100keV金属表面改性离子注入与混合两用机

叙述了１００ｋｅＶ金属表面改性离子注入与混合两用机的总体结构及各主要部件的技术参数．该机经过调试各项主要指标已达到设计要求．工作稳定可靠，已开始金属材料表面改性实验。

一种用于医疗加速器栅控电子枪阴极的研制

介绍一种用于移动术中放疗电子直线加速器中栅控电子枪阴极的设计、研制、发射性能测试及其在该加速器中的应用情况。基于栅控电子枪低蒸发、高可靠、长寿命的设计要求,研制出了钨基底平均孔度为21.6%、浸渍311主要单一相铝酸盐、覆Os-W膜浸渍覆膜钡钨阴极。测试结果表明:该阴极在工作温度950℃,直流发射电流密度5.8 A/cm2,在1000℃,脉冲宽度10μs,脉冲发射电流密度24.1 A/cm2,工作温度950℃,直流支取3.0 A/cm2,14000 h寿命发射稳定。该阴极制备栅控电子枪在医疗加速器中获得成功应用。

O-MAX6i医用6 MeV加速管栅控电子枪的研制

本文描述了医用6 MeV电子加速器的栅控电子枪,给出了电子枪的设计和计算,介绍了电子枪结构、阴极组件制备工艺和电子枪的装配工艺。对该栅控电子枪的测试表明:当阳极电压为28 kV,栅极偏压为60 V时,电子枪束流为500 mA。该栅控电子枪已成功应用在O-MX6i型6 MeV医用电子直线加速器上,通过调节栅极-阴极间的直流偏压,实现加速器束流流强的调节,使加速器的剂量率的调节更加稳定、方便。

阴极发射不足引发微波管高压击穿现象的研究

关于阴极发射不足引发微波管高压击穿的机理一直缺乏相应的阐述。本文以一只高功率速调管为对象,记录了该管产生高压击穿时的阴极工作条件;计算了击穿点处阴极表面的静电场强度;找出了阴极边缘产生发射不足的原因;分析了发射不足对阴极发射点处电场分布的影响;论述了阴极边缘发射不足引发高压击穿的机理。研究表明,阴极边缘发射不足引起的发射点场增强效应、以及阴极边缘毛刺引起的场增强效应,共同作用使得微波管产生了高压击穿现象。

耦合系数和束流强度对驻波加速器性能的影响和耦合系数的测量

根据加速器和微波谐振腔的基本理论,采用微波电路理论,分析和计算了驻波加速器输入波导和加速腔之间的耦合系数和束流强度对能量、束流功率、效率和X射线辐射强度等性能的影响。当耦合系数大于1时,随着耦合系数增加,加速器最大输出能量下降。随着加速器束流强度增加,加速器能量V_s降低。对于给定的束流强度,随着耦合系数增加,加速器输出能量、电子注束流功率和X射线的辐射强度存在最大值。为了使加速器获得最佳性能,确定和测量耦合系数十分重要。论文在大功率速调管输出电路的外观品质因子测试方法的基础上,针对不同耦合系数,推导出了驻波加速管的外观品质因子、固有品质因子与加速管输入端处的群延迟和驻波比的相互关系,建立了相应的测试方法。采用矢量网络分析仪,通过测量加速管输入端的群延迟和驻波比,可测得耦合系数等相关参数,该方法已在实验中获得了验证。

加速器钛窗硬钎焊工艺研究

为解决钛窗采用软钎焊工艺制造存在结构复杂、耐热性差的问题,对钛窗硬钎焊工艺进行了研究。选用了BAg72Cu-V银铜钎料、云母片、真空炉、氦质谱检漏仪和扫描电镜等材料及设备,研究了云母片放置方式、钎焊工艺参数对接头质量的影响、钛窗宏观及微观质量以及钛窗在术中放射治疗加速器中的应用情况。研究表明,采用云母片叠层放置以隔离钛箔与模具、采用815℃×3min的真空钎焊参数,可以获得质量良好的钎焊接头。研究还发现,钎焊过程中存在较为强烈的钛、铜基体向液态钎料中溶解的现象,这一现象有助于提高钎焊接头的强度。

基于可编程逻辑控制器和分布式控制系统的医用电子直线加速器控制系统设计

目的:设计医用电子直线加速器核心控制系统,用来严密控制协调各子系统的运行,以确保对治疗对象进行准确可靠的放射治疗。方法:采用基于可编程逻辑控制器(PLC)和分布式控制系统(DCS)架构的技术方案,根据医用电子直线加速器的控制系统需求特点和系统规模进行设计。结果:控制系统不仅可完成所承担的照射控制、安全联锁控制、运动控制、人机操作界面以及数据记录与校验等控制任务,并能够确保系统能稳定可靠运行。PLC控制器具备可靠性高、结构紧凑及组态方便的诸多优势,而分布式控制系统使计算机控制系统架构更为先进。结论:该解决方案不仅很好地满足了医用电子直线加速器的控制系统需求,并且具备研制周期短、修改与调试方便等优势。

基于PLC的医用电子直线加速器脉冲计数测量方法研究

PLC被广泛应用于各种测量控制系统中,包括医用电子直线加速器中的脉冲信号的计数测量。不同频率范围的脉冲信号的计数测量可以通过PLC专门的脉冲信号输入模块或数字量输入模块(DI模块)来实现。正确选用PLC的模块及设计合理的应用程序是优化PLC脉冲计数测量的关键。本文以日本横河电气公司FA-M3系列PLC为例,从应用的角度分析了脉冲计数测量的原理与实现方法。

束中放疗加速器多叶光栅控制系统设计

多叶光栅是现代医用加速器的重要组成部分之一,其控制系统的稳定性和精确度直接影响手术中病人的生命安全。但目前国内的多叶光栅无论在稳定性还是在精确度上仍与世界先进水平相差甚远。为满足国内一台术中治疗加速器的研发需要,我们在传统多叶光栅控制基础上,利用可编程片上系统(System-on-aProgrammable-Chip,SOPC)技术对多叶光栅控制系统进行了软硬件重构,通过增加功能模块和改善电磁辐射防护等手段,研制了符合术中治疗加速器功能需求和机械安装尺寸的基于现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array,FPGA)芯片的全新控制系统。经测试,该控制系统功能完善,双路位置反馈可靠性高,测试结果满足国家现行对于多叶光栅系统性能要求,为术中治疗加速器的研制提供了可靠保证。