本發(fā)明屬于回旋加速器，尤其涉及一種布設(shè)在回旋加速器外部的回旋加速器物理參數(shù)測試裝置。

背景技術(shù)：

1、離子源是回旋加速器的重要組成部分，為回旋加速器提供離子束。醫(yī)用小型回旋加速器離子源通常為h-離子源，分為內(nèi)部離子源和外置離子源等兩種形式。內(nèi)部離子源具有結(jié)構(gòu)簡單，成本低廉等優(yōu)點。

2、內(nèi)部離子源的設(shè)計難點在于：

3、第一、其性能受限于陽極腔的機械加工尺寸，機械加工尺寸的公差變動會對離子源引出束流的性能造成較大影響。例如，如果離子源陽極腔的內(nèi)部加工尺寸相差零點幾個毫米，其生產(chǎn)出的離子就可能不是當(dāng)前所要的離子(例如負(fù)氫離子)而是另外一種離子(例如α離子)。

4、第二、內(nèi)部離子源受限于安裝位置(安裝在加速器中心區(qū))，當(dāng)離子源同時生產(chǎn)出三種正離子(h1+、h2+、h3+)時，現(xiàn)有技術(shù)的回旋加速器中心區(qū)只能讓其中的一種離子通過中心區(qū)，而卡掉另外二種離子。當(dāng)用戶對另外二種離子也有需求時，用同樣的方法讓當(dāng)前有需求的離子通過中心區(qū)，而卡掉另外二種離子。由于不能同時對三種離子分析，只能每次只能調(diào)試一種束流，并且每次調(diào)試束流受限于加速器的組裝進(jìn)度以及加速器整個真空系統(tǒng)等多個系統(tǒng)的影響，必須所有加速器系統(tǒng)都具備條件后才能進(jìn)行調(diào)束測試。對于商用小回旋加速器，該種方法嚴(yán)重影響加速器整機調(diào)試進(jìn)度。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出一種布設(shè)在回旋加速器外部的回旋加速器物理參數(shù)測試裝置，第一目的在于解決離子源陽極腔的性能受限于陽極腔的機械加工尺寸，機械加工尺寸的公差變動會對離子源性能造成較大影響的問題；第二目的在于解決離子源陽極腔受限于其在中心區(qū)的安裝位置，不能同步進(jìn)行離子源多種類離子的調(diào)試，導(dǎo)致嚴(yán)重影響加速器整機調(diào)試進(jìn)度的問題。

2、本發(fā)明為解決其技術(shù)問題提出以下技術(shù)方案：

3、一種布設(shè)在回旋加速器外部的回旋加速器物理參數(shù)測試裝置，包括布設(shè)在回旋加速器以外的多功能測試支架(1)、布設(shè)在該多功能測試支架(1)上的用于模擬回旋加速器磁場環(huán)境的c型磁鐵(2)、布設(shè)在該多功能測試支架(1)上的用于模擬回旋加速器內(nèi)部離子源的可移動離子源系統(tǒng)(3)、布設(shè)在該多功能測試支架上的用于測試離子源束流的可移動束測系統(tǒng)(4)、以及布設(shè)在該多功能測試支架(1)上的用于將束流從離子源陽極腔(3-1)的束流引出縫隙(3-2)中引出的可移動高壓饋入系統(tǒng)(5)；所述可移動離子源系統(tǒng)(3)、可移動束測系統(tǒng)(4)、以及可移動高壓饋入系統(tǒng)(5)通過真空接頭將各自主要部分布設(shè)在多功能真空盒(6)內(nèi)；在工作狀態(tài)下，該測試裝置將可移動離子源系統(tǒng)(3)、可移動束測系統(tǒng)(4)、以及可移動高壓饋入系統(tǒng)(5)移動到該c型磁鐵(2)的中心平面中，在c型磁鐵(2)的中心平面中進(jìn)行加速器相關(guān)物理參數(shù)的測試；該相關(guān)物理參數(shù)的測試包括離子源陽極腔內(nèi)部加工尺的測試、離子源陽極腔引出的不同種類束流流強的測試、以及離子源陽極腔內(nèi)部鍛煉和外部鍛煉的測試；

4、其特點是：

5、所述可移動束測系統(tǒng)(4)，包括帶電場的法拉第籠(4-1)，該帶電場的法拉第籠(4-1)布設(shè)在離子源陽極腔(3-1)的束流引出縫隙(3-2)附近，用于接收從離子源陽極腔(3-1)的束流引出縫隙(3-2)中引出的束流；該帶電場的法拉第籠(4-1)和可移動高壓饋入系統(tǒng)(5)的高壓電極板(5-1)等電勢，用以保持束流從陽極腔引出后做勻速運動并只受到磁場力的作用；

6、所述可移動束測系統(tǒng)(4)，還包括布設(shè)在法拉第籠(4-1)內(nèi)的帶有束流接收總靶和積分靶的束流探頭(4-2)，束流探頭(4-2)用于接收離子源引出的束流，通過束流的參數(shù)變化，來調(diào)節(jié)記錄電源參數(shù)；該束流探頭包括束流接收總靶(4-2-1)和積分靶(4-2-2)，該束流接收總靶(4-2-1)用于接收從離子源陽極腔(3-1)引出的所有束流，該積分靶(4-2-2)用于接受從離子源陽極腔(3-1)引出的不同種類的束流，束流探頭(4-2)放置在法拉第籠(4-1)內(nèi)部，束流探頭(4-2)在尾端直線驅(qū)動裝置的作用下沿直線方向小范圍前后運動，從而判斷束流最大偏轉(zhuǎn)半徑；

7、所述可移動高壓饋入系統(tǒng)(5)，在離子源陽極腔(3-1)的外面距離陽極腔(3-1)束流引出縫隙(3-2)較近的地方布設(shè)一個高壓電極板(5-1)，高壓電極板(5-1)固定安裝在法拉第籠(4-1)上，高壓電極板(5-1)攜帶正高壓或者負(fù)高壓，通過高壓電勢差將離子源陽極腔(3-1)的束流引出縫隙(3-2)內(nèi)部的h-或α粒子引出；離子源陽極腔(3-1)中的h-或?qū)ⅵ亮Ｗ颖煌饷娴母邏豪鰜?、并進(jìn)入法拉第籠，在c型磁鐵(2)的磁場作用下受到洛倫茲力作用發(fā)生偏轉(zhuǎn)，并被法拉第籠(4-1)內(nèi)的可移動束測系統(tǒng)(4)的探頭(4-2)接收,通過分析當(dāng)前高壓電極板(5-1)的高壓極性和當(dāng)前探頭(4-2)接收到的離子種類，檢驗離子源陽極腔(3-1)內(nèi)部加工尺寸是否合格；

8、所述可移動離子源系統(tǒng)(3)引出束流受到高壓電極板(5-1)上引出高壓和c型磁鐵(2)二者的相互影響，束流偏轉(zhuǎn)進(jìn)入法拉第籠(4-1)內(nèi)，由可移動的束測系統(tǒng)(4)進(jìn)行束流接收。

9、進(jìn)一步地，所述高壓電極板(5-1)的平面和離子源陽極腔(3-1)的束流引出口(3-2)的平面，該二個平面相互平行且平面之間為一個設(shè)定的距離；該設(shè)定的距離以高壓電場足夠拉出離子源陽極腔(3-1)內(nèi)的離子為標(biāo)準(zhǔn)。

10、進(jìn)一步地，所述高壓電極板(5-1)，分別連接一臺正15千伏高壓電源和一臺負(fù)15千伏高壓電源，當(dāng)高壓電極板(5-1)加正電壓時，接正15千伏高壓電源，當(dāng)高壓電極板加負(fù)電壓時，接負(fù)15千伏高壓電源；

11、進(jìn)一步地，當(dāng)高壓電極板(5-1)加正電壓時，如果束流接收總靶(4-2-1)能夠接收到束流，則離子源陽極腔(3-1)內(nèi)部的加工尺寸產(chǎn)生的是負(fù)氫離子；當(dāng)高壓電極板(5-1)加負(fù)電壓時，如果束流接收總靶(4-2-1)能夠接收到束流，則離子源陽極腔(3-1)內(nèi)部的加工尺寸產(chǎn)生的是α粒子。

12、進(jìn)一步地，所述該帶電場的法拉第籠(4-1)和移動高壓饋入系統(tǒng)(5)的高壓電極板(5-1)等電勢，即是：當(dāng)前法拉第籠(4-1)和當(dāng)前高壓電極板(5-1)攜帶的高壓相同；所述攜帶的高壓相同就是雙方攜帶的高壓極性和高壓大小相同，以此保證法拉第籠4-1和高壓電極板5-1等電勢。

13、進(jìn)一步地，所述束流接收總靶(4-2-1)由兩個相互構(gòu)成一個設(shè)定夾角的長方形探頭金屬平板組成，該兩個長方形靶頭金屬平板一個與束流探頭支撐桿(4-3)固接，另一個伸出束流探頭支撐桿(4-3)的端部以外接收束流、并且沿著與不同束流(3-3)軌跡分別成90度垂直的方向傾斜。

14、進(jìn)一步地，該伸出束流探頭支撐桿(4-3)以外的長方形探頭金屬平板的長度足夠長，就是能夠?qū)㈦x子源陽極腔(3-1)引出的不同軌跡半徑的束流(3-3)全部接收到。

15、進(jìn)一步地，該束流探頭(4-2)布設(shè)在束流探頭支撐桿(4-3)上，該束流探頭支撐桿(4-3)遠(yuǎn)離離子源陽極腔(3-1)的一端連接絕緣管(4-4)、靠近陽極腔的一端固裝有束流接收總靶(4-2-1)和積分靶(4-2-2)；所述積分靶(4-2-2)為一個t字形擋板、以及一個圓柱銅塊，圓柱銅塊與靠近離子源陽極腔(3-1)一端的束流探頭支撐桿(4-3)90度垂直固裝；t字形擋板上有2mm左右的狹縫，使束流通過，t字形擋板的其他位置能夠?qū)⑵溆嗥D(zhuǎn)半徑的束流擋住，通過束流探頭(4-2)的前后運動，從而測得不同偏轉(zhuǎn)半徑的粒子流強。

16、進(jìn)一步地，所述高壓電極板(5-1)給離子源陽極腔(3-1)上面加高壓引出離子的過程就是在引出離子的同時再給離子源陽極腔(3-1)高壓鍛煉的過程，離子持續(xù)引出的過程就是離子源陽極腔(3-1)持續(xù)鍛煉的過程。

17、本發(fā)明的優(yōu)點效果

18、1、該發(fā)明可以在線下調(diào)試測量不同電參數(shù)下離子束的流強。減少加速器整機調(diào)試時間。

19、2、可以根據(jù)引出束流調(diào)試裝置上離子源的流強調(diào)試參數(shù)，來判斷離子源機械加工尺寸如何調(diào)整，能夠更好的優(yōu)化離子源陽極腔的機械結(jié)構(gòu)。

20、3、可以根據(jù)引出束流調(diào)試裝置，來進(jìn)行離子源備件的儲備，在引出束流調(diào)試裝置上，調(diào)整好電參數(shù)后。在加速器正式使用的離子源損壞后，可以直接將引出束流調(diào)試裝置上調(diào)試測量好的離子源換上。節(jié)省加速器檢修維護(hù)的時間。