论文部分内容阅读
恶性肿瘤已经成为人类健康的主要杀手，攻克癌症并提高患者术中与术后的生存率和生存质量成为当前医学界的一个迫切任务。基于质子加速器的高能质子放疗由于其优异的布拉格峰效应以及带给患者术中和术后的更好体验，现在逐渐成为热点。注入器是质子放疗加速器的核心部件，研制一台高性价比的注入器对质子放疗的普及和推广有着重要的推动作用。
一台典型的注入器包括一台离子源(IS)，一段低能传输线(LEBT)，一台射频四极场加速器(RFQ)和一台漂移管直线加速器(DTL)，本文的主要工作聚焦在研制一台外形尺寸更加紧凑、易于维护和具有成本优势的漂移管直线加速器，来替代目前使用的传统型漂移管质子直线加速器。
交叉指磁波(Interdigital H-mode，IH)漂移管直线加速结构和交变相位聚焦(Alternating Phase Focused，APF)的使用是本文中的注入器的特点，基于这两项技术，设计了一台APF IH-DTL加速腔，它显著地减小了加速腔的纵向和径向尺寸，同时省去了用于传统DTL的四极磁铁以及辅助的电源和水冷系统，进而省去了日常的维护等。这些特点可以有效地提高质子放疗的竞争力。
作为国内第一台自主研制并付诸实施的质子APF IH-DTL加速腔体，同时也是国际上第一台工作在325MHz的APF IH-DTL腔体，在设计了一台各项参数满足束流物理要求的加速腔体的同时，还详尽地介绍了一套高效设计APFIH-DTL加速腔的方法，并对相关主要射频参数和结构进行了详细地研究。
为了验证上述腔体的相关设计和工艺，并为将来热测腔体的加工、装配、冷测和调谐做准备，设计、加工和装配了国内第一台APF IH-DTL冷测模型腔体，它是一台由8个加速单元(Cell)组成的冷测模型腔体。对相关主要的射频参量如:频率、电压分布、电场分布、调谐器性能、S11和Q值等做了测量。分析结果显示这些值都很好的满足了设计要求。对加工工艺、装配、测量和调谐等的探索为将来展开热测腔体的相应工作打下了坚实的理论和实践基础。
一台典型的注入器包括一台离子源(IS)，一段低能传输线(LEBT)，一台射频四极场加速器(RFQ)和一台漂移管直线加速器(DTL)，本文的主要工作聚焦在研制一台外形尺寸更加紧凑、易于维护和具有成本优势的漂移管直线加速器，来替代目前使用的传统型漂移管质子直线加速器。
交叉指磁波(Interdigital H-mode，IH)漂移管直线加速结构和交变相位聚焦(Alternating Phase Focused，APF)的使用是本文中的注入器的特点，基于这两项技术，设计了一台APF IH-DTL加速腔，它显著地减小了加速腔的纵向和径向尺寸，同时省去了用于传统DTL的四极磁铁以及辅助的电源和水冷系统，进而省去了日常的维护等。这些特点可以有效地提高质子放疗的竞争力。
作为国内第一台自主研制并付诸实施的质子APF IH-DTL加速腔体，同时也是国际上第一台工作在325MHz的APF IH-DTL腔体，在设计了一台各项参数满足束流物理要求的加速腔体的同时，还详尽地介绍了一套高效设计APFIH-DTL加速腔的方法，并对相关主要射频参数和结构进行了详细地研究。
为了验证上述腔体的相关设计和工艺，并为将来热测腔体的加工、装配、冷测和调谐做准备，设计、加工和装配了国内第一台APF IH-DTL冷测模型腔体，它是一台由8个加速单元(Cell)组成的冷测模型腔体。对相关主要的射频参量如:频率、电压分布、电场分布、调谐器性能、S11和Q值等做了测量。分析结果显示这些值都很好的满足了设计要求。对加工工艺、装配、测量和调谐等的探索为将来展开热测腔体的相应工作打下了坚实的理论和实践基础。