有效
辐照剂量率控制方法、控制装置、加速器和辐照装置
李荐民、刘耀红、高峰、王浩坤、刘西颖
清华大学
摘要
本公开提供了一种辐照剂量率控制方法,涉及辐照技术领域、加速器领域或其他领域。该方法用于包括微波源、电子枪和加速管的电子直线加速器,包括:在所述电子直线加速器出束时,监测用于指示改变出束参数的第一事件,其中,所述出束参数包括所述电子枪的脉冲及所述微波源的微波功率,所述第一事件通过辐照防护要求确定;响应于监测到所述第一事件,切断所述电子枪的脉冲,并将所述微波源的第一微波功率切换为第二微波功率,以使辐照安全边界的漏剂量率小于或等于第一预设阈值;其中,在所述第二微波功率下所述加速管内的暗电流水平小于或等于第二预设阈值。本公开还提供了辐照剂量率控制装置、加速器和辐照装置。
1.一种辐照剂量率控制方法,用于包括微波源、电子枪和加速管的电子直线加速器,所述方法包括:在所述电子直线加速器出束时,监测用于指示改变出束参数的第一事件,其中,所述出束参数包括所述电子枪的脉冲及所述微波源的微波功率,所述第一事件通过辐照防护要求确定;响应于监测到所述第一事件,切断所述电子枪的脉冲,并将所述微波源的第一微波功率切换为第二微波功率,以使辐照安全边界的漏剂量率小于或等于第一预设阈值;其中,在所述第二微波功率下所述加速管内的暗电流水平小于或等于第二预设阈值。
2.根据权利要求1所述的方法,其中,所述加速管在出束时具有第一工作频率,在所述微波源切换为第二微波功率后具有第二工作频率,所述出束参数还包括所述微波源的微波频率;响应于监测到所述第一事件,所述方法还包括:将所述微波源从第一微波频率锁定至第二微波频率,使得在后续恢复出束后,所述微波源的第一调整时间与所述加速管的第二调整时间之间的误差小于或等于第三预设阈值;其中,所述第一调整时间包括从所述第二微波频率切换回所述第一微波频率的时间,所述第二调整时间包括从所述第二工作频率恢复至所述第一工作频率的时间。
3.根据权利要求1或2所述的方法,其中,在将所述微波源的第一微波功率切换为第二微波功率之后,所述方法还包括:若恢复所述电子直线加速器出束,将所述第二微波功率切换回所述第一微波功率之后,所述辐照剂量率在第一时间段内恢复至停止出束前的水平。
4.根据权利要求1或2所述的方法,其中,将所述微波源的第一微波功率切换为第二微波功率包括:将作用于所述微波源的第一脉冲电压幅值切换为第二脉冲电压幅值;其中,在所述第一脉冲电压幅值作用下所述微波源具有第一微波功率,在所述第二脉冲电压幅值作用下所述微波源具有第二微波功率。
5.根据权利要求4所述的方法,其中,在将作用于所述微波源的第一脉冲电压幅值切换为第二脉冲电压幅值之前,所述方法还包括:确定所述加速管的暗电流与所述微波源的微波功率之间的第一对应关系;确定所述微波源的微波功率差值与所述辐照剂量率恢复时间的第二对应关系,其中,所述微波功率差值包括所述第一微波功率与所述第二微波功率之间的差值,所述辐照剂量率恢复时间包括恢复至停止出束前的水平的时间;基于所述第一对应关系和所述第二对应关系确定所述第二微波功率及所述第二脉冲电压幅值。
6.根据权利要求5所述的方法,其中,预先存储有适配不同加速管的至少两个脉冲电压幅值,将作用于所述微波源的第一脉冲电压幅值切换为第二脉冲电压幅值包括:从所述至少两个脉冲电压幅值中确定适配所述加速管的第一脉冲电压幅值和第二脉冲电压幅值;在第二时间段内将作用于所述微波源的第一脉冲电压幅值切换为第二脉冲电压幅值。
7.根据权利要求2所述的方法,其中,在将所述微波源从第一微波频率锁定至第二微波频率之前,所述方法还包括:确定所述加速管的所述第二调整时间;基于所述第二调整时间及所述第三预设阈值确定所述微波源的第一调整时间;基于所述第一调整时间确定所述第二微波频率。
8.根据权利要求1或2所述的方法,其中,所述电子直线加速器还包括屏蔽装置,所述加速管置于所述屏蔽装置内出束;其中,监测用于指示降低辐照剂量率的第一事件包括:监测所述屏蔽装置打开的事件。
9.根据权利要求8所述的方法,其中,所述屏蔽装置包括屏蔽本体和屏蔽塞,所述屏蔽本体的一侧壁具有开口,在所述屏蔽装置关闭时所述屏蔽塞塞入所述开口,辐照对象通过所述开口进出所述屏蔽装置;其中,监测所述屏蔽装置打开的事件包括:监测所述屏蔽塞从所述开口拔出的事件。
10.根据权利要求1或2所述的方法,其中,在切断所述电子枪的脉冲后,所述方法还包括:监测用于指示恢复所述出束参数的第二事件,所述第二事件响应于所述第一事件消除而触发;响应于监测到所述第二事件,恢复所述电子枪的脉冲,并将所述微波源的第二微波功率切换为所述第一微波功率,使所述电子直线加速器恢复出束。
11.根据权利要求10所述的方法,其中,所述电子直线加速器还包括自动频率控制系统,所述自动频率控制系统用于将所述微波源从第一微波频率锁定至第二微波频率;响应于监测到所述第二事件,所述方法还包括:使能所述自动频率控制系统将所述微波源从所述第二微波频率切换回所述第一微波频率,以跟随所述加速管的第一工作频率。
12.一种辐照剂量率控制装置,用于包括微波源、电子枪和加速管的电子直线加速器,所述装置包括:监测模块,用于在所述电子直线加速器出束时,监测用于指示改变出束参数的第一事件,其中,所述出束参数包括所述电子枪的脉冲及所述微波源的微波功率,所述第一事件通过辐照防护要求确定;控制系统,与所述监测模块通信连接,用于响应于监测到所述第一事件,切断所述电子枪的脉冲,并将所述微波源的第一微波功率切换为第二微波功率,以使辐照安全边界的漏剂量率小于或等于第一预设阈值;其中,在所述第二微波功率下所述加速管内的暗电流水平小于或等于第二预设阈值。
13.根据权利要求12所述的装置,其中,所述加速管在出束时具有第一工作频率,在所述微波源切换为第二微波功率后具有第二工作频率,所述出束参数还包括所述微波源的微波频率;所述装置还包括:自动频率控制系统,与所述控制系统通信连接,用于接收所述控制系统响应于监测到所述第一事件发出的信号,将所述微波源从第一微波频率锁定至第二微波频率,使得在后续恢复出束后,所述微波源的第一调整时间与所述加速管的第二调整时间之间的误差小于或等于第三预设阈值;其中,所述第一调整时间包括从所述第二微波频率切换回所述第一微波频率的时间,所述第二调整时间包括从所述第二工作频率恢复至所述第一工作频率的时间。
14.一种电子直线加速器,包括:加速管;电子枪,用于产生电子束进入所述加速管内;微波源,用于产生微波进入所述加速管内对所述电子束加速;靶,用于将加速后的所述电子束转化为射线束;权利要求12或13所述的辐照剂量率控制装置。
15.一种辐照装置,包括权利要求14所述的电子直线加速器。



