质子或重离子束治癌装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及一种质子或重离子束治癌装置。一种质子或重离子束治癌装置，包括有同步加速器，其主要特点是在同步加速器的前端设有离子源，所述的离子源为电子回旋共振离子源，电子回旋共振离子源通过源束线上的第0Q01?glasser四极透镜和第0Q02?glasser透镜、第1二极铁连接射频四极场直线加速器、中能束线上的第1四极磁铁、第2四极磁铁、第3四极磁铁、第4四极磁铁，在第2四极磁铁与第3四极磁铁之间设有第1二极磁铁，第4四极磁铁通过第1切割磁铁连接同步加速器的第1静电偏转板；在所述的同步加速器的第22四极磁铁与第31六极磁铁之间引出高能束线。本实用新型专利技术的优点是：直线加速器可以提供较高的流强，是近物所目前的SFC回旋加速器流强的20倍以上。越高的注入流强可以使同步加速器在注入同样的圈数下，获得越多的离子数。这样便可以节约同步加速器真空室的横向孔径，进而减小同步存储环的造价。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种质子或重离子束治癌装置，尤其涉及一种将直线加速器与同步储存环级联的质子治癌装置，主要应用于航天、生物(医疗)和工业等领域。
技术介绍
由于质子、重离子束对生物体的照射中具有倒转的深度剂量分布、较小的侧向散射、较高的相对生物学效应和低的氧增比等特点，使得质子和重离子治癌成为当今国际上先进有效的癌症放射治疗方法；质子、重离子束能够模拟外太空的辐射环境，是用来进行航天单粒子效应和仪器抗辐射检测的有效方法；重离子束的粒子半径具有可选择性，是用于核孔膜制造的有效手段。在实施质子束、离子束照射中，提供质子束、离子束的加速器是最基本的装置。加速器根据不同的实验和应用需要，提供不同能量的质子束、离子束；根据实验靶的不同形状，提供精确的离子束流位置扫描控制；根据有效剂量需求，提供不同的束流的强度。同步储存环是满足此类需求最有效的加速器装置，具体方法为:通过调节高频加速腔的截止频率和相应的磁场强度，可以产生不同能量的引出离子束；采用扫描磁铁对引出束流进行高频率的扫描，可以产生均匀的离子束分布；通过控制注入累积流强或控制引出开关，可以调节储存离子束流强，满足实验有效剂量要求。因此，建立以同步加速器为主体的质子束、离子束加速装置，是开展离子照射实验的基础。
技术实现思路
本技术的目的在于避免现有技术的不足提供一种质子或重离子束治癌装置。采用RFQ或者RFQ+DTL (Drift Tube Linac)作为同步加速器注入器、采用多圈注入作为同步加速器的注入方式的质子或重离子束治癌装置。本技术，可以对目标靶进行不同能量，不同束流强度的离子束照射。为实现上述目的，本技术采取的技术方案为:一种质子或重离子束治癌装置，包括有同步加速器，在同步加速器的前端设有离子源，所述的离子源为电子回旋共振离子源，电子回旋共振离子源通过源束线上的第OQOlglasser四极透镜和第0Q02glasser透镜、第I 二极铁连接射频四极场直线加速器、中能束线上的第I四极磁铁、第2四极磁铁、第3四极磁铁、第4四极磁铁，在第2四极磁铁与第3四极磁铁之间设有第I 二极磁铁，第4四极磁铁通过第I切割磁铁连接同步加速器的第I静电偏转板；在所述的同步加速器的第22四极磁铁与第31六极磁铁之间引出高能束线。在所述的射频四极场直线加速器与第I四极磁铁之间设有漂移管直线加速器。所述的高能束线包括多个引出终端。所述的高能束线包括在所述的同步加速器的第22四极磁铁与第31六极磁铁之间引出的通过第2切割磁铁，第2切割磁铁与高能束线第I四极磁铁、高能束线第2四极磁铁、高能束线第I 二极磁铁顺序连接；由高能束线第I 二极磁铁分别引出第一高能束线和第二高能束线，第一高能束线包括第一高能束线第I四极磁铁、第一高能束线第2四极磁铁、第一高能束线第3四极磁铁、第一高能束线第4四极磁铁的顺序连接；第二高能束线包括第二高能束线第I四极磁铁、第二高能束线第2四极磁铁、第二高能束线第3四极磁铁、第二高能束线第4四极磁铁的顺序连接。所述的同步加速器包括第I静电偏转板，第I静电偏转板位设置于第11四极磁铁、和第62四极磁铁之间，在第11四极磁铁通过第I 二极磁铁与第12四极磁铁相连之间设有同步加速器第I 二极磁铁；第12四极磁铁通过第3凸轨磁铁连接第2静电偏转板、连接第21四极磁铁、第22四极磁铁，在第21四极磁铁与第22四极磁铁之间设有同步加速器第2 二极磁铁；第22四极磁铁连接第31六极磁铁和第31四极磁铁、第32四极磁铁、第41四极磁铁、第42四极磁铁，在第31四极磁铁与第32四极磁铁之间设有同步加速器第3 二极磁铁，在第32四极磁铁与第41四极磁铁之间设有同步加速器高频加速腔，在第41四极磁铁与第42四极磁铁设有同步加速器第4 二极磁铁；第42四极磁铁连接横向射频场激励装置，并通过第I凸轨磁铁连接第51六极磁铁和第51四极磁铁、第52四极磁铁，在第51四极磁铁与第52四极磁铁之间设有同步加速器第5 二极磁铁，第52四极磁铁通过直流电流探测器连接第2凸轨磁铁、第61六极磁铁、第61四极磁铁、第62四极磁铁，在第61四极磁铁与第62四极磁铁之间设有同步加速器第6 二极磁铁，；第62四极磁铁连接第I静电偏转板。所述的质子或重离子束治癌装置，所述的连接为真空管道束流连接，真空度为10 9-10 nmbar。本技术的有益效果是:1.采用同步加速器比采用其他装置具有更大的优势。目前的主流加速器共分成三类，分别是直线加速器，回旋加速器和同步加速器。采用直线加速器可以做到束流强度的变换，但把束流加速到同样能量的直线加速器的造价是同步加速器的好几倍。回旋加速器造价较低，但无法实现能量的快速变换。而采用同步加速器可以根据终端的需要迅速的变换引出束流的能量和强度，相比回旋和直线加速器而言，要简单和方便，且更为经济。2.采用直线加速器做注入器的设计可以获得较高的注入流强。采用直线加速器作为注入器比采用回旋加速器作为注入器最大的优势在于直线加速器可以提供更高的流强(是近物所目前的SFC回旋加速器束流强度的20倍以上)和更小的束流发射度。越高的注入流强可以使同步加速器在注入同样的圈数下，获得越多的离子数；越小的注入束流发射度，可以在较小的同步加速器横向孔径的情况下注入较多的圈数，亦即获得较多的注入离子数。这样便可以节约同步加速器真空室的横向孔径，进而减小同步存储环的造价。附图说明图1是本技术主视示意图。图中:ECR:电子回旋共振离子源；RFQ:射频四极场加速器；D: 二极铁；Q:四极铁；S:六极铁；RF:高频加速腔；DCCT:直流电流探测器；ES:静电偏转板；MS:切割磁铁；KNO:横向射频场；BP:凸轨磁铁；元件名前的数字分别表示:0.源束线(p_ECR和i_ECR分别表示质子电子回旋共振离子源和重离子电子回旋共振离子源)；1.中能束线；2.同步加速器；3.高能束线；p_0Ql:质子源束线第一块galasser透镜；p_0Q2:质子源束线第二块galasser透镜；i_OQl:重离子源束线第一块galasser透镜；i_0Q2:重离子源束线第二块galasser透镜；0D1:源束线二极磁铁。具体实施方式以下对本技术的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本技术，并非用于限定本技术的范围。实施例1:见图1，一种质子束治癌装置，包括有同步加速器2，在同步加速器2的前端设有离子源1，所述的离子源I为电子回旋共振离子源P_ECR，电子回旋共振离子源通过glasser透镜与射频四极场直线加速器连接中能束线第I四极磁铁、第2四极磁铁、第3四极磁铁、第4四极磁铁，在第2四极磁铁与第3四极磁铁之间设有第I 二极磁铁，第4四极磁铁通过第I切割磁铁连接同步加速器2的第I静电偏转板；在所述的同步加速器2的第22四极磁铁与第31六极磁铁之间引出高能束线3。所述的高能束线3包括有2个引出终端。在所述的同步加速器2的第22四极磁铁与第31六极磁铁之间通过第2切割磁铁连接高能束线第I四极磁铁、高能束线第2四极磁铁、高能束线第I 二极磁铁；由高能束线第I 二极磁铁分别引出第一高能束线和第二高能束线，第一高能束线包括有第一高能束线第I四极磁铁、第一高能束线第2四极磁铁、第一高能束线第3四本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种质子或重离子束治癌装置，包括有同步加速器，其特征在于在同步加速器的前端设有离子源，所述的离子源为电子回旋共振离子源，电子回旋共振离子源通过源束线上的第0Q01glasser四极透镜和第0Q02glasser透镜、第1二极铁连接射频四极场直线加速器、中能束线上的第1四极磁铁、第2四极磁铁、第3四极磁铁、第4四极磁铁，在第2四极磁铁与第3四极磁铁之间设有第1二极磁铁，第4四极磁铁通过第1切割磁铁连接同步加速器的第1静电偏转板；在所述的同步加速器的第22四极磁铁与第31六极磁铁之间引出高能束线。

【技术特征摘要】
1.一种质子或重离子束治癌装置，包括有同步加速器，其特征在于在同步加速器的前端设有离子源，所述的离子源为电子回旋共振离子源，电子回旋共振离子源通过源束线上的第OQOlglasser四极透镜和第0Q02glasser透镜、第I 二极铁连接射频四极场直线加速器、中能束线上的第I四极磁铁、第2四极磁铁、第3四极磁铁、第4四极磁铁，在第2四极磁铁与第3四极磁铁之间设有第I 二极磁铁，第4四极磁铁通过第I切割磁铁连接同步加速器的第I静电偏转板；在所述的同步加速器的第22四极磁铁与第31六极磁铁之间引出高能束线。2.如权利要求1所述的质子或重离子束治癌装置，其特征在于在所述的射频四极场直线加速器与第I四极磁铁之间设有漂移管直线加速器。3.如权利要求1所述的质子或重离子束治癌装置，其特征在于所述的高能束线包括多个引出终端。4.如权利要求3所述的质子或重离子束治癌装置，其特征在于所述的高能束线包括在所述的同步加速器的第22四极磁铁与第31六极磁铁之间引出的第2切割磁铁，第2切割磁铁与高能束线第I四极磁铁、高能束线第2四极磁铁、高能束线第I 二极磁铁顺序连接；由高能束线第I 二极磁铁分别引出第一高能束线和第二高能束线，第一高能束线包括第一高能束线第I四极磁铁、第一高能束线第2四极磁铁、第一高能束线第3四极磁铁、第一高能束线第4四极磁铁的顺序连接；...

【专利技术属性】
技术研发人员：石健，夏佳文，柴伟平，杨建成，张小虎，原有进，何源，
申请(专利权)人：中国科学院近代物理研究所，
类型：实用新型
国别省市：