《医用加速器》中说,质子直线加速器长20~30 m,重约10 t(书中表19-13),现在不清楚能量是多少,但类比的回旋加速器和同步加速器的能量都超过了200 MeV。
图中的黄色长方体表示直线加速器所占用的空间,长为29 m,截面积为2 m×2 m。
加速器落在一个长板“桥”上,桥面宽4 m,加速器两边留出两条宽约900 mm的通道。
桥有三个支点,中间的支点是一个回旋支撑轴,还负责驱动旋转;两边的支点是两组每组两个顶针轴承,可在环形钢制台面上滚动。为防止分开的两个短桥桥面弯曲,桥面的两段各安装了两条加强筋。
顶针轴承和限位装置在拙文《一种新型医用质子治疗系统(续):将精简结构进行到底》中已有介绍,不再重复。
由于圆周放大,射线在空气中运行的距离只有2 mm左右了,可以忽略不计。
上面的设计,作者想了很久,也走过弯路。下图是作者的一款设计。
这款采用的是旋转吊桥式设计,看着新颖,但华而不实,它会很重,还要实现桥的两侧重量配平,徒增了许多重量,即使这样也难保证桥面绝对水平,为此,限位销采用了锥形设计,还可调整上下位置偏差。
正是有了《一种新型医用质子治疗系统(续):将精简结构进行到底》的概念设计,才有了目前这款设计。科研的路要一步一步走,有些过程是迈不过去的。
下面,把现在的新设计放在机房里。
多辐射头电子直线加速器
电子线的多辐射头直线加速器就简单多了,见下图。
旋转盘上,除加速管、速调管和水箱之外,两边空出的部分可安放其它电器部件。
驱动装置和限位装置也都一目了然。
机架中是几个偏转磁铁、辐射头和配重。
现在,放疗已从常规放疗过度到精准放疗,摆位和定位的时间加长,甚至超过了照射时间,这种局面一旦成为趋势,一托二的加速器或许就有了生存空间。
这种布局还方便增加加速器的能量,或是增加加速管的长度,或是多个加速管接力。
电子回旋加速器更适合这种布局,不必再通过束流输运系统,将束流引出房间,绕个弯再分进两个房间,这里,旋转机构就相当于一个双向偏转磁铁(参见《医用加速器》图15-15)。