电子直线加速器微波功率源的振荡频率必须与加速器的工作频率相一致,才能确保加速器稳定地工作,否则会因频率的偏离.造成电子能量的降低和电子能谱的增宽,进而导致加速器输出剂量偏低,甚至停止出束.因此电子直线加速器中均设有自动稳频系统(automatic frcqucncy control syystcm,AFC).AFC的作用就是使微波功率源的频率f自动跟随驻波加速管的调谐频率f0,使二者之差△f(△f=f-f0)在允许范围之内.由于是自动跟踪,当驻波加速器由于冷却水温度波动或由于束流负载变化引起工作频率f0发生变化时,微波功率源的频率f能自动跟踪加速管在该水温与负载状态下的谐振频率f0,由于AFC在加速器中的重要作用,所以平时在调试机器或维修机器时应特别注意.
加速器在治疗患者肿瘤时要求X线能量及剂量率具有一定的稳定度,而射束优劣直接取决于加速管内所建立起来的微波电子加速电场的稳定性,驻波加速管的固有谐振频率f0在机加工时已经决定,这就要求磁控管的工作频率fm克服外界干扰始终与fo保持一致.
WDVE-6/100C型加速器是驻波电子直线加速器,其工作原理是三相电压经过升压、整流和滤波成12kV直流高压,供调制器部分对脉冲形成网络(PFN)进行充电;高功率的氢闸流管产生的高压触发脉冲与磁控管产生的具有一定频率、幅值的微波能量经过微波系统一起耦合到加速管上,在驻波加速管的谐振腔内建立起很强的电场强度,电子经过该腔时会被逐渐加速成能量很高的电子束,然后撞击钨靶产生X射线.
目的:了解和掌握微波技术在医用电子加速器加速管中的应用。方法:介绍医用电子加速器、行波加速管和驻波加速管的原理及构成,并对两种加速管的结构、稳定系统及传输系统等进行比较。结果:驻波加速管具有较高的效率,加速管与电子枪较短,结构紧凑,但对脉冲调制器、自动稳频、偏转系统及微波传输系统均具有较高要求,而行波加速管虽然效率较低,但能谱好,能量调节较容易。结论:目前两种加速管均在电子直线加速器上得到应用,了解微波技术在医用电子加速器中的应用,更易于掌握医用电子加速器。