合型的雙束駐波電子直線加速器，實現(xiàn)了一個器件輸出高、低兩種能量狀態(tài)的電子束流，低能狀態(tài)的電子束流用于低劑量病患部位放射檢查，高能狀態(tài)的電子束流用于高劑量病患部位放射治療，實現(xiàn)一機多用的功能；
[0017](2)、軸耦合與邊耦合混合型的雙束駐波電子直線加速器可以將現(xiàn)有兩套獨立的電子直線加速器系統(tǒng)簡化為一套，可進一步降低設(shè)備體積和成本，同時可以避免兩套系統(tǒng)坐標系統(tǒng)的差異造成誤差，進而提高對病患部位檢查和治療的精度。
【附圖說明】
[0018]圖1是本發(fā)明軸耦合與邊耦合混合型的雙束駐波電子直線加速器的仿真模型；
[0019]圖2是本發(fā)明軸耦合與邊耦合混合型的雙束駐波電子直線加速器的實體模型；
[0020]圖3是圓柱型邊耦合腔的結(jié)構(gòu)圖；
[0021]圖4是金屬短路圓柱開關(guān)置于底端的結(jié)構(gòu)圖；
[0022]圖5是金屬短路圓柱開關(guān)置于頂端的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖6是加速腔a的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖7是加速腔b的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖8是軸耦合腔的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0026]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的【具體實施方式】進行描述，以便本領(lǐng)域的技術(shù)人員更好地理解本發(fā)明。需要特別提醒注意的是，在以下的描述中，當已知功能和設(shè)計的詳細描述也許會淡化本發(fā)明的主要內(nèi)容時，這些描述在這里將被忽略。
[0027]實施例
[0028]圖1是本發(fā)明軸耦合與邊耦合混合型的雙束駐波電子直線加速器的仿真模型。
[0029]圖2是本發(fā)明軸耦合與邊耦合混合型的雙束駐波電子直線加速器的實體模型。
[0030]在本實施例中，如圖1、2所示，本發(fā)明一種軸耦合與邊耦合混合型的雙束駐波電子直線加速器，包括:軸耦合駐波電子直線加速器1、圓柱型邊耦合腔2和金屬短路圓柱開關(guān)3 ；
[0031]其中，如圖2所示，軸耦合駐波電子直線加速器I包括一個加速腔a 101和五個加速腔b 102，以及四個型號相同的軸耦合腔103;
[0032]其中，加速腔a 101置于最前端，加速腔b 102依次排列其后，軸耦合腔103分別位于除第四、第五個加速腔外的相鄰加速腔之間，且前一個加速腔均與后一個軸耦合腔103通過耦合孔直接連通；當信號從加速腔a 101進入時，先通過加速腔與軸耦合腔之間的耦合孔進入軸耦合腔，再從軸耦合腔與加速腔之間的耦合孔耦合到后續(xù)的加速腔；
[0033]如圖3所示，圓柱型邊耦合腔2的空心圓柱的高為Hq2 = 27.8mm，空心圓柱的直徑為Dq2 = 41.3mm、內(nèi)圓柱直徑為Dql = 19.4mm,內(nèi)圓柱高度為Hql = 7.8mm ；
[0034]其中，空心圓柱的軸線與內(nèi)圓柱的軸線共線，空心圓柱與內(nèi)圓柱的軸線中心點重合；
[0035]軸耦合駐波電子直線加速器I的軸線與空心圓柱的軸線平行，在垂直于空心圓柱軸線方向上開圓孔，圓孔的軸線在所述的軸耦合駐波電子直線加速器I的軸線與所述的空心圓柱的軸線構(gòu)成的平面內(nèi)，且過所述的空心圓柱的軸線中心點；如圖4所示，圓孔的直徑為Dq3 = 7.2mm，圓孔為通孔，但不能破壞空心圓柱靠近加速器中心軸線一側(cè)的結(jié)構(gòu)，在圓孔的內(nèi)壁自帶有內(nèi)螺紋；
[0036]圓柱型邊耦合腔2置于第四、第五個加速腔之間，圓柱型邊耦合腔2的軸線與軸耦合駐波電子直線加速器I的軸線之間的距離為H，圓柱型邊耦合腔2與加速腔b 102之間有公共部分，形成電磁波耦合孔；
[0037]如圖4所示，金屬短路圓柱開關(guān)3的直徑為Dq3 = 6.8、高度大于Ld = 39mm，其外表壁自帶有外螺紋，將金屬短路圓柱開關(guān)置于圓柱型邊耦合腔上時，通過各自的螺紋進行連接；
[0038]當雙束駐波電子直線加速器運行時，如圖4所示，如果將金屬短路圓柱開關(guān)置于最底端，則圓柱型邊耦合腔相鄰的兩個加速腔電場相位保持同相，從而使電子束流在通過圓柱型邊耦合腔之后從加速狀態(tài)進入減速狀態(tài)，進而輸出低能量的電子束