Устройство для формирования профилированных полей облучения

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (Н) (52) 4

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ния.

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3710981/18-21 (22) 13.0!.84 (46) (5.02.86. Бюл. В 6 (71) Московский ордена Трудового

Красного Знамени инженерно-физический институт (72) В.Ф. Викулов, К.А. Виноградов, А.В. Губанов и В.И. Соломахин (53) 621. 384. 6(088.8) (56) Андреев А.И, Губанов А.В

Львов Е.И> Швстак В.П. Растровая развертка пучка электронов с энергией до 5 ИЭВ./В сб. "Ускорители", М.: Атомиздат, 1976, выпуск 15, с 25-28.

Benегоya R °, Ramler M.J. Nuclear

Instruments and Methods, 196 1, 9 10, р. 113. (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФОРИИРОВАНИЯ

ПРОФИЛИРОВАННЫХ ПОЛЕЙ ОБЛУЧЕНИЯ,, содержащее соосно расположенные источник заряженных частиц с регулируемыми энергией и интенсивностью и отклоняющий дипольный магнит с регулируемой в плоскости, перпендикулярной оси устройства, ориентацией полярности, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности получения полей облучения заданной формы, в устройство введены че-ыре независимых источника питания и дублет линз, каждая из которых выполнена в виде совмещенных в плоскости, перпендикулярной оси устройства, и Е сдвинутых по азимуту на 450 двух квадрупольных линз, причем обмотки каждой из квадрупольных линз подключены к независимым источникам пита1 117

Изобретение относится к области ускорительной техники и может быть использовано для формирования полей облучения прс звольной формы и распределения интенсивности на выходе ускорителей, применяемых в прикладных целях, например в медицине.

Целью данного изобретения является повышение точности получения полей облучения заданной формы за счет введения дублета с регулируемой ориентацией квадрупольных полей, что улучшает характеристики формируемого поля облучения и упрощает процесс получения заданного закона изменения интенсивности.

На фиг. 1 дана схема устройства; на фиг. 2 — форма пучка в случае постоянного ho времени режима питания квадруполей на фиг. 3 — форма сечения пучка в предложенном устройстве, где режим питания квадруполей согласован с поперечным отклонением пучка.

Устройство содержит отклоняющий диполь 1, перед которым установлены две линзы 2 и 3, каждая из которых состоит из ярма .4 и двух четырехполюсных обмоток 5 и 6, сдвинутых о одна относительно другой на 45 так, что имеет место попарное чередование полюсов с одинаковой полярностью.

Обмотки диполя и октуполей питаются от шести независимых источников 7.

Ток в каждой обмотке является функцией координат поля облучения.

Устройство. формирования работает следующим образом. Пучок .частиц фокусируется квадрупольными полями октупольных линз 2 и 3 и затем отклоняется диполем 1, т .е. сканируется по полю, облучения.

Поскольку каждая обмотка 5 и 6 октуполей создает в апертуре линзы квадрупольное поле, суперпозиция этих полей тоже будет квадрупольная, причем в зависимости от соотношения токов обмоток ориентация градиентов суммарного поля будет изменяться, вращаясь вокруг оси линзы на угол о

45 . В предлагаемом устройстве вращение квадрупольных полей линз синхронизировано с вращением дипольного поля Н

Для пояснения положительного эффекта от предлагаемого решения рассмотрим устройство с неподвижными квадрупольными полями. На фиг. 2 где г

A- —, gg . гinf

Увеличить коэффициент заполнения можно, увеличивая, однако при этом будет возрастать радиус 1

Для сечения в точке 9 коэффициент заполнения может быть значительно увеличен для того же значения 1 „ мми путем придания эллиптической формы сечению пучка, так как в этом случае оси эллипса сориентированы по осям координат поля облучения. В этом случае имеем:

Ф з

55 д (2) Соотношение коэффициентов заполнения определяется по формуле:

0948

2 показаны формы сечений пучка, имеющего разброс по импульсам ьр в трех точках поля облучения: точка 8 — в центре, 9 — на оси, 10 — на диагонали

5 первого квадранта. Введем оценку качества пучка на поле облучения по двум критериям: радиусу окружности, описанной вокруг сечения, и коэффициенту заполнения пучком площади описанной окружности. Одним из основных требований к пучку, как указывалось, является постоянство размеров сечения или постоянство радиуса описанной окружности. Очевидно, что ее ми15 нимальный радиус определяется для наиболее удаленной.от центра точки

10, так как дисперсия в ней максимальна. Из фиг. 2 видно, что наибольший коэффициент заполнения в этой

20 точке поля облучения получается для случая круглого сечения моноэнергетического пучка. Радиус минимальной описанной окружности определяется из выражения

25 г, р „„„= з p ганн где 0 — дисперсия системы формирования при отклонении пучка в точку 10

ЗО г„„„ — минимально возможный радиус моноэнергетического пучка в точке 10 °

Коэффициент заполнения для сечения пучка в точке 10 определяется соотношением:

1170948 (3) Траскеория лучка где г — малая полуось эллипса. Из (3) следует, что при конечном а и хорошо сфокусированном пучке »1. к к о

С введением квадрупольных полей, вращающихся синхронно с полем диполя,. исчезает азимутальная вариация коэффициента заполнения (см. фиг.3), и. для любой точки поля облучения он определяется из соотношения (2).

1170948

Техред М.Пароцай

Корректор А. Обручар

Редактор П. Горькова

Тираж 767

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Заказ 657/2

Подписное

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4