[发明专利]一种具有安全自锁功能的回旋加速器束流调强方法

说明书

本发明公开一种具有安全自锁功能的回旋加速器束流调强方法，在回旋加速器中心区DEE板或Dummy DEE上依次放第一垂直偏转板、第二垂直偏转板，在第一垂直偏转板、第二垂直偏转板之间放置一个束流挡板，通过调节第一垂直偏转板、第二垂直偏转板上的电压，改变通过束流挡板的粒子比例，从而实现束流调强与关断；当垂直偏转板电源发生故障时，会自动进行断电保护，粒子将全部打到束流挡板上。本发明通过改变垂直偏转板电压的方法实现束流调强和束流关断，整个过程由加速器外部的电源系统控制，方便有效；当电源系统出现故障时，束流会全部打到挡板上，自动实现关断，为设备和人员提供了安全自锁。

技术领域

本发明属于回旋加速器领域，具体涉及一种具有安全自锁功能的回旋加速器束流调强方法。

背景技术

在质子放射治疗中，治疗头端需要不同流强的束流照射肿瘤达到预期的治疗效果，因此整个系统需要具备束流强度调节功能以免病人承受过量的辐照，这就需要设计相应的流强调节装置对束流流强进行调节。传统流强调节方法是利用安装在中心区的垂直偏转板和束流准直器，通过在偏转板之间形成一个垂直方向的静电场，使部分或全部束流打在束流准直器上损失掉从而实现流强调节。该传统调节流强方法不具备安全自锁的功能，一旦电源本身发生故障将会导致断电，无法提供足够的电压来偏转离子实现束流的关断，只能通过安全联锁控制来间接的切断束流。

发明内容

针对传统方法的不足，本发明提供了一种具备安全自锁功能的束流调强方法，可以有效地进行束流流强调节，且能够实现安全自锁的功能，在电源出现故障时能自动关断束流，避免对设备或人员造成伤害。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种具有安全自锁功能的回旋加速器束流调强方法，包括如下步骤：

步骤一：在束流的轨迹上依次放上第一垂直偏转板、第二垂直偏转板；

步骤二：调整第一垂直偏转板的尺寸和位置，使之能够覆盖束流第一、二圈的轨迹；

步骤三：找到束流轴向包络最小的位置，在该位置附近放置一块束流挡板，挡住中平面附近的束流通道，挡板的宽度和高度通过束流模拟或实验测量决定，使第一垂直偏转板不加偏转电压的情形下，束流全部打到挡板上损失掉；

步骤四：找到束流通过挡板后，轴向运动反向的位置，在该位置附近的后续几圈的束流轨迹上放置第二垂直偏转板，使在第二垂直偏转板覆盖的区域内，粒子始终处在轴向运动反向的区间；

步骤五：在第一垂直偏转板上施加电压，使得束流刚好能绕过束流挡板；在第二垂直偏转板上加上合适大小的反向电压，抑制束流通过第二垂直偏转板后的轴向振幅；

步骤六：同步调节第一垂直偏转板和第二垂直偏转板上的电压大小，改变粒子通过束流挡板的比例，从而实现流强调节；

步骤七：关闭第一垂直偏转板和第二垂直偏转板的电源，束流全部打到挡板上，从而实现关断。

所述束流挡板呈H型，挡板通过上下四个脚固定在DEE板或Dummy DEE上。

所述第一垂直偏转板、第二垂直偏转板由关于中平面对称的上下两个电极组成，电极通过陶瓷绝缘子固定在Dummy DEE上，通过引线和外部电源连接。

所述第一垂直偏转板、第二垂直偏转板上所施加的电压大小由束流模拟或实验测量决定；第一垂直偏转板和第二垂直偏转板上施加的电压大小同步变化。

当第一垂直偏转板、第二垂直偏转板电源发生故障时，会自动进行断电保护，粒子将全部打到束流挡板上，从而实现束流的自动关断。

不施加第一垂直偏转板、第二垂直偏转板电压时，粒子全部打在束流挡板上损失掉；施加第一垂直偏转板、第二垂直偏转板电压时，第一次偏转使得部分或全部粒子绕过束流挡板，第二次偏转使得已绕过束流挡板的粒子偏转回原来的轨道，继续进行加速。