交变相位聚焦交叉指磁波质子漂移管直线加速结构研究
发布时间：2021-08-24 08:20
恶性肿瘤已经成为人类健康的主要杀手,攻克癌症并提高患者术中与术后的生存率和生存质量成为当前医学界的一个迫切任务。基于质子加速器的高能质子放疗由于其优异的布拉格峰效应以及带给患者术中和术后的更好体验,现在逐渐成为热点。注入器是质子放疗加速器的核心部件,研制一台高性价比的注入器对质子放疗的普及和推广有着重要的推动作用。一台典型的注入器包括一台离子源（IS）,一段低能传输线（LEBT）,一台射频四极场加速器（RFQ）和一台漂移管直线加速器（DTL）,本文的主要工作聚焦在研制一台外形尺寸更加紧凑、易于维护和具有成本优势的漂移管直线加速器,来替代目前使用的传统型漂移管质子直线加速器。交叉指磁波（Interdigital H-mode,IH）漂移管直线加速结构和交变相位聚焦（Alternating Phase Focused,APF）的使用是本文中的注入器的特点,基于这两项技术,我们设计了一台APF IH-DTL加速腔,它显著地减小了加速腔的纵向和径向尺寸,同时省去了用于传统DTL的四极磁铁以及辅助的电源和水冷系统,进而省去了日常的维护等。这些特点可以有效地提高质子放疗的竞争力。作为国内第一台自主...
【文章来源】：中国科学院大学(中国科学院上海应用物理研究所)上海市
【文章页数】：134 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
中、美、英三国的癌症5年生存率对比（2015年）[1.2]
只使用单一的手术或者放疗就可以治愈[1.3]，其余大合使用上述三种或者更多的治疗手段。而现实中大多癌症时，基本为中晚期，一般都需要上述几种方法疗的有效手段之一，放射疗法采用的主要介质有：来流产生的 X 射线或γ射线、电子束流和强子束流（面从历史的发展来分别简要介绍。物理学家伦琴（Wilhelm Conrad R ntgen）在 1895 年）美国人 Emil Herman Grubbe 就第一次使用了 X X 射线的放疗的第一次大发展是在居里夫人发现放学奖以后，它引起的轰动效应使得越来越多的公众了。第二次大发展是基于二战之后的加速器和相关技产生的高能电子束打靶产生高能 X 射线来对肿瘤进射治疗的直线加速器是在 1953 年建造于英国伦敦[
质子放射治疗。虽然高能质子因其独特的 Bragg Peak（见图 1.2）的优势得到广泛关注[1.8，1.9]，但由于在当时建造质子放疗装置的费用高昂（主要是质子加速器复杂庞大和相关治疗装置的费用昂贵）以及相关影像技术不成熟，在此后的很长一段时间质子放疗都没有得到真正普及和发展。直到 20 世纪 70 年代开始，随着 CT 技术的出现，质子治疗才进入真正意义上的临床研究，并于 1990 年在美国的加利福尼亚州的罗马琳达大学（Loma Linda University）建成了质子治疗和研究中心（James M. Slater, MD Proton Treatment and Research Center）。它是第一台真正意义的基于医院的质子治疗中心，由费米国家加速器实验室（FermiNational Accelerator Laboratory，简称 FNAL）承建，共有转动机架数 3 个，水平束线 3 个，采用散射式束流配送系统[1.6，1.10]，整个治疗装置的布局图如下所示（图 1.3）。当时筹建这台装置的小组，后来演变成了著名的粒子放射治疗合作组织（ParticleTherapyCo-OperativeGroup，简称 PTCOG）。罗马琳达大学质子治疗中心成立至今共治疗了 17500 名癌症患者。
本文编号：3359635
【文章来源】：中国科学院大学(中国科学院上海应用物理研究所)上海市
【文章页数】：134 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
中、美、英三国的癌症5年生存率对比（2015年）[1.2]
只使用单一的手术或者放疗就可以治愈[1.3]，其余大合使用上述三种或者更多的治疗手段。而现实中大多癌症时，基本为中晚期，一般都需要上述几种方法疗的有效手段之一，放射疗法采用的主要介质有：来流产生的 X 射线或γ射线、电子束流和强子束流（面从历史的发展来分别简要介绍。物理学家伦琴（Wilhelm Conrad R ntgen）在 1895 年）美国人 Emil Herman Grubbe 就第一次使用了 X X 射线的放疗的第一次大发展是在居里夫人发现放学奖以后，它引起的轰动效应使得越来越多的公众了。第二次大发展是基于二战之后的加速器和相关技产生的高能电子束打靶产生高能 X 射线来对肿瘤进射治疗的直线加速器是在 1953 年建造于英国伦敦[
质子放射治疗。虽然高能质子因其独特的 Bragg Peak（见图 1.2）的优势得到广泛关注[1.8，1.9]，但由于在当时建造质子放疗装置的费用高昂（主要是质子加速器复杂庞大和相关治疗装置的费用昂贵）以及相关影像技术不成熟，在此后的很长一段时间质子放疗都没有得到真正普及和发展。直到 20 世纪 70 年代开始，随着 CT 技术的出现，质子治疗才进入真正意义上的临床研究，并于 1990 年在美国的加利福尼亚州的罗马琳达大学（Loma Linda University）建成了质子治疗和研究中心（James M. Slater, MD Proton Treatment and Research Center）。它是第一台真正意义的基于医院的质子治疗中心，由费米国家加速器实验室（FermiNational Accelerator Laboratory，简称 FNAL）承建，共有转动机架数 3 个，水平束线 3 个，采用散射式束流配送系统[1.6，1.10]，整个治疗装置的布局图如下所示（图 1.3）。当时筹建这台装置的小组，后来演变成了著名的粒子放射治疗合作组织（ParticleTherapyCo-OperativeGroup，简称 PTCOG）。罗马琳达大学质子治疗中心成立至今共治疗了 17500 名癌症患者。
本文编号：3359635
本文链接：https://www.wllwen.com/shoufeilunwen/yxlbs/3359635.html
