CN114466500B - 闭环控制借助于直线加速器系统生成的x射线脉冲链 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于闭环控制借助于直线加速器系统生成的具有第一多幅度X射线脉冲和第二多幅度X射线脉冲的X射线脉冲链的方法，所述方法具有以下步骤：‑在第一射频脉冲持续时间内调制借助于直线加速器系统的电子源产生的第一电子束，其中在调制第一电子束时产生第一多幅度X射线脉冲；‑借助于测量单元测量第一多幅度X射线脉冲的时间分辨的实际值；‑借助于控制单元根据预设的多幅度X射线脉冲变化曲线和测量到的时间分辨的实际值的比较来调整至少一个脉冲参数；以及‑在第二射频脉冲持续时间内根据至少一个经调整的脉冲参数来调制借助于电子源产生的第二电子束，以产生第二多幅度X射线脉冲，由此闭环控制X射线脉冲链。

Description

闭环控制借助于直线加速器系统生成的X射线脉冲链

技术领域

本发明涉及一种用于闭环控制借助于直线加速器系统生成的具有第一多幅度X射线脉冲和第二多幅度X射线脉冲的X射线脉冲链的方法、一种所属的直线加速器系统和一种所属的计算机程序产品。

背景技术

直线加速器系统以已知的方式用于沿着直线加速带电粒子、尤其由电子源产生的电子。根据直线加速器系统的类型，将电子尤其借助于射频源在直线加速器腔室中加速到超过1MeV的能量值上。在一个时刻的能量值典型地直接与在所述时刻的剂量值相关联。

在透视运输货物时，例如在海关或安全检查时，有利地使用具有不同能量值的X射线脉冲，以便能够实现材料区分从而确定不同类型的运输货物。Ogorodnikov等人在“Processing of interlaced images in 4-10MeV dual energy customs system formaterial recognition”，Physical Review Special Topics-Accelerator and Beams，第5卷，104701(2002)中公开了使用不同能量值来区分材料。

在较早期的直线加速器系统中仅彼此跟随的射频和X射线脉冲中的能量值可以改变，而现在已知，单个电子束脉冲或X射线脉冲能够具有不同的能量值：

例如，WO 2015/175 751 A1公开了具有多个能量值的X射线脉冲。这种脉冲原则上能够称为多幅度X射线脉冲(Mehrfachamplituden-

)。根据能量值的时间分布和绝对值，X射线脉冲能够具有带有不同能量值的至少两个内脉冲(Intrapulse)，其中所述至少两个内脉冲在时间上观察在射频脉冲持续时间内生成。所述至少两个内脉冲例如形成另一类型的多幅度X射线脉冲。

从US 2014/0 270 086 A1中已知用于内脉冲的X射线能量的开环控制。US 2012/0093 289 A1描述了用于改进的材料区分的具有可变的谱和强度的X射线源。其他直线加速器系统从US 2018/0 270 941 A1、US 2019/0 357 343 A1和US 2016/0 050 741 A1中已知。

在彼此跟随的射频和X射线脉冲的情况下闭环控制直线加速器系统可能持续直至数毫秒并且典型地仅考虑前一脉冲的积分幅度值，而闭环控制具有第一多幅度X射线脉冲和第二多幅度X射线脉冲的X射线脉冲链需要附加的信息。这尤其在于，在生成多幅度X射线脉冲时应在射频脉冲持续时间内考虑直线加速器系统的瞬态响应和/或漂移特性。

发明内容

本发明基于如下目的，提出具有改进的闭环控制的用于闭环控制借助于直线加速器系统生成的具有第一多幅度X射线脉冲和第二多幅度X射线脉冲的X射线脉冲链的方法、所属的直线加速器系统和所属的计算机程序产品。

所述目的通过根据本发明的特征来实现。有利的设计方案在说明书中描述。

根据本发明的用于闭环控制借助于直线加速器系统生成的具有第一多幅度X射线脉冲和第二多幅度X射线脉冲的X射线脉冲链的方法具有以下步骤：

-在第一射频脉冲持续时间内根据预设的多幅度X射线脉冲变化曲线来调制借助于直线加速器系统的电子源产生的第一电子束，其中在调制第一电子束时产生第一多幅度X射线脉冲，

-借助于测量单元测量第一多幅度X射线脉冲的时间分辨的实际值，

-借助于闭环控制单元根据预设的多幅度X射线脉冲变化曲线和测量到的时间分辨的实际值的比较来调整至少一个脉冲参数，以及

-在第二射频脉冲持续时间内根据至少一个经调整的脉冲参数来调制借助于电子源产生的第二电子束，以产生第二多幅度X射线脉冲，由此闭环控制X射线脉冲链。

原则上可考虑，测量不同类别的实际值，例如射频功率值、电流强度值、剂量值和/或能量值。测量时间分辨的实际值有利地能够实现第一多幅度X射线脉冲的实际值在时间上的分辨。时间分辨的实际值是尤其有利的，因为传统地至今检测描述整个多幅度X射线脉冲的单个实际值，尤其当传统地将多幅度X射线脉冲的剂量值在时间上积分时如此。测量单元尤其是阻抗调整的测量单元。测量单元尤其能够以50Ohm终结。时间分辨率有利地小于1μs，尤其小于10ns。

根据本发明的直线加速器系统具有：

-闭环控制单元，

-电子源，

-射频源，

-测量单元，以及

-用于生成X射线脉冲链的靶。

有利地，直线加速器系统能够实现受控地生成X射线脉冲链，由此有利地进一步改进材料区分。

X射线脉冲链包括第一多幅度X射线脉冲和第二多幅度X射线脉冲。有利地，除了第一多幅度X射线脉冲且除了第二多幅度X射线脉冲之外，X射线脉冲链还包括另外的受控的多幅度X射线脉冲，使得X射线脉冲链在运行中连续地受控。这尤其能够在如下情况下实现：在检查的整个持续时间期间，例如在图像支持的安全检查时或在图像支持的海关检查时测量时间分辨的实际值。

因此，尤其当借助于受控的X射线脉冲链透视并且借助于探测器检测具有典型地不同材料的待检查的运输货物时，直线加速器系统有利地适合于图像支持的安全检查或适合于图像支持的海关检查。

传统地，区分两种类型的电子束产生，即连续的电子束产生和脉冲式电子束产生。在脉冲式电子束产生中，典型地借助于直线加速器系统生成一连串(链)的X射线脉冲，其由于时间错开地、即脉冲式地击在直线加速器系统的靶上的电子的相互作用产生。因此，根据本发明产生的X射线脉冲链能够与脉冲式电子束产生相关联。

电子源典型地将电子发射到直线加速器系统的直线加速器腔室中。所发射的电子例如由时间分辨的电流强度值描绘。所发射的电子典型地形成至少两个电子束并且通常在一定的时间段中发射。所发射的电子例如能够划分成第一电子束和与第一电子束相比在稍后的时刻发射的第二电子束。

第一多幅度X射线脉冲的脉冲持续时间基本上在时间上与相应的电子束的脉冲持续时间相关联。

电子源能够具有热离子发射器，例如螺旋发射器或球形发射器，或冷发射器，例如具有碳管或硅。具有电流强度值的电子束由电子源提供和/或借助于闭环控制单元来设定。附加地，电子源能够在电子束路径中具有阻挡格栅，以调节第一电子束和/或第二电子束，例如以便减小已经发射的电子的数量。闭环控制单元尤其能够例如通过设定加热电流和/或截止电压来控制发射器和/或阻挡格栅。改变电流强度值尤其包括借助于发射器和/或阻挡格栅来控制电子束的电流强度幅度、脉冲开始和/或脉冲持续时间。例如能够将电容器充电到阻挡格栅电压的水平。在这种情况下，通过接通或关断电容器可以调节阻挡格栅。这样例如能够近似无级地改变电流强度，尤其如果多个电容器为此构成。电容器的接通或关断可以借助于半导体开关、尤其MOSFET和/或IGBT和/或晶体管例如在纳秒范围中进行。

直线加速器腔室能够具有多个单元。直线加速器腔室的单元典型地称为加速器元件。直线加速器腔室尤其是谐振器、例如驻波加速器或行波加速器。

射频源构成用于在直线加速器腔室内加速电子并且典型地具有磁控管或速调管。射频源附加地能够具有用于快速改变射频功率值的反射相移器设备(Reflektionsphasenschiebervorrichtung)。具有射频功率值的射频功率典型地由直线加速器系统的射频源提供和/或借助于直线加速器系统的闭环控制单元设定。

磁控管通常用于安全检查或海关检查。磁控管是将高电压脉冲转换成射频脉冲的射频振荡器。高压值尤其与射频功率值相关联。射频功率值的时间变化过程例如通过高压值升高和/或高压值降低影响，例如由于高压值的变化率的改变。在替选地使用速调管的情况下，除了上述改变之外，还能够改变集束器单元的射频激励场的幅度。另一可行性是通过改变射频脉冲来调制射频功率。

尤其如果射频源具有磁控管，则射频源能够附加地具有用于对磁控管馈送高压的马克思发生器。马克思发生器典型地具有多个级。在所述实施方式中，通过借助于闭环控制单元开始时间错开地接通射频源的马克思发生器的至少一个级来改变射频功率值。高压值尤其与马克思发生器的接通的级的数量相关联。因此，根据所述实施方式，通过马克思发生器获得至少一个第一射频功率值，所述至少一个第一射频功率值通过时间错开地接通至少一个级进一步提高。因此，马克思发生器有利地能够实现借助于调节接通的高压值来设定射频功率。

如果与磁控管并联地连接有电容元件、例如连接线缆，则由控制单元开始的时间错开的接通是特别有利的。在这种情况下，至今根据DE 10 2011 086 551 A1传统地选择高压值升高，使得在达到磁控管点火电压时，电容元件的充电电流在数值上等于磁控管的工作电流，使得连接线缆的阻抗匹配于磁控管的阻抗。由此，传统地实现矩形磁控管脉冲进而矩形射频脉冲。

根据本发明的所述实施方式，然而采取如下措施：与射频源的磁控管并联连接的电容元件的阻抗在达到磁控管点火电压时相对于磁控管的阻抗的比值设定为不等于1，使得磁控管的高压值与时间错开地接通至少一个级相关地升高或降低。电容元件能够是连接线缆、尤其同轴线缆。所述实施方式是尤其有利的，因为由此能够省却射频源的元件的通常的阻抗匹配和/或有利地采用阻抗的(失配)比例来设定高压值。基本上通过电容式充电电流和磁控管的工作电流确定阻抗比值。尤其能够通过改变高压值升高和/或通过改变至少一个级的时间错开的接通的时刻来影响阻抗比值。

闭环控制单元尤其设立用于调制第一电子束和/或第二电子束。经调制的第一电子束和/或经调制的第二电子束尤其从射频功率值和/或电流强度值和/或剂量值和/或能量值的时间变化中得出。换言之，通过改变射频功率值和/或电流强度值和/或剂量值和/或能量值来调制第一电子束和/或第二电子束。在随时间变化的情况下，尤其改变幅度数值和/或用于提供幅度数值的时刻。

原则上，能量值和/或剂量值在射频脉冲持续时间内的多个幅度数值作为多幅度X射线脉冲的一部分。多幅度X射线脉冲例如能够如在图4至图6的行E(t)和/或D(t)中示出的那样构成。

如果一个时间段在两个不等于零的值之间等于零，则多幅度X射线脉冲包括所谓的内脉冲。内脉冲典型地借助于等于零的时间部段分开。在内脉冲期间典型地产生X射线辐射。从中得出，多幅度X射线脉冲能够具有时间部段，同时暂时不产生X射线辐射，因为尤其在关断的射频功率的情况下和/或在关断的电子源的情况下不能够加速电子从而不能够生成X射线辐射。

因此定义，X射线脉冲持续时间等于射频脉冲持续时间。因此，X射线脉冲持续时间说明如下时间段，在所述时间段中原则上出现多个幅度数值并且能够根据不等于零的幅度数值产生X射线辐射。X射线脉冲持续时间能够比尤其随时间变化的电子束的脉冲持续时间更长。如果多幅度X射线脉冲具有分开的内脉冲，X射线脉冲持续时间包括在两个内脉冲之间的时间部段，同时暂时不产生X射线辐射。换言之，内脉冲持续时间的总和在这种情况下比X射线脉冲持续时间短。

调制尤其在第一射频脉冲持续时间和/或第二射频脉冲持续时间内进行。调制包括尤其随时间改变射频源的射频功率值和/或电子束的电流强度值。例如，在第一射频脉冲持续时间内改变射频功率值和/或电流强度值和/或能量值和/或剂量值从而调制第一电子束。例如通过在第二射频脉冲持续时间内改变射频功率值和/或电流强度值和/或能量值和/或剂量值，调制第二电子束。由于射频功率值和/或电流强度值的改变，尤其能量值和/或剂量值由于其相关性会改变。

第一射频脉冲持续时间和/或第二射频脉冲持续时间通常包括相应的时间段，在所述时间段中，射频源提供用于在直线加速器腔室内加速电子的尤其不等于零的射频功率。第一射频脉冲持续时间和第二射频脉冲持续时间能够在时间延展中区分，然而典型地是相同长度的。第一射频脉冲和第二射频脉冲典型地由如下时间段中断：在所述时间段中，射频源不提供用于在直线加速器腔室内加速电子的射频功率。从中得出，在第一多幅度X射线脉冲与第二多幅度X射线脉冲之间，射频功率典型地是零。在相同的时间段中，电流强度值通常同样是零。此外，电流强度值能够在第一射频脉冲持续时间和/或第二射频脉冲持续时间期间是零，以便例如将两个内脉冲分开。

多幅度X射线脉冲变化曲线通常是时间分辨的变化曲线。多幅度X射线脉冲变化曲线例如由闭环控制单元预设并且能够根据至少一个预设的射频功率值、电流强度值、剂量值和/或能量值借助于闭环控制单元设定和/或可设定。所述相关性能够以脉冲参数的形式示出。至少一个脉冲参数尤其引起随时间改变射频功率值和/或电流强度值和/或能量值和/或剂量值。闭环控制单元能够使用脉冲参数从而获得，典型地改变射频功率值和/或电流强度值和/或能量值和/或剂量值。多幅度X射线脉冲变化曲线尤其预设在运行中待产生的具有预设的射频功率值、电流强度值、剂量值和/或能量值的X射线脉冲的时间变化过程。

射频功率值、电流强度值、剂量值和/或能量值尤其彼此相关和/或彼此制约。射频功率值P(t)通常以W说明，电流强度值I(t)以A说明，能量值E(t)以eV说明并且剂量值D(t)以Gy说明。例如，能量值由以剂量值作为分子且电流强度值作为分母的分数的三次根计算：

从中又得出：

D∝I·E³

剂量值与单位为V的高压幅度U(t)的3次方成正比。高压幅度U(t)又影响射频功率值P(t)。

一个实施方式提出，时间分辨的实际值描述第一多幅度X射线脉冲的剂量分布。剂量值分布尤其显示在时间上的剂量变化过程，其中剂量变化过程具有多个剂量值。剂量值分布典型地在第一多幅度X射线脉冲持续时间内不是恒定的。换言之，剂量值通常在相应的射频脉冲持续时间内改变。

上述实施方式的一个有利的改进方案尤其是，用于测量剂量值分布的测量单元是电离室、光闪烁体或进行直接转换的半导体。

一个实施方式提出，时间分辨的实际值描述第一多幅度X射线脉冲的能量值分布。能量值分布尤其显示在时间上的能量变化过程，其中能量变化过程具有多个能量值。能量值分布典型地在第一多幅度X射线脉冲持续时间内不是恒定的。换言之，能量值在相应的射频脉冲持续时间内改变。

上述实施方式的一个有利的改进方案尤其是，用于测量能量值分布的测量单元是与直线加速器系统的靶连接的电流测量仪或包围X射线脉冲链的电子束路径的测量变压器。

在本发明的一个特别有利的设计方案中，时间分辨的实际值描述剂量值分布和能量值分布。所述实施方式是尤其有利的，因为由此能够实现控制两个参量。为此，闭环控制单元尤其构成为，其有利地将在闭环控制回路中测量到的实际能量值和测量到的实际剂量值与预设的多幅度X射线脉冲变化曲线进行比较并且对应地调整至少一个脉冲参数，使得随后的多重能量X射线脉冲根据至少一个脉冲参数调整和控制。所述实施方式尤其在如下情况下是有利的：第一多幅度X射线脉冲的实际值以小于1μs的时间分辨率来测量。特别有利地，时间分辨率小于10ns。

一个实施方式提出，多幅度X射线脉冲变化曲线对于具有升高的和/或降低的能量值的能量分布具有恒定的和可变的幅度变化曲线。恒定的幅度变化曲线尤其在大于零的第一幅度值与大于零的第二幅度值之间尤其是无级的和/或连续的，例如是线性升高的或线性降低的。这种多幅度X射线脉冲变化曲线有利地能够通过如下方式实现：时间分辨率小于1μs并且时间分辨的实际值描述剂量值分布和能量值分布。

一个对于上述实施方式替选的实施方式提出，多幅度X射线脉冲变化曲线具有至少两个单独的内脉冲。所述多幅度X射线脉冲变化曲线有利地能够通过如下方式实现：时间分辨率小于1μs并且时间分辨的实际值描述剂量值分布和能量值分布。另一优点是，能够彼此独立地控制两个单独的内脉冲。在两个单独的内脉冲之间，电流强度值典型地等于零。

计算机程序产品能够是计算机程序或包括计算机程序。计算机程序产品尤其具有根据本发明的方法步骤描绘的程序代码机构。由此，能够定义地和可重复地实施根据本发明的方法以及执行关于根据本发明的方法的转发的控制。计算机程序产品优选地配置成，使得计算单元能够借助于计算机程序产品实施根据本发明的方法步骤。程序代码机构尤其能够加载到计算单元的存储器中并且典型地借助于计算单元的处理器借助访问存储器来运行。当在计算单元中运行计算机程序产品、尤其程序代码机构时，能够典型地执行所描述的方法的所有根据本发明的实施方式。计算机程序产品例如存储在物理的计算机可读的介质上和/或以数字方式作为数据包储存在计算机网络中。计算机程序产品能够是物理的计算机可读的介质和/或计算机网络中的数据包。因此，本发明也能够基于物理的计算机可读的介质和/或计算机网络中的数据包。物理的计算机可读的介质通常可直接与计算单元连接，其方式例如为：将物理的计算机可读的介质置入DVD驱动器中或插到USB端口中，由此计算单元能够尤其读取地访问物理的计算机可读的介质。数据包优选地能够从计算机网络调用。计算机网络能够具有计算单元或借助于广域网(WAN)或(无线)局域网连接连接(WLAN或LAN)与计算单元间接连接。例如，计算机程序产品能够以数字的方式在计算机网络的存储位置处存储在云服务器上，借助于WAN经由因特网和/或借助于WLAN或LAN尤其通过调用下载链接传输给计算单元，所述下载链接指向计算机程序产品的存储位置。

在描述设备时提到的特征、优点或替选的实施方式同样可转用于方法，并且反之亦然。换言之，针对方法的实施例能够借助设备的特征改进，并且反之亦然。根据本发明的设备尤其能够在所述方法中使用。

附图说明

在下文中根据在附图中示出的实施例详细描述和阐述本发明。原则上，在下面的附图描述中基本上保持相同的结构和单元借助与在相应的结构或单元首次出现时相同的附图标记命名。

附图示出：

图1示出第一实施例中的用于闭环控制借助于直线加速器系统生成的具有第一多幅度X射线脉冲和第二多幅度X射线脉冲的X射线脉冲链的方法，

图2示出第二实施例中的图1的方法，

图3示出在闭环控制单元中实施的闭环控制回路，

图4示出射频功率值P(t)、剂量值D(t)和能量值E(t)关于电流强度值I(t)的时间变化的示例性的变化过程，

图5示出电流强度值I(t)、剂量值D(t)和能量值E(t)关于射频功率值P(t)的时间变化的示例性的变化过程，

图6示出剂量值D(t)和能量值E(t)关于射频功率值P(t)和电流强度值I(t)的时间变化的示例性的变化过程，

图7示出射频功率值P(t)关于高压幅度U(t)的变化过程，

图8示出具有预测闭环控制回路的直线加速器系统，以及

图9示出具有直接闭环控制回路的直线加速器系统。

具体实施方式

图1示出用于闭环控制借助于直线加速器系统生成的具有第一多幅度X射线脉冲和第二多幅度X射线脉冲的X射线脉冲链的方法的流程图。

方法步骤S100表明在第一射频脉冲持续时间内根据预设的多幅度X射线脉冲变化曲线来调制借助于直线加速器系统的电子源产生的第一电子束，其中在调制第一电子束时产生第一多幅度X射线脉冲。尤其地，多幅度X射线脉冲变化曲线能够对于具有升高的和/或降低的能量值的能量分布具有恒定的和可变的幅度变化曲线。替选地，多幅度X射线脉冲变化曲线能够具有至少两个单独的内脉冲。

方法步骤S101表明借助于测量单元测量第一多幅度X射线脉冲的时间分辨的实际值。尤其地，时间分辨的实际值描述第一多幅度X射线脉冲的剂量值分布，其中用于测量剂量值分布的测量单元是电离室、光闪烁体或进行直接转换的半导体。替选地或附加地，时间分辨的实际值描述第一多幅度X射线脉冲的能量值分布，其中用于测量能量值分布的测量单元是与直线加速器系统的靶连接的电流测量仪或包围X射线脉冲链的电子束路径的测量变压器。优选地，第一多幅度X射线脉冲的实际值以小于1μs的时间分辨率测量，特别有利地，时间分辨率小于10ns。

方法步骤S102表明借助于闭环控制单元根据预设的多幅度X射线脉冲变化曲线和测量到的时间分辨的实际值的比较来调整至少一个脉冲参数。

方法步骤S103表明在第二射频脉冲持续时间内根据至少一个经调整的脉冲参数来调制借助于电子源产生的第二电子束，以产生第二多幅度X射线脉冲，由此闭环控制X射线脉冲链。

图2对方法步骤S100至S103附加地示出另外的方法步骤。

方法步骤S104表明，通过借助于闭环控制单元开始时间错开地接通射频源的马克思发生器的至少一个级来改变射频功率值，并且与射频源的磁控管并联连接的电容元件的阻抗在达到磁控管点火电压时相对于磁控管的阻抗的比值设定为不等于1，使得磁控管的高压值与时间错开地接通至少一个级相关地升高或降低。

图3示出在闭环控制单元11中实施的闭环控制回路。与至少一个预设的剂量值D_soll和能量值E_soll相关地设定多幅度X射线脉冲变化曲线，其方式为：闭环控制单元11的闭环控制算法单元11.R1确定对应的射频功率值P_soll和对应的电流强度值I_soll。确定的值P_soll、I_soll能够在至少一个脉冲参数中描绘，使得在直线加速器系统10中通过调制电子束产生多幅度X射线脉冲P1、P2。确定的值P_soll、I_soll的替选名称能够是P_stell、I_stell。时间分辨的实际值D_ist、E_ist借助于测量单元12测量，从而可以替选地称为D_mess或E_mess。

原则上可考虑，闭环控制单元11配备有两个闭环控制子单元，使得第一闭环控制子单元控制多幅度X射线脉冲的第一内脉冲并且第二闭环控制子单元控制多幅度X射线脉冲的第二内脉冲。

图4在变型方案#1至#4中示出射频功率值P(t)、剂量值D(t)和能量值E(t)关于电流强度值I(t)的时间变化的示例性的变化过程。点划线圆表明电流强度值I(t)作为控制变量的变型方案。在能量值E(t)处的虚线的替选的变化过程示出无负载的、尤其在持续的电流强度值I(t)等于零的情况下的能量值的假想变化过程。

图5在变型方案#5至#7中示出电流强度值I(t)、剂量值D(t)和能量值E(t)关于射频功率值P(t)的时间变化的示例性的变化过程。点划线圆表明射频功率值作为控制变量的变型方案。在能量值E(t)处的虚线的替选的变化过程示出无负载的、尤其在持续的电流强度值I(t)等于零的情况下的能量值的假想变化过程。

图6在变型方案#8中示出剂量值D(t)和能量值E(t)关于射频功率值P(t)和电流强度值I(t)的时间变化的示例性的变化过程。在所述实施方式中，尤其强调在整个射频脉冲持续时间期间能量值E(t)的线性上升变化过程，所述变化过程是恒定的(stetig)和可变的幅度变化曲线的示例。在能量值E(t)处的虚线的替选的变化过程示出无负载的、尤其在持续的电流强度值I(t)等于零的情况下的能量值的假想变化过程。对于所述实施方式，例如能够使用在图3中示出的闭环控制回路。

图7在排#9至#12中示出射频功率值P(t)关于高压幅度U(t)的变化过程。高压幅度升高尤其定义为高压幅度U(t)的变化率。

在排#9至11中尤其示出，射频功率值P(t)的变化过程直接与高压幅度升高相关联。关联性尤其使得强的高压幅度升高能够引起降低的射频功率值P(t)并且慢的高压幅度升高能够引起升高的射频功率值P(t)。

排#12尤其公开，尤其由于时间错开地接通射频源的马克思发生器的至少一个级，高压幅度U(t)跳跃式地提高，由此射频功率值P(t)能够提高。

图8示出根据现有技术的具有预测-闭环控制回路的直线加速器系统10。

图9示出直线加速器系统10，其具有多个根据本发明的闭环控制回路和用于闭环控制直线加速器系统10的不同的选项1至5。

直线加速器系统10具有：

-闭环控制单元11、

-电子源13、

-射频源14、

-测量单元12，和

-用于生成X射线脉冲链的靶。

尽管通过优选的实施例详细说明和描述了本发明的细节，然而本发明不通过公开的实例限制并且能够由本领域技术人员从中推导出其他变型方案，而不脱离本发明的保护范围。

Claims (13)

1.一种用于闭环控制借助于直线加速器系统生成的X射线脉冲链的方法，所述X射线脉冲链具有第一多幅度X射线脉冲和第二多幅度X射线脉冲，所述方法具有以下步骤：

-在第一射频脉冲持续时间内根据预设的多幅度X射线脉冲变化曲线来调制借助于所述直线加速器系统的电子源产生的第一电子束，其中在调制所述第一电子束时产生所述第一多幅度X射线脉冲，

-借助于测量单元测量所述第一多幅度X射线脉冲的时间分辨的实际值，

-借助于闭环控制单元根据预设的多幅度X射线脉冲变化曲线和测量到的所述时间分辨的实际值的比较来调整至少一个脉冲参数，以及

-在第二射频脉冲持续时间内根据经调整的至少一个脉冲参数来调制借助于所述电子源产生的第二电子束，以产生所述第二多幅度X射线脉冲，由此闭环控制所述X射线脉冲链。

2.根据权利要求1所述的方法，

其中所述时间分辨的实际值描述所述第一多幅度X射线脉冲的剂量值分布。

3.根据权利要求2所述的方法，

其中用于测量所述剂量值分布的测量单元是电离室、光闪烁体或直接转换的半导体。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，

其中所述时间分辨的实际值描述所述第一多幅度X射线脉冲的能量值分布。

5.根据权利要求4所述的方法，

其中用于测量所述能量值分布的测量单元是与所述直线加速器系统的靶连接的电流测量仪或包围X射线脉冲链的电子束路径的测量变压器。

6.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，

其中通过借助于所述闭环控制单元开始时间错开地接通射频源的马克思发生器的至少一个级来改变射频功率值。

7.根据权利要求6所述的方法，

其中将与所述射频源的磁控管并联连接的电容元件的阻抗在达到磁控管点火电压时相对于所述磁控管的阻抗的比值设定为不等于1，使得所述磁控管的高压值与时间错开地接通所述至少一个级相关地升高或降低。

8.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，

其中所述第一多幅度X射线脉冲的实际值以小于1μs的时间分辨率来测量。

9.根据权利要求8所述的方法，

其中所述时间分辨率小于10ns。

10.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，

其中所述多幅度X射线脉冲变化曲线对于具有升高的和/或降低的能量值的能量值分布具有恒定的和可变的幅度变化曲线。

11.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，

其中所述多幅度X射线脉冲变化曲线具有至少两个单独的内脉冲。

12.一种直线加速器系统，所述直线加速器系统具有：

-用于执行根据上述权利要求中任一项所述的方法的闭环控制单元，

-电子源，

-射频源，

-测量单元，以及

-用于生成所述X射线脉冲链的靶。

13.一种计算机可读介质，在所述计算机可读介质上存储有计算机程序产品，所述计算机程序产品具有程序代码机构，所述计算机程序产品能够直接加载到计算单元的存储器中，以便当在所述计算单元中运行所述计算机程序产品时，执行根据权利要求1至11中任一项所述的方法。

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