医用电子直线加速器原理教学内容

医用电子直线(zhíxiàn)

加速器原理第一页，共83页。医用电子直线(zhíxiàn)加速器整机结构第二页，共83页。医用加速器分类(fēnlèi)按加速对象分医用电子加速器医用电子直线(zhíxiàn)加速器医用电子回旋加速器医用电子感应加速器医用质子加速器医用重离子加速器第三页，共83页。医用加速器分类(fēnlèi)按能量高低分低能(dīnéng)加速器一档X线中能加速器一档或两档X线四到五档E线高能加速器两档或三档X线五到九档E线第四页，共83页。医用电子直线(zhíxiàn)加速器定义医用电子直线加速器是一种为放射治疗(zhìliáo)提供符合临床治疗(zhìliáo)要求的X或E线辐射束的医用治疗(zhìliáo)装置。电子直线加速器是利用微波电磁场加速电子并且具有直线运动轨迹的加速装置加速对象：电子（只有带电粒子才可以被加速）运动轨迹：直线第五页，共83页。医用电子直线(zhíxiàn)加速器原理概述1、三相市电通过主电源箱加到调压器和高压电源，高压电源将该电压升压，经过整流和滤波，产生12kV的直流电压输出到脉冲调制器。2、脉冲调制器将得到的直流高压转变为大功率脉冲供给磁控管，由磁控管震荡产生2998MHZ微波功率，经微波传输系统馈入加速管，在加速管中建立起加速电场。3、加速管电子枪阴极表面(biǎomiàn)发射的电子，被阴极与阳极间的电场加速，注入加速管的加速腔，处于合适相位的电子受到微波电磁场的加速，能量不断增加，在加速管末端轰击重金属靶，发生韧致辐射，产生X射线。第六页，共83页。医用电子直线(zhíxiàn)加速器功能产生射线使射线适合(shìhé)放疗第七页，共83页。产生(chǎnshēng)射线第八页，共83页。适合(shìhé)放疗第九页，共83页。XHA600医用电子(diànzǐ)直线加速器第十页，共83页。主机(zhǔjī)结构固定(gùdìng)机架旋转机架治疗头底座治疗床旋转机架固定机架治疗床治疗头底座第十一页，共83页。主电源(diànyuán)箱第十二页，共83页。电机(diànjī)驱动箱第十三页，共83页。充气(chōnɡqì)系统功能：防止波导传输微波(wēibō)大功率时放电现象发生，波导内抽真空后冲高压绝缘气体。组成:气瓶、过滤器、进气阀、电接点压力表、安全阀、放气阀。压力应考虑到波导窗的耐压和气体的绝缘能力，压力范围取：0.18~0.22MPa第十四页，共83页。充气(chōnɡqì)系统放气阀安全阀过滤器气瓶进气阀电接点压力表去充气波导第十五页，共83页。用户(yònghù)联锁用户自行安装(ānzhuāng)的部件与主机连接的接口激光定位灯电源控制主照明灯控制（当野灯、测距灯、激光灯任一点亮时熄灭主照明灯）急停开关防护门门联锁准备指示灯和出束指示灯在加速器主机安装(ānzhuāng)之前，用户须将十一根联锁线接至主机下方电缆沟内，预留长度三米。第十六页，共83页。脉冲(màichōng)调制器功能：脉冲调制器是向脉冲工作的微波源提供(tígōng)脉冲功率的电源。要求：输出一系列足够大功率具有一定重复频率、宽度、波形合适的脉冲电压。第十七页，共83页。磁控管磁控管是在一定磁场和外加阳极电压作用下产生震荡的微波管。产生微波电场(diànchǎng)英国EEV公司：MG5193第十八页，共83页。微波传输(chuánshū)系统1、元方转换2、定向耦合器3、四端环流器4、四端负载(fùzài)5、定向耦合器6、三端负载(fùzài)7、充气波导8、软波导第十九页，共83页。XHA600的微波(wēibō)传输系统四端环流器

磁控管水负载1口3口2口4口弯波导圆方转换干负载充气波导加速管软波导波导窗钛泵第二十页，共83页。微波(wēibō)系统的组成E2V磁控管磁钢(cíɡānɡ)圆方(yuánfānɡ)转换软波导加速管定向耦合器吸收负载环流器波导窗第二十一页，共83页。环流器第二十二页，共83页。四端(sìduān)环流器1口3口4口2口第二十三页，共83页。微波系统(xìtǒng)的组成第二十四页，共83页。前向波E2V1243第二十五页，共83页。反射(fǎnshè)波E2V第二十六页，共83页。三端(sānduān)环流器------前向波E2V第二十七页，共83页。三端(sānduān)环流器------反射波E2V第二十八页，共83页。加速(jiāsù)管加速管是加速器的心脏。它利用微波传输系统(xìtǒng)输送过来的微波功率加速电子，产生所需要的射线束。由靶体.馈能波导及陶瓷窗.小型离子泵.驻波腔列及冷却水套.电子枪组成。注意不要用手摸或酒精擦拭陶瓷窗。第二十九页，共83页。医用电子直线加速(jiāsù)器电子加速(jiāsù)原理行波加速(jiāsù)原理驻波加速(jiāsù)原理第三十页，共83页。e加速电场(diànchǎng)加速电子模型--------++++++++VaDVa：电压D：极间距E：电场(diànchǎng)强度E＝Va/DF＝e·EW＝F·D＝e·Va第三十一页，共83页。能量(néngliàng)W=eVaW：电子获得的能量e：电子电量Va：极间电位差由于(yóuyú)E的限制，极限能量不能太高。第三十二页，共83页。行波加速(jiāsù)模型电子只能在存在加速电场的加速缝隙(D)中加速。如果(rúguǒ)系统与电子以相同的速度前进，电子的加速能持续。电子很容易达到光速，系统不可能达到光速。第三十三页，共83页。行波加速(jiāsù)原理电磁波第三十四页，共83页。行波加速(jiāsù)原理电子好像骑在波峰附近前进，始终处于电磁波的加速(jiāsù)相位上，从而不断获得能量第三十五页，共83页。行波加速(jiāsù)原理减速(jiǎnsù)半波加速(jiāsù)半波-Ezφ电子在前进的过程中始终处于加速电场的加速相位上，从而不断获得能量第三十六页，共83页。行波加速形象(xíngxiàng)描述第三十七页，共83页。行波加速(jiāsù)管内部结构行波加速管就是(jiùshì)利用这个原理制成第三十八页，共83页。行波加速(jiāsù)管外型第三十九页，共83页。驻波加速(jiāsù)模型在一系列双圆筒电极之间，分别接上频率相同的交变电源；在加速缝中，加速电场的幅值随时间交变，频率f0和圆筒电极缝隙(fèngxì)之间距离D满足一定关系；若D取5cm，v近似为光速，则fa等于3000MHz。这样高频率的高压不可能用电线传输。要实现这种加速模型只能在一个谐振腔列(链)中完成。第四十页，共83页。驻波(zhùbō)加速原理利用电磁波的轴向电场分量不断的推动电子加速(jiāsù)轴向电场的大小和方向是随时间交变的振荡的包络线是不变的只要电子的飞行（渡越）时间正好等于微波振荡的半周期，就能满足持续加速(jiāsù)第四十一页，共83页。驻波加速(jiāsù)原理（1）第四十二页，共83页。驻波加速(jiāsù)原理（2）第四十三页，共83页。驻波(zhùbō)加速原理（3）第四十四页，共83页。驻波加速(jiāsù)原理（4）第四十五页，共83页。驻波(zhùbō)加速原理（5）第四十六页，共83页。驻波加速(jiāsù)原理（6）第四十七页，共83页。驻波加速(jiāsù)原理（7）第四十八页，共83页。驻波(zhùbō)加速原理（8）第四十九页，共83页。驻波(zhùbō)加速原理（9）第五十页，共83页。驻波(zhùbō)加速原理（10）第五十一页，共83页。驻波(zhùbō)加速原理（11）第五十二页，共83页。驻波加速(jiāsù)形象描述第五十三页，共83页。驻波(zhùbō)加速管第五十四页，共83页。驻波(zhùbō)加速管第五十五页，共83页。治疗(zhìliáo)头第五十六页，共83页。治疗(zhìliáo)床第五十七页，共83页。治疗(zhìliáo)床第五十八页，共83页。手控器和床控器第五十九页，共83页。控制台第六十页，共83页。恒温(héngwēn)水系统第六十一页，共83页。稳压电源第六十二页，共83页。高压(gāoyā)系统调压器自动升压电路(diànlù)高压电源调制器脉冲变压器微波系统第六十三页，共83页。调压器第六十四页，共83页。高压电源第六十五页，共83页。调制器第六十六页，共83页。脉冲(màichōng)变压器第六十七页，共83页。磁控管电流(diànliú)波形第六十八页，共83页。运动(yùndòng)系统第六十九页，共83页。运动(yùndòng)系统第七十页，共83页。运动(yùndòng)系统第七十一页，共83页。电机(diànjī)驱动箱第七十二页，共83页。机架驱动(qūdònɡ)第七十三页，共83页。剂量检测(jiǎncè)系统第七十四页，共83页。剂量检测(jiǎncè)系统第七十五页，共83页。资料(zīliào)原理图、接线图安装(ānzhuāng)图框图系统图说明书第七十六页，共83页。原理图第七十七页，共83页。接线图第七十八页，共83页。安装(ānzhuāng)图第七十九页，共83页。框图(kuàngtú)第八十页，共83页。系统(xìtǒng)图第八十一页，共83页。说明书使用说明书山东新华医疗器械股份有限公司2003年8月XHA600医用电子直线加速器第八十二页，共83页。元件标号、网络(wǎngluò)号、标注、说明、去向元件(yuánjiàn)标号、网络号有电气特性网络号相同，线一定相通网络号不同，电气特性有区别标注、说明和去向是解释性文字+24V