加速器机械结构.
加速器、重离子束及其应用-近代物理研究所
核 物 理 实 验
裂变现象的发 开始超（铀）重 热核物质性质(状态方程)， 现及应用 元素合成 素105—118合成
人工合成放射 新反应机制(深 超形变核(预言核形状的多样性) 性核素 部非弹，大质量 奇异核结构—晕结构， 新的衰变模 转移)高自旋 式
107号同位素264,265,266Bh的合成
宇宙射线的来源： • 银河宇宙射线－数百MeV-GeV高 能质子α粒子少量重离子； • 太阳宇宙射线－数百MeV高能质 子； • 范· 阿伦辐射带－数MeV的质子
辐射对航天器的危害 • 充放电效应 • 总剂量效应 • 单粒子效应－翻转，锁定，烧毁
高能离子
宇航元器件单粒子效应试验基地
近物所已与几十家航天单位、半导 体厂家、相关研究所和高校开展合作研 究；2010年，单粒子效应试验的束流时 间达770小时，占总供束时间1/6，2010 年用户提出了2500多小时的束流申请。
国防重大专项
利用HIRFL装置为我国 新一代卫星关键器件的选 用提供了重要参考依据。
束流需求
LET≥75 MeV·cm2/mg， >1000小时/年
国内只有HIRFL满足
LET<75 MeV· 2/mg， >1000小时/年 cm
航天—宇宙射线对宇航员的危害
造血系统，生殖系统，神经系统； 细胞变异，致癌作用，诱发白内障， 重离子辐照的地面模拟，找出预防措施！ 重离子辐射生物学研究
重离子束的特点
• • • •
高能量的载体—MeV/nGeV/n； 脉冲窄，可调性好—几纳秒几十纳秒； 重复频率高(10Hz)，重复性好—10-4 整体转换效率高—电能离子能量(感应加速）
可以用于惯性约束聚变！
环境和经济性能的考虑
质子加速器参数
质子加速器参数质子加速器作为现代物理研究和医疗治疗的重要工具，其设计和运行参数对于其性能和应用具有决定性的影响。
本文将详细探讨质子加速器的各项关键参数，包括能量、束流强度、束流品质、加速器结构以及相关的运行条件。
一、能量质子的能量是质子加速器最基本的参数之一，它决定了质子束的穿透能力和在物质中的剂量分布。
高能质子能够深入物质内部，对于放射治疗而言，这意味着可以更精确地定位肿瘤，同时减少对周围健康组织的损伤。
质子加速器的能量通常以兆电子伏特（MeV）或吉电子伏特（GeV）为单位。
在医疗应用中，质子能量通常在70 MeV至250 MeV之间，而在高能物理研究中，质子能量可以达到数百GeV甚至更高。
二、束流强度束流强度指的是单位时间内通过加速器出口的质子数量。
高强度的束流意味着在相同时间内可以传递更多的质子到目标位置，这对于提高治疗效率或实验数据的统计精度至关重要。
束流强度受到加速器源（如离子源）、加速器结构（如加速器管道的长度和直径）、以及加速电场强度等因素的影响。
在实际应用中，束流强度需要根据具体需求进行优化，以平衡治疗效率、设备成本和运行稳定性。
三、束流品质除了能量和强度外，束流品质也是评价质子加速器性能的重要指标。
束流品质主要包括束流的单能性、发射度、束斑尺寸和束流稳定性等方面。
1. 单能性：理想的质子束应具有单一的能量值，但实际上由于加速过程中的能量损失和散射等因素，质子束的能量会有一定的分布。
单能性好的质子束在治疗时能够提供更均匀的剂量分布。
2. 发射度：发射度是描述束流在相空间（位置和动量空间）中分布的物理量。
低发射度的束流具有更好的聚焦性能，能够在目标位置形成更小的束斑。
3. 束斑尺寸：束斑尺寸指的是质子束在目标平面上的投影大小。
小束斑尺寸对于实现高精度放射治疗至关重要。
4. 束流稳定性：束流稳定性指的是束流强度、能量和束斑尺寸等参数在时间上的稳定性。
稳定的束流能够保证治疗或实验的重复性和可靠性。
加速器原理和结构
放 09 20
疗
备 设
质
量
培 证 保
训
班
2、主体系统—AFC系统（工作原理说明）
由矢量合成图我们可以看出来，当入射波V1和反射波V2的幅值相等但相位差为 90°时，|V1+V2|=|V1-V2|，我们设定它为谐振状态；但当幅值相等的V1和 V2的相位差小于90°时，|V1+V2|>|V1-V2|，而当幅值相等的V1和V2的相位 差大于90°时，|V1+V2|<|V1-V2|，也就是说它们之间有一个差值，我们设定 它为失谐状态。这样我们完全可以利用这一差值来监控和跟踪微波频率和中心 频率之间的偏移。这就是锁相环频率控制系统（AFC）的基本原理。
AFC误差显示 R28
10
5
9
8
D2 D1
R23
+12V
1 7
同方公司Aห้องสมุดไป่ตู้C电路原理图
量
LM747 R26
培 证 保
R25
AFC误差信号
训 班
2、主体系统—剂量监测系统
放 09 20
放射治疗对剂量检测系统的要求： 安全性、准确性和长期稳定性。
安全性配备两个独立的剂量检测通道和 一个时间保护通道。 准确性主要用重复性和线性指标来表征。 长期稳定性主要用日稳定性和周稳定性指标来表征。
培 证 保
训 班
2、主机系统—加速管2（行波加速与驻波加速）
放 09 20 疗 备 设 质 量 培 证 保 训 班
2、主机系统—加速管
• 要使管体和靶更好的散热冷却，水系统的正常有效工作是至关重 要的。因此定期检查水系统，经常更换水源，清洗水箱，检查水 压等工作就显得重要了。
一级直齿圆柱齿轮加速器的设计(有全套图纸)
有全套图纸QQ目录设计任务书……………………………………………………一、传动方案的拟定及电动机的选择 (2)二、V带选择 (4)三．高速级齿轮传动设计 (6)四、轴的设计计算 (9)五、滚动轴承的选择及计算 (13)六、键联接的选择及校核计算 (14)七、联轴器的选择 (14)八、减速器附件的选择 (14)九、润滑与密封 (15)十、设计小结 (16)十一、参考资料目录 (16)设计题号：3 数据如下:已知带式输送滚筒直径320mm ，转矩T=130 N ·m ，带速 V=1.6m/s ，传动装置总效率为ŋ=82%。
一、拟定传动方案由已知条件计算驱动滚筒的转速n ω,即5.953206.1100060100060≈⨯⨯=⨯=ππυωD n r/min 一般选用同步转速为1000r/min 或1500r/min 的电动机作为原动机，因此传动装置传动比约为10或15。
根据总传动比数值，初步拟定出以二级传动为主的多种传动方案。
2.选择电动机1）电动机类型和结构型式按工作要求和工作条件，选用一般用途的Y （IP44）系列三相异步电动机。
它为卧式封闭结构。
2）电动机容量 （1）滚筒输出功率P wkw n T 3.195505.951309550P =⨯=⋅=ωω （2）电动机输出功率Pkw d 59.1%823.1P P ===ηω根据传动装置总效率及查表2-4得：V 带传动ŋ1=0.945；滚动轴承ŋ2 =0.98；圆柱齿轮传动ŋ3 =0.97；弹性联轴器ŋ4 =0.99；滚筒轴滑动轴承ŋ5 =0.94。
（3）电动机额定功率P ed由表20-1选取电动机额定功率P ed =2.2kw。
3）电动机的转速为了便于选择电动机转速，先推算电动机转速的可选范围。
由表2-1查得V带传动常用传动比范围i1 =2~4,单级圆柱齿轮传动比范围i2 =3~6，则电动机转速可选范围为n d= nω·i1·i2 =573~2292r/min放油螺塞选用外六角油塞及垫片M14×1.5根据《机械设计基础课程设计》表13-7选择适当型号：起盖螺钉型号：GB5783～86 M6×20,材料Q235高速轴轴承盖上的螺钉：GB5783～86 M6×20,材料Q235低速轴轴承盖上的螺钉：GB5783～86 M6×20,材料Q235螺栓：GB5782～86 M10×80，材料Q235九、润滑与密封1.齿轮的润滑采用浸油润滑，由于为单级圆柱齿轮减速器，速度ν<12m/s，当m<20 时，浸油深度h约为1个齿高，但不小于10mm，所以浸油高度约为36mm。
9医用直线加速器的检测
浙江省肿瘤医院放射物理室 狄小云
加速器的发展历史
1895年伦琴发现X线 1899年在瑞典首次使用电离辐射治疗癌症 1940年美国Keirt 发明电子感应加速器 1944年苏联Vekslert提出电子回旋加速器原理 1949年美国用电子感应加速器进行放射治疗 1972年中国开展医用电子感应加速器的研究 1977年北京、南京、上海先后研制成医用电子直线加速 器 1987年北京研制成驻波医用电子直线加速器 1975年中国引进医用电子直线加速器 1977年浙江省肿瘤医院引进医用电子直线加速器进行放
剂量比法（D20/D10）
测量方法：源至水模表面距离SSD=100cm， 模体表面的辐射野10cm×10cm，射线束 轴与模体垂直。若用圆柱形电离室，电 离室轴线与束轴垂直；若用平行板电离 室，束轴垂直于平行板电离室的入射面。 电离室的有效测量点沿束轴移动,分别测 出水深为10cm与20cm处的吸收剂量D10 与 D20，并确定D20/D10的比值。
式中的M是经温度、气压修正后的仪表读数；Sw，air为水对空气的阻止本 领比（其值见表11）；Pu为扰动因子（图16）, 校正电离室物质非水物质的等效性；Pcel为电离室中心电极的修正，仅 仅考虑室壁与平衡帽的非空气等效引起的修正是不够的，中心电极的非 空气等效性也可引起测量的误差。 当电离室壁材料是石墨，中心电极材料为铝时，Pcel=1.000。
组织模体比、剂量比与能量的相应关系
TPR2010 0.60 0.62 0.64 0.66 0.68 0.70 0.72 0.74 0.75 0.76 0.77 0.78 0.79 (0.57 D20/D10 0.520 0.535 0.550 0.570 0.585 0.600 0.615 0.630 0.640 0.645 0.655 0.660 0.675 0.500 MV 3.5 3.9 4.4 5.0 5.8 7.0 8.0 9.5 10.5 12.0 14.0 20.0 25.0 60Coγ 射线 )
加速器原理介绍 ppt课件
五、微波传输系统
加速器原理介绍
微波传输系统由真空窗（陶瓷窗）、吸收负载、定向耦合器、微波传输元 件等组成。
要求：各部件能承受额定功率和驻波比。 参数：1）频率：2856.25MHZ
2）平均功率：8Kw 3）驻波比：＜1.05 4）测损耗：主要是真空窗的损耗 5）耦合度 6）系统通带 注意事项： （1）平均功率 （2）充气：低于额定值，则会出现打火现象 （3）连接安装时要拧紧，否则会出现漏气 （4）开机时注意微波渗漏
加速器原理介绍
——原理及各系统介绍
2014年1月
一、基本概念
加速器原理介绍
电子加速器是一种使用人工方法使电子在真空中受磁场力控制、电
场力加速而达到高能量的电磁装置。 电子加速器是一种复杂的技术装备，综合了电子加速器原理、电磁场理
论、高电压、微波、磁铁、电源、电气电子、自动控制、传热学、机械设计 和加工、真空、束流诊断与测量、剂量测量、辐射防护等多个领域的综合科 学技术。
加速器原理介绍
八、充气系统
充气系统使用的是六氟化硫气体，其作用：1）提高微波绝缘强度，防 止打火；2）利于速调管输出陶瓷窗散热。
充气操作系统结构图如下：
1—气瓶 2—减压阀 3—过滤干燥器 4—充气阀 5—放气阀 6—气体分流器（五通） 7—大气压表 8—隔离阀 9—小气压表(大小气压表均有上、下限保护触点信号输出)
一、电子枪
加速器原理介绍
电子枪是加速器的电子源，它产生一定能量 、流强和形状要求的电子束，并进入加速管进行 加速。
电子枪为二极型的皮尔斯电子枪，由阴极（ 阴极热子组件）、聚焦极和阳极组成。阴极发射 的电子，经聚焦极聚焦，通过阳极孔进入加速管 ，电子枪的导流系数为0.068微朴。根据加速器 的设计要求，电子枪的工作电压为55-65KV ，发 射束流连续可调，最大束流为1A 。
加速器原理-第1章
1932年美国科学家柯克罗夫特（J.D. Cockcroft）和爱尔兰科学家沃尔顿(E.T.S. Walton)建造成世界上第一台直流加速器——命名为柯 克罗夫特-沃尔顿直流高压加速器（700kV），以能量 为0.4MeV的质子束轰击锂靶，得到α粒子和氦的核反应 实验——Li (p,α) He。 这是历史上第一次 用人工加速粒子实现 的核反应，因此获得 了1951年的诺贝尔 物理奖。
奈辛(G.Ising)于1924年，维德罗 (E.Wideroe)于1928年分别发明了用漂移管上 加高频电压原理建成的直线加速器，由于受当 时高频技术的限制，这种加速器只能将钾离子 加速到50keV，实用意义不大。
1932年，美国实验物理学家劳伦斯 (wrence) 建成了回旋加速器，并获得 人工放射性元素为此获得了1939年的诺贝尔物 理奖。他们通过人工加速的p、d和α等粒子轰 击靶核得到高强度的中子束，首次制成了24Na、 32P、131I等医用同位素。人们为了纪念劳伦斯， 把103号元素Lr 命名为 “铹”。这是加速器 发展史上获此殊荣的第一人。
第1节 加速器的发展概况
（1） 1919年E.卢瑟福(E.Rutherford) 用天然放射源实现了第一个人工核反应 从而激发了人们寻求用人造快速粒子源 来变革原子核的设想。
1919年，卢瑟福利用212Po放出的7.68MeV的α粒子（ 速度为2×109 cm/s）作为枪弹，去射击氮气，结果 发现，有五万分之一的几率发生了如下的反应：
九十年代后期开始，中科院兰州近代物理研究 所正在建造重离子冷却储存环加速装置，目前 工程已进入后期；800MeV合肥同步辐射光源 的二期工程已接近完成。
2005年北京正负电子对撞机（BEPC）正式结 束运行。中科院高能物理研究所开始其升级工 程（BEPCII）， 投资6.4亿元。新北京正负电 子对撞机的性能将是美国同一类装置的3~7倍， 对研究体积为原子核一亿分之一的夸克粒子等 基础科研具有重要意义。
YJQ型液压加速器使用说明书
YJQ型液压加速器使用说明书INSTRUCTION MANUAL贵州高峰机械厂GUIZHOU GAOFENG MACHINERY FACTORYYJQ型液压加速器使用说明书1 概述和用途YJQ型液压加速器是为液压上击器增加震击功能而设计的井下打捞震击工具。
因此它必须和CSJ型超级震击器或YSJ型液压上击器联合使用。
工作时能对接在其下方的钻铤和上击器上部起加速作用，以获得对卡点更强大的震击力，同时可以减少震击之后钻柱回弹时的震动。
2 基本结构YJQ型液压加速器基本结构如图1所示。
心轴与缸套之间充满了具有高压缩指数的二甲基硅油。
心轴有花键与上缸套下端的花键相嵌合，这样不论是在打开，还是撞击位置都可以传递扭矩。
密封总成包括盘根和盘根压圈。
它安装于震击垫与导向杆之间，形成一个滑动密封副，工作时能使缸内产生高压。
3 工作原理钻具上提，钻具伸长，加速器的密封总成向上移动，硅油被压缩，象弹簧被压缩一样，硅油中贮存了能量（图2a）时，尤如一根上下二端拉紧的橡皮筋，下端突然释放，橡皮筋会迅速地弹上去一样，伸长的钻具回复使加速器下部以及接在其下方的钻铤和上击器上部就一起向上运动，与此同时加速器内腔的硅油贮存的能量也被突然释放，给运动着的钻铤和上击器的上部一个极大的加速度（图2b）。
当上击器到达冲程终点时，一个向上的巨大撞击力直接打击在落鱼上，此时加速器处于关闭状态（图2c）。
一次震击就告结束。
4 操作参照CSJ型超级震击器和YSJ型液压上击器使用说明书。
5 拆卸和装配加速器经多次使用或在恶劣条件下使用后，应送管子站全部拆开、清洗、检查。
拆卸和装配加速器应在井下工具液压拆装工作台上进行。
5.1 拆卸1)拆卸前要清除加速器内外表面上的泥沙和尘土。
2)用液压拆装工作台的钳口夹住中缸套（注意不要损坏油堵孔），拧松并卸下下接头。
流出的硅油盛入事先准备好的干净容器里。
3)用管钳夹紧导向杆末端的扳手位置，拧松导向杆。
4)用液压拆装工作台的钳口夹紧上缸套，拧松并旋转卸下中缸套。
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BJ-6B医用电子加速器组成
机架（含辐射头） 治疗床 操作台 水温控制系统 三相交流稳压电源 高压脉冲调制器 治疗附件
机架和治疗床（1）
机座
旋转机架 辐射头
治疗床
机架和治疗床（2）
支臂顶面安装部件情况
主机装配情况
治疗附件
X线异型照射用的影子盘
典型束流均整过滤器组件机构分解
典型束流均整过滤器工作原理
辐射野的光学模拟和指示误差
光阑和典型光阑传动装置
治疗床的形式（1）
双层剪式升降床
治疗床床面结构
治疗床横、纵向运动系统
治疗床的双剪式升降机构
治疗床公转组件
光距尺的组成
机械前指针
一把圆柱形的刻度尺，用于四个目的: 1.用来指示等中心位置。 2.用来指示辐射束轴的位置。 3. 用来指示辐射束轴进入患者体内的入口。 4. 用来指示辐射源到患者体表上辐射束轴 入口的距离(当指针上有距离刻线时)。
机座装配情况
机房吊装位置示意图
治疗床公转盘
底架
调制器、稳压电源、调压器
模拟灯组件
模拟灯组件-镜筒部分
辐射头的结构
加速管 防护室 靶
初级准直器 公转驱动组件 束流均整过滤组件 电离室 自动楔形过滤器 模拟灯及反射镜组件 上光阑 下光阑
附件盘
束流的均整
X射线均整块
典型束流均整过滤器组件结构
前指针实例
影子盘
用来固定任意形状的铅质（低熔点铅合金）
挡块，得到临床需要的X线异型辐射野。
主要参数：
源托距（辐射源到托盘底面的距离）——
用于比例化制作异型铅块的尺寸
影子盘实例
由框 架、 托盘 导轨 和托 盘组 成
自动楔形过滤器工作原理和结构
三个机械旋转基准轴的角度误差对临床的影响
国家标准的要求:0刻度指示位置与规定位置之间的最 大偏差0.5 角度误差对临床的影响
减少治疗定位误差的补偿措施：
（1调成相同方向。
（2） 分别在模拟机和加速器室安装激光定位 系统，随时校正机器与激光坐标系的正交性。
（3） 经常校验光距尺和三个机械旋转基准轴 的角度显示