CN107613627B - 一种驻波直线加速管 - Google Patents

Abstract

本公开涉及一种驻波直线加速管，包括第一加速腔、第二加速腔和第三加速腔，沿着束流方向依次地布置；第一边耦合腔和第二边耦合腔，其中，所述第一边耦合腔与所述第一加速腔和所述第二加速腔耦合，所述第二边耦合腔与所述第二加速腔和所述第三加速腔耦合；第一能量开关组件和第二能量开关组件，分别与所述第一边耦合腔和第二边耦合腔耦接，其中，所述第一开关组件和第二开关组件的每一个包括可插入到对应边耦合腔内的调谐元件；其中在第一状态下，所述第一能量开关组件和第二能量开关组件的调谐元件被对应地插入到第一边耦合腔和第二边耦合腔内以使第一边耦合腔和第二边耦合腔完全失谐，并且所述驻波直线加速管工作于π/2模式下。

Description

一种驻波直线加速管

技术领域

本发明涉及直线加速器，尤其涉及一种驻波直线加速管。

背景技术

为了提高临床癌症诊疗的精准度，目前很多医用电子直线加速器都在发展能够同时输出用于成像的低能X射线的医用加速管。

目前国内市场上在售的医用电子直线加速器主要可以提供例如6MV，10MV以及更高能量的光子，但是很少具备可以在提供2MV以下能量的光子的同时提供高的剂量率的能力。国内的医用直线加速器厂商一般最低可以提供的光子能量在例如6MV。国际上以往的机器最低可以提供例如4MV的光子，而最新的varian机型Truebeam或者EDGE可以提供例如2.5MV的光子。这反映出目前中高能机在输出成像束流的水平上存在很大的技术障碍。

目前产生低能级的X射线最新的技术方案一般是通过在中高能加速管上设置具有能量调变功能的开关来实现。例如可参见公开号为US7239095B2，US8760050B2，US8203289B2，US7397206B2，US7339320B1，US4400650A，US4382208A，US4286192A等的专利或专利申请。这些公开技术大都是通过在驻波直线加速管内中的某个边耦合腔内增加外置的金属调节结构直接插入到边耦合腔内部，通过往复拉伸该金属调节机构来实现调变整个加速管输出能量的目的。

目前的这些现有技术虽然解决了中高能机难以输出低能电子束的问题(例如，可以使能量降低至3MV以下，甚至更低)，但是还未解决的问题是如何保证低能电子束在传输过程中能够保持较高的俘获率，从而满足高剂量率的成像需求。

发明内容

本公开的一个方面涉及一种驻波直线加速管，包括第一加速腔、第二加速腔和第三加速腔，沿着束流方向依次地布置；第一边耦合腔和第二边耦合腔，其中，所述第一边耦合腔与所述第一加速腔和所述第二加速腔耦合，所述第二边耦合腔与所述第二加速腔和所述第三加速腔耦合；第一能量开关组件和第二能量开关组件，分别与所述第一边耦合腔和第二边耦合腔耦接，其中，所述第一开关组件和第二开关组件的每一个包括可插入到对应边耦合腔内的调谐元件；其中：在第一状态下，所述第一能量开关组件和第二能量开关组件的调谐元件被对应地插入到第一边耦合腔和第二边耦合腔内以使第一边耦合腔和第二边耦合腔完全失谐，并且所述驻波直线加速管工作于π/2模式下。

本公开的另一个方面涉及一种驻波直线加速管，包括：多个加速腔，依次沿着束流方向布置；第一边耦合腔以及所述第一边耦合腔下游的第二边耦合腔，所述第一边耦合腔和第二边耦合腔的每一个与所述多个加速腔中的两个相邻加速腔耦合；第一能量开关组件，其与所述第一边耦合腔耦接；第二能量开关组件，其与所述第二边耦合腔耦接；其中，当所述第一能量开关组件和所述第二能量开关组件被配置为使所述第一边耦合腔和所述第二边耦合腔均完全失谐时，所述第二边耦合腔耦合的下游加速腔的电场幅值不大于所述第一边耦合腔耦合的上游加速腔的电场幅值的1/100。

本公开的又一方面涉及一种驻波直线加速管，其特征在于，包括：与所述驻波直线加速管的边耦合腔对应的能量开关组件，其中所述能量开关组件包括活塞式调谐装置，与所述能量开关组件对应的下游加速腔的下游漂移管的内径大于该下游加速腔的上游漂移管的内径；以及从与所述能量开关组件对应的下游加速腔起设置的一个或多个聚焦线圈。

附图说明

图1示出了根据本公开一示例性实施例的驻波直线加速管结构。

图2示出了根据本公开另一示例性实施例的驻波直线加速管结构的一部分。

图3示出了根据本公开一示例性实施例的驻波直线加速管结构。

图4A和4B示出了根据本公开一示例性实施例的开关前后电场分布变化。

图5A示出了根据本公开一示例性实施例的具有第一能量开关组件和聚焦线圈的加速管在一种状态的示意图，其中，聚焦线圈连续地布置在第一能量开关组件的下游。

图5B示出了根据本公开一示例性实施例的具有第一能量开关组件和聚焦线圈的加速管在另一种状态的示意图。

具体实施方式

现在参照附图描述各个方面。在以下描述中，出于解释目的阐述了众多具体细节以提供对一个或多个方面的透彻理解。然而，明显的是，没有这些具体细节也可实践此种(类)方面。

图1示出了根据本公开的一示例性实施例的驻波直线加速管结构100。该驻波直线加速管100可包括粒子束流源120，用于发射带电粒子流。可以理解，该粒子束可包括但不限于电子束等。该加速管100还可包括沿纵向方向的一系列多个主加速腔130。所发射的带电粒子束可沿纵向方向依次通过该多个主加速腔130并相应地被加速。这里，纵向方向指的是与束流方向基本平行的方向。该加速管100还包括至少两个边耦合腔140。例如，在如图1中所示出的非限定性示例中，该加速管100包括四个边耦合腔140。在另一非限定性示例中，该加速管100包括更少或更多的边耦合腔140。

在本公开的一示例性实施例中，在加速管100的至少两个边耦合腔140中，分别设置相应的能量开关组件150，其中能量开关组件150可包括一个或多个活塞式机械调谐装置160。在图1的示例中，示出了在每个边耦合腔140中，设置了一个活塞式机械调谐装置160。但是本发明并不限于每个边耦合腔140中仅一个能量开关组件150/活塞式机械调谐装置160，而是可以有两个或更多个能量开关组件150/活塞式机械调谐装置160。

在图1的非限定性示例中，这些活塞式机械调谐装置160可分别被纵向地设置在各自相应的边耦合腔140中。根据另一非限定性示例，这些活塞式机械调谐装置160可分别被径向地设置在各自相应的边耦合腔140中。这里，所述径向指的是与前述纵向基本垂直的方向。通常地，这些机械调谐装置160可以设置在微波功率源与主加速腔耦合的耦合孔之后的一个或者两个主加速腔之后。

图2示出了根据本公开另一示例性实施例的驻波直线加速管结构的一部分。在该示例中，活塞式机械调谐装置160’可分别被径向地设置在各自相应的边耦合腔140’中。

根据另一非限定性示例，至少两个能量开关组件150可被分别安装在与同一个主加速腔130对应地连接的上游和下游边耦合腔140中，如图1和2中所示。但是本发明并不限于此。例如，至少两个能量开关组件150可被安装成使得它们之间具有两个或更多个主加速腔130。

回头参见图1所示，两个活塞式机械调谐装置160分别设置到两相邻的边耦合腔上，即，两边耦合腔耦合的是同一主加速腔。每个活塞式机械调谐装置160包括活塞170，并且有两种运动模式：在第一运动模式下，活塞170从其一端位于边耦合腔中(即，在两鼻锥180之间的间隙)并被向外退出，直至完全从鼻锥180之间的间隙被退出，当活塞170完全退出后，该加速管能够保持正常输出(例如，6MV、10MV、15MV等，同时可以保证FF模式下600MU/min)；在第二运动模式下，活塞170被插入到边耦合腔内，直至被完全插入边耦合腔内(即，该活塞的一端处于边耦合腔的两鼻锥之间)并抵靠到另一侧的鼻锥180上。当活塞170被逐渐插入边耦合腔中时，与该活塞170对应的边耦合腔140逐渐地失谐，当活塞170被完全插入到边耦合腔内并抵靠到另一侧的边腔鼻锥180，与该活塞170对应的边耦合腔140完全失谐。边耦合腔140的部分或完全失谐能够改变与该边耦合腔140耦接的下游主加速腔中的电场分布，进一步地，整个加速管的输出能量能够被改变。在第一和第二运动模式下，驻波直线加速管均工作于π/2模式下。

在一示例性实施例中，图1所示的两个活塞式机械调谐装置160可被同步地调谐，从而与机械调谐装置160耦合的边耦合腔可以同步地失谐。在进一步的示例性实施例中，当边耦合腔同步地失谐时，整个驻波直线加速管的模式分布的间隔大于1MHz。

两个活塞式机械调谐装置160耦合的边耦合腔可被同步地完全失谐，从而使最终下游主加速腔内电场非常接近零或者说非常接近理想的无电场状态，这与现有技术中下游的主加速腔内电场并没有很接近零形成了对比。根据发明人多次实验发现，现有技术中，很多被失谐后的边耦合腔耦合的下游主加速腔的电场虽然较上游主加速腔的电场幅值大大降低，但仍然可能会达到上游主加速腔的电场幅值的1/10，最大程度上，也要达到上游主加速腔的电场幅值的1/50。然而，通过本发明，两个边耦合腔完全失谐后，在两个边耦合腔的下游，测得的主加速腔的电场幅值可以达到这两个边耦合腔上游的主加速腔的电场幅值的1/100以下，较优地可以达到1/500以下，更优地，可以达到1/500以下、1/1000以上，这种程度的电场幅值对能量的影响已经可以忽略了，最终可以极大的降低电子束的输出能量。根据本发明，下游主加速腔内电磁场使得下游腔体中几乎无任何功率损耗。如此，带电粒子流能够在微弱到可以忽略的电场下在下游主加速腔130中的漂移管190内无功率损耗地漂移，从而该加速管100能够输出能量低于现有技术而能谱特性显著提升的带电粒子束流。例如，在一个例子中，本公开的加速管可最终输出能量不大于例如2MeV的束流，这对于治疗中或者治疗前或者治疗后成像而言，是极其有利的。

本领域普通技术人员可以理解，在如图1所示的两个活塞式机械调谐装置160耦合的边耦合腔的下游，再在至少一个边耦合腔上设置调谐装置也是可行的，这样，该至少三个边耦合腔通过以上的方式可以被完全失谐。

现有技术中，能量开关组件的运动通常可以是通过电机控制和/或机械控制来实现的。然而实验发现，如果能量开关组件采用电机控制的时候，电机本身的磁场会对电子束流产生干扰。因此，在优选实施例中，本公开可以采用例如更易实现的气动控制。气源可来源于例如外部空气压缩机。仅为示例而非限定，能量开关组件的活塞末端波纹管外部可安装有气缸，气缸内可安装有电磁阀门，能量开关组件的位置控制可依靠机械限位或光电传感器来实现以提高开关控制的精度，尤其是在活塞170被完全从边耦合腔中抽出时的到位精度。在一个例子中，每个能量开关组件可安装有例如两个限位开关，用于闭环控制，例如，这两个开关包括用于驱动该活塞至理想位置的第一开关和到位后反馈其实际位置并当实际位置与理想位置不一致时再反向控制的第二开关。本领域普通技术人员可知，以上仅为示例。本领域普通技术人员在本公开的教导下，可以容易地想到实现控制能量开关组件的运动的其他方式和/或机构。这些均在本公开的范围之内。

进一步地，图3示出了根据本公开一示例性实施例的驻波直线加速管的局部结构，其中与第二能量开关组件耦合的下游的主加速腔的上游和下游束流漂移管孔径大于与第二能量开关组件耦合的上游主加速腔的上游束流漂移管孔径，其中，与第二能量开关组件耦合的上游主加速腔的下游束流漂移管同与第二能量开关组件耦合的下游的主加速腔的上游和下游束流漂移管孔径基本相同。另外，与第一能量开关组件(即，离粒子束流源120更近的开关组件)的活塞式机械调谐装置160对应连接的下游主加速腔130的下游漂移管190的内径大于其上游漂移管190的内径。例如，在一示例中，与第一能量开关组件对应连接的下游主加速腔130的下游漂移管190的内径可以比其上游漂移管190的内径大约30％～60％。

再回头参见图1，从例如与第一能量开关组件(即，离粒子束流源120最近的开关组件)所在的边耦合腔对应耦接下游主加速管起(即，该主加速腔或其下游)可选地设置一个或多个聚焦线圈500。如果是一个聚焦线圈，其可以是连续地延伸到加速管的输出端，例如，输出窗附近，如果是多个聚焦线圈，其可以在纵向上两两间隔开或者连续地布置。在一示例性实施例中，聚焦线圈可以与加速管机械同心地安装在加速管外部。在进一步的实施例中，聚焦线圈两端及周围可以安装有磁屏蔽材料。聚焦线圈可以有效的提升该驻波加速管结构中电子束的横向传输效率。在一示例中，聚焦线圈的中心磁场可达500～1000Gs。可以理解，该聚焦线圈可以由其他可产生磁场的元件来代替，例如，电磁铁。

通常地，当带电粒子束在一连串主加速腔130的漂移管190内漂移时，随着向下游漂移，束斑趋于变大。对于现有技术的加速管而言，由于其下游的主加速腔内电场并未接近零，导致输出的光子能量较高，并且，因为其束斑随着向下游漂移而变大，所以带电粒子成功穿过漂移管的概率变低，作为结果，电子束的能散和加速管的热损耗变大，同时电子束的俘获率变低，因此，输出光子的剂量率是不理想的。然而，对于本发明上述的实施例，一方面，加速管100能够实现下游主加速腔内电场基本接近零，使得低能带电粒子流能够在接近零的电场下在下游主加速腔130中的漂移管190内几乎无功率损耗地漂移。另一方面，通过增大下游主加速腔的漂移管内径同时设置聚焦线圈，还可以提高带电粒子在下游漂移管的传输效率，从而大幅度地提高了低能束在下游段的俘获率，并且降低了电子束的能散和加速管的热损耗，作为结果，可以获得能量较低但剂量率较高的束流，例如，能量可小于2MeV，剂量率相对于没有增设聚焦线圈的加速管而言可以提高到原剂量率的至少1.8倍以上，例如，可以不小于50MU/min，这样的束流对于成像是尤其有利的，其中，该成像可以是治疗前、治疗中或者治疗后成像。

可以理解，如果只是为了实现下游加速腔的电场接近零以获得能量较低的束流，可以不必包括例如增加漂移管的孔径并加设聚焦线圈的技术特征的。

图4A和图4B示出了根据图1所示的加速管结构在能量开关组件处于一种状态和另一种状态的电场分布情况，其中，横坐标指的是加速腔与原点的距离，纵坐标指的是各加速腔的电场，两条虚线分别指第一能量开关组件的位置和第二能量开关组件的位置。具体而言，图4A示出的是第一能量开关组件和第二能量开关组件的活塞170从边耦合腔被完全退出后的某时刻的电场分布情形；图4B示出的是第一能量开关组件和第二能量开关组件的活塞170被完全插入边耦合腔内并抵靠到另一侧的鼻锥180上的某时刻的电场分布情形。具体地，当第一能量开关组件的活塞被完全插入到边耦合腔内并抵靠到另一侧的鼻锥180上时，该第一能量开关组件所在的边耦合腔完全失谐，当第二能量开关组件的活塞被完全插入到边耦合腔内并抵靠到另一侧的鼻锥180上时，该第二能量开关组件所在的边耦合腔完全失谐。从图4A可以看出，各个主加速腔电场幅值相同，但相邻的主加速腔电场方向相反。从图4B可以看出，在该时刻，在第一能量开关组件之前的各主加速腔的电场分布与图4A是相同的；位于第一能量开关组件和第二能量开关组件之间的主加速腔的电场较其上游的主加速腔的电场幅值大大降低，但不等于零，经过测量发现，该电场幅值大约为其上游主加速腔的电场幅值的1/15左右；第二能量开关组件所在的边耦合腔耦合的下游加速腔以及随后的下游加速腔的电场幅值不大于第一能量开关组件上游的主加速腔的电场幅值的1/500。

这样，加速管可以输出低能量、低能散、小束斑的电子束。以上技术方案尤其应用在中高能驻波直线加速管上具有显著的前景。一方面在第一能量开关组件和第二能量开关组件处于第一运动模式时，可以输出6MeV，10MeV以及15MeV等能量的束流，作为治疗束；另一方面，在第一能量开关组件和第二能量开关组件处于第二运动模式时，可以输出例如2MeV以下能量的束流，作为成像束。更重要的是，可以保持该低能束流有非常高的传输效率(包括在中高能机偏转磁铁中)，最终保证输出高剂量率(例如，最终输出的剂量率可大于50MU/min)的成像电子束流，该电子束流的剂量率相对于没有增设聚焦线圈的加速管而言可以提高到原剂量率的1.8倍以上。该技术方案为医用直线加速器进行IGRT技术提供了有效的保证。

图5A示出了具有第一能量开关组件和聚焦线圈的加速管在一种状态的示意图，其中，聚焦线圈连续地布置第一能量开关组件的下游。图5B示出了具有第一能量开关组件和聚焦线圈的加速管在另一种状态的示意图。在第一能量开关组件所在的边耦合腔耦合的下游主加速腔的下游漂移管的直径比其上游漂移管的直径大。与图1相比，图5A和图5B中省略了第二能量开关组件。

第一能量开关组件包括活塞式机械调谐装置，该机械调谐装置包括可插入到边耦合腔或者从边耦合腔缩回的活塞。在图5A所示的状态，该机械调谐装置的活塞处于完全从边耦合腔缩回的状态，这时，由于没有该活塞对边耦合腔内电场和/或磁场的调谐，主加速腔的电场状态与图4A相同或者类似。图5B所示的另一种状态，该机械调谐装置的活塞处于完全插入到边耦合腔并且抵靠到另一侧的鼻锥侧面的状态，这时，该边耦合腔完全失谐，与该边耦合腔耦合的下游主加速腔以及随后的主加速腔的电场幅值为其上游的主加速腔的电场幅值的1/10到1/15。另外，在图5B所示的状态，由于聚焦线圈以及直径变大的漂移管，可以得到与现有技术相比剂量率更高的束流，该束流可以是治疗束或者成像束，较优地，作为治疗束，该治疗束是低能量但高剂量率的，在此，能量可以小于6MeV，例如在2-5MeV之间，剂量率可以不小于400MU/min，例如，在400-600MU/min之间。这种类型的治疗束对于需要低能治疗而言是比较适合的。

本领域普通技术人员应理解，本公开的有益效果并非由任何单个实施例来全部实现。各种组合、修改和替换均为本领域普通技术人员在本公开的基础上所明了。

此外，术语“或”旨在表示包含性“或”而非排他性“或”。即，除非另外指明或从上下文能清楚地看出，否则短语“X采用A或B”旨在表示任何自然的可兼排列。即，短语“X采用A或B”藉由以下实例中任何实例得到满足：X采用A；X采用B；或X采用A和B两者。另外，本申请和所附权利要求书中所用的冠词“一”和“某”一般应当被理解成表示“一个或多个”，除非另外声明或者可从上下文中清楚看出是指单数形式。

各个方面或特征将以可包括数个设备、组件、模块、及类似物的系统的形式来呈现。应理解和领会，各种系统可包括附加设备、组件、模块等，和/或可以并不包括结合附图所讨论的全部设备、组件、模块等。也可以使用这些办法的组合。

结合本文所公开的实施例描述的各种说明性逻辑、逻辑块、模块、和电路可用通用处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或其它可编程逻辑器件、分立的门或晶体管逻辑、分立的硬件组件、或其设计成执行本文所描述功能的任何组合来实现或执行。通用处理器可以是微处理器，但在替换方案中，处理器可以是任何常规的处理器、控制器、微控制器、或状态机。处理器还可以被实现为计算设备的组合，例如DSP与微处理器的组合、多个微处理器、与DSP核心协同的一个或多个微处理器、或任何其它此类配置。此外，至少一个处理器可包括可作用于执行以上描述的一个或多个步骤和/或动作的一个或多个模块。例如，以上结合各个方法描述的实施例可以通过处理器和耦合到处理器的存储器来实现，其中该处理器可被配置成执行前述任何方法的任何步骤或其任何组合。

此外，结合本文中所公开的方面描述的方法或算法的步骤和/或动作可直接在硬件中、在由处理器执行的软件模块中、或在这两者的组合中实施。例如，以上结合各个方法描述的实施例可以通过存储有计算机程序代码的计算机可读介质来实现，其中该计算机程序代码在由处理器/计算机执行时执行前述任何方法的任何步骤或其任何组合。

本公开中通篇描述的各种方面的要素为本领域普通技术人员当前或今后所知的所有结构上和功能上的等效方案通过引述被明确纳入于此，且意在被权利要求书所涵盖。此外，本文所公开的任何内容都并非旨在贡献给公众——无论这样的公开是否在权利要求书中被显式地叙述。

Claims (20)

1.一种驻波直线加速管，其特征在于，包括：

第一加速腔、第二加速腔和第三加速腔，沿着束流方向依次地布置；

第一边耦合腔和第二边耦合腔，其中，所述第一边耦合腔与所述第一加速腔和所述第二加速腔耦合，所述第二边耦合腔与所述第二加速腔和所述第三加速腔耦合；

第一能量开关组件和第二能量开关组件，分别与所述第一边耦合腔和第二边耦合腔耦接，其中，所述第一能量开关组件和第二能量开关组件的每一个包括可插入到对应边耦合腔内的调谐元件；

其中：

在第一状态下，所述第一能量开关组件和第二能量开关组件的调谐元件被对应地插入到第一边耦合腔和第二边耦合腔内以使第一边耦合腔和第二边耦合腔完全失谐，并且所述驻波直线加速管工作于π/2模式下，其中，当所述第一能量开关组件的调谐元件被完全插入到所述第一边耦合腔内并抵靠到另一侧的鼻锥上时，所述第一边耦合腔完全失谐，并且当所述第二能量开关组件的调谐元件被完全插入到第二边耦合腔内并抵靠到另一侧的鼻锥上时，所述第二边耦合腔完全失谐；

所述驻波直线加速管还包括电子聚焦装置，其布置在所述第一边耦合腔的下游加速腔的外部，用于将电子束聚焦。

2.如权利要求1所述的驻波直线加速管，其特征在于，所述驻波直线加速管的输出能量被配置为在所述第一状态下不大于2MeV。

3.如权利要求1所述的驻波直线加速管，其特征在于，所述第一能量开关组件和第二能量开关组件的调谐元件均被设置与所述束流方向基本平行的纵向方向或与所述束流方向基本垂直的径向方向上。

4.如权利要求1所述的驻波直线加速管，其特征在于，在所述第一状态下，所述驻波直线加速管中的电子束在所述第三加速腔内没有加速电场地漂移。

5.如权利要求4所述的驻波直线加速管，其特征在于，在所述第一状态下，所述第三加速腔的电场幅值不大于所述第一加速腔的电场幅值的1/100。

6.如权利要求5所述的驻波直线加速管，其特征在于，在所述第一状态下，所述第三加速腔的电场幅值不大于所述第一加速腔内的电场幅值的1/500。

7.如权利要求6所述的驻波直线加速管，其特征在于，在所述第一状态下，所述第三加速腔的电场幅值为所述第一加速腔内的电场幅值的1/1000到1/500。

8.如权利要求1所述的驻波直线加速管，其特征在于，在所述第一状态下，所述第一能量开关组件和所述第二能量开关组件的调谐元件被配置为是可同步地调谐的。

9.如权利要求1所述的驻波直线加速管，其特征在于，

所述第二加速腔的下游漂移管的内径以及所述第二加速腔下游的加速腔的漂移管的内径大于所述第二加速腔的上游漂移管的内径。

10.如权利要求1所述的驻波直线加速管，其特征在于，

所述第二加速腔的下游漂移管以及所述第二加速腔下游的加速腔的漂移管的内径比所述第二加速腔的上游漂移管的内径大30％-60％。

11.如权利要求1所述的驻波直线加速管，其特征在于，在所述第一状态下，整个所述驻波直线加速管的模式分布的间隔大于1MHz。

12.如权利要求1所述的驻波直线加速管，其特征在于，所述电子聚焦装置用于将来自所述第三加速腔的电子束聚焦。

13.如权利要求12所述的驻波直线加速管，其特征在于，所述电子聚焦装置布置到所述第二加速腔下游的加速腔的外围，或者所述第三加速腔下游的加速腔的外围。

14.根据权利要求13所述的驻波直线加速管，其特征在于，所述电子聚焦装置为电磁线圈。

15.一种驻波直线加速管，其特征在于，包括：

多个加速腔，依次沿着束流方向布置；

第一边耦合腔以及所述第一边耦合腔下游的第二边耦合腔，所述第一边耦合腔和第二边耦合腔的每一个与所述多个加速腔中的两个相邻加速腔耦合；

第一能量开关组件，其与所述第一边耦合腔耦接；

第二能量开关组件，其与所述第二边耦合腔耦接；

其中，当所述第一能量开关组件和所述第二能量开关组件被配置为使所述第一边耦合腔和所述第二边耦合腔均完全失谐时，所述第二边耦合腔耦合的下游加速腔的电场幅值不大于所述第一边耦合腔耦合的上游加速腔的电场幅值的1/100，其中，当所述第一能量开关组件的调谐元件被完全插入到所述第一边耦合腔内并抵靠到另一侧的鼻锥上时，所述第一边耦合腔完全失谐，并且当所述第二能量开关组件的调谐元件被完全插入到第二边耦合腔内并抵靠到另一侧的鼻锥上时，所述第二边耦合腔完全失谐；

所述驻波直线加速管还包括电子聚焦装置，其布置在所述第一边耦合腔的下游加速腔的外部，用于将电子束聚焦。

16.如权利要求15所述的驻波直线加速管，其特征在于，所述第二边耦合腔耦合的下游加速腔的电场幅值不大于所述第一边耦合腔耦合的上游加速腔的电场幅值的1/500。

17.如权利要求16所述的驻波直线加速管，其特征在于，所述第二边耦合腔耦合的下游加速腔的电场幅值为所述第一边耦合腔耦合的上游加速腔的电场幅值的1/1000到1/500。

18.如权利要求15所述的驻波直线加速管，其特征在于，所述第一边耦合腔耦合的下游的加速腔的下游漂移管的内径以及更下游的加速腔的漂移管的内径大于所述第一边耦合腔耦合的下游的加速腔的上游漂移管的内径。

19.如权利要求15所述的驻波直线加速管，其特征在于，所述电子聚焦装置用于将来自所述第二边耦合腔耦合的下游加速腔的束流聚焦。

20.一种驻波直线加速管，其特征在于，包括：

与所述驻波直线加速管的边耦合腔对应的能量开关组件，其中所述能量开关组件包括活塞式调谐装置，与所述能量开关组件对应的下游加速腔的下游漂移管的内径大于该下游加速腔的上游漂移管的内径，其中，当所述能量开关组件的调谐元件被完全插入到一边耦合腔内并抵靠到另一侧的鼻锥上时，所述边耦合腔完全失谐；以及

从与所述能量开关组件对应的下游加速腔起设置的一个或多个聚焦线圈。

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