直线加速器
Clinac i X,Trilogy,2100C(D), 2300C/D,21EX,23EX
安装资料包瓦里安公司 Clinac 2100/2300C(/D)、21EX、23EX
目录
项目内容图号页码
1 简介 1
2 加速器机房的一般配置 1
3 治疗室机房设计要求
3.1 典型加速器治疗室立体投影图 3 3.2 典型加速器治疗室结构 6.23.0 4 3.3 加速器外型尺寸及所需占地尺寸 6.25.0 4 3.4 说明 4 3.5 屋顶吊环（用户负责提供并安装） 7 3.6 地板装修说明 7
3.7 治疗室中子门及迷路设计说明 8
4 设备搬运路径尺寸要求 6.24.0 9
5 底座安装 6.37.0 10
6 冷却水系统安装要求 6.43.0 11
7 通风与空调系统 14
8 压缩空气系统 15
9 电源及电气安装要求
9.1 电源要求 16 9.2 接地要求 16 9.3 电缆沟及典型电缆连接 6.39.0 17 9.4 治疗室弱电安装 6.40.0 18 9.5 电气接线图 6.41.0 20 9.5.1 电气接线图说明 20 9.5.2 调制器柜安装要求 6.36.0 22
9.5.3 UVR欠电压释放器及启动箱 22
10 控制设备布置/净空尺寸 6.27.0 23
24
11 室内储物柜要求 6.31.0
6.32.0
Clinac 2100/2300C(/D)和EX装运单26
瓦里安公司供货部件资料表27
安装前检查项目清单29
瓦里安公司加速器安装流程31
“Clinac”是瓦里安公司医用直线加速器的商品
1．简介
本版《安装资料包》包括了Clinac2100/2300C(/D)和21EX、23EX医用直线加速器对机房的要求及应注意的事项，供医院、设计单位以及施工单位参考。
本资料数据来源于瓦里安公司的Installation Data Package (IDP)。资料中所涉及的数据仅是IDP中的相关部分，以便于机房设计人员、场地工程师、专业技术人员初始设计阶段的协调工作。
本版《安装资料包》中各章节下包括的条目号与瓦里安公司的《Installation Data Package》(IDP)相对应，以便于查询使用。
?加速器机房规划面积：165m2
?加速器控制室规划面积：15 m2
?治疗室内规划尺寸（不包括迷路）： 7.8m长×6.1m宽（参图6.23.0）治疗室内最小尺寸（不包括迷路）： 6.6m长×6.1m宽
进行全身放射治疗时，具体尺寸请与瓦里安公司核对。
?为加速器提供电气辅助机房： 15m2（将稳压电源、调制柜、空气压缩机等设备安装在内）?为加速器提供水冷机房：9 m2水冷机室内机尺寸：770宽×1900高×770厚；
水冷机室外机尺寸：1180宽×1140高×400厚
水箱：350宽×500高×350厚
?治疗室最小层高（从吊顶到最终地面）：2.75m （参图6.23.0）
?设备净重（不含底座）：12.5吨
?所需电源：三相380V 60KW。需要为加速器提供稳压电源。
?预安装：加速器底座预埋在混凝土地面中。请及时与瓦里安公司安装协调员联系。
?冷却水循环：闭循环系统
2.加速器机房的一般配置
70 放射防护
放射防护的结构设计和射线泄露率的控制，必须由有资质的专业人员进行计算、检验和执行。瓦里安公司对放射防护墙或屏蔽以及相关的安全装置的效用，不承担审阅或其他责任。最终的建筑设计和防护方案必须由用户的专职物理师认可并且由用户完全负责。在正式的治疗开始之前，所有的辐射检测结果必须取得当地相关管理部门的认可。
53 通风系统
为减少治疗室外的辐射，通风管在进出治疗室时，应穿过迷路门上方的通道。为使有人的区域尽量减少辐射，通风管布置的越高越好。在风道设计上，应尽量减少穿墙通道的面积，并且与防护墙或顶棚成45°角折线形式进入。如果风道的设计符合这一标准，在绝大多数情况下，不再需要对风道进行屏蔽。治疗室外风道的周围应留出空间，以便在以后进行辐射检测不合格时，可增设屏蔽层。
55防火
加速器现场的防火系统应与医院整体防火系统为一体。室内感应探测器建议使用热感、光电感应或温感。严禁使用离子型感应器。
60电气保护
应符合当地主管部门的规定
用户应为加速器提供一台稳压器和一个欠电压释放器（UVR）。紧急停机开关、门连锁机构和警告灯必须依据当地主管部门的规定进行综合设计。
67可视通讯系统
在治疗室和控制室之间设置一套双向对讲系统，治疗室内安装2个摄象机探头，监视器安装在控制室内，并在相应的位置提供电源和视频信号线。
68应急灯
按照当地管理机构的规定，提供应急照明灯具。
3.治疗室机房设计
-Clinac加速器机房及相关设备的机房设计，应由用户及建筑设计院共同负责完成。在施工开始之前，此设计应通过当地的放射防护部门或国家放射防护权威机构的签字认可，并由此确定防护尺寸要求是否符合国家放射防护的要求。为保证设计布局符合Clinac加速器安装要求，用户应将设计后的施工图纸拷贝给瓦里安公司备案。
-以下图中所推荐的房间最小尺寸是指以等中心点为参考点，到最终墙面（地面）的净空尺寸。防护墙和屋顶的结构和厚度、墙面的装修、屋内吊顶形式由用户根据当地相
关管理部门的规定和所选择机器型号确定。墙面和吊顶应能够吸收噪音。我们所推荐的房间尺寸，考虑了能够有足够的治疗空间和贮存医用附件的地方。用户应提供足够大的贮物柜橱、储藏室和带有水池的工作台。
3.1 典型加速器治疗室立体投影图
3.2典型Clinac加速器治疗室结构
6.23.0
3.3加速器外型尺寸及所需占地尺寸
6.25.0
3.4 说明：
20.381
Isocenter---等中心点。此点为瓦里安设备的主要基准点。在所有有关图纸上，都清楚地标明了等中心点的位置。利用沿地板及墙在四个方向上的垂直线的延长线，确定等中心点在现场的位置。
?标准等中心点的高度为：1295mm (以最终地面为准)
21.012
室内监视器应安装在操作人员能够在加速器和病人的任何一侧，不需要转身就可看到的地方。监视器能在病人调整对位时，提供信息，因而在机器运动过程中以及病人在床上时，离开监视是不安全的。室内监视器可以安装在墙上、天花板上、架子上或移动式的小车上。不要将室内监视器置于主射线束内。
21.088
我们推荐的治疗床弧形净空尺寸，是使该床在其最大半径（缩回）状态下，能完全地运转。在最大半径下运转时遇到某些阻碍是允许的，但必须由用户根据特定的诊治要求，予以审定。在进行动态立体治疗（Dynamic stereotatic treatment）之类的特殊状态下，可能需要更大的面积。一般说来，在其最小半径下，治疗床不能运转是不允许。
21.097
等中心点到后墙的净空距离，是保证正常维护、安装和空气循环的净空。合理的净空尺寸，保证有最低限度的维修空间；小于最小净空尺寸则不能提供足够的维修空间，必须与瓦里安公司协调。
21.098
为使设备顺利进入治疗室，在辐射屏蔽门的入口门洞处，预留1220×2135mm的净空。21.118
在Clinac2100/2300C(/D)和EX型医用加速器中，延长行程范围床[008]是标准的EXACT配
置。EXACT床的最大弧形净空尺寸为2896mm，最小弧形净空尺寸为1880。带有可移动延长板的EXACT床的最大弧形净空尺寸为2667mm。
21.122
为了给病人进行全身辐射治疗，在床的一侧，可能要求等中心点到墙的距离约为5000mm。请向用户咨询。
23.093
这是到上方混凝土的最小推荐尺寸，以便在天花板上安装激光定位灯及公共设施。
23.181
这是最终地面向上的推荐尺寸。
23.433
这是治疗床在最大半径时到侧墙的最小推荐净空。请为侧墙上的激光定位灯提供足够的附加空间。
30.025
不同的管理者对墙壁的装修要求及规定各不相同。建议采用护角和护板，以防轮床及小车的碰撞。多数情况下，可在混凝土墙体表面做装饰层，这样可以将导线管安装在混凝土墙的表面上。
30.026
裸露式栅格天花板，能便于使人接近顶上的激光灯和配电箱，而无须设可开启的门。使用可活动的天花板吊顶，可简化对设备立柱的大修理工作。应对天花板吊顶的布置进行协调，使天花板的龙骨不妨碍顶部激光灯束的出口。
61.440
径向激光灯位于治疗床纵轴线端部的墙上，与安装在等中心点的侧向激光灯不同，径向激光灯的典型安装高度为2285mm。
64.506
在靠近通风管道的开口处，紧贴天花板设两根100mm的管子。以便在今后房屋改建时穿电缆用。应由物理学家审阅全部的穿墙孔。
70.007
主射线延伸束。该角度为28°（等中心点每侧14°）。主防护墙宽度应比主射线束的边宽长300mm。请勿将敏感的电子设备，置于主射线束的路径之中。
70.121
为减少射线泄露到治疗室外，通风管在进出治疗室时，应穿过迷路上方的通道。通风管布置的越高越好。在风道的设计上，应尽量减少穿墙面积。在风道的周围（治疗室外侧）应留出空间，以便在以后进行辐射检测不合格时，可增设新的屏蔽层。进入治疗室的各种管道，应有一定的倾斜角度，避免直接进入。对于没有迷路的治疗室，通风管的结构和屏蔽层必须经过专业物理师确定。
70.226
这是副屏蔽层。
70.437
这是主屏蔽层。
3.5屋顶吊环
用于安装Clinac加速器。由用户提供并负责安装。
3.6地板装修说明
-为防止使地坪的最后面层被破坏，应在设备被搬运到底座，设备的大件组装完毕后，再进行施工。通常在设备搬运完2~3周之后进行。
-和多数计算机一样，加速器的电子部件对局部静电非常敏感。在治疗室内接近设备附近区域或控制设备周围覆盖地毯或其他材料时，在相对湿度为20%时静电不应超过2kv。
3.7治疗室中子门及迷路设计说明
70.106
治疗室入口门的屏蔽层厚度及形式，取决于迷宫的长度及加速器的能量。一般说来，低能加速器要求采用夹有铅芯的木门，并用人工启闭。双能量的加速器通常要求采用具有铅及硼化聚乙烯夹芯的钢门，并为电动启闭。加速器治疗室门的屏蔽层的具体要求，取决于迷宫及屏蔽体的形状。请参见门屏蔽层的典型最小建议值。
由于这些门没有门闩机构，因此室内空气压力与周围相比，应是正压。一般说来，在防火规范上有要求，屏蔽门上应做出标记。
Clinac加速器的中子泄露计算和迷宫的一般原则见NCRP报告书第79号。
70.438
绝大多数的Clinac直线加速器是经由迷宫进入的。此通道设计用来减少在入口处的辐
射水平。迷路的长度以及在进门处之外的居住状况，影响到门要求的屏蔽层有多少。请向专业供应放射防护门的厂商订货。使用这种门，应在设计阶段及早由专职物理师进行审阅。
安装资料包IDP
4.设备搬运路径尺寸要求
6.24.0
说明：
22.225
设备进入房间及通过迷路时，请检查是否有足够的净空尺寸。
22.514
搬运是将底座及Clinac加速器的部件运进治疗室并进行就位。底座在其它设备之前搬运进治疗室并进行就位。底座的交货进度，应由施工单位与瓦里安公司区域安装协调人排定。按照瓦里安公司和用户最终规定的销售条款和条件规定，由用户或瓦里安公司雇用一个搬运公司，负责卸车，并将之搬运进治疗室。用户的建筑师及结构工程师应对整个搬运线路上的净空尺寸及结构强度（8kN/m2）是否足够进行审查。此项工作可能会包括暂时地拆除及动手加固等。设备的最终就位，是搬运合同的一部分。
22.213
在搬运路线详图中所给的尺寸，是到设备表面的尺寸，仅代表最小结构尺寸示例。可使用该图作为运输配置样片确认具体现场有无足够的搬运空间。如果样片不能顺利的通过迷路，需由合格的搬运工来审查。对搬运路线净空的最后确认，以及对搬运路线的结构是否有足够的支撑能力的审查，是用户及专职结构工程师的责任。
22.217
搬运公司应提供可以滚动运输的设备。
22.219
瓦里安公司提供一个用于运输的钢架。
安装资料包IDP
5.底座安装
6.3
7.0
安装说明：
40.192
在地坑中底座的就位及最后的定位工作，应在瓦里安公司的监督下，由用户（搬运公司）完成。底座的安装和找平工作，由瓦里安公司负责完成。
40.100
Clinac加速器是用一个钢质底座，将加速器的立柱、机架及治疗床锚固成一个整体，并将该底座置于凹下的设备基坑内，用混凝土固定就位。将底座锚固在地基上，以防在浇灌混凝土时，底座发生移动。瓦里安公司关于地坑设计的资料是假定安装在一楼地坪上的。如果安装在楼上，则要经有资格的结构工程师进行彻底的审查。在典型的安装条件下，Clinac加速器底座的锚固，不足以承受地震的荷载。所有的抗震加固工作应由用户负责。瓦里安公司的规划部门可提供抗震计算的示例及最优锚固方法详图。
40.200
在底座就位并找平之后，由用户将凹陷处用混凝土浇灌满。对于标准混凝土，至少应有7天的养护时间。使用标准混凝土（2355Kg/m3），28天强度（141Kg/cm2）塌落度为152~178mm。小砾石填料的最大颗粒度为10mm。
6.冷却水系统安装要求
6.43.0
51 水管
从水冷机到加速器之间预留2根1英寸的铜管。在加速器一侧接头地点见底座基坑安装图；在水冷机一侧需与备用水源和排水用三通连接好，并安装阀门。
51.014
特别建议在治疗室内设置有冷水及热水的水槽。水龙头的形式以及采用何种形式的脚踏板控制，应符合相应的规范。为维修加速器内部的水冷系统和排出扫描水箱中的水，需要设有下水道。在室内不应设置地漏，以防它们冒水，淹没设备地坪上的凹坑。请勿将水管直接通过加速器设备及控制台上方。
-治疗室到水冷机之间：水平距离应≤40m；
垂直距离应≤10m；
-水冷机室内机与室外机之间： 水平距离应≤15m；
垂直距离应≤10m；
52.352
准备600mm长直径为1”的管子，4个90°弯头，一个45°弯头和2个1"的管接头。在基坑处冷却水及回水管接头，使用的是1"的美国标准管螺纹的阀门及丝堵。接头的地点，见底座基坑及安装图。将冷却水的进水管及回水管，由地坑中的阀门接至加速器的阀门上。
由用户负责该段水管的施工以及从基坑中的阀门到加速器立柱中的阀门的最终连接。
52 冷却水系统
52.349
双能量Clinac医用加速器对冷却的要求：
- 最大热负荷（出束状态下）：25KW（86250Btu/hr）
- 最大总输入压力（包括正常时的反压[back pressure]）： 100PSI（7Kg/cm2）
-加速器立柱处进水接头和出水接头之间的压力差应在10PSI（0.7Kg/cm2）到15PSI （1.1Kg/cm2）之间。
-在最大热负荷下实际通过加速器的压降：0 GPM（只在内部旁路阀门关闭时）。
加速器发展历程 放疗技术的发展历程 、从国际上 1) 1895 年：伦琴发现了X 线。 2) 1896 年：用X 线治疗了第1 例晚期乳腺癌； 3) 1896 年：居里夫妇发现了镭； 4) 1913 年：研制成功了X 线管，可控制射线的质和量； 5) 1922 年：生产了深部X 线机； 6) 1923 年：首次在治疗计划中应用等剂量线分布图； 7) 1934 年：应用常规分割照射, 沿用至今； 8) 1951 年：制造了钴60 远距离治疗机和加速器，开创了高能X 线治疗深部恶性肿 瘤的新时代； 9) 1953 年：第一台行波电子直线加速器在英国使用； 10) 1957 年：在美国安装了世界上第一台直线加速器，标志着放射治疗形成了完全独立 的学科； 11) 1959 年：Takahashi 教授提出了三维适形概念； 12) 20 世纪50 年代：开始应用高能射线大面积照射霍奇金淋巴瘤, 使其成为可治愈 的疾病； 13) 20 世纪70 年代：随着计算机的应用和CT、MRI 的出现, 制造出三维治疗计划系 统和多叶光栅，实现了三维适形放疗，放射治疗学进入了从二维到三维治疗的崭新时代； 14) 20 世纪80 年代：出现了多叶光栅 (即多叶准直器)，可调节X 射线的
强度，开创了调强放射治疗( IMRT) ； 15) 最近十年，广泛开展了立体定向放射外科(SRS)、三维适形放疗 (3-dimentional conformal radio- therapy, 3D-CRT) 、调强适形放疗( intensity modulated radiotherapy, IMRT) 和图象引导放疗 ( image-guided radiotherapy, IGRT) 等新技术。
例谈几种常见加速器的工作原理 浙江奉化中学 王军明 加速器的全称是“带电粒子加速器”,顾名思义，它是利用电磁场加速带电粒子的装置。带电粒子包括电子、质子、α粒子和各种离子。加速器将电磁能量转移给带电粒子,使带电粒子速度加快,能量增高。自1931年首台静电加速器问世以来，这种作为探索原子核结构而发展起来的粒子加速器得到迅速的发展。加速器类型已增加到20多种。数量已达五千多台。按粒子在加速过程中的轨迹和加速原理相结合的分类方法：可分为高压加速器、感应加速器、直线加速器和回旋加速器。04年高考又把“回旋加速器”列入考试大纲，所以本文结合例题简单谈谈这几类加速器的工作原理。 一、高压加速器 高压加速器是利用直流电场加速带电粒子的加速器。这类加速器结构简单，造价低廉。 例1、串列加速器是用来产生高能离子的装置。如图（一）中虚线框内为其主体的原理示意图，其中加速管的中部b 处有很高的正电势U,a 、c 两端均有电极接地（电势为零）。现 将速度很低的负一价碳离子从a 端输入，当离子到达b 处时， 可被设在b 处的特殊装置将其电子剥离，成为n 价正离子， 而不改变其速度大小，这些正n 价碳离子从c 端飞出后进入 一与其速度方向垂直的、磁感应强度为B 匀强磁场中，在磁 场中做半径为R 的圆周运动，已知碳离子的质量 kg m 26100.2-?=，v U 5105.7?=，,2,50.0==n T B 基 元电荷c e 19106.1-?=,，求R. 解析：设碳离子到达b 处时的速度为1v ,从c 端射出时的速度为2v ，由能量关系得eU mv =2121 ……①，neU mv mv +=21212221……②，进入磁场后，碳离子做圆周运动，可得R v m B nev 222=……③ ， 由以上三式可得 e n mU nB R )1(21+=……④ ， 由④式及题给数值可得R=0.75m 二、感应加速器 例2，电子感应加速器是利用变化磁场产生的电场加速电子的。在圆形磁铁两极之间有一环形真空管，用交变电流励磁的电磁铁在两极间产生交变磁场，从而在环形室内产生很强的电场，使电子加速。被加速的电子同时在洛仑兹力的作用下沿圆形轨道运动。在10-1ms 内电子已经能获得很高的能量了。最后把电子引入靶室，进行实验工作。北京正负电子对撞机的环行周长为=240m,加速后电子在环中做匀速圆周运动的速率接近光速，其等效电流大小I=8mA,则环中约有多少个电子在运行？ 解析：一周内每个电子通过每一截面一次，设电子个数为N,周期为T.则,T Ne I =c L T =,
感应加速器的原理和技术 张伦 （国防科大三院三队，长沙，410072） 摘要：简要分析了回旋加速器存在的缺陷，说明了感应加速器的原理，并对相关技术进行了初步的探究。 关键词：感应加速器 1 问题的提出 目前，粒子加速器按照粒子加速过程中路径的不同可分为直线型和曲线形，在中学的学习中，我们简要的了解了直线型加速器和劳伦兹回旋加速器的相关原理。劳伦兹加速器能够实现在小范围内利用较低电压加速粒子的目的，减少了加速器的建造成本和体积，但是劳伦兹加速器在粒子加速上有不可避免的自身缺陷： 最初发明回旋加速器的思想是：粒子在无场的D 型盒内转半个周期的时间，必须严格等于D 型间隙的加速场变化半个周期的时间。可是实际上，考虑高速情况下粒子质量的相对论效应，粒子在磁场中的旋转周期是随着粒子能量的增长而增长的。[1] ZeB m T c π2= （1） 2/120)1(β-=m m ~质量相对论效应 （2） 另一方面由于磁感应强度B 沿着半径增大而减小，两者更加大了在粒子加速过程中旋转周期c T 与加速电场周期间的差距。从而使粒子 不能与加速电场“谐振”而导致在电场中减速，限制了最大速度。
2 解决原理 由电磁感应定律可知：随时间变化的磁感应强度B 会感生涡旋电场，其大小和分布由下式决定： t B E ??-=?? （3） 在电子感应加速器中，通常采用轴对称分布的磁场，因此涡旋电场的形状是闭合的圆环，电场的方向则与磁感应强度增长的所组成的右手螺旋系统方向相反。由于涡旋电场的性质，进入到电场区并符合一定初始条件的粒子，有可能被这样的涡旋电场连续的加速而获得较大的速度，并且在这个过程中不受粒子质量相对论效应的影响。这样就克服了回旋加速器的速度限制。 3、感应加速器原理和技术 3.1沿恒定轨道加速电子的条件 在轨道附近的环形狭窄区域，设置了迫使电子做圆周运动的导引磁场，为了使电子在加速过程中沿一个恒定的轨道运动，必须是导引磁场强度)(0 t B R 随时间的增长率与粒子动量)(t P 的增长率之间保持平衡，由此决定粒子加速过程中运动的平衡轨道[2]，下面我们探究两者之间关系： 粒子在磁场中作圆周运动，洛伦兹力提供向心力，满足 )()()(020 2t B t ev R t mv R = （4） 即 ) ()(00t eB t P R R = （5）
电子感应加速器在工业中材料无损检验中的应用 院系：核科学技术学院 专业：辐射防护与环境工程 指导老师：曹锦佳 学生：黎国全 学号：20114180130
摘要 无损检验在工业生产中是一个非常重要的环节。而利用加速器产生x 射线、中子（以下我们简称辐射探伤）等又是工业中常常使用的且行之有效的方法之一。由于传统的x 光机、 Co-60探伤机的能量低，远远满足不了工业无损检验的需要。教材中主要介绍了电子直线、电子回旋和电子感应加速器。根据我本学期所学《加速器物理基础》课程和结合多方面了解到关于加速器的知识。本文只介绍电子感应加速器在无损检验中的应用。主要调查研究加速器探伤与传统探伤法的优势。资料显示，运用电子感应加速器探伤技术方法主要有三种，辐射照相、辐射测量、图相显现。最后我将简要介绍辐射照相技术的原理和操作步骤。 关键词 加速器、辐射探伤、 一、电子感应加速器工作原理 感应型加速器的基本原理是用随时间变化的磁通量产生涡旋电场来加速带电粒子。由电磁感应定律可知：如果磁感应强度随时间变化，就会感生出涡旋电场。涡旋电场的分布和大小分别由磁感应强度的空间分布及其随时间变化的速率决定。 ▽t B E ??-=? 【6】 符合一定条件的电子，被涡旋电场连续地加速，经过多次的累积得到较高的能量。如果在整个加速过程中，电子能绕涡旋电场运动达
到百万圈，那么即使每圈获得数十eV ，但最终叠加后能达到数十MeV 。 设计的加速器为保证电子能加速到预定能量，必须对加速器磁通提出相应的要求。由 <<加速器物理基础>>教材中推论出加速磁通变化量与电子能量的增加量的关系式： p r W c r ??≡??≈?ππφ22【5】 二、传统探伤方法的一些主要缺点 我这里主要论述的几种工业上常用的探伤方法，以此对比说明电磁感应加速器探伤的优势。 目前工业上使用的探伤方法有：磁力、超声波、X 光机、Co-60 γ源。其中磁力探伤【3】方法不能区别缺损性质，只局限于检查表层外伤，厚度超过20mm 时无效。而超声波探伤检查厚度虽然大，但是毫米以下的工件无法检查。而且检查时对工件表面的光洁度要求较高（华中工学院俞加文调查各家工厂资料显示光洁度要求达到w4）。不能检查复杂工件的缺损形状。且与波平行的裂纹无法探测到。X 光机的主要问题在于需要消耗大量的软片和化学药品，操作流程也很复杂。Co-60源的探伤技术没有太大的缺点，但是其防护要求高。我从国外很多资料调查到，不少国外工人因为对Co-60源的防护不当，例如Co-60源意外丢失，误伤到工人及其家人。其状况掺不忍睹。
2012年3月（上） 科技创新科技创新与应用电子加速器及其应用领域 梁宏斌张玉宝王强斯琴图雅 （黑龙江省科学院技术物理研究所，黑龙江哈尔滨150086） 1国外电子加速器发展 英国科学家柯克罗夫特和爱尔兰科学家沃尔顿在1932年建成世界上第一台直流加速器—— —直流高压加速器。1933年美国科学家范德格拉夫发明了静电加速器。这两种加速器都属直流高压型，能量最高只能到10MeV。1932年美国科学家劳伦斯建成了回旋加速器，通过它获得了人工放射性同位素。1952年柯隆李温斯顿和史耐德发表了强聚焦原理的论文，使加速器能够获得更高的能量。之后，强聚焦原理在环形或直线加速器中被普遍采用。1940年世界上第一个电子感应加速器诞生，其能量可以达到100MeV。1960年陶歇克首次提出了采取两束加速粒子对撞的方式，用于高能反应或新粒子的产生，并通过对掩机上的实验验证了这一原理。 至今全世界已建成1300多台电子辐照加速器。美国、俄罗斯、日本、法国、比利时等多个国家能够生产电子辐照加速器。国外辐射加工产业的电子辐照加速器发展呈现如下特点：（1）电子辐照加速器装置在数量上大幅度增加的同时，产品质量在不断提高，结构紧凑，易操作，维修方便，并且长期运行稳定性、可靠性及智能化水平等有明显提高；（2）电子辐照加速器向低能段和高能段延伸，地那米电子加速器从500kV 至5.5MeV、60-100mA；梅花瓣型电子加速器能量10MeV、功率500-700kW已进入市场；（3）新型电子辐照加速器研发成功。法国帕莱索技术研究所研发成功桌面型电子加速器；美国RPC公司研制成功的"宽束机"全新型多灯丝电子帘加速器；俄罗斯成功地研发出EA10/10型环形电子加速器，其能量5-10MeV，电子束流5-10mA,束功率25-100kW可调。 2我国电子加速器的发展 我国目前主要的电子加速器研制生产单位超过10家，电子加速器生产有了长足的进步。 上海应用物理研究所，主要产品有以下几类：1)EBS-300-15电子帘加速器。能量0.3MeV，束流50mA，应用于橡胶硫化和表面固化等领域。 2)DGB-0.8烟气脱硫脱硝电子加速器，最高能量0.8MeV，束流300mA，扫描宽度2000mm，应用于水处理和燃煤烟气脱硫脱硝。3)高频高压加速器。能量1.5-5.0MeV，束流20～40mA，扫描宽度900～1200mm，广泛应用于电线电缆和热缩材料辐射交联，以及食品保鲜、医疗用品消毒、海关检疫等领域。 江苏达胜加速器制造有限公司，其生产的高频高压加速器，能量范围1.5-4.0MeV，束流30-60mA，主要应用于电线电缆、热缩材料、发泡片材、电子元件等领域。 中国原子能科学研究院，主要产品有以下3种：1)自屏蔽式电子束灭菌加速器。能量为2-2.5MeV，平均束功率大于1．0Kw，具有自屏蔽、体积小、重量轻、生动化程度高、工作稳定的特点。能将邮件中的生物细菌灭杀，还可用于医疗用品的辐射消毒灭菌和食品保鲜等方面。2)工业无损探伤加速器。工业无损探伤直线电子加速器，能量2-9MeV，经转换成x射线后探伤范围达38-380mm，广泛应用于工业无损探伤。3)高能大功率电子加速器。最高能量达10MeV，功率达到15kw。可广泛应用于医疗用品消毒、食品保鲜、海关检疫等领域。 无锡爱邦辐射技术有限公司2004年组建爱邦加速器研究所，开始研发市场需求的新型高频高压电子加速器。现有0.5MeV、0.8MeV、1.0MeV、1.5MeV、2.0MeV、2.5MeV、3.0MeV、4.0MeV等九种型号的高频高压电子加速器。 3电子加速器的应用 3.1辐射交联，辐射交联已经作为一项产业化技术被广泛用于电线电缆及汽车、家电、飞机、航天等电子设备线路。由于经过电子射线辐照后，电线电缆的外皮材料聚乙烯或聚氯乙烯发生交联反应，从而使材料的绝缘性、耐热性、抗化学腐蚀、抗老化及机械强度等都得到明显改善。辐射交联技术应用的另一种重要产品是热收缩材料。它是通过电子射线辐射交联聚乙烯等高分子材料，然后加热后扩张，再经过冷却定型，当重新加热到熔点以上时，热缩材料又新收缩到未扩张前状态，利用它这种可收缩的形状记忆特性来做电线电缆接头以及管道防腐。 3.2辐射固化，辐射固化与传统的化学固化比较，具有无污染、能耗低、速度快、品质均一等优点。而且辐射固化不使用化学溶剂不会造成污染，是一种环保型固化方法。目前辐射固化应用比较成熟的领域有纸张、磁带、陶瓷、金属等产品的表面处理。 3.3辐射硫化，天然胶乳或橡胶在电子射线作用下可发生交联反应，这一过程与橡胶硫化的过程相类似，也称作辐射硫化。在辐射硫化的过程中不需要添加硫化剂和促进剂等加工助剂，同时与传统的化学热硫化方法相比较，避免了交联剂在橡胶基材内部分布不均导致的交联不均匀，同时也避免了温度梯度影响导致的材料性能下降。 3.4辐射降解，高分子聚合物在高能电子作用下，其分子结构发生主链断裂，称为辐射降解。与辐射交联一样辐射降解同样具有工业应用价值，如辐射降解型废塑料的处理和橡胶的辐射再生利用。聚四氟乙烯废料及加工后的边角料经辐射降解处理后，再经粉碎得到的超细粉可用作各种润滑剂及耐磨改进剂使用。 3.5辐射接枝改性，辐射接枝技术是应用广泛的一种高分子粉碎改性方法。通过辐射接枝能够研制出各种性能优异的新型高分子材料，或通过辐射改性改善原有材料的性能。辐射接枝是通过射线辐照引发，不需要向体系添加引发剂，因此接枝聚合物非常纯，完全医用高分子材料的要求。聚乙烯以及聚丙烯类高分子材料性能优良、价格低廉，经过辐射接枝改性后，就可以得到如离子交换树脂、共混增容剂等更有价值的新材料。聚乙烯表面通过辐射接枝上极性分子，可以改善其表面亲水性，使材料在粘接、印刷及涂装过程中的加工性能得到改善。在天然纤维或丝绸上接枝丙烯酰胺或丙烯类单体，可有效改善织物的表面性能，提高其抗皱性。天然橡胶通过接枝改性，再制备粉末橡胶的研究已取得一定进展进展，改性后的粉末橡胶可作为增韧剂和增容剂，用于工程塑料的增韧等方面。 4结束语 21世纪，纳米材料的制备和开发应用已成为材料研究的热点，辐射技术同样可用于纳米材料的制备。它具有合成工艺简单，可在常温常压下操作，成本低廉等优势。我国开发成功的γ辐射合成法，可用于制备纳米氧化物、纳米合金、纳米金属及纳米复合材料等。其中，纳米复合材料是一种新型功能材料，它在非线性光学材料、导电复合材料、屏蔽材料及抗电磁干扰等方面极具潜力。在市场经济快速发展的今天，利用辐射技术，有望为人类开发出更多性能优异的新材料。 参考文献 [1]我国电线电缆辐射加工应用现状及发展趋势[J].电线电缆，2004(1). [2]我国电子加速器辐照装备发展现状与技术评估[C].2009年全国辐射交联线缆及加速器装置发展研讨会.2009. [3]辐射交联高分子材料的进展[C].2005全国辐照交联线缆产业发展问题研讨会，2005. 摘要：我国的电子加速器制造和使用，近年来有了快速发展，目前生产制造企业多达十几家。电子加速器广泛应用于热缩材料、电线电缆、发泡材料、有机PTC材料的辐射交联和辐射接枝；中药、医疗用品、食品、粮食等的辐照消毒、灭菌、杀虫、保鲜；海关检疫、表面固化、水处理、燃煤烟气脱硫脱等各个领域。 关键词：辐射加工；电子加速器；应用 放射事故的发生。本系统中设有多种防护措施，针对辐照装置可能出现的事故情况，设置了多种独立防护措施，并且每种防护措施的触发装带动另一种措施触发，使系统具有联动性。此系统的设计体现了“纵深防御、冗余性、多样性、独立性”的安全设计原则,大大地降低了放射事故发生的概率。 参考文献 [1]殷炳来，段晨旭，王继祥，等.辐照工场电气控制系统中安全措施的实现[J].山东科学.2001,(1):63-66 [2]邱公伟．可编程控制器网络通信及应用[M]．北京：清华大学出版社，1999：20-30. [3]GB17279-1998,水池贮源型γ辐照装置设计安全准则[S]. 3 --
辐射危险 医用电子直线加速器是一个强辐射源，能够产生每分钟数万至数十万拉德剂量率的高能电子线和X线；同时它又是一个大功率的微波功率源，它的脉冲调制器可产生数十千伏到数百千伏的高频、高压脉冲。射线和微波都可能对附近的人员和设备产生危害。 (1)加速器在大功率下工作时，即使加速管和电子枪丧失了工作能力，磁控管和闸流管仍能产生X线。 (2)在大功率下测试微波的射频系统时，即使电子枪不在工作，也可能导致加速系统中产生暗流。 (3)高压磁控管不仅从阴极而且从输出波导处都能发射很强的X线。 (4)在传输大功率微波时，有的传输系统由于某种原因会有微波漏到空间，泄漏达10mV ／cm2以上就会损害人体健康(最简单的检查方法是用5W荧光灯去试验，如发亮，则泄漏近于允许值了)。 (5)加速器照射头附近的剂量和平坦度测定装置以及固定在照射头上的附件，可能被高能量光子束激活而产生放射性。 (6)使用15MV以上X线的医用直线加速器将会带来产生中子污染的问题。 电的危险 医用电子直线加速器带有数千伏至数百伏的高压器件，如钛泵、电子枪、磁控管、速调管、闸流管、高压脉冲变压器等。在这些电路周围工作时，要格外地小心，防止被高压电击伤。 热的危险 医用电子直线加速器的钛泵、电子枪、磁控管、速调管、闸流管、加速管、隔离器等主要器件，工作时都处于高温状态下，不要用手触摸，以免烫伤。 其它的危险 (1)有的加速器的波导管内充有SF6气体，一旦严重泄露会对人体健康造成危害，因此要定期检查波导管系统的漏气状况。 (2)加速器工作时，治疗室内会有大量的臭氧产生，因而治疗室内要保持良好的通风，一般每小时换风6-10次。 (3)某些厂商提供的大功率隔离器中含有氧化铍陶瓷，如果隔离器损坏，氧化铍粉尘被人吸收体内，就有中毒的可能性，造成呼吸系统疾病。处理损坏的隔离器应按照维修手册的规定程序进行。
加速器发展历程 ——放疗技术的发展历程 一、从国际上 1)1895年：伦琴发现了X 线。 2)1896年：用X 线治疗了第1 例晚期乳腺癌； 3)1896年：居里夫妇发现了镭； 4)1913年：研制成功了X线管，可控制射线的质和量； 5)1922年：生产了深部X线机； 6)1923年：首次在治疗计划中应用等剂量线分布图； 7)1934年：应用常规分割照射, 沿用至今； 8)1951年：制造了钴60远距离治疗机和加速器，开创了高能X线治疗深 部恶性肿瘤的新时代； 9)1953年：第一台行波电子直线加速器在英国使用； 10)1957年：在美国安装了世界上第一台直线加速器，标志着放射治疗形成 了完全独立的学科； 11)1959年：Takahashi 教授提出了三维适形概念； 12)20 世纪50 年代：开始应用高能射线大面积照射霍奇金淋巴瘤, 使其成 为可治愈的疾病； 13)20世纪70 年代：随着计算机的应用和CT、MRI 的出现, 制造出三维治 疗计划系统和多叶光栅，实现了三维适形放疗，放射治疗学进入了从二 维到三维治疗的崭新时代； 14)20世纪80 年代：出现了多叶光栅（即多叶准直器），可调节X 射线的 强度，开创了调强放射治疗( IMRT)； 15)最近十年，广泛开展了立体定向放射外科（SRS）、三维适形放疗 (3-dimentional conformal radio- therapy, 3D-CRT) 、调强适形放疗 ( intensity modulated radiotherapy, IMRT) 和图象引导放疗 ( image-guided radiotherapy, IGRT) 等新技术。
关于医用电子直线加速器，你必须了 解这些！ 近些年，国内的医用加速器技术水平取得了较大进步，在技术的先进性、质量的可靠性，产品的一致性和稳定性方面都得到了不同维度的提升。大体而言，国产放疗设备已经形成了一个完整的体系，具备了提供整套放疗解决方案以服务于患者治疗的能力。 虽如此，国内电子直线加速器高端市场仍主要为医科达、瓦里安、西门子等三家进口企业占领。国产厂商包括新华医疗、东软医疗、海明医疗、利尼科、广东中能、海博科技等主要还是以中低端产品为主，上海联影近几年也涉足了放疗领域，但还未见产品正式上市。 本篇主要以电子直线加速器的基础概念知识为主，在下一篇中，器械之家将主要针对国内电子直线加速器市场及品牌做重点阐述。 电子直线加速器的工作原理 医用电子直线加速器是利用微波电场对电子进行加速，产生高能射线，用于人类医学实践中的远距离外照射放射治疗活动的大型医疗设备，通过下面这个
视频来了解一下电子直线加速器的工作原理：它能产生高能X射线和电子线，具有剂量率高，照射时间短，照射野大，剂量均匀性和稳定性好，以及半影区小等特点，广泛应用于各种肿瘤的治疗，特别是对深部肿瘤的治疗。 医用电子直线加速器的分类 01 按输出能量划分 按照输出能量的高低划分，医用电子直线加速器一般分为低能机、中能机和高能机三种类型。不同能量的加速器的X射线能量差别不大，一般为4、6、8MV，有的达到10MV以上。 低能医用电子直线加速器 低能医用电子直线加速器是一种经济实用的放射治疗装置，可以满足约85%需进行放射治疗的肿瘤患者的需要，而需要进行放射治疗的肿瘤患者又占全部肿瘤患者的70%左右。 (1)只提供一挡X-辐射，用于治疗深部肿瘤，x-辐射能量4—6MV，采用驻波方式时加速管总长只有30cm左右，无需偏转系统，同时还可省去聚焦系统及束流导向系统，加速管可直立于辐射头上方，称为直束式。直束式的一个优点是靶点对称。
医用直线加速器比较表 厂商Elekta VARIAN SIEMENS 说明 机型Precise Clinac EX Primus 基本结构Elekta加速器的高度集成化控制系统、性能绝佳的敞开式设 计保证可加速器的高开机率。其他厂家的产品都是封闭式设 计，常因机器设计不佳而停机，更换加速管时间长。 加速管行波驻波驻波最低的加速器使用消耗费用：驻波加速管对真空度的要求、能 量的转换、能谱的宽度等几个方面都优于驻波加速管。Elekta 保持和发展了行波管加速原理，通过独特的设计使一台加速器 可提供3档电子线。一机多用。其他厂家加速器最多产生两个 光子线。Elekta加速器具有低功耗、高效率、长寿命，自1953 年生产世界上第一台直线加速器以来，从未更换过加速管。 机架类型滚筒式中心轴承式中心轴承式Elekta滚筒机架磨损小，等中心变化小，十年精度1mm，终身 保证机架等中心精度在2mm（V和S都采用中心轴承式，十年 等中心偏差超过2mm），且为敞开式设计，散热性能好，连续 工作时间长，便于维修。 微波功率源仅用磁控管（ 5.5MW） 即可需速调管（5.5MW）加 微波驱动 需速调管（7MW）加 微波驱动 Elekta使用EEV公司的长寿命磁控管，停机时间短，运行费 用低，且无条件保修2年。 低运行费用的微波功率源：Elekta公司采用的微波功率源是 磁控管，集振荡器和放大器为一体，结构简单，不需额外的微 波振荡器（或微波驱动器）等组件，从而简化功率源的结构。 磁控管的体积小，能安装在机架上，直接把微波馈送到加速管， 不需特殊接头，且易更换，停机时间短（而速调管必须配上配 上微波振荡器才能实现磁控管的功能，磁控管的寿命比速调管 短一半，但由于振荡器的寿命与磁控管差不多，导致使用速调 管的费用为使用磁控管的4～5倍。
医用直线加速器 医用加速器是生物医学上的一种用来对肿瘤进行放射治疗的粒子加速器装 置。带电粒子加速器是用人工方法借助不同形态的电场，将各种不同种类的带电 粒子加速到更高能量的电磁装置，常称“粒子加速器”，简称为“加速器”。要 使带电粒子获得能量，就必须有加速电场。依据加速粒子种类的不同，加速电场 形态的不同，粒子加速过程所遵循的轨道不同被分为各种类型加速器。目前国际 上，在放射治疗中使用最多的是电子直线加速器。 电子直线加速器 电子直线加速器是利用具有一定能量的高能电子与大功率微波的微波电场相互作用，能量电子直接引出，可作电子线治疗。电子打击重金属靶，产生韧致辐射，发射X射线，作X线治疗。根据电子与微波电场的作用方式不同，电子直线加速器分为行波加速器和驻波加速器。一个最简单的电子直线加速器至少要包括，一个加速场所（加速管），一个大功率微波源和波导系统，控制系统，射线均整和防护系统。当然市场上作为商品的设备要远比这些复杂，但这些基本部件都是必不可少的。 基本介绍 医用加速器按照能量区分可以分为低能机、中能机和高能机。 不同能量的机器的X 线能量差别不大一般为4/6/8MeV，有的到10MeV。按照X 能量的档位加速器分为单光子、双光子和多光子。 低中高能机的区分主要在于给出的电子线的能量。 和高能物理用电子直线加速器相比，1—50MeV 属于低能范围，但对临床 使用，能量为50MeV 的医用电子直线加速器属于高能范围。 低能医用电子直线加速器 (1)只提供一挡X-辐射，用于治疗深部肿瘤，x-辐射能量4—6MV，采用驻 波方式时加速管总长只有30cm 左右，无需偏转系统，同时还可省去聚焦系统 及束流导向系统，加速管可直立于辐射头上方，称为直束式。直束式的一个 优点是靶点对称。
科技资讯 ２０１４ ＮＯ．２９ ＳＣＩＥＮＣＥ ＆ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ ＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮ 工 业 技 术 ５１ 科技资讯 ＳＣＩＥＮＣＥ ＆ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ ＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮ１ 医用直线加速器主要结构 医用直线加速器按微波传输的特点分为行波和驻波两类，其基本结构和系统，它包括电子枪、微波功率源（磁控管或者速调管）、波导管（隔离器、ＲＦ（射频微波源）、监测器、移相器、ＲＦ吸收器、ＲＦ窗等）、ＤＣ直流电源（射频发生器、脉冲调制器、电子发射延时电路等）、真空系统（钛泵）、伺服系统（聚焦线圈、对中线圈）、偏转系统（偏转管、偏转磁铁）、剂量监测系统、治疗床等。 ２ 医用直线加速器的基本原理 医用直线加速器是由三根用绝缘材料制成的高柱和加速管组成。加速管利用真空泵保持真空。外表流线形不仅仅是为了美观，而且是为了防止从任何棱角或突出部分形成意外放电。在加速管中有金属圈，使它们同高压发生器由一系列金属圈的负压从底部到顶端逐渐升高。带正电的质子由于受到带负电的金属圈的吸引而顺管而下，由于下面的金属圈的负电压不断增大，质子的速度也不断增大。在加速管的地端的地板下面，有一个装有接受器的小室，质子能够在这里碰撞，轰击能引起原子核的蜕变，用以治疗肿瘤病变。 ３ 医用直线加速器的维护 加速器是具有高电压大电流真空器件（加速管、磁控管、闸流管）以及相应的大功率微波传输器件，复杂的控制保护电路的大型放疗的设备。故障的几率相对较高，为减少故障率，提高机器的使用效能，掌握机器的日常维护非常重要，根据工作原理及日常维护经验总结以下几点。 （１）机房要保持清洁干燥防，并做好辐射。 医用直线加速器是一种结构精细，自动化程度高，技术复杂，由多项技术组合的高精放疗设备，具有辐射的特征。因此机房既要满足临床治疗需要，又要确保机器长期稳定良好运行以及从事放疗人员和公众 人员的辐射安全。如果机房灰尘过多，比较潮湿，容易引起高压打火。因此机房内要配有相当功率的空调、除湿机，并确保空调、除湿机正常运行。我院直线加速器机房是原废弃钴６０机房改造而成，完全符合《电离辐射防护与辐射源安全基本标准》（ＣＢ１８８７１——２００２）的要求，治疗室采用屏蔽防护的方法。 （２）定期更换冷水机内的冷却水。医用加速器普遍采用水冷系统对发热严重的磁控管、靶窗进行冷却，使其温度保持在一定范围之内直线加速器才能正常工作。每半年更换一次水冷系统的蒸馏水，清洗或更换过滤器。水路不通畅，水压过低，可导致加速器输出剂量减少，影响磁控管，加速管（靶）的寿命。 （３）使用无水氟利昂（Ｆ１２）。 如果使用普通冰箱的氟利昂，将降低波导的绝缘性能，会导致波导管内频繁打火，加速管，波动管和磁控管都可能因打火而损坏。 （４）定期记录机器的电气参数。一些电气参数的记录，有助于提供机器性能检测，及时发现隐患。主要的参数有：钛泵电流、加速管电流、加速管灯丝电流、加速管灯丝电压、磁控管灯丝电流、磁控管灯丝电压、磁控管电流。这些参数可做维修参考用。 （５）开关机应注意的事项。 医用直线加速器开机预热过程中，要先到治疗室内巡查机房内的温度、湿度加、热器的水温、水压、气压是否达到正常运行要求。如有异常必须通知工程师处理，不得强行加高压出束，以免损坏加速器。加速器开机通电，通过计算机自检完成后，将被“待机／运行”开关打到“待机”位置，让机器待机预热１０ｍｉｎ。开机预热有利于保护磁控管灯丝，增加机器的稳定性。机器在待机预热１０ｍｉｎ后，可将运行预热改为１０ｍｉｎ，减少磁控管的损耗。预热完成后，让加速器从重复频率最低处（１５０、１８０、２００、２２０）出束，让 医用直线加速器的原理与维护 葛振兴 李振法 （安徽省砀山县人民医院 安徽宿州 ２３５３００） 摘 要：医用直线加速器是生物学上的一种用来对肿瘤进行发射治疗的粒子加速装置，带电粒子加速器是用人工的方法借助各种不同形态的电场，将各种不同种类的带电粒子加速到更高能量的装置。医用直线加速器是现代医学最长用的放射治疗设备，在肿瘤放射治疗中起主导作用，已迅速普及到各大中型医院。掌握直线加速器的基本原理与维护知识对于技术人员使用和维修具有重要意义。该文主要介绍医用直线加速器的基本原理与维护。 关键词：直线加速器 结构 原理 维护中图分类号：Ｒ１９７文献标识码：Ａ文章编号：１６７２－３７９１（２０１４）１０（ｂ）－００５１－０１ 磁控管逐步进入工作状态，同时观察机器运行状态。加速器停止治疗后，在关机前应退回住选择模式，把开关打到“待机”位置待机１０ｍｉｎ后关机。目的是为记保护磁控管灯丝，并且保护加速管的电子枪和灯丝。 （６）剂量的校准。 医用直线加速器剂量校准是其质量控制极为重要的内容，直线加速器除按标准剂量外，每次校准前应该校准积分板的放大器的零点。新的校准方法要注意：校准光子吸收剂量时，不用考虑有效测量点，即以电离室中心为测量点；电子辐射质小于或等于０．７时，校准深度即电离室中心深度为水下０．５ｃｍ或１ｃｍ；电子束能量小于５ＭｅＶ时，必须用平行板电离室测量，大于１０ＭｅＶ电子束，可用圆柱形电离室测量；电子束的辐射质用电子束剂量在模体中减至最大测量的５０％时深度表示。 （７）更换真空管应注意的问题。更换闸流管：在关机一段时间以后，等管冷却，插拔管要托住其底部，防止玻璃破裂，要观察冷却风扇是否工作正常。 更换磁控管：输出波导的新旧型号尺寸；安装螺丝的质量；不能用钢铁工具碰磁钢；垫圈的质量和大小。 更换加速管：拆管前应记下四周三个调节对称性螺丝的位置及相应的调节量。确保在装入后对称不会偏差太大，便于调节，不要乱动冷却管，以防漏水，注意把钛泵的磁刚装上，若钛泵不能正常工作，加速管将因真空不良损坏。 参考文献 ［１］张汉朝．低能加速器的应用［Ｍ］．北京． 机械工业出版社，１９８５． ［２］程敬海．放射医疗设备［Ｄ］．上海理工大 学医疗机械学院，２００９． ［３］王书鸿，罗紫华，罗应雄．质子直线加速 器原理［Ｍ］．北京：原子能出版社，１９８６：２０－７１． DOI:10.16661/https://www.doczj.com/doc/a828187.html,ki.1672-3791.2014.29.056
医用电子直线加速器性能检测操作细则 为规范实施医用电子直线加速器性能检测，参照国标《医用电子加速器验收试验和周期检验规程》GB/T 19046-2013，结合我单位检测设备，制定《医用电子直线加速器性能检测操作细则》。 1.均整度、对称性 1 .安装扫描支架、扫描水箱摆位、调节水平、注水 a安装底部水平调节螺母和水龙头（确保水龙头处于关闭状态）； b把扫描水箱放在治疗床上面，二维水箱底部十字线长轴垂直于加速器G-T方向，二维水箱底部射野模拟线位于离加速器机头的近端； c安装扫描支架，扫描支架垂直于加速器G-T方向，位于离加速器机头的远端；d加水至水箱侧壁最低的水位线，用水平尺检查水箱的水平情况； e打开加速器所有激光定位灯，调节水箱位置。 e.1使得水箱垂直于G-T方向的前后面壁上的2条中线与前后激光十字灯的竖线重合（保证水模在G-T方向是平行的，在A-B方向是对称的）； e.2使得水箱垂直于G-T方向的前后面壁的左右边缘与左右激光十字灯的竖线重合（保证水模在G-T方向是平行的）； f调整水箱位置后再加水至第二高水位线，再次检查水箱的水平情况，调平后加水到第三条线，再次调整水平后加水距箱顶3cm的位置（或者比最高水位线高2cm）； g. 通过前后移动治疗床调整水箱中心，使水箱中心在射野中心。 2.电离室定位 2.1通过升降治疗床调节辐射源至模体表面（水面）的距离(SSD)为100cm，模
体表面（水面）灯光野为10cmx10cm； 2.2 参考探头用电离室固定杆固定，置于射野对角线上，且电离室石墨探头在射野内2cm左右。定位后用胶带将参考电离室线在水箱边缘进行固定，防治电离室位置偏移； 2.3 移动水平滑块使得扫描探头的几何中心位置在光野中心（电机未通电之前扫描支架水平滑块和竖直滑块是可以移动的，通电后是不可移动的）； 2.4 移动竖直滑块使得扫描探头的几何中心位置和水面相平（即石墨头一半在水上，一半在水下，保证保证扫描电离室石墨探头的几何中心与射野的中心重合）。定位后用胶带将扫描电离室线在水箱边缘进行固定（预留长一点线在水中，以免影响扫描电离室在水中的移动），防治电离室位置偏移。 3连接主机，将线引出机房。 连线 a扫描电离室连接线和参考电离室连接探头线分别接主机“扫描探头”和“参考探头”接口（需将扫描电离室连接线和参考电离室连接线牵引至机房外与主机连接）。 b驱动线通过主机“驱动”接口与步进电机驱动线连接（需将驱动线牵引至机房外与主机连接）。 c USB线通过主机“计算机”接口连接主机电脑（将电脑放在机房外进行接线）。 d电源线通过“电源”接口接220V交流电（将电脑放在机房外进行接线）。 e再次检查探头的位置，打开控制主机电源。 注意：“扫描探头线”、“参考探头线”和“驱动线”需从铅门走出，不要走地沟，减少干扰。走线时要避免产生线圈，减少干扰。
医用电子直线加速器介绍1.外照射治疗机 同位素远距离治疗机 深部X射线治疗机 医用电子加速器 医用质子加速器 医用中子发生器 医用重离子加速器 医用-介子发生器 2.内照射治疗机 射线后装机 中子后装机 3.立体定向放射外科治疗装置 γ-刀 X-刀 质子刀 中子立体定向放疗装置
医用电子直线加速器按其能量范围分为低、中、高三类。 四、医用电子直线加速器的原理 1.基本原理 2.系统框图 3.主要组成部分
●加速系统 ●辐射系统 ●剂量检测系统 ●机架、治疗床及辐射头运动系统 ●控制系统 ●温控及充气系统 4.加速系统 加速系统是医用电子直线加速器的核心。由加速管、微波传输系统、微波功率源、脉冲调制器等组成。
加速管由电子枪、加速结构、引出系统、离子泵组成。电子枪产生供加速的电子，其阴极被加热后产生热发射电子，在阴极和阳极间的高压电场作用下，以一定的初始能量从阳极中心孔道穿出注入加速结构。 加速结构有行波和驻波两种加速结构，是对电子进行加速的核心器件。微波功率经耦合波导馈入后，在其中产生行波或驻波电磁场。驻波结构可以在同样长度上比行波获得更高的能量增益。引出系统的作用是将电子束引出，分为直束式和偏转式两种，低能机的加速管较短，大多采用直束式，中、高能机的加速管较长，必须采用带偏转磁铁的偏转式引出系统。离子泵用以吸收气体，使加速管里维持真空状态。 4.2微波传输系统 微波传输系统主要包括： 弯波导及直波导
定向耦合器 吸收水负载 三端环流器 4.3微波功率源 低、中能机常用磁控管作微波功率源。 磁控管是微波自激震荡器，体积小，工作电压低，但其工作频率易漂移，因此需采用自动稳频系统，提高频率稳定度。 高能机需较高的微波功率，常用多腔速调管作为微波功率源。速调管是微波功率放大器，体积大，工作电压高，需要有前置激励来驱动，频率比较稳定，但也需自动调频系统使其与负载变化保持一致。
中国医用直线加速器市场分析 近年来我国人口的肿瘤发病率和死亡率急剧上升，恶性肿瘤已成为我国人口的第一死因。广大的放射治疗市场不仅促进了放射治疗技术的快速发展，也促进了与放射治疗技术相关的医用直线加速器的发展。 一、概述 定义：直线加速器是指通过产生X射线和电子线，对肿瘤进行照射从而达到治疗效果的放疗设备。 一般情况下直线加速器按照能量划分可以分为低能、中能和高能三种。低能机和中能机只提供一档X-辐射，高能级提供两档或三档X-辐射。 功能特点如下图
二、品牌商 主要厂家： 国外品牌：国外主要有三家厂家，分别是VARIAN、Elekta和SIEMENS。 国内品牌：国内的厂家主要有新华、东软和大基医疗。 性能对比分析（以国外品牌为例） 加速器的三个核心部件分别是电子枪、加速管和微波源，这三个部件直接决定着加速器的临床可靠性和机器使用寿命。 三、2012年上半年市场分析 2012年上半年Linac中标项目数低于去年同期水平
根据中国医疗科技网（https://www.doczj.com/doc/a828187.html,）WIN-LOSS数据系统监测情况：2012年上半年，中国Linac产品中标数量与2011年同期同比下滑21%。 2012上半年Linac中标用户中有61%为三级医院 2012年上半年，在Linac中标的用户中有61%为三级医院，二级医院的比例为19%，两类医院合计80%；其它医院和TOP医院各占20%，数据显示直线加速器用户等级在下沉。
2012上半年Linac中标用户主要集中在华东区 2012年上半年，从区域中标情况看，华东区份额占第一位，其余依次是华南区、华中区、华北大区、西北大区、西南区、东北大区。由于价格的原因直线加速器用户多集中在经济比较发达的城市和地区。 2012年上半年VARIAN的份额领先于其它品牌 2012年上半年，从各品牌的中标情况看，Varian以45%的份额占第一位，其次是Elekta，占比为43%，Siemens和Shinva占比12.5%。Varian和Elekta在市场上居于领导地位。
医用电子直线加速器 发展历程
加速器发展历程 ——放疗技术的发展历程 一、从国际上 1)1895年：伦琴发现了 X 线。 2)1896年：用 X 线治疗了第 1 例晚期乳腺癌； 3)1896年：居里夫妇发现了镭； 4)1913年：研制成功了X线管，可控制射线的质和量； 5)1922年：生产了深部X线机； 6)1923年：首次在治疗计划中应用等剂量线分布图； 7)1934年：应用常规分割照射, 沿用至今； 8)1951年：制造了钴60远距离治疗机和加速器，开创了高能X线治疗深 部恶性肿瘤的新时代； 9)1953年：第一台行波电子直线加速器在英国使用； 10)1957年：在美国安装了世界上第一台直线加速器，标志着放射治疗形 成了完全独立的学科； 11)1959年：Takahashi 教授提出了三维适形概念； 12)20 世纪50 年代：开始应用高能射线大面积照射霍奇金淋巴瘤, 使其成 为可治愈的疾病； 13)20世纪70 年代：随着计算机的应用和CT、MRI 的出现, 制造出三维治 疗计划系统和多叶光栅，实现了三维适形放疗，放射治疗学进入了从 二维到三维治疗的崭新时代； 14)20世纪80 年代：出现了多叶光栅（即多叶准直器），可调节X 射线的 强度，开创了调强放射治疗( IMRT)； 15)最近十年，广泛开展了立体定向放射外科（SRS）、三维适形放疗(3- dimentional conformal radio- therapy, 3D-CRT) 、调强适形放疗( intensity modulated radiotherapy, IMRT) 和图象引导放疗 ( image-guided radiotherapy, IGRT) 等新技术。
医用直线加速器 加速器是医用电子直线加速器的简称，与一般的放疗设备相比，其优点如下： 首先，加速器的射线穿透能力强。各种射线穿透组织的能力与其本身所具备的能量成正比。一般X线治疗机输出的射线能量只有200千伏左右，60钻治疗机发生的7（希腊字母，读作伽玛）射线也只能达到 1.25兆伏。而加速器输出的能量则可达到6兆伏甚至更高，且可根据病人不同情况对输出能量的大小进行调整。因此，加速器对深在的体积较大的肿瘤病灶，能够给以更有效地杀灭。 其次，加速器既可输出高能X线，也可输出高能电子线。电子线到达预定部位后能量迅速下降，因而能大大减少射线对病变后面正常组织的危害，特别适于体表或靠近体表的各种肿瘤。例如，采用电子线治疗乳腺癌，肺部及心脏损害就比60钻少得多。第三，皮肤并发症显著减少。放疗引起的皮肤并发症，与射线具备的能量成反比。 X线以皮肤吸收能量最高，60钻7线最大能量吸收在皮下4-5毫米的深度。加速器的高能X线最大能量吸收在皮下15~30毫米的深度，在治疗内脏肿瘤时，皮肤及皮下组织吸收的射线很少，會I著减少皮臟病面正常全應的损伤。 第四，加速器的射线能够被有效控制，又由于配有精细的肿瘤病灶定位装置，可保证射线集中于肿瘤组织，肿瘤旁的正常组娜响很小。特别副中瘤病灶附近有重要器官时，加速器的这种优点勸突出，可搬鼠忌器之虞。
第五，加速器一次可输出很高的能量，能大大缩短照射时间，故可用于手术中照射。手术切除肿瘤时，有时难免有肉眼看不见的肿瘤细胞或手术难以切净的肿瘤病灶残留在手术野，它们可能是曰后局部复发或转移的策源地。一般的放疗设备对此无能为力，加速器消灭这些肿瘤细胞则容易做到。 第六，加速器停机后放射线即消失，不存在60钻等具有的射线泄漏和衰减问题，有利于保护环境和保证疗效。 和任何尖端医疗设备一样，加速器也有不足之处： ①加速器不能用作腔内照射，故宫颈癌、宫体癌仍主要依靠131依或60钻等来治疗； ②包括加速器在内的所有放疗手段均为局部治疗，对癌细胞广泛转移以及有癌性胸腹水的患者不可能有满意的疗效； ③肿瘤病灶中的缺氧细胞和处于休止期的细細一般腿线有相当强的柢抗力，是放 疗失败的重要原因。加速器只能提高疗效，但同样未雛根本上解脑一问题；