愛華網(wǎng)一． 基本結(jié)構和系統(tǒng)構成
醫(yī)用電子直線加速器是一種比較復雜的大型醫(yī)療設備，涉及到諸多學科和技術，如加速器物理，核物理，無線電，電工學，自動化控制，電磁學，微波技術，電真空，機械，精密加工，電子計算機，制冷，流體力學等。
不論是行波醫(yī)用電子直線加速器，還是駐波醫(yī)用電子直線加速器，不論是低能醫(yī)用電子直線加速器，還是中高能醫(yī)用電子直線加速器，盡管在結(jié)構上各有千秋，但基本組成是一致的。其主要由加速管，微波功率源，微波傳輸系統(tǒng)，電子槍，束流系統(tǒng)，真空系統(tǒng)，恒溫水冷卻系統(tǒng)，電源及控制系統(tǒng)，照射頭，治療床等組成。
加速管是醫(yī)用電子直線加速器的核心部分，電子在加速管內(nèi)通過微波電場加速。加速管主要有兩種基本結(jié)構――盤荷波導加速管（如圖2－1）和邊耦合加速管（如圖2－2）
圖2－1 盤荷波導加速管
圖2－2 邊耦合加速管
盤荷波導加速管是由在一段光滑的圓形波導上周期性的放置具有中心孔的圓形膜片而組成，應用于行波醫(yī)用電子直線加速器。盤荷波導實際是通過膜片給波導增加負載，是通過的微波速度減慢下來，是一種慢波結(jié)構，是直線加速器發(fā)展的關鍵技術。
邊耦合加速管是由一系列相互耦合的諧振腔鏈組成，應用于駐波醫(yī)用電子直線加速器。邊耦合結(jié)構是把不能加速電子的腔移到軸線兩側(cè)，軸線上的腔都是加速腔，縮短了加速距離。由于駐波在加速管內(nèi)所建立的電場強度提高，能達到140kv/cm，提高了加速效率。
微波功率源有兩種，磁控管和速調(diào)管。行波醫(yī)用電子直線加速器和低能醫(yī)用電子直線加速器使用磁控管作為微波功率源。中高能駐波醫(yī)用電子直線加速器使用速調(diào)管作為功率源。
微波傳輸系統(tǒng)主要包括隔離器，波導窗，波導，取樣波導，輸入輸出耦合器，三端或四端環(huán)流器，終端吸收負載，頻率自動穩(wěn)頻等組成。
電子槍為醫(yī)用電子直線加速器提供被加速的電子。行波醫(yī)用電子直線加速器的電子槍的陰極采用鎢或釷鎢制成，有直熱式，間接式和轟擊式三種加熱方式。駐波醫(yī)用電子直線加速器的電子槍由氧化物制成。
束流系統(tǒng)有偏轉(zhuǎn)線圈，聚焦線圈等組成?？刂剖鞯姆较?。提高束流的品質(zhì)。
真空系統(tǒng)為被加速的電子不因與空氣中的分子相碰而損失掉提供保證。一般使用離子泵保持醫(yī)用電子直線加速器的運行真空。
恒溫水冷卻系統(tǒng)帶走微波源等發(fā)熱部件產(chǎn)生的熱量。為保證整個系統(tǒng)恒溫，恒溫水冷卻系統(tǒng)需要一定的水流壓力和流量。
照射頭和治療床屬于應用部分。
圖2－3給出行波醫(yī)用電子直線加速器一般結(jié)構示意圖（SL75－20醫(yī)用行波電子直線加速器），圖2－4給出駐波醫(yī)用電子直線加速器一般結(jié)構示意圖（CL600C駐波醫(yī)用電子直線加速器）。
圖2－3 行波醫(yī)用電子直線加速器示意圖
圖2－4 駐波醫(yī)用電子直線加速器示意圖
二． 醫(yī)用電子直線加速器的原理
在兩個極板間加上電壓，就會在其間形成電場，由負極釋放電子，電子就會
在電場的作用下，運動到正極，并且得到加速。要想得到高能電子，就要提高電場強度，也就是增加兩個極板間的電壓，電壓過高會產(chǎn)生極板間放電，不能加速電子。另一種方法是使兩個極板隨著電子一起運動，僅電場始終加速電子，但電子的運動速度相當快，一經(jīng)加速很快達到光速，利用機械方法不能使極板的運動速度與電子的運動速度保持一致。
微波是電磁場，包括電場和磁場，其在真空中的運動速度與光速一樣。研究人員考慮利用微波加速電子。根據(jù)微波特性，在圓波導內(nèi)，可以激勵起一種TM01型的電磁波（圖2－5），其具有軸向電場，但是此電磁波在圓波導內(nèi)的傳播速度大于光速。經(jīng)過多年的研究，發(fā)現(xiàn)了慢波結(jié)構，在圓波導內(nèi)周期性的放置帶有孔的金屬源盤膜片，增加了圓波導的負荷，使TM01電磁波的傳輸速度降低。此結(jié)構就是盤荷波導（圖2－1）。
圖2－5 圓型示波管內(nèi)TM01型電磁波
在盤荷波導中，TM01電磁波以波的形式沿軸線方向向前傳播，此電磁波具有軸向分量，（圖2－6）電子在軸線附近時，如果相位適合，就會不斷得到軸向電場的加速作用，這就是行波加速原理。要滿足此原理要求，就必須保持行波速度與電子速度一致，即同步條件。
圖2－6 圓型波導電磁場分布示意圖
駐波加速原理基本一樣，只是電磁波的形式不同，
