边耦合驻波加速管及其直线加速器制造技术

本发明专利技术公开了一种边耦合驻波加速管及其直线加速器，包括多个耦合于相邻加速腔的边耦合腔和能量开关组件，边耦合腔内具有相对的第一鼻锥，第二鼻锥和在平行于加速管的束流方向上的鼻锥间隙；通过气囊为能量开关组件的调节块沿与束流方向的平行方向的移动提供驱动力，而为气囊提供气动力的动力源(例如气泵)能够通过气管与气囊连通，从而使得动力源能够脱离加速管设置，即无需附着于加速管，加速管无需为提供气动力的动力源提供安装空间。并且，气囊能够设置在鼻锥内部为调节块提供驱动力，利用在边耦合腔的侧壁上形成的安装空间完全气囊的布置，无需在边耦合腔之外增加额外的安装空间，这使得加速管最终的成型体积更加紧凑化、集约化。集约化。集约化。

【技术实现步骤摘要】
边耦合驻波加速管及其直线加速器


[0001]本专利技术涉及医用直线加速器领域，特别涉及一种边耦合驻波加速管及其直线加速器。本专利技术的边耦合驻波加速管包括在加速管的束流方向上依次设置的多个加速腔，还包括多个耦合于相邻加速腔的边耦合腔，边耦合腔内具有相对的第一鼻锥和第二鼻锥，第一鼻锥和第二鼻锥在平行于加速管的束流方向上具有鼻锥间隙；还包括能量开关组件，能量开关组件对应第一鼻锥和/或第二鼻锥设置，其至少包括调节块，其能够被驱动在与加速管的束流方向平行的方向上自相应的鼻锥伸入所述鼻锥间隙和自所述鼻锥间隙缩回相应的鼻锥，以用于改变与边耦合腔耦合的、沿加速管的束流方向在下游的加速腔的电场分布；能量开关组件还包括相对调节块设置在边耦合腔和/或鼻锥内部用于为调节块提供驱动力的气囊。

技术介绍

[0002]为了提高临床癌症诊疗的精准度，目前很多医用电子直线加速器都在发展能够实现双档X射线治疗(6
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18MV)以及多档电子线治疗(最高档电子线能量不低于20MV)的医用加速管。目前一般是通过在加速管上设置具有能量调变功能的能量开关来实现。所谓能量开关是通过在驻波加速管中选定某一个耦合腔，在其中设置一调节装置，通过调节该装置在耦合腔中的位置，来改变该耦合腔的工作状态，使其达到调节该耦合腔后面的加速腔的轴向场分布，从而达到调节加速束流输出能量的目的。在边耦合驻波加速管中，顾名思义，边耦合驻波加速结构的耦合腔不在加速路径上，其电子枪提供的电子，在加速主腔中微波场的作用下获得能量，并通过主加速腔中心的束流孔，到达加速管引出口，而其中的微波功率，却是通过加速主腔与耦合边腔间的腰子孔进行耦合传输的。由此可以看出，边腔仅仅是微波功率传输的一个通道，如果我们调整该通道，则后续的加速主腔中的微波场副值将会发生变化，使得在该加速主腔中通过的电子获得的能量增益发生变化。这就是边耦合驻波加速管能量开关调变能量的基本原理。
[0003]现有技术中，如专利US7239095B2所公开的，大都是通过在驻波直线加速管中的某个边耦合腔内增加外置的金属调节结构直接插入到边耦合腔内部，通过电动或液压驱动的活塞式结构往复拉伸该金属调节机构以实现调变整个加速管叔输出能量的目的。但在这种结构中，需要在加速管自身上为用于驱动金属调节片的驱动机构提供较大的安装空间，而且整个驱动机构中用于提供动力的动力源(通常为电动动力源或液压动力源)也需附着于加速管上，这造成加速管最终成型的整体体积大、重量重，不仅使得制造成本大大提高，而且整体加速管在实际使用中的使用成本也大大提高。
[0004]因此，需要对现有的直线加速器的加速管的能量开关进行改进，提供一种结构简单并且能有效工作的能力开关，其能够大大降低加速管自身的自重，同时使得制造成本和使用成本大大降低。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本专利技术提供一种边耦合驻波加速管及其直线加速器，其包括一种结构简单并且能有效工作的能力开关，其能够大大降低加速管自身的自重，同时使得制造成本和使用成本大大降低。
[0006]本专利技术的边耦合驻波加速管，包括在加速管的束流方向上依次设置的多个加速腔，还包括多个耦合于相邻加速腔的边耦合腔，边耦合腔内具有相对的第一鼻锥和第二鼻锥，第一鼻锥和第二鼻锥在平行于加速管的束流方向上具有鼻锥间隙；
[0007]还包括能量开关组件，能量开关组件对应第一鼻锥和/或第二鼻锥设置，其至少包括调节块，其能够被驱动在与加速管的束流方向平行的方向上自相应的鼻锥伸入鼻锥间隙和自鼻锥间隙缩回相应的鼻锥，以用于改变与边耦合腔耦合的、沿加速管的束流方向在下游的加速腔的电场分布；
[0008]能量开关组件还包括相对调节块设置在边耦合腔和/或鼻锥内部用于为调节块提供驱动力的气囊。
[0009]进一步，在本专利技术的边耦合驻波加速管中，第一鼻锥和/或第二鼻锥内部在与加速管的束流方向平行的方向上形成有安装腔，能量开关组件被安装在安装腔内；
[0010]能量开关组件还包括导向杆，导向杆一端与气囊相附接，另一端与调节块连接，导向杆能够沿着安装腔在与加速管的束流方向平行的方向上对调节块进行导向。
[0011]进一步，在本专利技术的边耦合驻波加速管中，安装腔内在垂直于加速管的束流方向的方向上布置有隔板，隔板将安装腔分为靠近鼻锥间隙的第一腔室和相对第一腔室远离鼻锥间隙的第二腔室；
[0012]调节块安装在第一腔室内，并且能够被驱动自相应的鼻锥伸入鼻锥间隙；
[0013]气囊安装在第二腔室内；
[0014]隔板上设置有导向孔，导向杆从第二腔室开始自导向孔穿过隔板并且与调节块连接，导向杆与导向孔形成密封滑动配合，以使得导向杆能够相对隔板在与加速管的束流方向平行的方向上移动。
[0015]进一步，在本专利技术的边耦合驻波加速管中，气囊包括基础部和能够在充气状态下在与加速管的束流方向平行的方向上膨胀的至少一个膨胀伸缩部；
[0016]膨胀伸缩部布置在导向杆与第二腔室的内壁之间，导向杆上设置有环形轴肩，膨胀伸缩部的末端与环形轴肩抵止接触，使得能够在膨胀过程中推动导向杆在与加速管的束流方向平行的方向上移动。
[0017]进一步，在本专利技术的边耦合驻波加速管中，膨胀伸缩部为弧形，其在导向杆的周向上至少对导向杆的部分形成包围。
[0018]进一步，在本专利技术的边耦合驻波加速管中，膨胀伸缩部为沿导向杆周向对称布置的两个。
[0019]进一步，在本专利技术的边耦合驻波加速管中，环形轴肩的外周侧与第二腔室的内壁相接触，以使得环形轴肩能够在导向杆沿与加速管的束流方向平行的方向移动时提供导向和支撑。
[0020]进一步，在本专利技术的边耦合驻波加速管中，能量开关组件还包括在第一腔室内外套调节块设置的、用于为调节块提供预载荷的弹簧元件。
[0021]本专利技术还公开了一种直线加速器，其包括如上所述的边耦合驻波加速管。
[0022]本专利技术的有益效果：本专利技术的边耦合驻波加速管，包括多个耦合于相邻加速腔的边耦合腔和能量开关组件，边耦合腔内具有相对的第一鼻锥，第二鼻锥和在平行于加速管的束流方向上的鼻锥间隙；能量开关组件包括用于改变鼻锥间隙的调节块，和相对调节块设置在边耦合腔和/或鼻锥内部用于为调节块提供驱动力的气囊。通过气囊为调节块沿与束流方向的平行方向的移动提供驱动力，而为气囊提供气动力的动力源(例如气泵)能够通过气管与气囊连通，从而使得动力源能够脱离加速管设置，即无需附着于加速管，加速管无需为提供气动力的动力源提供安装空间。并且，气囊能够设置在鼻锥内部为调节块提供驱动力，利用在边耦合腔的侧壁上形成的安装空间完全气囊的布置，无需在边耦合腔之外增加额外的安装空间，这使得加速管最终的成型体积更加紧凑化、集约化。
附图说明
[0023]下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步描述。
[0024]图1为本专利技术的边耦合驻波加速管的加速腔的结构示意图；
[0025]图2为图1A处结构的放大图，其中清楚的示出了能量组件的结构；
[0026]图3为图2中B
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种边耦合驻波加速管，其特征在于：包括在加速管的束流方向上依次设置的多个加速腔，还包括多个耦合于相邻加速腔的边耦合腔，所述边耦合腔内具有相对的第一鼻锥和第二鼻锥，所述第一鼻锥和所述第二鼻锥在平行于加速管的束流方向上具有鼻锥间隙；还包括能量开关组件，所述能量开关组件对应第一鼻锥和/或第二鼻锥设置，其至少包括调节块，其能够被驱动在与加速管的束流方向平行的方向上自相应的鼻锥伸入所述鼻锥间隙和自所述鼻锥间隙缩回相应的鼻锥，以用于改变与所述边耦合腔耦合的、沿加速管的束流方向在下游的加速腔的电场分布；所述能量开关组件还包括相对调节块设置在边耦合腔和/或鼻锥内部用于为调节块提供驱动力的气囊。2.根据权利要求1所述的边耦合驻波加速管，其特征在于：第一鼻锥和/或第二鼻锥内部在与加速管的束流方向平行的方向上形成有安装腔，所述能量开关组件被安装在所述安装腔内；所述能量开关组件还包括导向杆，所述导向杆一端与所述气囊相附接，另一端与调节块连接，所述导向杆能够沿着所述安装腔在与加速管的束流方向平行的方向上对调节块进行导向。3.根据权利要求2所述的边耦合驻波加速管，其特征在于：所述安装腔内在垂直于加速管的束流方向的方向上布置有隔板，所述隔板将所述安装腔分为靠近所述鼻锥间隙的第一腔室和相对第一腔室远离鼻锥间隙的第二腔室；所述调节块安装在所述第一腔室内，并且能够被驱动自相应的鼻锥伸入鼻锥间隙；所述气囊安装在所述第二腔室内；所述隔板上设置有导向...

【专利技术属性】
技术研发人员：李新，陈晓静，李青，刘梦，
申请(专利权)人：青岛市中心医院，
类型：发明
国别省市：