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1、真空科学与技术学报第卷增刊田附止服岌卫粥刊兀口廿旧叹犯刃年月兰州重离子加速器深层治癌束流线真空系统杨晓天,赞张军辉蒙峻,张喜平’杨伟顺’郭宗辉,,郭迪舟,,赵玉刚胡振军侯生军中国科学院近代物理研究所兰州叮中国科学院研究生院北京田眠七刃压吸日田兀‘,山山,‘,,劝缨兀飞汉山唱,伪而妙山‘,,汕‘,,劝如笋心,,石”谊欧议龙与万如,口山心的山衅泌阴,加耐如“乃刀,乙陇爪茗、心王目幼六阅之陇激注凶面叮反面欧,及乒咭,从朋,由旧仆玩甘斑歇沼曰兹喇悦耳罗加仆悦,嘛以犯玉苗双祀司,治二一’一“壬暇卿,娜二“’且七面妞哪犯阴曲嗡网℃扭邵劝℃仆滋咖即脚,佣比卿廿场记找拐七习仆
2、山汕卿为聊肋心叮戒,山喇叮,刊,创街℃,舫罗分摘要重离子深层治癌束流线从兰州重离子加速器冷却储存环扭班伍主环引出,利用能量为田一的碳离子束,开展治疗体内各种癌症的深层治癌研究。该束流线真空系统包括极高真空段、超高真空段和大气段,采用不同的真空获得方案和工艺路线,分别在极高真空段和超高真空段获得了‘。和的真空度,并顺利实现了束流线的真空过渡,保证了爪班伍主环极高真空系统的安全运行研制了适用于高频率扫描磁铁内放置的真空管道,消除了涡流对束流的影响对隔离真空和大气的大尺寸膜窗材料进行了调研,选择高强度塑料膜以喇助和加强纤维膜联合使用,既能让束流通过,又不会产生危害人
3、体的中子,并能够有足够的强度抵御大气压力。该束流线真空系统的建成为重离子深层治癌的研究提供了良好的真空条件。关键词重离子加速器重离子束治癌超高极高真空系统涡流大尺寸膜窗中图分类号二叨刀皿文献标识码“卿一以刃增恶性肿瘤是目前危害人类健康最凶险的疾病之为一尖锐的习路峰,对正常组织的损伤小而对目一,癌症死亡率在我国已升至第一位。利用重离子标靶组织细胞造成不可修复的损伤,因此重离子治治癌,其能量主要通过电离而损失在射程末端,分布癌是一种高精度高治愈率的先进放疗方法。中科院收稿日期刀一墓金项目中国科学院科技创新工程重大项目。幻,联系人叨叭刃。面明列皿详朋二增刊杨晓天等兰
4、州重离子加速器深层治癌束流线真空系统近代物理研究所在用重离子束进行浅层治癌获得成体的中子,并能够有足够的强度抵御大气压力的材功的基础上,利用近期建成的兰州重离子加速器冷料而用于束流线上的两台高频率扫描磁铁中的真却储存环扭班,提供的能量为田空室材料必须能够消除涡流的影响。的碳离子束,开展治疗体内各种癌症的深在真空设备的配置方面,超高真空段主泵采用层治癌研究。深层治癌束流线是主环溅射离子泵《幻,大约一放置一台极高的一个实验终端。束流从引出,通过治癌束真空段主泵采用溅射离子泵钦升华泵流线,经束流线下游高频率扫描磁铁导向,在束流线田的组合,大约一放置一台粗抽机末端穿过
5、膜窗,在空气中飞行一段距离后直抵病人组由涡轮分子泵和干式机械泵组成,以避免油蒸汽体内肿瘤,按肿瘤断层的形状精确地进行照射。束对系统的污染。机组可将系统抽到左右,用流在深层治癌线中只是一次性通过,真空度为于溅射离子泵的启动,并用于系统的烘烤排气及检一一即可满足使用要求。但由于深层治癌漏全金属密封插板阀用于烘烤段的隔断阀,非烘烤线真空系统与保持在极高真空状态一‘”下的段采用橡胶密封插板阀。为防止终端膜窗破裂事故冲击极高真空系统,在治癌线中部安装台真空系统相连,为了保证的真空度不受影响,在距约巧的部分完全按照极高真空关闭速度为的决关阀系统烘烤段真空度测量的获得方案进
6、行设计【‘从极高真空段末端到膜窗配置个测量范围为’一的真为超高真空系统而膜窗的一边是超高真空,另一边空规管,非烘烤段配置个测量范围为、一是大气。本文介绍该跨越极高真空一超高真空一大一’的真空规管另外在烘烤段安装个四气的真空系统的布局和设计方案,同时介绍置于高极质谱计探头监测系统分压及残余气体成分,并用频率扫描磁铁中的真空管道的研制及大尺寸膜窗材于系统烘烤后的检漏。深层治癌束流线真空系统设料的选择和膜窗设计方案,最后介绍系统的调试结备布局见图。果。真空系统布局和设计方案重离子深层治癌束流线全长,真空内表面积约扩,分为极高真空段烘烤段和超高真空段非烘烤段,在超高真
7、空段末端和大气之间设计有双层膜窗。极高真空段真空度为,一一’”,超高真空段真空度为一左右,双层膜窗中间保持左右的低真空。束流线上的磁元件包括台弯曲磁铁二极图重离子深层治癌束流线真空系统设备布局图铁,台扫描磁铁,台聚焦透镜四极铁,二极坷叮铁、四极铁真空室置于磁铁间隙中。为了降低制造既哪玩翻刀和运行经费,磁铁间隙一般都设计得很小。因此,真空室壁厚、真空烘烤所需的加热及隔热元件的厚度烘烤段上所有零部件配备永久性烘烤外套以承都受到限制。用程序对矩形截面的二极铁真受℃的在线均匀烘烤。同时在接近任由的部空室和四极铁真空室进行受力计算,在变形许可的位连续安装一台主泵,用局部
8、增大抽速与约情况下尽量采用较薄的壁厚图
