本發明專利技術提供基于二次散射的小型化大射野高劑量率電子束照射裝置，涉及電子束照射技術領域。該基于二次散射的小型化大射野高劑量率電子束照射裝置，包括脈沖調制器、微波功率源、常溫電子直線加速管、電子槍、真空系統、電子窗、初級散射箔、次級散射箔和準直器；所述微波功率源產生微波，并在常溫電子直線加速管中建立射頻加速場；所述電子槍的照射窗口對準常溫電子直線加速管的一端。基于二次散射的大射野形成技術，相比于電磁鐵掃描射野形成方法，通過光電子脈沖無需主動控制，無需額外的能量饋入，結構上可以做得更加緊湊；搭配上大流強電子加速管技術，可滿足FLASH放療以及工業輻照等技術對于大射野高劑量率輻照的要求。等技術對于大射野高劑量率輻照的要求。等技術對于大射野高劑量率輻照的要求。
【技術實現步驟摘要】
基于二次散射的小型化大射野高劑量率電子束照射裝置
[0001]本專利技術涉及電子束照射
，具體為基于二次散射的小型化大射野高劑量率電子束照射裝置。
技術介紹
[0002]目前癌癥已成為現代社會中威脅人們健康的主要原因之一。根據世界衛生組織公布的數據，2018年全球新增1810萬例病例，死亡人數為960萬。隨著我國經濟的發展，人均壽命逐年提高，社會老齡化加劇，面臨的癌癥負擔也不斷加重。2014年全國新增病例共380.4萬例，相當于每天新增超過1萬例，每分鐘即有7人被確診為癌癥。目前癌癥治療方式有手術摘除、放射治療和化學藥物治療，其中超過半數的患者會以放療作為主要或輔助治療方式。常規放射治療劑量率較低，約為0.03
?
0.1Gy/s，單次劑量分割小，治療周期較長。
[0003]醫療和工業上常用的電子束照射裝置大多為低能電子束，能量小于15MeV。該能段電子束工藝相對成熟，便于獲取大流強的束流，從而實現高劑量率的輻照。同時，該能段電子束輻照時表面沉積能量大，適用于小型動物的臨床前放射生物學實驗，皮膚淺表和術中的臨床放射治療，以及表面工業輻照，比如材料表面改性，物品表面細菌病毒蟲害等的消殺。
[0004]近年來，有文獻報道，將平均劑量率提高至40Gy/s以上時，能夠有效降低正常組織的放射毒性反應，該效應稱為FLASH效應，有望成為人類戰勝癌癥斗爭中的重要一步。為實現FLASH放療，需要大射野的高劑量率照射束流；另一方面，大射野的高劑量率照射束流也廣泛應用于工業輻照行業，工業輻照中一種常用的獲取大射野的方式為使用掃描磁鐵偏轉電子束，以掃描的方式獲得大射野。此方式為主動控制，系統較為復雜，需要消耗額外的能量。基于以上的行業背景，在生產實踐中對于一種緊湊的大射野高劑量率的輻照設備時有實際的需求的。
[0005]為此，我們研發出了新的基于二次散射的小型化大射野高劑量率電子束照射裝置。
技術實現思路
[0006](一)解決的技術問題
[0007]針對現有技術的不足，本專利技術提供了基于二次散射的小型化大射野高劑量率電子束照射裝置，解決了現有電子束照射裝置無法滿足FLASH放療以及工業輻照等技術對于大射野高劑量率輻照要求的問題。
[0008](二)技術方案
[0009]為實現以上目的，本專利技術通過以下技術方案予以實現：基于二次散射的小型化大射野高劑量率電子束照射裝置，包括脈沖調制器、微波功率源、常溫電子直線加速管、電子槍、真空系統、電子窗、初級散射箔、次級散射箔和準直器；
[0010]所述脈沖調制器與微波功率源之間、微波功率源與常溫電子直線加速管之間均通
過連接導線電性連接；
[0011]所述微波功率源產生足夠功率的微波，并在常溫電子直線加速管中建立射頻加速場；
[0012]所述電子槍的照射窗口對準常溫電子直線加速管的一端；
[0013]所述真空系統的抽氣管與常溫電子直線加速管相貫通；
[0014]所述電子窗、初級散射箔、次級散射箔和準直器在常溫電子直線加速管的另一端依次分布；
[0015]電子窗可以隔絕開大氣與加速管內部空間，加速電子從電子窗透射而出，電子束的加速過程結束；電子束經過初級散射箔散射后，發散角度增大，經過一定長度漂移后，射野大小增大；經過次級散射箔散射后，發散角度進一步增大，同時射野內部的劑量分布的均勻性提升；最后準直器將照射野限制為用戶端需求的射野大小和形狀。
[0016]優選的，還包括一個安裝殼體，所述脈沖調制器、微波功率源、常溫電子直線加速管、電子槍、真空系統、電子窗、初級散射箔、次級散射箔和準直器均安裝于該安裝殼體內。
[0017]優選的，所述脈沖調制器產生一定波形的高壓信號通過連接導線傳輸至微波功率源。
[0018]通過上述技術方案，脈沖調制器工作時會產生一定波形的高壓信號，給微波功率源供能。
[0019]優選的，所述常溫電子直線加速管內部為真空環境。
[0020]通過上述技術方案，確保電子加速過程中與氣體分子的碰撞概率足夠小，從而能夠穩定持續地加速。
[0021]優選的，所述電子槍發射初始電子，并照射至常溫電子直線加速管內。
[0022]通過上述技術方案，電子槍用于發射出能量較低的初始電子，初始電子進入常溫電子直線加速管后逐漸被加速至設計的能量。
[0023]優選的，所述真空系統由真空泵、PLC程序控制器、儲氣罐、抽氣管和真空閥門組成。
[0024]通過上述技術方案，真空系統用于保證常溫電子直線加速管內的真空度。
[0025](三)有益效果
[0026]本專利技術提供了基于二次散射的小型化大射野高劑量率電子束照射裝置。
[0027]具備以下有益效果：
[0028]1、該基于二次散射的小型化大射野高劑量率電子束照射裝置，基于二次散射的大射野形成技術，相比于電磁鐵掃描射野形成方法，系統上更加簡單，無需主動控制，無需額外的能量饋入，結構上可以做得更加緊湊，搭配上大流強電子加速管技術，可滿足FLASH放療以及工業輻照等技術對于大射野高劑量率輻照的要求。
[0029]2、該基于二次散射的小型化大射野高劑量率電子束照射裝置，通過使加速電子從電子窗透射而出，電子束經過初級散射箔散射后，發散角度增大，經過一定長度漂移后，射野大小增大；經過次級散射箔散射后，發散角度進一步增大，同時射野內部的劑量分布的均勻性提升；準直器將照射野限制為用戶端需求的射野大小和形狀，從而實現了大照射野的高劑量率輻照。
附圖說明
[0030]圖1為本專利技術基于二次散射的小型化大射野高劑量率電子束照射裝置示意圖；
[0031]圖2為本專利技術基于二次散射的大射野形成過程示意圖；圖3為本專利技術的的真空系統結構圖。
[0032]其中，1、脈沖調制器；2、微波功率源；3、常溫電子直線加速管；4、電子槍；5、真空系統；6、電子窗；7、初級散射箔；8、次級散射箔；9、準直器；10、待照射物體。
具體實施方式
[0033]下面將結合本專利技術實施例中的附圖，對本專利技術實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本專利技術一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本專利技術中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本專利技術保護的范圍。
[0034]實施例：
[0035]如圖1所示，本專利技術實施例提供基于二次散射的小型化大射野高劑量率電子束照射裝置，包括脈沖調制器1、微波功率源2、常溫電子直線加速管3、電子槍4、真空系統5、電子窗6、初級散射箔7、次級散射箔8和準直器9；脈沖調制器1、微波功率源2、常溫電子直線加速管3、電子槍4、真空系統5、電子窗6、初級散射箔7、次級散射箔8和準直器9均安裝于一個安裝殼體內(圖中未畫出)；
[0036]脈沖調制器1與微波功率源2之間、微波功率源2與常溫電子直線加速管3之間均通過連接導線電性連接，脈沖調制器1工作時會產生一定本文檔來自技高網...
【技術保護點】
【技術特征摘要】
1.基于二次散射的小型化大射野高劑量率電子束照射裝置，包括脈沖調制器（1）、微波功率源（2）、常溫電子直線加速管（3）、電子槍（4）、真空系統（5）、電子窗（6）、初級散射箔（7）、次級散射箔（8）和準直器（9）、殼體；其特征在于：所述脈沖調制器（1）與微波功率源（2）之間、微波功率源（2）與常溫電子直線加速管（3）之間均通過連接導線電性連接，使光電子脈沖通過光學操作達到控制脈沖調制器（1）；所述微波功率源（2）產生微波，并在常溫電子直線加速管（3）中建立射頻加速場；所述電子槍（4）的照射窗口對準常溫電子直線加速管（3）的一端；所述真空系統（5）的抽氣管與常溫電子直線加速管（3）相貫通；所述電子窗（6）、初級散射箔（7）、次級散射箔（8）和準直器（9）在常溫電子直線加速管（3）的另一端依次分布。2.根據權利要求1所述的基于二次散射的小型化大射野高劑量率電子束照射裝置，其特征在于：所...
【專利技術屬性】
技術研發人員：王傳璟，韓運生，裘家琪，王健，肖敬忠，楊海，魏少華，姜雷，邊磊，付保賓，羅立冬，楊新宇，曹磊，李磊，王楠，賈潤寶，趙杰，于林峰，
申請(專利權)人：北京華清加高能電子科技有限公司，
類型：發明
國別省市：
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