一种直线串接增压加速一体式静电倍压加速器

专利摘要:
本实用新型公开了一种直线串接增压加速一体式静电倍压加速器，包括若干个增压加速单元，每个增压加速单元包括一个圆柱形中空一侧敞口底面中心开有圆孔的低压电极，低压电极中部设有轴心线水平，且与低压电极底面圆孔的轴心线重合。有益效果：干个增压加速单元沿直线串接构成，用若干个增压加速单元逐级将加速电压增至加速放疗用高能粒子所需电压，然后反向逐段加速由离子源发出的粒子速，过程中，用若干个漂移管中的的聚束磁铁校正射束的发射度，用位置探头探测射束轴心偏移情况，用导向磁铁校正射束轴心位置偏移。
公开号:CN214338190U
申请号:CN202120177556.3U
申请日:2021-01-22
公开日:2021-10-01
发明作者:连卫东
申请人:连卫东；
IPC主号:H05H5-04

专利说明:
[n0001] 本实用新型涉及医用放射治疗技术领域，具体来说，涉及一种直线串接增压加速一体式静电倍压加速器。
[n0002] 一种直线串接增压加速一体式静电倍压加速器源于静电加速器。静电加速器是最早开发用来加速带点粒子的设备，但由于单级静电加速器的加速能力有限，多级串接的静电加速器串接的数目也有限，所加速粒子达不到放射治疗所需能量。发明人试图发明一种可无限串接的静电加速器，成倍地增加加速粒子的电压，直至达到加速放射治疗用高能粒子所需电压，故称静电倍压加速器，由于多个静电加速器采用直线式串接方式，故称直线串接式；由于增加电压和加速粒子共用同一机构，故称增压加速一体式。
[n0003] 针对相关技术中的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
[n0004] 针对相关技术中的问题，本实用新型提出一种直线串接增压加速一体式静电倍压加速器，以克服现有相关技术所存在的上述技术问题。
[n0005] 为此，本实用新型采用的具体技术方案如下：
[n0006] 一种直线串接增压加速一体式静电倍压加速器，包括若干个增压加速单元，每个增压加速单元包括一个圆柱形中空一侧敞口底面中心开有圆孔的低压电极，低压电极中部设有轴心线水平，且与低压电极底面圆孔的轴心线重合，在所述低压电极的敞口方向沿所述低压电极的轴心线一定距离处安置一个圆柱形中空朝向低压电极的一侧敞口底面中心开有圆孔的高压电极，高压电极的轴心线和高压电极底面圆孔的轴心线均与低压电极的轴心线重合，在所述低压电极和所述高压电极之间沿所述低压电极的轴心线安置一个由多个圆形中间开有圆孔等间距排列的加速电极组成的加速管，加速电极的轴心线与低压电极的轴心线重合，在所述的低压电极和高压电极之间且位于所述加速管的两侧，各安置一个绝缘输电带和两个轴心线垂直的绝缘转筒，每个绝缘输电带与两个绝缘转筒活动连接，在所述每个绝缘输电带靠近低压电极一端的外侧安装一个喷电针排，在所述每个绝缘输电带靠近高压电极一端的外侧安装一个括电针排，所述的两个喷电针排各自经传导装置与一个高压电源的高压输出端连接，所述高压电源经传导装置与低压电极连接，所述两个括电针排各自经传导装置与高压电极的内侧连接；在若干个增压加速单元之间连体串接若干个上方开口直径与低压电极和高压电极直径相等的漂移管；在所述漂移管中，沿增压加速单元中高压电极至低压电极的方向依次安置一个聚束磁铁、一个导向磁铁和一个位置探头，聚束磁铁的轴心线、导向磁铁的轴心线和位置探头的轴心线三个的轴心线均与低压电极的轴心线重合；在所述漂移管上方开口的中央，安置一个的轴心线垂直的金属导线筒A从上方插入漂移管中；在增压加速单元中高压电极底面的外侧连体连接一个直径与高压电极直径相同的粒子源屏蔽桶，粒子源屏蔽桶中安置一个粒子源，所述粒子源的轴心线与低压电极的轴心线重合；在所述的粒子源屏蔽桶侧向敞口的中央，安置一个轴心线水平的金属导线筒B，从侧向插入粒子源屏蔽桶中。
[n0007] 作为优选，若干个所述增压加速单元沿直线串接构成。
[n0008] 作为优选，所述包含低压电极、高压电极、加速管、绝缘输电带、绝缘转筒、喷电针排、括电针排和高压电源的增压加速单元沿低压电极的轴心线，从低压电极至高压电极的方向等间隔排列不少于个，并使若干个增压加速单元中各个低压电极的轴心线重合。
[n0009] 作为优选，所有部件中，除第一个增压加速单元中的低压电极直接接地和高压电源经低压电极间接接地外，其它部件均对地绝缘。
[n0010] 本实用新型的有益效果为：若干个增压加速单元沿直线串接构成，用若干个增压加速单元逐级将加速电压增至加速放疗用高能粒子所需电压，然后反向逐段加速由离子源发出的粒子速，过程中，用若干个漂移管中的的聚束磁铁校正射束的发射度，用位置探头探测射束轴心偏移情况，用导向磁铁校正射束轴心位置偏移；第一个增压加速单元中的低压电极和给喷电针排提供高压的高压电源接地，其它各增压加速单元中的高压电极、低压电源和高压电源对地绝缘，并用对地绝缘的金属导线筒将接地的电源线和信号线屏蔽送进粒子源屏蔽桶和漂移管。
[n0011] 为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[n0012] 图1是根据本实用新型实施例的一种直线串接增压加速一体式静电倍压加速器的高压电极、低压电极和加速管组合示意图；
[n0013] 图2是根据本实用新型实施例的一种直线串接增压加速一体式静电倍压加速器的高压电极、低压电极和输电带组合示意图；
[n0014] 图3是根据本实用新型实施例的一种直线串接增压加速一体式静电倍压加速器的n个增压加速单元等间距安置示意图；
[n0015] 图4是根据本实用新型实施例的一种直线串接增压加速一体式静电倍压加速器的增压加速单元与漂移管和粒子源屏蔽桶连体串接示意图；
[n0016] 图5是根据本实用新型实施例的一种直线串接增压加速一体式静电倍压加速器的漂移管剖面结构示意图；
[n0017] 图6是根据本实用新型实施例的一种直线串接增压加速一体式静电倍压加速器的粒子源屏蔽桶剖面结构示意图。
[n0018] 图中：
[n0019] 1、增压加速单元；1-1、低压电极；1000、轴心线；1-2、高压电极；1-3、加速管；1-4、绝缘输电带；1-5、绝缘转筒；1-6、喷电针排；1-7、括电针排；1-8、高压电源；2、漂移管；3、聚束磁铁；4、导向磁铁；5、位置探头；6、金属导线筒A；7、粒子源屏蔽桶；8、粒子源；9、金属导线筒B。
[n0020] 为进一步说明各实施例，本实用新型提供有附图，这些附图为本实用新型揭露内容的一部分，其主要用以说明实施例，并可配合说明书的相关描述来解释实施例的运作原理，配合参考这些内容，本领域普通技术人员应能理解其他可能的实施方式以及本实用新型的优点，图中的组件并未按比例绘制，而类似的组件符号通常用来表示类似的组件。
[n0021] 根据本实用新型的实施例，提供了一种直线串接增压加速一体式静电倍压加速器。
[n0022] 实施例一，如图1-6所示，根据本实用新型实施例的一种直线串接增压加速一体式静电倍压加速器，包括若干个增压加速单元1，每个增压加速单元1包括一个圆柱形中空一侧敞口底面中心开有圆孔的低压电极1-1，低压电极1-1中部设有轴心线1000水平，且与低压电极1-1底面圆孔的轴心线1000重合，在所述低压电极1-1的敞口方向沿所述低压电极1-1的轴心线1000一定距离处安置一个圆柱形中空朝向低压电极1-1的一侧敞口底面中心开有圆孔的高压电极1-2，高压电极1-2的轴心线1000和高压电极1-2底面圆孔的轴心线1000均与低压电极1-1的轴心线1000重合，在所述低压电极1-1和所述高压电极1-2之间沿所述低压电极1-1的轴心线1000安置一个由多个圆形中间开有圆孔等间距排列的加速电极组成的加速管1-3，加速电极的轴心线1000与低压电极1-1的轴心线1000重合，在所述的低压电极1-1和高压电极1-2之间且位于所述加速管1-3的两侧，各安置一个绝缘输电带1-4和两个轴心线1000垂直的绝缘转筒1-5，每个绝缘输电带1-4与两个绝缘转筒1-5活动连接，在所述每个绝缘输电带1-4靠近低压电极1-1一端的外侧安装一个喷电针排1-6，在所述每个绝缘输电带1-4靠近高压电极1-2一端的外侧安装一个括电针排1-7，所述的两个喷电针排1-6各自经传导装置与一个高压电源1-8的高压输出端连接，所述高压电源1-8经传导装置与低压电极1-1连接，所述两个括电针排1-7各自经传导装置与高压电极1-2的内侧连接；在若干个增压加速单元1之间连体串接若干个上方开口直径与低压电极1-1和高压电极1-2直径相等的漂移管2；在所述漂移管2中，沿增压加速单元1中高压电极1-2至低压电极1-1的方向依次安置一个聚束磁铁3、一个导向磁铁4和一个位置探头5，聚束磁铁3的轴心线1000、导向磁铁4的轴心线1000和位置探头5的轴心线1000三个的轴心线1000均与低压电极1-1的轴心线1000重合；在所述漂移管2上方开口的中央，安置一个的轴心线1000垂直的金属导线筒A6从上方插入漂移管2中；在增压加速单元1中高压电极1-2底面的外侧连体连接一个直径与高压电极1-2直径相同的粒子源屏蔽桶7，粒子源屏蔽桶7中安置一个粒子源8，所述粒子源8的轴心线1000与低压电极1-1的轴心线1000重合；在所述的粒子源屏蔽桶7侧向敞口的中央，安置一个轴心线1000水平的金属导线筒B9，从侧向插入粒子源屏蔽桶7中。
[n0023] 实施例二，若干个所述增压加速单元沿直线串接构成。
[n0024] 实施例三，所述包含低压电极1-1、高压电极1-2、加速管1-3、绝缘输电带1-4、绝缘转筒1-5、喷电针排1-6、括电针排1-7和高压电源1-8的增压加速单元1沿低压电极1-1的轴心线1000，从低压电极1-1至高压电极1-2的方向等间隔排列不少于2个，并使若干个增压加速单元1中各个低压电极1-1的轴心线1000重合。
[n0025] 实施例四，所有部件中，除第一个增压加速单元1中的低压电极1-1直接接地和高压电源1-8经低压电极1-1间接接地外，其它部件均对地绝缘。
[n0026] 在前述所有部件中，除第一个增压加速单元1中的低压电极1-1直接接地和其中的高压电源1-8经低压电极1-1间接接地外，其它部件均对地绝缘；
[n0027] 一种直线串接增压加速一体式静电倍压加速器的电压总增量为n个增压加速单元1电压增量之和，即，
[n0028] □V＝□v1+□v2+…□vn-1+□vn
[n0029] 式中，ΔV是静电倍压加速器相对于地电势的电压总增量；□v1是第一个增压加速单元1相对于地电势的电压增量；Δv2是第二个增压加速单元1中高压电极1-2相对于低压电极1-1的电压增量，由于第二个增压加速单元1中的低压电极1-1与第一个增压加速单元1中的高压电极1-2连体，具有相同的电势，故Δv2是第二个增压加速单元1相对第一个增压加速单元1的电压增量；同理，Δvn是第n个增压加速单元1相对第n-1个增压加速单元1的电压增量。
[n0030] 在第一个增压加速单元1中高压电源1-8相对于地电势给喷电针排1-6提供一个高压；在第二个增压加速单元1中高压电源1-8相对于第一个增压加速单元1中的高压电极1-2给第二个增压加速单元1中的喷电针排1-6提供一个高压；同理，在第n个增压加速单元1中高压电源1-8相对于第n-1个增压加速单元1中的高压电极1-2给第n个增压加速单元1中的喷电针排1-6提供一个高压，这就要求第一个增压加速单元1中的高压电极1-2及第二个增压加速单元1以后的各增压加速单元1中的高压电源1-8、高压电极1-2和低压电极1-1都要对地绝缘。由于高压电源1-8、高压电极1-2和低压电极1-1对地绝缘的方法有多种，本专利不做具体限定。
[n0031] 由于喷电针排1-6相对于绝缘输电带1-4形成高压，会产生电荷喷向绝缘输电带1-4，绝缘输电带1-4传动会将电荷送至括电针排1-7处，括电针排1-7再将电荷转移至高压电极1-2
[n0032] 内，电荷会迅速转移至高压电极1-2外表面。高压电极1-2表面聚集电荷后就会相对于低压电极1-1依据公式V＝Q/C产生电压，公式中，Q是高压电极1-2上的电荷，C是高压电极1-2与低压电极1-1之间的电容。
[n0033] 到第n个增压加速单元1的高压电极1-2，相对于地电势，电压会增至最高，由离子源8发出的带电粒子可利用n个增压加速单元1中高压电极1-2至低压电极1-1形成的电势差，经n个加速管1-3分段反向加速，过程中n-1个漂移管2中的聚束磁铁3可校正射线的发射度，位置探头5可探测射束轴心偏移情况，导向磁铁4可校正射束轴心位置偏移。
[n0034] 对地绝缘的金属导线筒A6和金属导线筒B9分别负责将可接地的电源线和信号线屏蔽送进漂移管2和粒子源屏蔽桶7。
[n0035] 为了方便理解本实用新型的上述技术方案，以下就本实用新型在实际过程中的工作原理或者操作方式进行详细说明。
[n0036] 综上所述，借助于本实用新型的上述技术方案，通过若干个增压加速单元1沿直线串接构成，用若干个增压加速单元1逐级将加速电压增至加速放疗用高能粒子所需电压，然后反向逐段加速由离子源发出的粒子速，过程中，用若干个漂移管2中的的聚束磁铁3校正射束的发射度，用位置探头5探测射束轴心偏移情况，用导向磁铁4校正射束轴心位置偏移；第一个增压加速单元1中的低压电极1-1和给喷电针排1-6提供高压的高压电源接地，其它各增压加速单元中的高压电极1-2、低压电源和高压电源对地绝缘，并用对地绝缘的金属导线筒A6将接地的电源线和信号线屏蔽送进粒子源屏蔽桶7和漂移管2。
[n0037] 以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

权利要求:
Claims (4)
[0001] 1.一种直线串接增压加速一体式静电倍压加速器，其特征在于，包括若干个增压加速单元(1)，每个增压加速单元(1)包括一个圆柱形中空一侧敞口底面中心开有圆孔的低压电极(1-1)，低压电极(1-1)中部设有轴心线(1000)水平，且与低压电极(1-1)底面圆孔的轴心线(1000)重合，在所述低压电极(1-1)的敞口方向沿所述低压电极(1-1)的轴心线(1000)一定距离处安置一个圆柱形中空朝向低压电极(1-1)的一侧敞口底面中心开有圆孔的高压电极(1-2)，高压电极(1-2)的轴心线(1000)和高压电极(1-2)底面圆孔的轴心线(1000)均与低压电极(1-1)的轴心线(1000)重合，在所述低压电极(1-1)和所述高压电极(1-2)之间沿所述低压电极(1-1)的轴心线(1000)安置一个由多个圆形中间开有圆孔等间距排列的加速电极组成的加速管(1-3)，加速电极的轴心线(1000)与低压电极(1-1)的轴心线(1000)重合，在所述的低压电极(1-1)和高压电极(1-2)之间且位于所述加速管(1-3)的两侧，各安置一个绝缘输电带(1-4)和两个轴心线(1000)垂直的绝缘转筒(1-5)，每个绝缘输电带(1-4)与两个绝缘转筒(1-5)活动连接，在所述每个绝缘输电带(1-4)靠近低压电极(1-1)一端的外侧安装一个喷电针排(1-6)，在所述每个绝缘输电带(1-4)靠近高压电极(1-2)一端的外侧安装一个括电针排(1-7)，所述的两个喷电针排(1-6)各自经传导装置与一个高压电源(1-8)的高压输出端连接，所述高压电源(1-8)经传导装置与低压电极(1-1)连接，所述两个括电针排(1-7)各自经传导装置与高压电极(1-2)的内侧连接；在若干个增压加速单元(1)之间连体串接若干个上方开口直径与低压电极(1-1)和高压电极(1-2)直径相等的漂移管(2)；在所述漂移管(2)中，沿增压加速单元(1)中高压电极(1-2)至低压电极(1-1)的方向依次安置一个聚束磁铁(3)、一个导向磁铁(4)和一个位置探头(5)，聚束磁铁(3)的轴心线(1000)、导向磁铁(4)的轴心线(1000)和位置探头(5)的轴心线(1000)三个的轴心线(1000)均与低压电极(1-1)的轴心线(1000)重合；在所述漂移管(2)上方开口的中央，安置一个的轴心线(1000)垂直的金属导线筒A(6)从上方插入漂移管(2)中；在增压加速单元(1)中高压电极(1-2)底面的外侧连体连接一个直径与高压电极(1-2)直径相同的粒子源屏蔽桶(7)，粒子源屏蔽桶(7)中安置一个粒子源(8)，所述粒子源(8)的轴心线(1000)与低压电极(1-1)的轴心线(1000)重合；在所述的粒子源屏蔽桶(7)侧向敞口的中央，安置一个轴心线(1000)水平的金属导线筒B(9)，从侧向插入粒子源屏蔽桶(7)中。
[0002] 2.根据权利要求1所述的一种直线串接增压加速一体式静电倍压加速器，其特征在于，若干个所述增压加速单元(1)沿直线串接构成。
[0003] 3.根据权利要求1所述的一种直线串接增压加速一体式静电倍压加速器，其特征在于，包含低压电极(1-1)、高压电极(1-2)、加速管(1-3)、绝缘输电带(1-4)、绝缘转筒(1-5)、喷电针排(1-6)、括电针排(1-7)和高压电源(1-8)的所述增压加速单元(1)沿低压电极(1-1)的轴心线(1000)，从低压电极(1-1)至高压电极(1-2)的方向等间隔排列不少于2个，并使若干个增压加速单元(1)中各个低压电极(1-1)的轴心线(1000)重合。
[0004] 4.根据权利要求1所述的一种直线串接增压加速一体式静电倍压加速器，其特征在于，所有部件中，除第一个增压加速单元(1)中的低压电极(1-1)直接接地和高压电源(1-8)经低压电极(1-1)间接接地外，其它部件均对地绝缘。

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公开号 | 公开日

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引用文献:

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公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题

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法律状态:
2021-10-01| GR01| Patent grant|

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2021-10-01| GR01| Patent grant|

优先权:

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申请号 | 申请日 | 专利标题

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CN202120177556.3U|CN214338190U|2021-01-22|2021-01-22|一种直线串接增压加速一体式静电倍压加速器|CN202120177556.3U| CN214338190U|2021-01-22|2021-01-22|一种直线串接增压加速一体式静电倍压加速器|