回旋加速器及其控制方法技术

本发明专利技术涉及一种回旋加速器及其控制方法。所述回旋加速器包括加速腔室、真空系统、离子源系统和控制系统，所述控制系统配置成当粒子束沿所述回旋加速器的束路径被引导时确定至少一个操作参数。所述控制系统配置成基于所述至少一个操作参数降低对所述粒子束的带电粒子的供应。在降低所述带电粒子的供应之后，所述粒子束继续。所述控制系统还配置成在预定的时段之后或者响应于基于所述至少一个操作参数确定所述气体分子的量已经减小，提高对所述粒子束的所述带电粒子的供应。

【技术实现步骤摘要】
回旋加速器及其控制方法
本文的主题总体上涉及回旋加速器，并且更具体地涉及用于降低回旋加速器内的表面或部件的辐射的机构。
技术介绍
回旋加速器是一种类型的粒子加速器，在回旋加速器中，带电粒子(例如H-带电粒子或D-带电粒子)束沿螺旋轨道向外加速。回旋加速器可以用来生成放射性同位素(也被称为放射性核素)，其在药物治疗、成像和研究中具有若干应用，以及具有不与医疗有关的其它应用。在这种系统中，回旋加速器将束引导到靶材料中以产生同位素。回旋加速器包括离子源，离子源提供带电粒子进入到回旋加速器的加速腔室中。回旋加速器使用电场和磁场加速带电粒子且沿着加速腔室内的预定轨道导引带电粒子。磁场由电磁体和包围加速腔室的磁轭提供。电场由位于加速腔室内的一对射频(RF)电极产生。RF电极电联接到给RF电极通电以提供电场的RF发电机。电场和磁场使带电粒子具有增大的半径的螺旋状轨道。当带电粒子到达轨道的外部分时，带电粒子从其电子剥离，形成朝向靶材料引导以用于同位素产生的粒子束。然而，当带电粒子沿着轨道被导引时，带电粒子可与其它粒子碰撞，其它粒子例如来自离子源的残余气体分子或通过加速腔室内的除气、脱气或解吸附产生的其它气体分子。离子与其它粒子碰撞可变成中性粒子。中性粒子具有基本上与轨道中离子与其它粒子碰撞的那一点相切的轨迹。中性粒子然后与加速腔室中的其它表面碰撞，例如RF电极或引出系统。在RF电极的情况下，这些零件通常包括铜(或其它导电材料)。当质子或中性氢与铜碰撞时，产生相对大量的伽马和中子辐射，可以产生长寿命同位素(例如Zn-65)。这通常是加速腔室内的主辐射源。由于加速腔室中回旋加速器的几何形状，RF电极特别暴露于中性粒子。当维修人员打开加速腔室时，维修人员暴露于激活的零件。因此，由辐射诱发的副产品的积累可对个人是种危害。而且，过量的辐射可能使得必须比预期的更早地替换零件。
技术实现思路
在一个实施例中，提供了一种回旋加速器，其包括加速腔室和与所述加速腔室流动连通的真空系统。所述真空系统配置成抽空所述加速腔室。所述回旋加速器还包括离子源系统，所述离子源系统配置成将带电粒子提供至所述加速腔室。所述回旋加速器还包括配置成引导由所述带电粒子形成的粒子束的电场系统和磁场系统。所述粒子束沿所述加速腔室内的束路径被引导。所述回旋加速器还包括控制系统，所述控制系统配置成当所述粒子束沿所述束路径被引导时确定至少一个操作参数。所述控制系统配置成基于所述至少一个操作参数降低对所述粒子束的所述带电粒子的供应。在降低所述带电粒子的供应之后，所述粒子束继续沿所述束路径被引导。所述控制系统还配置成在预定的时段之后或者响应于基于所述至少一个操作参数确定所述气体分子的量已经减小，提高对所述粒子束的所述带电粒子的供应。在一些方面，所述至少一个操作参数与所述加速腔室内气体分子的量关联。例如，所述至少一个操作参数可以是或者包括所述加速腔室的腔室压力。在一些方面，降低所述带电粒子的供应包括将所述带电粒子的供应降低至少20％。在一些方面，所述控制系统配置成根据计划的操作模式操作所述回旋加速器。当降低所述带电粒子的供应时，所述控制系统中断所述计划的操作模式。在一些方面，由所述控制系统降低或提高所述带电粒子的供应中的至少一个基于最近已经被替换的所述回旋加速器的一个或多个零件。所述控制系统执行检测已经被替换的所述一个或多个零件或者接收指示所述一个或多个零件已经被替换的用户输入中的至少一项。在一些方面，所述至少一个操作参数包括以下当中的至少一个：所述加速腔室的腔室压力、离子源电流、沿着或靠近所述束路径检测的一个或多个束电流、所述粒子束的束轮廓或束质量因数。在一些方面，所述操作参数包括所述加速腔室的腔室压力或引出系统处的束电流中的至少一个。在一些方面，由所述控制系统降低或提高所述带电粒子的供应包括改变以下当中的至少一个：所述离子源系统的电流、所述离子源系统的电压、所述离子源系统中气体的压力或所述离子源系统中所述气体的流量。在一些方面，在第一次降低所述带电粒子的供应之后，所述控制系统配置成响应于在第一次降低所述带电粒子的供应之后确定所述操作参数基本上没有变化，第二次降低所述带电粒子的供应。例如，如果在指定的时段之后腔室压力已经提高，则可以第二次降低所述供应。如果在指定的时段之后腔室压力还没有降低到预定水平以下，则还可以第二次降低所述供应。在一些方面，所述回旋加速器还包括用户界面，所述用户界面配置成通知所述回旋加速器的用户所述回旋加速器以所述带电粒子的减小的供应操作。在一些方面，所述回旋加速器还包括用户界面，所述用户界面配置成接收用户输入，所述控制系统配置成基于所述用户输入覆盖基于所述至少一个操作参数降低所述带电粒子的供应。在一个实施例中，提供了一种回旋加速器，其包括：加速腔室；真空系统，所述真空系统与所述加速腔室流动连通，并配置成抽空所述加速腔室；以及离子源系统，所述离子源系统配置成将带电粒子提供至所述加速腔室。所述回旋加速器还包括配置成引导由所述带电粒子形成的粒子束的电场系统和磁场系统。所述粒子束配置成沿所述加速腔室内的束路径被引导。所述回旋加速器还包括控制系统，所述控制系统配置成当所述粒子束沿所述束路径被引导时，确定所述加速腔室的腔室压力。所述控制系统配置成响应于确定所述腔室压力过大，降低所述带电粒子到所述加速腔室的供应。所述控制系统配置成响应于确定所述腔室压力已经减小到可接受值，提高所述带电粒子到所述加速腔室的供应。在一些方面，如果在指定的时段内所述腔室压力等于或小于指定值，则所述腔室压力可能已经减小到可接受值。在一些方面，降低所述带电粒子的供应包括将所述带电粒子的供应降低至少20％。在一些方面，由所述控制系统降低或提高所述带电粒子的供应还基于操作参数。所述操作参数包括以下当中的至少一个：离子源电流、沿着或靠近所述束路径检测的一个或多个束电流、所述粒子束的束轮廓或束质量因数。在一些方面，由所述控制系统降低或提高所述带电粒子的供应包括改变以下当中的至少一个：所述离子源系统的电流、所述离子源系统的电压、所述离子源系统中气体的压力或所述离子源系统中所述气体的流量。在一些方面，所述控制系统配置成根据计划的操作模式操作所述回旋加速器。所述控制系统配置成当降低所述带电粒子的供应时，中断所述计划的操作模式。在一些方面，在第一次降低所述带电粒子的供应之后，所述控制系统配置成响应于在第一次降低所述带电粒子的供应之后确定所述腔室压力基本上没有变化，第二次降低所述带电粒子的供应。在一个实施例中，提供了一种方法，其包括：使用电场系统和磁场系统引导加速腔室中带电粒子的粒子束。所述加速腔室被真空系统抽空。所述带电粒子由离子源系统供应到所述加速腔室。所述方法包括当所述粒子束在所述加速腔室内被引导时监测至少一个操作参数。至少一个操作参数与加速腔室内气体分子的量关联。所述方法还包括基于所述至少一个操作参数降低所述带电粒子到所述加速腔室的供应。在降低所述带电粒子的供应之后，所述粒子束继续沿所述束路径被引导。所述方法还包括在预定的时段之后或者响应于基于所述至少一个操作参数确定所述气体分子的量已经减小，提高所述带电粒子的供应。在一些方面，降低所述带电粒子的供应包括将所述带电粒子的供应降低至少20％。在一本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种回旋加速器，其包括：加速腔室；真空系统，所述真空系统与所述加速腔室流动连通，并配置成抽空所述加速腔室；离子源系统，所述离子源系统配置成将带电粒子提供至所述加速腔室；配置成引导由所述带电粒子形成的粒子束的电场系统和磁场系统，所述粒子束沿所述加速腔室内的束路径被引导；以及控制系统，所述控制系统配置成确定当所述粒子束沿所述束路径被引导时的至少一个操作参数，所述至少一个操作参数与所述加速腔室内的气体分子的量关联，所述控制系统配置成：基于所述至少一个操作参数降低对所述粒子束的所述带电粒子的供应，在降低所述带电粒子的供应之后，所述粒子束继续沿所述束路径被引导，以及在预定的时段之后和/或响应于基于所述至少一个操作参数确定所述气体分子的量已经减小，提高对所述粒子束的所述带电粒子的供应。

【技术特征摘要】
2017.06.07 US 15/6165021.一种回旋加速器，其包括：加速腔室；真空系统，所述真空系统与所述加速腔室流动连通，并配置成抽空所述加速腔室；离子源系统，所述离子源系统配置成将带电粒子提供至所述加速腔室；配置成引导由所述带电粒子形成的粒子束的电场系统和磁场系统，所述粒子束沿所述加速腔室内的束路径被引导；以及控制系统，所述控制系统配置成确定当所述粒子束沿所述束路径被引导时的至少一个操作参数，所述至少一个操作参数与所述加速腔室内的气体分子的量关联，所述控制系统配置成：基于所述至少一个操作参数降低对所述粒子束的所述带电粒子的供应，在降低所述带电粒子的供应之后，所述粒子束继续沿所述束路径被引导，以及在预定的时段之后和/或响应于基于所述至少一个操作参数确定所述气体分子的量已经减小，提高对所述粒子束的所述带电粒子的供应。2.根据权利要求1所述的回旋加速器，其中，降低所述带电粒子的供应包括将所述带电粒子的供应降低至少20％。3.根据权利要求1所述的回旋加速器，其中，所述控制系统配置成根据计划的操作模式操作所述回旋加速器，当降低所述带电粒子的供应时，所述控制系统中断所述计划的操作模式。4.根据权利要求1所述的回旋加速器，其中，由所述控制系统降低或提高所述带电粒子的供应中的至少一个基于最近已经被替换的所述回旋加速...

【专利技术属性】
技术研发人员：JH梅林，E科夫马，N泰恩柳斯，O斯维贝里，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：美国,US