一种混合型粒子扫描照射方法及系统技术方案

本申请公开了一种混合型粒子扫描照射方法及系统，涉及高速粒子束流实验技术领域，混合型粒子扫描照射方法包括以下步骤：获取目标介质区域信息、目标介质总剂量信息以及扫描判定模型，基于所述目标介质区域信息，对目标介质区域划分子区域，基于所述目标介质总当量信息，对各个所述子区域分配剂量，在对子区域进行区分判断，若是连续扫描子区域，则适用连续扫描模式，若是点扫描子区域，适用于点扫描模式，点扫描与连续扫描结合的方式，有效减少了开关束流的次数，从而减少了关断束流时的泄漏剂量，提高了实验结果的准确性，也保证了整个目标介质区域的均匀照射。目标介质区域的均匀照射。目标介质区域的均匀照射。

【技术实现步骤摘要】
一种混合型粒子扫描照射方法及系统


[0001]本申请涉及高速粒子束流实验的领域，尤其是涉及一种混合型粒子扫描照射方法及系统。

技术介绍

[0002]粒子是指电子、质子、中子和其它带正、负电的离子，随着对高速粒子束流的不断深入研究，高速粒子束流被广泛应用于现代武器等多个领域中。
[0003]在高速粒子束流研究的实验中，需要利用高速粒子束流轰击目标介质以观察目标介质的反应，现有技术中一般采用点扫描（spotscanningirradiation）的方式进行，即对目标介质划分区域以及每个区域预定的剂量，当引导预定的剂量到一点时，扫描控制装置从剂量监控器接收剂量到达的信号，束流发射控制装置基于点切换指令终止束流发射。同时，给扫描粒子束流的扫描电磁体提供激励电流的电磁体电源开始设置对应于下一个照射点的坐标的电流值。当接收到电磁电源的电流设置的完成信号时，扫描照射装置向束流发射控制装置输出束流开始指令，并且开始对下一个点的照射。重复上述操作直到目标介质的每一个区域都完成照射。
[0004]在试验中，一个目标介质往往会划分出很多的区域，每次更换扫描的点时，都需要开关束流发射控制装置，严重影响了扫描试验的效率。同时，在实际实验操作时，即使束流发射控制装置输出束流终止指令，束流发射实际上也不能立即终止，会出现一定程度上的延迟误差。因此，当移动照射位置时，在当前照射点会出现泄漏剂量。当每个点的设定照射剂量很小时，会出现泄漏剂量/设定剂量很大的情况，严重影响实验结果的准确性。为了防止该问题，需要降低束流强度，以使泄漏剂量的比例相对较小，然而，束流强度的降低又会导致实验时间的增加。
[0005]因此，高速粒子束流实验中点扫描的照射方法存在待改进之处。

技术实现思路

[0006]针对粒子束流实验采用点扫描的方法导致实验效率较低、实验结果误差较大的技术问题，本申请目的一在于提供一种混合型粒子扫描照射方法，通过点扫描与连续扫描结合的方式，大量减少了开关粒子束流的次数，有效提高了实验效率；基于上述混合型粒子扫描照射方法，本申请目的二在于保护一种混合型粒子扫描系统。
[0007]本申请提供的一种混合型粒子扫描照射方法采用如下的技术方案：一种混合型粒子扫描照射方法，包括以下步骤：获取目标介质区域信息、目标介质总剂量信息以及扫描判定模型；基于所述目标介质区域信息，对目标介质区域划分子区域；基于所述目标介质总当量信息，对各个所述子区域分配剂量；P1、对当前子区域照射设定剂量的粒子束流，基于设定扫描判定模型判断下一子区域分配剂量是否为连续扫描子区域，是进入P2，否进入P3，当所有子区域照射完毕，结束
循环；P2、保持粒子发射状态将粒子照射头移动到下一子区域，并返回P1；P3、关断粒子束流，将粒子照射头移动到下一子区域，打开粒子束流，并返回P1。
[0008]通过采用上述技术方案，先将目标介质区域划分成多个子区域，再给各个子区域分配该子区域对应的剂量，若当前扫描子区域的下一扫描区域为连续扫描子区域，则当前的扫描模式为连续扫描模式，即保持粒子发射状态将粒子照射头移动到下一子区域，若当前扫描子区域的下一扫描区域不是连续扫描子区域，则当前的扫描模式为点扫描模式，关断粒子束流，将粒子照射头移动到下一子区域后打开粒子束流进行照射，大量减少了开关粒子束流的次数，增大了照射时间/操作时间的比值，有效提高了实验效率；同时，通过采用点扫描与连续扫描结合的方式，有效减少了开关束流的次数，从而减少了关断束流时的泄漏剂量，降低了泄漏剂量/设定剂量的比值，有效提高了实验结果的准确性；由于总照射剂量是固定的，通过连续扫描与点扫描结合的方式，保证了整个目标介质区域的均匀照射。
[0009]作为优选，所述基于扫描判定模型判断下一子区域分配剂量是否为连续扫描子区域包括：基于所述子区域是否拥有完整的上下左右相邻区域将所述子区域划分为中心子区域以及边缘子区域；当所述下一子区域为中心子区域时，所述下一子区域为连续扫描子区域。
[0010]通过采用上述技术方案，目标区域划分成多个子区域后，当子区域完整的上下左右相邻区域时，该子区域位于整个目标介质区域的中心位置，为中心子区域，当子区域只有一、二或三个相邻区域时，该子区域位于整个目标介质区域的边缘位置，由于位于中心位置的子区域的一定有相邻的中心子区域，且位于中心的子区域面积较大，满足连续扫描的条件，因此将所有的中心子区域设置为连续扫描子区域，节省判定时间，进一步提升扫描照射的效率。
[0011]作为优选，所述基于扫描判定模型判断下一子区域分配剂量是否为连续扫描子区域包括：获取连续扫描判定剂量；获取所述边缘子区域所分配剂量；当所述边缘子区域所分配剂量大于连续扫描判定剂量，则所述边缘子区域为所述连续扫描子区域；当所述边缘子区域所分配剂量大于连续扫描判定剂量，则所述边缘子区域为点扫描子区域。
[0012]通过采用上述技术方案，预设一个连续扫描判定剂量，利用连续扫描判定剂量判断边缘子区域所分配剂量是否足够适用连续扫描模式，若边缘子区域所分配剂量大于连续扫描判定剂量，则该边缘子区域虽然位于目标介质边缘，但是其面积较大，可以适用于连续扫描，若边缘子区域所分配剂量小于或于连续扫描判定剂量，则该边缘子区域只能适用于点扫描。
[0013]作为优选，所述获取连续扫描判定剂量包括：获取当前束流强度数据、相邻子区域照射点之间的距离数据以及粒子照射头的移动速度数据；
基于所述当前束流强度数据、相邻子区域照射点之间的距离数据以及粒子照射头的移动速度数据，获取所述连续扫描判定剂量。
[0014]通过采用上述技术方案，连续扫描判定剂量为粒子照射头保持粒子发射状态自一个子区域移动到另一个子区域时，目标介质所接受到的剂量，将预设的连续扫描判定剂量更改为基于当前束流强度数据、相邻子区域照射点之间的距离数据以及粒子照射头的移动速度数据获得，判定结果会更加准确，使得更多面积较大的子区域可以适用连续扫描的模式，进一步提高了实验效率。
[0015]作为优选，所述对当前子区域照射设定剂量的粒子束流包括：当所述当前子区域为第一个子区域或点扫描子区域，所述设定剂量为所述第一个子区域或点扫描子区域所分配剂量；当所述当前子区域为连续扫描子区域时，所述设定剂量为所述连续扫描子区域所分配剂量与所述连续扫描判定剂量的差。
[0016]通过采用上述技术方案，点扫描子区域和第一个扫描的子区域还按照其所分配的剂量进行照射，当对面积较大的连续扫描子区域进行扫描时，将其所分配的剂量扣除在子区域间移动时消耗的剂量，有效保证目标介质接收到的总剂量是恒定的，有效减小了实验误差。
[0017]作为优选，所述目标介质区域信息包括目标介质区域面积数据以及目标介质区域形状数据；所述基于所述目标介质区域信息，对目标介质区域划分子区域包括：获取子区域划分模型以及粒子束流尺寸数据；基于目标介质区域面积数据、目标介质区域形状数据以及粒子束流尺寸数据，按照所述子区域划分模型将所述目标介质区域划分成多个子区域。
[0018]通过采用本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种混合型粒子扫描照射方法，其特征在于，包括以下步骤：获取目标介质区域信息、目标介质总剂量信息以及扫描判定模型；基于所述目标介质区域信息，对目标介质区域划分子区域；基于所述目标介质总当量信息，对各个所述子区域分配剂量；P1、对当前子区域照射设定剂量的粒子束流，基于设定扫描判定模型判断下一子区域分配剂量是否为连续扫描子区域(1)，是进入P2，否进入P3，当所有子区域照射完毕，结束循环；P2、保持粒子发射状态将粒子照射头移动到下一子区域，并返回P1；P3、关断粒子束流，将粒子照射头移动到下一子区域，打开粒子束流，并返回P1。2.根据权利要求1所述的一种混合型粒子扫描照射方法，其特征在于：所述基于扫描判定模型判断下一子区域分配剂量是否为连续扫描子区域(1)包括：基于所述子区域是否拥有完整的上下左右相邻区域将所述子区域划分为中心子区域以及边缘子区域；当所述下一子区域为中心子区域时，所述下一子区域为连续扫描子区域(1)。3.根据权利要求2所述的一种混合型粒子扫描照射方法，其特征在于：所述基于扫描判定模型判断下一子区域分配剂量是否为连续扫描子区域(1)包括：获取连续扫描判定剂量；获取所述边缘子区域所分配剂量；当所述边缘子区域所分配剂量大于连续扫描判定剂量，则所述边缘子区域为所述连续扫描子区域(1)；当所述边缘子区域所分配剂量大于连续扫描判定剂量，则所述边缘子区域为点扫描子区域(2)。4.根据权利要求3所述的一种混合型粒子扫描照射方法，其特征在于：所述获取连续扫描判定剂量包括：获取当前束流强度数据、相邻子区域照射点之间的距离数据以及粒子照射头的移动速度数据；基于所述当前束流强度数据、相邻子区域照射点之间的距离数据以及粒子照射头的移动速度数据，获取所述连续扫描判定剂量。5.根据权利要求3所述的一种混合型粒子扫描照射方法，其特征在于：所述对当前子区域照射设定剂量的粒子束流包括：当所述当前子区域为第一个子区域或点扫描子区域(2)，所述设定剂量为所述第一个子区域或点扫描子区域(2)所分配剂量；当所述当前子区域为连续扫描子区域(1)时，所述设定剂量为所述连续扫描子区域(1)所分配剂量与所述连续扫描判定剂量的差。6.根据权利要求1所述的一种混合型粒子扫描照射方法，其特征在于：所述目标介质区域信息包括目标介质区域面积数据以及目标介质区域形状数据；所述基于所述目标介质区域信息，对目标介质区域划分子区域包括：获取子区域划分模型以及粒子束流尺...

【专利技术属性】
技术研发人员：李永江，张潇，马晓颖，李乾楠，杨凡，陈志凌，
申请(专利权)人：上海艾普强粒子设备有限公司，
类型：发明
国别省市：