[发明专利]质子重离子加速器循环冷却水泄漏与加速器联动防灾系统

说明书

本发明公开了一种质子重离子加速器循环冷却水泄漏与加速器联动防灾系统，其由防灾系统主要针对的目标的分析、防灾系统传感装置现场敷设的分析、防灾系统集合连锁架构的分析、防灾系统灾难等级划分的分析和防灾系统的联动分析五部分组成。本发明通过控制设备的安装及软件的编译调试，实现了系统故障的自动识别及紧急状态下的自动保护性停机。由于防灾系统相对独立，接口标准，有硬件、软件互补冗余，安全可靠，是一套成套优化自控装置。完全可以在类似医学项目或其他项目上进行运用推广。本发明将质子重离子加速器循环冷却水故障与质子重离子加速器和冷却水系统安全连锁停机集成起来，由信号的变化来实现现场设备的系统化连锁保护。

技术领域

本发明属于防灾系统技术领域，具体的说是涉及一种质子重离子加速器循环冷却水泄漏与加速器联动防灾系统。

背景技术

当前，伴随国家经济社会的发展，人民生活水平的逐步提高，国家相关配套设施的建设也在逐步完善，十二五期间，国家也在开始逐步加大对社保医保建设的改革，非常重视社会医疗的建设和民生关注，这一举措全面带动了医疗产业的发展，医院建设也作为其中一个重要分支在逐步加强。

近年来，恶性肿瘤极为多发，寻求一种治疗有效而又能让病人减少痛苦的手段是各国医学科研工作者积极探索的重大课题。现今放射治疗的主流仍然是以X射线、γ射线为标志的常规放射治疗，然而这些射线存在进入人体的剂量随深度指数衰减的缺陷,在杀死癌细胞的同时,对身体周围健康组织存在不同程度的伤害.尽管近些年进行了一些改进，取得了一些成果，如转动射线束或旋转治疗床，避免从人体的同一位置进入射线，但肿瘤周围的正常组织和器官仍受到非常大的照射剂量的影响。为了避免肿瘤周围的正常组织，特别是对放射线敏感的重要组织和器官受到不必要的损伤,有时不得不把总剂量减低,以致使肿瘤区得不到必要的照射剂量,因此大大降低了肿瘤的治愈率。

为解决此历史性难题，各国医学科研工作者努力工作，经过多年研究，设计制造了医用质子和重离子加速器。此类加速器的粒子产生的射线与常规X射线、γ射线不同,它们都是带电粒子。具有一定能量的此类粒子，在物质中具有确定的射程,而且它们在射程末端处的能量损失最大,即出现所谓的Bragg峰。利用这种损失集中于射程末端的特性,在肿瘤治疗时,可以通过调节它们的能量使离子停止在肿瘤的指定部位,达到对肿瘤的最大杀伤,而在肿瘤前面粒子穿过的正常组织,受到的损伤较小,至于肿瘤后面的正常组织,因为粒子能量用尽，已经停在肿瘤部位,所以基本不受影响。临床表明，质子和重离子的特性明显优于X射线。此外,粒子的带电性决定了它们可以采用磁扫描技术引导束流对肿瘤实行精确适形治疗。

医用质子和重离子加速器主体设备由数量巨大的各类磁铁构成，如螺线管磁铁、二极磁铁、四极磁铁等，这些部件在运行过程中产生巨大的热量，但由于辐射防护的要求，质子重离子核心设备是安装在一个密闭的区域内部，只有通过循环冷却水带走热量。在这些磁铁中，充满了错综复杂的毛细管路，循环冷却水在这些管路中流通，犹如加速器系统的血液，由水的流动，将其产生的大量热量带走，在外部经热交换，使热量被外循环冷却水带走，而外循环冷却水经过冷却塔和冷冻机的作用，再变为温度较低的水，再次与内循环水进行热量交换，由此形成了稳定的冷却水循环系统，作为加速器系统稳定运行的保证。

冷却水系统作为医用质子重离子加速器设备的一个重要辅助系统，在整个加速器系统运行过程中起着举足轻重的作用。由于医用同步加速器是一套非常精密的设备，任何一个微小的环节不能达到要求，其运行就将会受到非常大的影响，从而导致其引出射线的效果，进而影响肿瘤病人的治疗质量。而冷却水系统如果不能完成稳定的控制，必然会造成质子重离子系统停机甚至加速器主体设备的损坏。