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2024年5月10日发(作者：)
医用加速器简介
医用加速器是放疗中常用的治疗束产生设备，加速器是利用电磁场把带电粒子加速到较高能
量的装备；加速器利用被加速后的高能粒子轰击不同材料的靶，产生次级粒子，可以得到多
种治疗束：如X线、中子(n)束、质子(P)束等。加速器种类很多，按粒子加速轨迹形状可分
为直线加速器和回旋加速器；按加速粒子不同分为电子、质子(P)、离子和中子(n)加速器；
按被加速后粒子能量的高低可分为低能加速器：能量小于100 MeV；中能加速器：能量在
100～1000 Mev范围和高能加速器：能量范围是103～106 MeV及超高能加速器：能量大于
1000 GeV。
电子加速器主要有三种：电子感应加速器、电子直线加速器和电子回旋加速器。电子感应加
速器是电子在交变的涡旋电场中，加速到极大能量的设备，优点是技术较简单、成本低，可
调范围大。缺点是X线输出量小，视野小；电子直线加速器是利用微波电磁场把电子沿直
线轨道加速到较高能量的设备，优点是X线输出量大，视野大，缺点是仪器复杂，价格贵，
维护要求高。回旋加速器是电子在交变的超高频电场中做圆周运动不断得到加速，其主机可
以与治疗机分开，一机多用，它的优点是输出量大，X线束流强度可调节，缺点是价格和运
行费用高。
加速器的发展很快，医用电子直线加速器是目前世界上使用最多的放射治疗设备。电子直线
加速器是利用微波电磁场以直线轨道加速电子的装置，加速后的电子辐射可直接用于治疗浅
表肿瘤，将加速后的电子束轰击重金属靶，产生X射线用于治疗深部肿瘤。而X线束以病
人肿瘤为圆心的弧线上旋转，再加病床旋转或平移，构成X线立体定向照射效果的设备，
就被称做X刀。X刀从许多个角度照射肿瘤，获得与肿瘤形态近似一致的剂量分布，使X
线一直对准病灶，目前的发展趋势是设备完全自动控制调变多叶准直器，同时调度X线的
照射强度，即束流强度调制器自控，实现断层放疗。
电子直线加速器一般有加速管、微波功率源、微波传输系统、电子注入系统、脉冲调制系统、
束流系统、真空系统、恒温水冷却系统、电源控制及应用系统等组成。
加速管是加速器的心脏。加速管有两种类型，即行波（Traveling wave TW）加速管和驻波
（Standing wave SW）加速管。行波加速管利用行波场束加速电子，其加速段是在圆形波导
中周期性地放置中心开孔的圆盘膜片。行波是按一定方向传播的电磁波，在圆盘膜片中，高
频电磁波沿轴线向前传播，行波电场在轴线上有轴向分量，当相位合适，电子就可以不断加
速，把电磁能转化为电子的动能。驻波加速管的加速段是一系列相互耦合的谐振腔链，在谐
振腔链中心开孔，让电子通过，在腔中建立交变高频场。驻波可以看成无数个沿相反方向传
播的行波的组合，电子在驻波场的作用下，沿轴线方向不断加速前进，能量不断提高。
电子有电子枪产生，然后射入加速管，有的仪器把加速管和电子枪做在一起，形成一个整体。
电子枪发射的电子束流要有一定的能量、流强、束流直径和发射角，才能满足医用直线加速
器对电子束的要求。电子枪有两种：二极电子枪和三极电子枪。医用直线加速器的电子枪是
皮尔斯（Pierce）型球面枪，由其阴极发射电子，注入加速管。
功率源有磁控管和速调管两种。磁控管是微波自激振荡器，体积小，工作电压为10千伏，
输出功率在5 MW以下，适合中低能加速器使用。速调管是微波功率放大器，体积大、工
作电压在100 kV左右，输出功率大于5MW，用于中高能直线加速器。
微波的传输系统是用于将微波功率源产生的微波功率馈入加速管，并让微波功率单向传输，
防止反射功率进入功率源。
高压脉冲调制器为微波功率源提供大功率的脉冲高压，它由高压直流电源，脉冲形成网络，
自动电压控制电路、开关电路和脉冲变压器等组成。
应用系统包括治疗头和治疗床，治疗头中的辐射部分对放射线起准直、均整、限束、调节等
作用，由准直器、上下光阑、均整和楔形过滤器、X线靶档块、引出窗、限束筒等组成。系
统中一般还装有模拟灯、反射镜、光距尺等，在辐射头上还装有前指针、后指针、档块等附
件、治疗床可以前后左右上下运动还可以旋转运动。冷却系统：由水箱、水泵、制冷压缩机
加热器等组成，用以稳定加速管、微波功率源及X线靶等器件的温度，使其恒定在一定范
围内。
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