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1、驻波加速管的工作特性顾本广北京医疗器械研究所‘〔提要,、、〕本文全面分析了驻波加速管的工作特性了解这些工作特性对于使用调整。维护医用驻波电子直线加速器等是很重要的流负载可以通过改变电子枪的发射电流来实、一引言,现小野胜弘等给出了驻波加速管中加速能‘〕,自从年第一台医用电子直线加速器量随束流负载变化的公式本文将进一步,。行波型正式间世以来就因其能满足放给出其它输出参数随束流负载变化的公式,加射抬疗的多方面的要求逐步发展为当代放速能量与束流负载的关系,,射抬疗的主要工具七十年代初又出现了加利用理论对驻波加速管的稳态,,〔“’。速效率更高的驻波型医用电子直线加速
2、器特性进行分析可得加速能量如下式所示。发展速度加快目前全世界各医疗机构拥有一,的医用电子直线加速器已超过台其中。、、杯瓜”。驻波型估计占一半以在使用调整维护,一兴哥中这类装置时需要对其心脏部柞即加速管的工,作特性有所了解关于行波加速管的工作特〔”,。么,。性已有文章介绍至于驻波加速管的工作。小一。特性则至今尚未有全面的论述本文系统地、分析了驻波加速管的负载特性功率特性及式中代表驻波加速管的等效电压,,。频率特性等工作特性并且给出了计算最佳用于代表加速能量为束流负,。束流负载的公式了解这些工作特性不仅对载医,,。,用驻波电子直线加速器而且对辐照及探为有效分路
3、阻抗为加。,伤用驻波电子直线加速器亦有必要速管长度,母为波导与加速管之间。祸合度这三个参量取决于加速管的结构尺、二工作特性。寸。驻波加速管的工作特性是指对于已设计为微波功率源传输到加速管入口处的,。制造好的加速管其输出参数随输入参数变功率。。。化的关系驻波加速管的主要输出参数有束中为束流的平衡相位、流加速能量束流功率以及束流打靶后的由式不难看出加速能量随束流负,。线输出量输入参数主要有束流强度负载的增加而线性下降、。,,载功率及工作频率等当束流负载为零时能量最高这时负载特性当加速管束流负载改变。二,,二。时会引起一系列输出参数的变化调节束。代表空载能量护二
4、谁,一,二勺向、当束流负载增加到能量下降为零时对不应最大束流负载·仍,,、‘。,‘’飞杯不瓦不二杯么丁。中束流输出功率与束流负载的关系出功率可表一‘束流输为、二一一波源功率之比称束流输出功率与微为束,流效率其定义为。三飞之只、显然”随束流负载的变化和随束流负五、几、飞〔减哟瑞。载变化的关系是一致的由式、不难求出对应于最大图驻波加速管的负载特性。,,。,束流输出功率及最大束流效率的束流负载为日、,击二不一一一丁工一又束流相位对负载特性的影响乙甲,在计算各种束流负载影响的公式中都出,。。,小,比较式及式显然有下面现项它是小野胜弘在计算能量与束,,关系流负载关系
5、例首先引入的中被称为平衡,。。。相位下面对此题进行一些讨论,由于被加速管内加速电场梯度很高通线输出量与束流负载的关系过第一、二个加速腔电子速度即已接近光”,,一速国此札振荡机不明显亦很难确定所谓。火一式中为经验常数平衡相位的位置,,比。,,对于左右之低能加速管较合理的处理是将中定义为平均。,以下计算均按“考虑加速能量与最大加速能量的比值在驻波加,,、对应于最大线输出量的束流负载速管中聚束段很短只包含一二个加速,,,可表为腔主加速段占主要成分在主加速段中,只电子通过加速腔时有当电子到达加速腔一竺一二匕进丝玉、中心而电场亦同时升到幅值,在入口及出口。中,时电场
6、同时为零时所获得能量最大其表示比较式,及式可得下列关式为系··一二。丁一刹在图中给了驻波加速管的典型的束流。。负载曲线此处代表该加速腔的长度喊疗软每场年第期,对于与它朴差湘位中的电子所得能量功率特性当驻波加速管的束流负一,,为载定改变微波功率同样会引起输出参,数的变动其计算公式可以用前面同样的公、,一血一人甲。又式来进行···········。‘一卜⋯⋯杯瓦·一‘·······”。。。‘一一丁中杯不⋯⋯·········产。“二一⋯⋯比较式及可得。‘其中兰二卫生杯乞二石电,。中日在加速相位范围内的平均加速能量与最图给出了驻波加速管典型的功率特性。大加速能量
7、之比可表为曲线、,上,伪刃小一土一牙万丁一一工代于甲甲人、甲竺一甲尹‘甲‘,台甲,一丁小一小乙小一小了⋯式中小、小,代表加速相位范围的上下限。,由式可见当加速相位愈集中于,。,,电场幅值附近则电愈大其曲线示于图尸。—尸乙场、、肠、、、、图驻波加速管的功率特性,二、‘频率特性,在以上讨论负载特性及功率特性时均假设微波源的工作频率与驻波加速管的谐振,。频率相同这时馈入加速管的功率最大,当工作频率偏离加速管的谐振频率时,。将处于失谐状态加速管的功率与微波源。的功率的关系可表为。日丁丁二,日。“图小与加速相位范围之关系一,〔卜〕动力学计算表明大多数驻波加速管的卿“
8、,。。,加速相位范围在左右因此小式中△一是加速管的谐振频。。的估算
