本发明专利技术提供一种紧凑型束流切换偏转装置及其应用，涉及离子加速器设备技术领域。该装置包括依次连接的超导分束器、多通道真空室和超导组合磁铁，其中：超导分束器用于将输入束流进行分束，多通道真空室开设有多个引出口，每个引出口法兰连接至一个分支束线管道，至少一个分支束线管道上设置有超导组合磁铁。本发明专利技术采用超导磁铁对束流进行偏转，提高了偏转磁铁的最大场强，减小了束流的偏转半径，从而减小了占地面积。并且，采用组合型超导磁铁，把四极场复合到二极场上，减少了四极磁铁的使用，从而进一步减小了占地面积。从而进一步减小了占地面积。从而进一步减小了占地面积。
【技术实现步骤摘要】
紧凑型束流切换偏转装置及其应用
[0001]本专利技术涉及离子加速器设备
，尤其涉及一种紧凑型束流切换偏转装置及其应用。
技术介绍
[0002]医用离子加速器是指利用电磁场对离子进行加速和约束，把离子加速到比较高的能量，从而使离子可以穿透人的表皮，到达肿瘤位置，对肿瘤进行治疗的装置。这里的离子，是指元素周期表中从氢到氖的离子，如质子、氦离子、碳离子等，通常最为常见的为质子和碳离子。
[0003]医用离子加速器具有研发技术复杂、资金投入大、生产及控制工艺复杂、质量要求高等一系列门槛。通常用束流进行治疗所占用的时间并不多，但是在对患者进行治疗之前要进行比较多的准备工作，比如用CT探测肿瘤的位置，对患者进行摆位等等。如果一台医用离子加速器只配备一个治疗室的话，会有很多时间浪费在准备工作上，束流不能得到很好的利用。所以一台加速器通常会配备几个治疗室，这样在一个治疗室进行患者的准备工作的时候另外的治疗室可以用束流来对患者进行治疗。要想建造多个治疗室就需要对束流进行分流，使束流可以偏向不同的方向。
[0004]目前市场上的医用离子加速器大多数都使用常规磁铁，由于场强的限制，磁铁做的比较大，所以整个设备的空间体积庞大，占地面积多，投资额度大。因此，研发紧凑型离子治疗装置，缩小占地面积，降低投资额度，成为当前主要考虑和研究的方向之一，这也是未来粒子放疗设备的发展趋势。
技术实现思路
[0005]鉴于上述问题，本专利技术提供了一种紧凑型束流切换偏转装置及其应用。
[0006]本专利技术一方面提供了一种紧凑型束流切换偏转装置，包括依次连接的超导分束器、多通道真空室和超导组合磁铁，其中：超导分束器用于将输入束流进行分束，多通道真空室开设有多个引出口，每个引出口法兰连接至一个分支束线管道，至少一个分支束线管道上设置有超导组合磁铁。
[0007]根据本专利技术的实施例，超导分束器的入口设置有中空圆台状真空管道，中空圆台状真空管道法兰连接至主束流真空管道；超导分束器的出口法兰连接多通道真空室。
[0008]根据本专利技术的实施例，超导分束器的内径大于主束流真空管道的内径。
[0009]根据本专利技术的实施例，多通道真空室包括三通道真空室，三通道真空室呈中空四棱柱真空盒结构。
[0010]根据本专利技术的实施例，超导组合磁铁是在二极磁铁的线圈上绕制四极磁铁形成的组合型超导磁铁。
[0011]根据本专利技术的实施例，分支束线管道包括第一分支束线管道、第二分支束线管道和第三分支束线管道，其中：第一分支束线管道设置有组合型超导磁铁，用于对束流进行第
一方向的偏转和聚焦；第二分支束线管道设置有四极磁铁，用于将束流直线通过；第三分支束线管道设置有组合型超导磁铁，用于对束流进行第二方向的偏转和聚焦。
[0012]根据本专利技术的实施例，四极磁铁为FODO或者Triplet结构，且聚焦和散焦磁场交替排列。
[0013]根据本专利技术的实施例，装置在长度方向和宽度方向均不超过6m。
[0014]根据本专利技术的实施例，超导分束器的输入束流为汇聚束流或者发散束流；其中，通过调节四极磁铁的场强，在出口处调节为无色散束流。
[0015]本专利技术另一方面提供了一种上述紧凑型束流切换偏转装置在肿瘤治疗以及工业辐照中的应用。
[0016]与现有技术相比，本专利技术提供的紧凑型束流切换偏转装置及其应用，至少具有以下有益效果：
[0017](1)采用超导磁铁对束流进行偏转，提高了偏转磁铁的最大场强，减小了束流的偏转半径，从而减小了占地面积；
[0018](2)采用组合型超导磁铁，把四极场复合到二极场上，减少了四极磁铁的使用，从而进一步减小了占地面积。
附图说明
[0019]通过以下参照附图对本专利技术实施例的描述，本专利技术的上述以及其他目的、特征和优点将更为清楚，在附图中：
[0020]图1示意性示出了根据本专利技术实施例的紧凑型束流切换偏转装置的结构图；
[0021]图2示意性示出了根据本专利技术实施例的多通道真空室的入口正视图、整体正视图和出口正视图；
[0022]图3(a)、图3(b)和图3(c)分别示意性示出了根据本专利技术实施例的超导分束器在磁场变化时束流的三种轨迹路线图；
[0023]图4示意性示出了根据本专利技术实施例的三种分支束线管道的布置图；
[0024]图5示意性示出了根据本专利技术实施例的超导分束器在第一入口参数下的光学参数实验结果图；
[0025]图6示意性示出了根据本专利技术实施例的超导分束器的束流包络实验结果图；
[0026]图7示意性示出了根据本专利技术实施例的超导分束器在第二入口参数下的光学参数实验结果图。
[0027]【附图标记说明】
[0028]图1
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图3：1
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超导分束器；2
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多通道真空室；31
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第一法兰；32
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第二法兰；33
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第三法兰；
[0029]图4∶101
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超导分束器；102
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多通道真空室；111
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第一组合型超导磁铁；112
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第二组合型超导磁铁；121
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第一四极磁铁；122
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第二四极磁铁；131
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第三组合型超导磁铁；132
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第四组合型超导磁铁。
具体实施方式
[0030]为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照
附图，对本专利技术进一步详细说明。显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0031]在此使用的术语仅仅是为了描述具体实施例，而并非意在限制本专利技术。在此使用的术语“包括”、“包含”等表明了所述特征、步骤、操作和/或部件的存在，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、步骤、操作或部件。
[0032]在本专利技术中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或可以互相通讯；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。
[0033]在此使用的所有术语(包括技术和科学术语)具有本领域技术人员通常所理解的含义，除非另外定义。应注意，这里使用的术语应解释为具有与本说明书的上下文相一致的含义，而不应以理想化或过于刻板的方式来解释。
[0034]在加速器中主要有两种类型的磁铁，二极磁铁和四极磁铁。四极磁铁可提供在横向(和离子运动方向垂直的方向)有一定梯度的磁场，用于对束流进本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种紧凑型束流切换偏转装置，其特征在于，包括依次连接的超导分束器、多通道真空室和超导组合磁铁，其中：所述超导分束器用于将输入束流进行分束，所述多通道真空室开设有多个引出口，每个所述引出口法兰连接至一个分支束线管道，至少一个所述分支束线管道上设置有所述超导组合磁铁。2.根据权利要求1所述的紧凑型束流切换偏转装置，其特征在于，所述超导分束器的入口设置有中空圆台状真空管道，所述中空圆台状真空管道法兰连接至主束流真空管道；所述超导分束器的出口法兰连接所述多通道真空室。3.根据权利要求2所述的紧凑型束流切换偏转装置，其特征在于，所述超导分束器的内径大于所述主束流真空管道的内径。4.根据权利要求1所述的紧凑型束流切换偏转装置，其特征在于，所述多通道真空室包括三通道真空室，所述三通道真空室呈中空四棱柱真空盒结构。5.根据权利要求1所述的紧凑型束流切换偏转装置，其特征在于，所述超导组合磁铁是在二极磁铁的线圈上绕制四极磁铁形成的组合型超导磁铁。6.根据权利要求5所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：马力祯，石健，彭伟壮，吴巍，梅恩铭，
申请(专利权)人：兰州科近泰基新技术有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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