基于散射的束流能散测量

发布时间：2020-07-16 02:03

【摘要】：由中国科学院近代物理研究所研发的重离子医学专用装置(HIMM)的注入器是一紧凑型回旋加速器,其引出束流的流强、能散、发射度等方面有较高的品质。为了对能散进行精确测量,必须研制一种具有高探测效率、高能量分辨率等特点的探测系统。为此,本文主要研究了一种监测其引出束流能散的探测系统,它基于卢瑟福散射的原理,分别由硅探测器和微通道板飞行时间探测器在不同方向测量被散射束流的能量。硅探测器用于核辐射探测有能量分辨高、上升时间快等优点。微通道板具有良好的时间分辨,所以基于微通道板的探测器在束流测量中有大量的应用。本文首先介绍了硅探测器的性能,讨论了硅探测器位置与角度对计数的影响及其能量分辨和误差分析;其次着重介绍了微通道板飞行时间探测器的结构设计,重点讨论了探测器不同形状阳极和不同带宽信号传输线等方面对其性能的影响。最后得到了其时间分辨等参数。分析并计算了离线测试中飞行时间探测器的误差:?粒子、电子的飞行离散和定时精度。得到测试的结果:上升时间260ps,系统时间分辨90ps。2015年初进行了HIMM紧凑型回旋加速器引出束流的在线测试工作。测试结果显示探测器能够符合设计要求:测得能散小于1%。另外,考虑到粒子穿过金靶时能量展宽所带来的误差在1‰以下,就可以认为束流在一定偏转角度的能散与直线段的能散是相等的。结合探测器的本征分辨,可得加速器的引出束流的能散能够达到所要求的好于1%。同时也证实了基于散射的束流探测器的可行性与优越性。
【学位授予单位】：中国科学院研究生院（近代物理研究所）
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：R730.5;O571.6
【图文】：

能量沉积,射程,粒子,重离子

SR 的深层肿瘤治疗终端建成。截至 2013 年，近代物理研究所已肿瘤患者进行治疗（其中，浅层肿瘤患者 103 例，深层肿瘤患者 1良好的效果。为进一步商业使用奠定了基础。子物理过程的原理简介量沉积与剂量重离子（例如碳离子）进行放射治疗的原因，主要是因为重离子特性--重离子能量沉积剂量的特性，即所谓的布拉格曲线（Henri Bragg 的名字命名，主要研究了α粒子在空气中的能量的减ilson[3]提出了使用质子和重离子在放疗中的精确照射治疗。[1]是一个有关电磁辐射（X 射线和γ射线）和离子（碳离子和质子离关系的比较图。

能损,质子,粒子,靶核

4基于散射的束流能散测量些碰撞的影响。其中最主要的就是靶核电子的弹性散射作用（又称为电子阻止）而这些作用又可以很好的被贝特（Bethe）和布洛赫（Bloch）所提出的理论进行描述（称之为 Bethe-Bloch 公式）。这里给出 Fano[13]描述的相对论版本的公式其中包括壳修正项tC/ Z和密度效应的修正项 /2]2ln(1)2[ln4222242 teetpZCImvmveZZdxdE（1.2）pZ 和tZ 分别表示入射粒子与靶核的原子数，em 和e分别表示电子的质量和电子电荷数。而 I 表示靶核原子或者靶核分子的平均电离能。对于液态水来说平均电离能 I 79.7eV，这个数据主要是通过测得 70 MeV质子在水中的能损获得的[15][16]。而如图 1.2[1]所示。

示意图,注入器,示意图,参数值

HIMM的注入器的示意图

【参考文献】