加速管以及具有该加速管的直线加速器制造技术

一种加速管，包括：多个加速腔；耦合腔，其与所述多个加速腔中两个相邻的加速腔通过耦合口耦合；能量调节元件，其耦接到所述耦合腔上以调节所述加速管的输出能量；隔离元件，其连接到所述耦合腔的内壁上以将所述能量调节元件与所述加速腔真空密封地隔离开，其中，所述隔离元件是微波可透过的，并且所述隔离元件与所述耦合口偏离开。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及医疗设备领域，具体涉及一种加速管及具有该加速管的直线加速器。
技术介绍
加速管是医用电子直线加速器的关键部件，它的作用是产生用于临床癌症治疗和成像的高能射线。但为了提高临床癌症治疗的精准度，目前很多医用电子直线加速器都在发展能够同时输出用于成像的keV级射线的医用加速管。而keV级射线一般是通过在加速管上设置有能量调变功能的开关来实现，目前具有keV级成像功能的带有能量开关的加速管一般都是通过钎焊和刀口密封法兰等来装配完成，例如目前市场在售的瓦里安CL2300系列产品等。加速器工作时，为防止电子丢失与加速管内部打火，加速管与能量开关的内部要保持高真空状态，内部真空度是加速器运行中的一个重要参数。一般情况，加速管与能量开关在大气中通过法兰连接后要进行一个长时间的排气过程，而且加速管工作时经常因为系统气密性不好或者排气不彻底导致真空度差而无法正常工作。另外，目前医用电子直线加速器如果一旦出现真空相关的问题，往往是要将整个加速管更换掉，这不仅提高了维护的难度同时大大提高了整个加速器的运营成本。
技术实现思路
为解决上述问题，本专利技术提供了一种加速管，包括：多个加速腔；耦合腔，其与所述多个加速腔中两个相邻的加速腔通过耦合口耦合；能量调节元件，其耦接到所述耦合腔上以调节所述加速管的输出能量；隔离元件，其连接到所述耦合腔的内壁上以将所述能量调节元件与所述加速腔真空密封地隔离开，其中，所述隔离元件是微波可透过的，并且所述隔离元件与所述耦合口偏离开。选择性地，所述耦合腔具有从其内壁向内相对延伸而成的两个鼻锥，其中，所述隔离元件被布置到所述鼻锥和所述耦合口之间。选择性地，还包括与所述耦合腔气体连通的阀门，其用于对所述耦合腔抽真空。选择性地，所述耦合腔内填充有六氟化硫气体。选择性地，还包括冷却管路，其邻近所述隔离元件和所述耦合腔的内壁的连接处布置，以冷却所述隔离元件。选择性地，所述耦合腔限定了第一空间，所述隔离元件围绕所述能量调节元件连接到所述耦合腔的内壁上，其中，所述隔离元件连同所述耦合腔内壁共同限定独立于所述第一空间且与所述第一空间真空密封地隔离开的封闭的第二空间。选择性地，所述隔离元件的数目为两个，且均为板状，其中一个布置在所述能量调节元件邻近所述耦合口的一侧，另一个布置在所述能量调节元件远离所述耦合口的一侧。选择性地，所述隔离元件涂覆有防二次电子发射的材料。具体地，所述防二次电子发射的材料包括氮化钛、一氧化锰或氧化铬。更具体地，所述防二次电子发射的材料的厚度为10-100nm。选择性地，所述隔离元件通过导电金属材料连接到所述耦合腔的内壁上。具体地，所述导电金属材料包括铜、金或银。根据本专利技术的另一方面，公开了一种直线加速器，其包括如上各项所述的加速管。根据本专利技术的另一方面，公开了一种加速管，包括：多个加速腔；耦合腔，其与所述多个加速腔中两个相邻的加速腔通过耦合口耦合；能量调节元件，其耦接到所述耦合腔上以调节所述加速管的输出能量；隔离元件，其布置在所述能量调节元件和所述耦合口之间，以将所述耦合腔位于所述能量调节元件侧的空间与所述耦合腔的位于所述耦合口侧的空间真空密封地隔离开，其中，所述隔离元件是微波可透过的。选择性地，所述耦合腔内具有从其内壁向内相对延伸而成的两个鼻锥，其中，所述隔离元件与所述鼻锥间隔开。根据本专利技术的另一方面，公开了一种加速管，包括：多个加速腔；耦合腔，其与所述多个加速腔中两个相邻的加速腔通过耦合口耦合；能量调节元件，其耦接到所述耦合腔上以调节所述加速管的输出能量；隔离元件，其连接到所述耦合腔的内壁上以将所述能量调节元件与所述加速腔真空密封地隔离开，其中，所述隔离元件是微波可透过的，并且所述隔离元件与所述耦合口相比其磁场强度更小。选择性地，所述隔离元件远离所述耦合腔的最大电场强度区域。附图说明图1是根据本专利技术的一种实施方式的加速管的示意图；图2是根据本专利技术的一种实施方式的带有环形连接部分的隔离元件的示意图；图3是根据本专利技术的一种实施方式的加速管的示意图；图4是根据本专利技术的一种实施方式的加速管的示意图；图5是根据本专利技术的一种实施方式的加速管的示意图；图6是根据本专利技术的一种实施方式的加速管的示意图；图7是根据本专利技术的一种实施方式的加速管的示意图；以及图8是根据本专利技术的一种实施方式的直线加速器。具体实施方式为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本专利技术的具体实施例作详细地说明。如图1所示，图1示出了根据本专利技术的一种实施方式的加速管100的示意图。具体地，该加速管100为边耦合驻波加速管，其包括加速腔102、104、106、108、110、耦合腔112、114、116、118以及能量调节组件120。其中，加速腔102、104、106、108、110在纵向方向上两两之间通过漂移管122连通。耦合腔112耦合加速腔102、104，耦合腔114耦合加速腔104、106，耦合腔116耦合加速腔106、108，耦合腔118耦合加速腔108、110。耦合腔112、114、116、118的每一个均从耦合腔内壁向内相对地延伸有鼻锥101、103。能量调节组件120耦接到耦合腔116，其中，该能量调节组件120至少包括能量调节元件124、驱动元件以及控制元件。该能量调节元件124例如可以为杆状件，其以基本垂直于加速管100的纵向轴线的方向耦接到耦合腔116。驱动元件例如可以为伺服电机，在驱动元件的驱动下，前述能量调节元件可以伸入到耦合腔116内或者从耦合腔116缩回。控制元件例如可以为控制器，其可以与预存储加速管100的输出能量和该能量调节元件124的位置之间的对应关系的存储器彼此关联的，并且可以根据接收到的加速管100的输出能量信息向驱动元件发出位置控制信息。这样，通过能量调节元件124的伸入或缩回，加速腔108的电场相位和/或幅值可以被调节进而可以调节加速管100的输出能量。能量调节组件120中一般还包括波纹管(未示出)，该波纹管的一端与耦合腔116密封连接在一起，波纹管的另一端密封连接到前述能量调节元件124的位于耦合腔116之外的一端上。这部分内容对于本领域普通技术人员是可以理解的，故，在此不再赘述。本领域普通技术人员可以理解如何通过在竖直方向上调节能量调节元件对加速管100的输出能量进行调节，例如可以参见美国专利US4629938，在此不予赘述。该加速管100还包括隔离元件126，其连接到耦合腔116的内壁上并将能量调节元件124与加速腔106、108真空密封地隔离开。具体地，该隔离元件126可以为微波可透过的材料，在此选用电介质材料，例如，该电介质材料可以为陶瓷材料或者玻璃材料。选择性地，该电介质材料可以为氧化铍的质量百分比大致为98％以上的陶瓷或者氧化铝的质量百分比为95％以上的陶瓷，或者石英玻璃、云母玻璃或者微晶玻璃。在这种例子中，该电介质材料具有介电常数低、高频损耗小、导热性好、密封性高，同时具有一定热膨胀系数。在一种选择性的例子中，该隔离元件126可以被涂覆有防二次电子发射的材料；进一步地，该材料的二次电子发射系数小于1，例如可以为以氮化钛(TiN)为主的材料或者以一氧化锰(MnO)或氧化铬(Cr2O3)为主的材料；更进一步地，考虑到散热效率，该材料的厚度可以为本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种加速管，包括：多个加速腔；耦合腔，其与所述多个加速腔中两个相邻的加速腔通过耦合口耦合；能量调节元件，其耦接到所述耦合腔上以调节所述加速管的输出能量；隔离元件，其连接到所述耦合腔的内壁上以将所述能量调节元件与所述加速腔真空密封地隔离开，其中，所述隔离元件是微波可透过的，并且所述隔离元件与所述耦合口偏离开。

【技术特征摘要】
1.一种加速管，包括：多个加速腔；耦合腔，其与所述多个加速腔中两个相邻的加速腔通过耦合口耦合；能量调节元件，其耦接到所述耦合腔上以调节所述加速管的输出能量；隔离元件，其连接到所述耦合腔的内壁上以将所述能量调节元件与所述加速腔真空密封地隔离开，其中，所述隔离元件是微波可透过的，并且所述隔离元件与所述耦合口偏离开。2.根据权利要求1所述的加速管，其中，所述耦合腔具有从其内壁向内相对延伸而成的两个鼻锥，其中，所述隔离元件被布置到所述鼻锥和所述耦合口之间。3.根据权利要求1所述的加速管，其中，还包括与所述耦合腔气体连通的阀门，其用于对所述耦合腔抽真空。4.根据权利要求1所述的加速管，其中，所述耦合腔内填充有六氟化硫气体。5.根据权利要求1所述的加速管，其中，还包括冷却管路，其邻近所述隔离元件和所述耦合腔的内壁的连接处布置，以冷却所述隔离元件。6.根据权利要求1所述的加速管，其中，所述耦合腔限定了第一空间，所述隔离元件围绕所述能量调节元件连接到所述耦合腔的内壁上，其中，所述隔离元件连同所述耦合腔内壁共同限定独立于所述第一空间且与所述第一空间真空密封地隔离开的封闭的第二空间。7.根据权利要求1所述的加速管，其中，所述隔离元件的数目为两个，且均为板状，其中一个布置在所述能量调节元件邻近所述耦合口的一侧，另一个布置在所述能量调节元件远离所述耦合口的一侧。8.根据权利要求1所述的加速管，其中，所述隔离元件涂覆有防二次电子发射的材料。9.根据权利要求8所述的加速管，...

【专利技术属性】
技术研发人员：贺守波，宋瑞英，
申请(专利权)人：上海联影医疗科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31