DE10211323A1 - Monolithische Struktur mit asymmetrischer Kopplung - Google Patents

Abstract

Es wird eine Vorrichtung zur Verwendung in einem Linearbeschleuniger, der zum Beschleunigen von geladenen Partikeln entlang einer Strahlachse (50) betreibbar ist, offenbart. Die Vorrichtung enthält eine Mehrzahl von monolithischen Teilen (70), die zur Ausbildung einer Folge von Beschleunigungshohlräumen (72), die entlang der Strahlachse ausgerichtet sind, und von Kopplungshohlräumen (74) verbunden sind. Jeder der Kopplungshohlräume schneidet sich mit benachbarten Beschleunigungshohlräumen an ersten und zweiten Kopplungsöffnungen (80). Die ersten und zweiten Kopplungsöffnungen weisen unterschiedliche Größen auf.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf eine Strahlung emittierende Vor­ richtung, und genauer gesagt auf einen Linearbeschleuniger, der eine monolithische Hohl­ raumstruktur mit asymmetrischer Kopplung aufweist.

Linearbeschleuniger werden zum Beschleunigen einer Vielzahl von Partikeln (z. B. Elek­ tronen, Protonen, Ionen) für zahlreiche Anwendungen, wie die Strahlungstherapie, verwen­ det. Eine Strahlungstherapievorrichtung enthält allgemein ein Gestell, das um eine ho­ rizontale Drehachse im Laufe einer therapeutischen Behandlung geschwenkt werden kann. Ein Elektronenlinearbeschleuniger ist innerhalb des Gestells zum Erzeugen eines Hoch­ energie-Strahlungsstrahls für eine Therapie angeordnet. Dieser Hochenergie- Strahlungsstrahl kann zum Beispiel ein Elektronenstrahl oder ein Photonenstrahl (Röntgen­ strahl) sein. Während der Behandlung wird der Strahlungsstrahl auf eine Zone eines Pa­ tienten, der in dem Isozentrum der Gestelldrehung liegt, gerichtet.

Linearbeschleuniger können in der medizinischen Umgebung für eine Vielzahl von An­ wendungen verwendet werden. Ein Strahl von geladenen Partikeln, z. B. Elektronen, aus einem Linearbeschleuniger kann auf ein Ziel gerichtet werden, das aus einem Material gemacht ist, das eine hohe Ordnungszahl aufweist, so daß ein Röntgenstrahl zur Strah­ lungstherapie erzeugt wird. Alternativ kann der Strahl aus geladenen Partikeln direkt auf einen Patienten während einer strahlungschirurgischen (radiochirurgischen) Prozedur ge­ richtet werden. Solche Strahlungschirurgie ist eine wohlbekannte Therapie bei der Be­ handlung von Gehirntumoren geworden. Ein Hochenergiestrahl kann auf einen lokalisier­ ten Bereich gerichtet werden, um ein Zerbrechen von einem oder beiden Strängen des DNA-Moleküls innerhalb von Krebszellen zu verursachen, mit dem Ziel, daß mindestens ein weiteres Wachstum verzögert wird und bevorzugterweise eine heilende Krebsbehand­ lung geliefert wird.

Ein herkömmlicher Linearbeschleuniger enthält eine Reihe von Beschleunigungshohlräu­ men (Beschleunigungskammern), die entlang einer Strahlachse ausgerichtet sind. Eine Teilchenquelle, die für einen Elektronenbeschleuniger typischerweise eine Elektronen­ quelle ist, richtet geladene Partikel in den ersten Beschleunigungshohlraum. Mit der Bewe­ gung der geladenen Partikel durch die Abfolge von Beschleunigungshohlräumen werden die Partikel mittels eines elektromagnetischen Feldes fokussiert und beschleunigt. Zum Beispiel kann eine Hochfrequenzquelle (HF-Quelle) mit dem Beschleuniger zum Erzeugen des notwendigen Feldes zum Betreiben des Linearbeschleunigers gekoppelt sein. Die be­ schleunigten Partikel aus dem klinischen Linearbeschleuniger haben eine hohe Energie (z. B. bis zu 20 MeV). Oft wird der Ausgangsstrahl auf ein magnetisches Umlenksystem, das als ein Energiefilter dient, gerichtet. Der Strahl wird typischerweise um ungefähr 270 Grad umgelenkt bzw. umgebogen. Dann wird entweder der Ausgangsstrahl der Hochener­ gie-Partikel oder ein Röntgenstrahl, der durch Beschießen eines Targets mit dem Aus­ gangsstrahl bzw. das Auftreffen des Ausgangsstrahls auf ein Target erzeugt wird, zur Strahlungsbehandlung eines Patienten verwendet.

Die Frequenz des Treibersignals und die Abmessungen der Beschleunigungshohlräume (Beschleunigungskammern) und die Strahldurchgänge zwischen benachbarten Beschleuni­ gungshohlräumen bestimmen die Betriebsfrequenz des Beschleunigers. Eine optimale Leistung des Beschleunigers erfordert eine Übereinstimmung bzw. Abstimmung zwischen der Resonanzfrequenz der Hohlraumstruktur und der Frequenz des Treibersignals.

In einer resonanten Kette von gekoppelten Hohlräumen wie in einem linearen Partikelbe­ schleuniger mit einer stehenden Welle ist es oft wünschenswert, die Feldstärke in einigen Hohlräumen relativ zu anderen Hohlräumen zu ändern. Eine Einstellung des Feldstärken­ profils in einem Beschleuniger kann ausgeführt werden durch Ändern der Kopplungskon­ stanten auf jeder Seite eines Kopplungshohlraums. Dieses wird typischerweise ausgeführt durch Verschieben der longitudinalen Position des seitlichen Hohlraums (Seitenhohl­ raums), was die Kopplungsapertur auf einer Seite größer und auf der anderen Seite kleiner macht. Beim Ausführen bleibt die Gestalt des seitlichen Hohlraumes allgemein unverän­ dert. Der seitliche Hohlraum bleibt symmetrisch. Dieses herkömmliche Verfahren funktio­ niert gut für Beschleunigergestaltungen, bei denen der seitliche Hohlraum als ein Stück hergestellt und an einem Stück, das zwei Haupthohlraumhälften enthält, angebracht wird.

Ein alternatives Verfahren zum Herstellen der Beschleunigerstrukturen ist die Ausbildung von monolithischen Teilen, wie es in dem U. S.-Patent Nr. 5,734,168 für Yao beschrieben ist, das hier in seiner Gesamtheit durch Bezugnahme und insbesondere im Hinblick auf die Herstellung der monolithischen Strukturen durch Bezugnahme aufgenommen wird. Die monolithische Struktur definiert einen Abschnitt des Haupthohlraums und des Seitenhohl­ raums in einer Struktur. Die monolithische Struktur liefert Verbesserungen beim Herstellen wie reduzierte Toleranzen und reduzierte Herstellungskosten, insbesondere für Beschleuni­ ger höherer Frequenzen. Ein Nachteil der monolithischen Struktur ist der, daß die Feldstär­ keneinstellung, wie sie oben beschrieben wurde, nicht verwendet werden kann. Falls der Seitenhohlraum in Längsrichtung verschoben wird, wird die Einheitszelle nicht exakt eine Hälfte eines Seitenhohlraums enthalten, und die Frequenz dieses teilweisen Seitenhohl­ raums wird signifikant gegenüber der Frequenz des vollen Seitenhohlraums verschoben. Dieses kompliziert den Entwurf und das Testen von Hohlräumen (Kammern).

Daher gibt es ein Bedürfnis für eine monolithische Zellstruktur, die eine Einstellung der Feldstärke durch Modifizieren der Seitenhohlraumkonfiguration zum Variieren der Kopp­ lungskonstante zwischen einem Seitenhohlraum und einem Haupthohlraum erlaubt.

Eine Vorrichtung nach Anspruch 1 und ein System zum Liefern von geladenen Partikeln für medizinische Anwendungen nach Anspruch 7 überwinden dieses Bedürfnis.

Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.

Das Obige ist eine kurze Beschreibung von einigen Nachteilen des Standes der Technik und von Vorteilen der vorliegenden Erfindung. Weitere Merkmale und Zweckmäßigkeiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsformen anhand der Figuren. Von den Figuren zeigen:

Fig. 1 eine Darstellung einer Strahlungsbehandlungsvorrichtung, die einen Linearbe­ schleuniger aufweist, nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung und einen Patienten, der zur Behandlung innerhalb der Behandlungsvorrichtung positioniert ist;

Fig. 2 eine schematische Darstellung eines Linearbeschleunigers der Strahlungsbe­ handlungsvorrichtung aus Fig. 1;

Fig. 3 eine seitliche Schnittansicht einer Folge von monolithischen Teilen der vorlie­ genden Erfindung, die zur Ausbildung eines Linearbeschleunigers verbunden sind;

Fig. 4 eine Vorderansicht des monolithischen Teils aus Fig. 3; und

Fig. 5 eine seitliche Schnittansicht des monolithischen Teils aus Fig. 4, die entlang der Linien 5-5 genommen ist.

Entsprechende Bezugszeichen in den Figuren bezeichnen entsprechende Teile durch die verschiedenen Ansichten in den Figuren.

Die folgende Beschreibung wird präsentiert, um die Fachleute in die Lage zu versetzen, die Erfindung auszuführen und zu verwenden. Beschreibungen von spezifischen Ausfüh­ rungsformen und Anwendungen werden nur als Beispiele geliefert, und verschiedene Mo­ difikationen werden den Fachleuten leicht einfallen. Die allgemeinen Prinzipien, die hier beschrieben werden, können auf andere Ausführungsformen und Anwendungen ohne Ab­ weichen von dem Umfang der Erfindung, wie er in den Ansprüchen definiert wird, ange­ wandt werden. Daher ist die vorliegende Erfindung nicht auf die gezeigten Ausführungs­ formen begrenzt, sondern sie ist dazu gedacht, daß sie den breitesten Umfang zugerechnet bekommt, der mit den Prinzipien und den Merkmalen, die hier beschrieben werden, konsi­ stent ist. Zum Zwecke der Klarheit werden Details, die sich auf technische Materialien oder technisches Wissen beziehen, das in den technischen Gebieten bekannt ist, auf die sich die Erfindung bezieht, nicht im Detail beschrieben.

Nun unter Bezugnahme auf die Figuren und zuerst auf Fig. 1, eine Bestrahlungsbehand­ lungsvorrichtung nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist gezeigt und wird allgemein mit 20 bezeichnet. Die Bestrahlungsbehandlungsvorrichtung 20 enthält eine Strahlabschirmvorrichtung innerhalb eines Behandlungskopfes 24 und eine Steuereinheit innerhalb eines Gehäuses 26, die mit einer Behandlungsverarbeitungseinheit (nicht gezeigt) verbunden ist. Die Bestrahlungsbehandlungsvorrichtung enthält weiter ein Gestell 36, das zur Drehung um eine Achse A im Laufe einer therapeutischen Behandlung geschwenkt werden kann. Der Behandlungskopf 24 ist an dem Gestell 36 zur Bewegung mit diesem befestigt, und ein Linearbeschleuniger ist innerhalb des Gestells zur Erzeugung einer Hochleistungsstrahlung, die zur Therapie verwendet wird, angeordnet. Die Strahlung, die von dem Linearbeschleuniger emittiert wird, breitet sich allgemein entlang der Achse R aus. Elektronen, Photonen oder irgendeine andere detektierbare Strahlung können für die Therapie verwendet werden. Während einer Behandlung wird der Strahlungsstrahl auf eine Zone Z eines Objektes P (z. B. ein zu behandelnder Patient) fokussiert. Die Zone, die zu behandeln ist, ist in einem Isozentrum befindlich, das durch den Schnittpunkt der Drehach­ se A des Gestells 36, der Drehachse T eines Behandlungstisches 38, und der Strahlungs­ strahlachse R definiert ist. Die Behandlungsvorrichtung 20, die oben beschrieben wurde, ist als ein Beispiel einer Vorrichtung zur Verwendung bei der Lieferung einer Behandlung mit einem Linearbeschleuniger, der eine monolithische Struktur aufweist, wie es unten be­ schrieben wird, vorgesehen. Es ist zu verstehen, daß die Strahlungsbehandlungsvorrichtung unterschiedlich von derjenigen, die in Fig. 1 gezeigt ist, sein kann, ohne von dem Umfang der Erfindung abzuweichen.

Fig. 2 illustriert ein zusätzliches Detail des Linearbeschleunigers der Behandlungsvorrich­ tung aus Fig. 1. Der Linearbeschleuniger enthält eine Teilchenquelle 42 zum Richten von geladenen Teilchen in eine Beschleunigervorrichtung 44. In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Teilchenquelle eine Elektronenkanone, die Elektronen in das Ein­ gangsende der Beschleunigervorrichtung 44 injiziert. Eine Treiberquelle (Energie) wird in die Beschleunigervorrichtung durch eine Signalquelle 46 eingebracht. Die Signalquelle 46 bringt eine elektromagnetische Welle mit einer geeigneten Frequenz ein. Radio- oder Hochfrequenzquellen werden herkömmlicherweise verwendet, aber die Auswahl der Fre­ quenz des Treibersignals ist nicht kritisch für die Erfindung. Optional kann die Frequenz dynamisch durch eine Steuerschaltung 48, die mit einem geschlossenen Regelkreissystem (nicht gezeigt) verbunden ist, gesteuert bzw. geregelt werden.

Elektronen, die in die Beschleunigervorrichtung 44 durch die Elektronenkanone einge­ bracht werden, werden entlang der Strahlachse 50 der Vorrichtung beschleunigt. Die Elek­ tronen erhalten eine hohe Energie mittels der Energieübertragungsbeziehung mit den elek­ tromagnetischen Wellen, die durch die Verbindung mit der Signalquelle 46 etabliert wird. Ein gepulster oder ein Dauer-Ausgangsstrahl aus Elektronen wird aus einem Austrittsfens­ ter 54 emittiert, das an dem Lieferende der Vorrichtung 44 befindlich ist. Das Austritts­ fenster 54 kann eine dünne Metallfolie enthalten. Der Ausgangsstrahl 52 aus geladenen Teilchen wird auf ein achromatisches magnetisches Umlenksystem 56 gerichtet, das als ein Energiefilter wirkt. Der Ausgangsstrahl wird um ungefähr 270 Grad umgelenkt bzw. gebo­ gen und dann auf ein Target 58 wie ein Gold- oder Wolframtarget gerichtet. Das Auftreffen des Ausgangsstrahls 52 auf dem Target 58 erzeugt einen Röntgenstrahl, der zur Strahlungs­ behandlung eines Patienten verwendet wird bzw. verwendet werden kann. Alternativ kann der Ausgangsstrahl 52 direkt auf einen Patienten gerichtet werden, zum Beispiel während einer radiochirurgischen Prozedur zur Behandlung eines Gehirntumors. Der Betrieb des magnetischen Umlenksystems 56 und der Betrieb des Targets 58 sind den Fachleuten wohlbekannt.

Unter Bezugnahme auf nun Fig. 3, eine seitliche Schnittansicht einer Folge von monoli­ thischen Teilen 70 der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird gezeigt. Die monolithischen Teile 70 sind miteinander zur Ausbildung eines Linearbeschleunigers ver­ bunden. Wie in Fig. 3 gezeigt ist, zwei verbundene Teile 70 definieren einen Hauptbe­ schleunigungshohlraum (eine Hauptbeschleunigungskammer) 72 und einen Seitenkopp­ lungshohlraum (eine Seitenkopplungskammer) 74. Die Beschleunigungshohlräume 72 sind zur Ermöglichung eines Durchgangs des Strahls 50 ausgerichtet (Fig. 2 und 3). Die Be­ schleunigungshohlräume 72 enthalten vorstehende Nasen 78, die zur Verbesserung der Effizienz (des Wirkungsgrades) der Wechselwirkung der Mikrowellenenergie und des Elektronenstrahls verwendet werden. Die seitlichen Hohlräume 74 werden verwendet zur elektromagnetischen Kopplung der Beschleunigungshohlräume 72. Der Schnittbereich des seitlichen Hohlraums 74 mit dem Beschleunigungshohlraum 72 wird als eine Iris (oder Kopplungsapertur) 80 bezeichnet.

Unter Bezugnahme auf nun die Fig. 4 und 5, ein individuelles monolithisches Teil (Halb­ zelle) 70 ist gezeigt. Das Teil 70 enthält eine Strahlachsenöffnung 100, die sich von einer ersten Fläche 102 des monolithischen Teils zu dem Innenraum des monolithischen Teils erstreckt. Eine zweite Fläche ist zum Liefern eines Anschlagsbereichs 104 und eines hohl­ raumdefinierenden Bereichs 106 konturiert. Der hohlraumdefinierende Bereich (Ausneh­ mung) 106 weist bevorzugterweise einen im allgemeinen kreisförmigen Querschnitt auf.

Wie zuvor diskutiert wurde ist das Teil 70 eine monolithische Seitenkopplungsstruktur. Die Seitenkopplung wird bei dem Teil, das in den Fig. 4 und 5 gezeigt ist, mittels eines oberen Abschnitts des monolithischen Teils erzielt. Dieser obere Abschnitt ist zum Liefern des Kopplungshohlraums (Ausnehmung) 74 bearbeitet. Nachdem die Teile zusammengesetzt sind, liegt der Kopplungshohlraum 74 versetzt bezüglich der Achse des Elektronenstrahls (off-axis) und ist mit dem Beschleunigungshohlraum des monolithischen Teils durch eine Öffnung (Iris) 80 verbunden. Der Kopplungshohlraum 74 ist mit jedem der beiden Be­ schleunigungshohlräume 72 verbunden, in anderen Worten, die Kopplungskammer 74 ist mit den beiden benachbarten Beschleunigungskammern 72 verbunden. Als Folge sind, wenn ein Treibersignal, das die geeignete Frequenz aufweist, irgendeinem Hohlraum in der Struktur zugeführt wird, die elektromagnetischen Wellen in einer energieüberragenden Beziehung mit einem Elektronenstrahl, der durch die Beschleunigungshohlräume 72 ge­ richtet wird. Der Strahl 50 aus geladenen Partikeln läuft durch jeden der Beschleunigungs­ hohlräume 72 und wird fokussiert und beschleunigt. Die Austrittsgeschwindigkeit des Aus­ gangsstrahls 52 wird durch eine Anzahl von Faktoren bestimmt, die die Anzahl der Be­ schleunigungshohlräume 72 innerhalb der Beschleunigungsvorrichtung 40 enthalten.

Die Teile 70 werden untereinander durch einen Lötvorgang verbunden. Ein Draht aus Lot­ material wird in Nuten eingebracht und unter Verwendung von herkömmlichen Techniken aktiviert. Ein Beispiel des Lotmaterials ist eine Legierung, die aus Ag, Pd und Ga gemacht ist. Die Bestandteile können zum Beispiel 82% Ag, 9% Pd und 9% Ga sein. Kreisförmige Nuten 114, 116 sind konzentrisch um die Strahlachsenöffnung 100 ausgebildet. Diese Öff­ nungen werden mit dem Lotmaterial während der Verbindung der monolithischen Halb­ zellenteile gefüllt. Es gibt auch eine kreisförmige Nut 118 für Lotmaterial an dem oberen Abschnitt des monolithischen Teils 70.

Die Beschleunigervorrichtung aus Fig. 3 arbeitet bevorzugterweise in dem Modus mit ste­ hender Welle, der als ein Halb-π-Modus (auch bekannt als π/2-Modus bekannt) bezeichnet wird. Die Anregungsfrequenz ist derart, daß die Folge von verbundenen Strukturen in der Resonanz einer stehenden Welle mit Phasenverschiebungen von π/2 zwischen jedem Be­ schleunigungshohlraum 72 und dem benachbarten Seitenhohlraum 74 angeregt wird. Ein Linearbeschleuniger, der in dem Halb-π-Modus arbeitet, weist Seitenhohlräume 74, die nominal nicht angeregt sind, und Hauptbeschleunigungshohlräume 72 mit starken Feldern auf. Wenn sauber abgestimmt wird (so daß die Seitenhohlräume nicht angeregt sind), wird das Verhältnis der Feldstärken in aneinandergrenzenden Haupthohlräumen 72 durch die Kopplungskoeffizienten zwischen den Haupthohlräumen und dem gemeinsamen Seiten­ hohlraum 74, der diese verbindet, bestimmt. Die Kopplungshohlräume 74 sind bevorzug­ terweise bei grob derselben Frequenz wie die Beschleunigungshohlräume 72 resonant.

Genauer gesagt, falls die Kopplungskonstanten zwischen zwei benachbarten Haupthohl­ räumen (A, B) und den benachbarten Seitenhohlräumen gleich k_A und k_B sind und die ge­ speicherte Energie in den Haupthohlräumen gleich U_A und U_B ist, wird das Verhältnis der gespeicherten Energien gegeben durch:

wobei U_A die gespeicherte Energie in dem Hohlraum A, U_B die gespeicherte Ener­ gie in dem Hohlraum B, k_A die Kopplungskonstante zwischen dem Hohlraum A und dem verbindenden Seitenhohlraum, und k_B die Kopplungskonstante zwischen dem Hohlraum B und dem verbindenden Seitenhohlraum ist.

Die obige Gleichung gilt für Haupthohlräume 72 mit unterschiedlicher Gestalt oder unter­ schiedlichem Volumen. Falls die beiden Haupthohlräume identisch sind, ist das Feldver­ hältnis proportional zu der Quadratwurzel des Verhältnisses der gespeicherten Energie, so daß es gerade proportional zu der Umkehrung des Kopplungsverhältnisses ist:

wobei E_A die maximale longitudinale elektrische Feldstärke in dem Hohlraum A ist, E_B die maximale longitudinale elektrische Feldstärke in dem Hohlraum B ist, k_A die Kopplungskonstante zwischen dem Hohlraum A und dem verbindenden Seitenhohl­ raum ist, und k_B die Kopplungskonstante zwischen dem Hohlraum B und dem ver­ bindenden Seitenhohlraum ist.

Ein Verfahren zum Einstellen einer Feldstärke in herkömmlichen nicht-monolithischen Strukturen ist die Verschiebung der longitudinalen Position des Seitenhohlraums, was in einer größeren Kopplungsöffnung (Iris) auf einer Seite und einer kleineren Iris auf der anderen Seite resultiert. Falls jedoch der Seitenhohlraum longitudinal verschoben wird, wird das Teil 70 nicht mehr exakt eine Hälfte eines Seitenhohlraums 74 enthalten, und die Frequenz dieses Teil-Seitenhohlraums wird signifikant gegenüber der Frequenz des Voll- Seitenhohlraums verschoben. Dieses kompliziert den Entwurf und das Testen der Hohl­ räume.

Die vorliegende Erfindung löst dieses Problem durch Gestalten der Seitenhohlräume 74 derart, daß sie longitudinal asymmetrisch sind. Der Teil-Seitenhohlraum an jedem monoli­ thischen Teil 70 weist eine Höhe seines Pfostens (Stempel) 84 auf, die so eingestellt ist, daß jeder Teil-Seitenhohlraum resonant bei der identischen gewünschten Frequenz ist. Dieses unterstützt bei dem kalten Testen der monolithischen Teile, indem die Messungen der Fre­ quenzen und der Kopplungskonstanten vereinfacht werden. Die Kopplungskonstante kann in der Entwurfsphase eingestellt werden, indem die Tiefe des Teil-Seitenhohlraums geän­ dert wird, während zur selben Zeit seine Pfostenhöhe so geändert wird, daß seine Frequenz konstant gehalten wird.

Die Größe der Kopplungsöffnung 80 kann bestimmt werden unter Verwendung einer Si­ mulationssoftware wie Superfish, die von Los Alamos, National Laboratory, verfügbar ist, die die Resonanzfrequenz von zwei dimensionierten Hohlräumen berechnet, bestimmt werden, wie es den Fachleuten wohlbekannt ist. Diese kann benutzt werden zum Berechnen der ursprünglichen Höhe des Pfostens 84. Alternativ kann ein dreidimensionaler Simulati­ onscode, der die Größe und die Gestalt der Iris 80 berücksichtigt, verwendet werden. Obwohl die vorliegende Erfindung in Übereinstimmung mit den Ausführungsformen, die gezeigt sind, beschrieben worden ist, werden die Fachleute leicht erkennen, daß Variatio­ nen der Ausführungsformen gemacht werden können und daß diese Variationen innerhalb des Umfangs der vorliegenden Erfindung, wie er durch die anhängenden Ansprüche defi­ niert wird, liegen.

Claims (12)

1. Vorrichtung zur Verwendung in einem Linearbeschleuniger, der zum Beschleuni­ gen von geladenen Teilchen entlang einer Strahlachse (50) betreibbar ist, wobei die Vor­ richtung eine Mehrzahl von monolithischen Teilen (70) aufweist, die zur Bildung einer Abfolge von Beschleunigungshohlräumen (72), die entlang der Strahlachse ausgerichtet sind, und von Kopplungshohlräumen (74) verbunden sind, wobei jeder der Kopplungshohlräume sich mit benachbarten Beschleunigungshohlräumen an ersten und zweiten Kopplungsöffnungen (80) schneidet, wobei mindestens ein Paar der ersten und zweiten Kopplungsöffnungen eine unterschiedliche Größe aufweist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der zwei benachbarte hohlraumdefinierende monolithische Teile (70) zwei gegenüberliegende Pfosten (84), die sich longitudinal in den Kopplungshohlraum (74) erstrecken, enthalten, und bei der jeder der Pfosten derart konfiguriert ist, daß die Resonanzfrequenz eines Teil- Kopplungshohlraums in einem der Teile im allgemeinen gleich zu der Resonanzfrequenz eines Teil-Kopplungshohlraums in dem anderen Teil ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, bei der das monolithische Teil (70) der benachbarten Teile, das eine größere Kopplungsöffnung (80) aufweist, eine größere Pfostenhöhe aufweist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei der die Vorrichtung zum Betrieb in einem Halb-π-Modus konfiguriert ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei der die monolithischen Teile (70) zusammengelötet sind.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei der die Vorrichtung zur Verwendung in medizinischen Anwendungen konfiguriert ist.

7. System zum Liefern von geladenen Teilchen, mit
einem Teilchenbeschleuniger (44) mit einem Eingang zur Verbindung mit einer Quelle (42) für geladene Teilchen und einer Mehrzahl von Teilchenbeschleunigungszellen (70), wobei der Teilchenbeschleuniger einen Strahlweg (50), der sich durch die Zellen zu einem Aus­ trittsfenster (54) erstreckt, aufweist, wobei jede der Teilchenbeschleunigungszellen eine integrale Beschleunigungshohlraum-Halbzelle und eine Kopplungshohlraum-Halbzelle aufweist, wobei die Teilchenbeschleunigungszellen zur Bildung einer Folge von Beschleu­ nigungshohlräumen (72), die entlang der Strahlachse ausgerichtet sind, und von Kopp­ lungshohlräumen (74) verbunden sind, wobei jeder der Kopplungshohlräume sich mit be­ nachbarten Beschleunigungshohlräumen an ersten und zweiten Kopplungsöffnungen (80) schneidet, und wobei die ersten und zweiten Kopplungsöffnungen eine unterschiedliche Größe aufweisen, und
einer Signalquelle (46) für einen Energieübertragungseingriff mit den geladenen Teilchen innerhalb des Teilchenbeschleunigers.

8. System nach Anspruch 7, bei dem zwei benachbarte Teilchenbeschleunigungszellen zwei gegenüberliegende Pfosten (84) enthalten, die sich longitudinal in den Kopplungshohlraum (74) erstrecken, wobei jeder der Pfosten derart konfiguriert ist, daß die Resonanzfrequenz in einem Teil- Kopplungshohlraum im allgemeinen gleich zu der Resonanzfrequenz in dem anderen Teil- Kopplungshohlraum ist.

9. System nach Anspruch 8, bei dem die Teilchenbeschleunigungszelle der benachbarten Zellen, die eine größere Kopplungsöff­ nung (80) aufweist, eine größere Pfostenhöhe aufweist.

10. System nach einem der Ansprüche 7 bis 9, bei dem der Teilchenbeschleuniger zum Betrieb in einem Halb-π-Modus konfiguriert ist.

11. System nach einem der Ansprüche 7 bis 10, bei dem die Teilchenbeschleunigungszellen zusammengelötet sind.

12. System nach einem der Ansprüche 7 bis 11, bei dem das System zur Verwendung bei medizinischen Anwendungen konfiguriert ist.