JPS5819840Y2 - Senkei Ryuushika Sokuuchi - Google Patents

Senkei Ryuushika Sokuuchi

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JPS5819840Y2
JPS5819840Y2 JP8793675U JP8793675U JPS5819840Y2 JP S5819840 Y2 JPS5819840 Y2 JP S5819840Y2 JP 8793675 U JP8793675 U JP 8793675U JP 8793675 U JP8793675 U JP 8793675U JP S5819840 Y2 JPS5819840 Y2 JP S5819840Y2
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JP
Japan
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pulse
thyristor
electron gun
control
magnetron
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Application number
JP8793675U
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Japanese (ja)
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JPS522100U (en
Inventor
斧田登
Original Assignee
株式会社東芝
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Publication date
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Description

【考案の詳細な説明】 本考案は荷電粒子の線量制御を有効におこなうことので
きる線形粒子加速装置に関する。
[Detailed Description of the Invention] The present invention relates to a linear particle accelerator that can effectively control the dose of charged particles.

近時医用分野に於ける放射線治療装置として線形粒子加
速装置が多く用いられるようになってきている。
In recent years, linear particle accelerators have been increasingly used as radiation therapy devices in the medical field.

ところで放射線治療装置に要請されるものは小型である
こと、取扱い容易であること、或いは低価格であること
等があげられる。
By the way, requirements for radiotherapy equipment include small size, easy handling, and low cost.

又放射線治療装置としての線形加速装置も上述した方向
に沿って開発が進められていると言える。
It can also be said that development of linear accelerators as radiation therapy devices is progressing along the above-mentioned direction.

而してこの種線形粒子加速装置は一般に第1囲動、・は
第2図に示すように構成されている。
This kind of linear particle accelerator is generally constructed as shown in FIG.

ここで第1図は加速装置の構造を示すものであり、1は
加速管を示している。
Here, FIG. 1 shows the structure of the accelerator, and 1 indicates an accelerating tube.

而してこの加速管1は内部を真空に保たれた金属製円筒
で形成され、マイクロ波に対して空胴共振器列を構成す
るべく、適宜に金属製円板aが挿入されている。
The accelerator tube 1 is formed of a metal cylinder whose interior is kept in a vacuum, and metal disks a are inserted as appropriate to form a cavity resonator array for microwaves.

上記金属製円板1aは電子流等の荷電粒子流が通過しう
るように、その中央に/」lLが空けられている。
The metal disc 1a has an opening of /'lL in the center so that a charged particle flow such as an electron flow can pass therethrough.

一方上記加速管1の駆動用マイクロ波源としてはマグネ
トロン2等が使用される。
On the other hand, as a microwave source for driving the acceleration tube 1, a magnetron 2 or the like is used.

マグネトロン2により、発生されたマイクロ波電力は、
加速管IVc導かれ、加速管1の内部に、その軸方向の
電界を生じ電子流を加速する。
The microwave power generated by magnetron 2 is
The accelerating tube IVc is guided to generate an electric field in the axial direction inside the accelerating tube 1 to accelerate the electron flow.

加速管1の一端には電子銃3が装置されており、前記電
子流を発生させる。
An electron gun 3 is installed at one end of the acceleration tube 1 to generate the electron flow.

加速管1の他端には必要に応じて、重金属よりなるター
ゲット4が取付けられ、前記電子流をγ線或いはX線に
変換することができるようになっている。
A target 4 made of heavy metal is attached to the other end of the acceleration tube 1, if necessary, so that the electron flow can be converted into gamma rays or X-rays.

又、電子銃3の外側には電子線量を制御するための遮断
コイル5が取付けられ電子銃3の軸と直角方向に磁界を
加えうるようにしである。
Further, a cutoff coil 5 for controlling the electron beam dose is attached to the outside of the electron gun 3 so that a magnetic field can be applied in a direction perpendicular to the axis of the electron gun 3.

さらに具体的な動作を第2図に示す制御部により説明す
る。
More specific operations will be explained using the control section shown in FIG.

ラインタイプパルサ等よりなるパルス発生器5の出力は
パルストランス7の一次巻線7aに接続されている。
The output of a pulse generator 5 such as a line type pulser is connected to a primary winding 7a of a pulse transformer 7.

パルストランス7の二つの二次巻s 7 b 、 7
cは、ヒータトランスを介してマグネトロン2のカソー
ドに接続されている。
Two secondary windings s7b, 7 of the pulse transformer 7
c is connected to the cathode of the magnetron 2 via a heater transformer.

さらに二次巻線7bには中間タンプ7dが設けられてお
りこれは必要に応じて挿入される抵抗8を介して電子銃
30カンードに接続する。
Further, the secondary winding 7b is provided with an intermediate tap 7d, which is connected to the electron gun 30 cand via a resistor 8 inserted as required.

一方パルストランス7の筐体内には二つのヒータトラン
ス9.10が組込1れておりそれぞれマグネトロン2、
電子銃3のヒータに接続されている。
On the other hand, two heater transformers 9 and 10 are built into the housing of the pulse transformer 7, and a magnetron 2 and a magnetron 2, respectively.
It is connected to the heater of the electron gun 3.

さらにパルストランス7の筐体外部にはトランス11が
設けられている。
Furthermore, a transformer 11 is provided outside the housing of the pulse transformer 7.

このトランス11はマグネトロン2のヒータ電源12の
出力を適宜降圧し、2つのトランス11,9を介してマ
グネトロン3のヒータにヒータ電源を供給している。
This transformer 11 appropriately steps down the output of the heater power supply 12 of the magnetron 2 and supplies the heater power to the heater of the magnetron 3 via the two transformers 11 and 9.

又ヒータ電源13は電子銃3のヒータ電源でろりヒータ
トランス10を介して電子銃3のヒータに接続されてい
る。
A heater power source 13 is a heater power source for the electron gun 3 and is connected to the heater of the electron gun 3 via a heater transformer 10 .

次に数値例をもって上述した従来装置の動作を説明する
Next, the operation of the above-mentioned conventional device will be explained using numerical examples.

パルス発生器6より発生されるパルス列を、波高値10
kV、パルス幅2μBee、繰返し600P、P、Sと
する。
The pulse train generated by the pulse generator 6 has a peak value of 10
kV, pulse width 2μBee, repetition 600P, P, S.

このパルス列はパルストランス7により昇圧され、マグ
ネトロン2のカソードには一45kVのパルスが印加さ
れる。
This pulse train is boosted by a pulse transformer 7, and a pulse of 145 kV is applied to the cathode of the magnetron 2.

これにより、マグネトロン2は2998MHz、 2M
Wのパルスマイクロ波を発振する。
As a result, magnetron 2 has a frequency of 2998MHz, 2M
A W pulse microwave is oscillated.

このマイクロ波出力は、加速管1に印加され、加速管1
の内部に定在波電界を生じさせる。
This microwave output is applied to the acceleration tube 1, and
generates a standing wave electric field inside.

一方パルス発生器6により、発生され、パルストランス
7で昇圧されたパルス列は同時に抵抗8を介して、電子
銃30カンードにも印加される。
On the other hand, the pulse train generated by the pulse generator 6 and boosted by the pulse transformer 7 is simultaneously applied to the electron gun 30 cand via the resistor 8.

すなわち、中間タップ7dにあられれるパルス列は波高
値−22kVであり、この負パルスにより・、電子銃3
のカソードから出た熱電子は加速管1の内部に入射せし
められ、前記定在波電界により加速される。
That is, the pulse train applied to the intermediate tap 7d has a peak value of -22 kV, and this negative pulse causes the electron gun 3 to
Thermionic electrons emitted from the cathode are made to enter the accelerating tube 1 and are accelerated by the standing wave electric field.

ところで、上述したような動作状態に於て、第1図に示
す遮断コイル5を励磁してやると電子銃30カンードか
ら出た熱電子は第1図において紙面に垂直な方向に偏向
される。
By the way, when the cutoff coil 5 shown in FIG. 1 is excited in the above-described operating state, the thermoelectrons emitted from the electron gun 30 cand are deflected in a direction perpendicular to the plane of the paper in FIG.

この場合遮断コイル5の励磁量が太きければ熱電子の偏
向される量は、大きくなって熱電子は電子銃3の前面に
あけられた小孔を通って加速管1に入射することが不可
能となる。
In this case, if the amount of excitation of the cutoff coil 5 is large, the amount by which the thermionic electrons are deflected will increase, and the thermionic electrons will not be able to enter the accelerator tube 1 through the small hole made in the front surface of the electron gun 3. It becomes possible.

すなわち電子流は遮断される。In other words, the electron flow is blocked.

したがって遮断コイル5を連続的に励磁すればマグネト
ロン2により発生されたマイクロ波電力により加速管1
の内部に生じた電界により加速される電子流が制御され
ることになる。
Therefore, if the cutoff coil 5 is continuously excited, the microwave power generated by the magnetron 2 will cause the acceleration tube 1 to
The electric field generated inside the chamber controls the accelerated flow of electrons.

すなわち上述した従来装置にあっては電子銃3の外側に
遮断コイル5を設置し、荷電粒子線量、ひいてはターゲ
ット4を通して得られるγ線量の制御をおこなっている
ものである。
That is, in the conventional device described above, a cutoff coil 5 is installed outside the electron gun 3 to control the charged particle dose and, ultimately, the gamma ray dose obtained through the target 4.

しかしながら上述した従来装置にあって遮断コイル5は
、電子銃3と加速管1の結合部の回りに取付ける必要が
あり、コイル間のギャツプが大きくなる。
However, in the conventional device described above, the cutoff coil 5 needs to be installed around the joint between the electron gun 3 and the acceleration tube 1, resulting in a large gap between the coils.

その為、遮断コイル5のコイル間に発生する磁束を均一
に制御する事が困難であり有効な線量制御がおこなえな
いと共に大きくなって、加速装置全体として小型化が困
難であるという欠点があった。
For this reason, it is difficult to uniformly control the magnetic flux generated between the coils of the cutoff coil 5, making it impossible to perform effective dose control and increasing the size of the accelerator, making it difficult to downsize the accelerator as a whole. .

そこで本考案は上記した実情に鑑みなされたものであり
、電子銃より放出される荷電粒子流の*+mをサイリス
タを用いておこなう事により、有効な制御がおこなえる
ようにすると共に、又遮断コイルを不要とするととによ
り装置全体の小型化を図れる線形粒子加速装置を提供す
ることを目的とする。
Therefore, the present invention was developed in view of the above-mentioned circumstances, and by using a thyristor to control *+m of the charged particle flow emitted from the electron gun, it is possible to perform effective control, and the cutoff coil can also be controlled. It is an object of the present invention to provide a linear particle accelerator which can reduce the size of the entire device by eliminating the need for such a device.

以下第1図と同一部分には同一符号を付して示す図面を
参照して本考案の一実施例を説明する。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings in which the same parts as in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals.

第3図は本考案の加速装置の構造を示す断面図であり、
第4図は本考案の制御部結線図である。
FIG. 3 is a sectional view showing the structure of the accelerator of the present invention,
FIG. 4 is a wiring diagram of the control section of the present invention.

1ず、第3図について説明すると前述した第1図に示す
従来装置から遮断コイル5を取り除いたものであり、他
の機能は従来装置と同様である。
First, referring to FIG. 3, it is the same as the conventional device shown in FIG. 1, except that the cutoff coil 5 is removed, and the other functions are the same as the conventional device.

一方、第4図に示す制御部に於て、14はサイリスク、
15はこのサイリスタ14のコントロールパルス発生器
、16はサイリスタ140遡析バイアス電圧を作る直流
電源である。
On the other hand, in the control section shown in FIG. 4, 14 is Cyrisk;
15 is a control pulse generator for this thyristor 14, and 16 is a DC power supply for generating a retrospective bias voltage for the thyristor 140.

即ち本考案装置にあっては遮断コイルによらずサイリス
ク及びその制御回路により線量制御をおこなおうとする
ものである。
That is, the device of the present invention attempts to control the dose by using the cyrisk and its control circuit instead of using the cutoff coil.

次に具体的数値例を掲げながら上記構成に於ける本考案
装置の動作をのべる。
Next, the operation of the device of the present invention in the above configuration will be described with specific numerical examples.

パルス発生器6より発生されるパルス列を前述した従来
例同様波高値10に■パルス幅2μsea繰返し600
P、P、Sトスる。
The pulse train generated by the pulse generator 6 has a peak value of 10 as in the conventional example described above.Pulse width is 2μsea and repetition rate is 600.
P, P, S toss.

このパルス列は、パルスト、7ンス7により昇圧されマ
グネトロン2のカソードには一45kVのパルスが印加
される。
This pulse train is boosted by a pulse pulse 7, and a pulse of 145 kV is applied to the cathode of the magnetron 2.

この高圧パルスにより、マグネトロン2は2998MH
z、2MWのパルスマイクロ波を発振する。
This high voltage pulse causes magnetron 2 to reach 2998MH
z, a 2 MW pulsed microwave is oscillated.

このマイクロ波出力は加速管1に印加され、加速管1の
内部に定在波電界を発生させる。
This microwave output is applied to the accelerating tube 1 to generate a standing wave electric field inside the accelerating tube 1.

一方パルス発生器6により発生さヘパルストランス7で
昇圧されたパルス列は同時に、抵抗8を介して、電子銃
30カンードにも印加される。
On the other hand, the pulse train generated by the pulse generator 6 and boosted by the pulse transformer 7 is simultaneously applied to the electron gun 30 cand via the resistor 8.

即ち中間タップ7 b Vc6られれるパルス列は波高
値−22kVであり、この負パルスにより電子銃30カ
ソードから出た熱電子は加速管1の内部に入射さへ定在
波電界により加速される。
That is, the pulse train applied to the intermediate tap 7 b Vc6 has a peak value of -22 kV, and the thermoelectrons emitted from the cathode of the electron gun 30 are accelerated by the standing wave electric field into the interior of the accelerator tube 1 due to this negative pulse.

ここで前記パルス発生器6に同期させてコントロールパ
ルス発光器15よりトリガパルスを発生させる。
Here, a trigger pulse is generated from the control pulse emitter 15 in synchronization with the pulse generator 6.

而してサイリスタ14は前記トリガパルスにより点弧さ
れ、導通して抵抗8を介して与えられる高圧パルスは電
子銃3のカソードをバイパスしてサイリスタ14側へ流
れることになる。
The thyristor 14 is then fired by the trigger pulse, and the high voltage pulse applied via the resistor 8 bypasses the cathode of the electron gun 3 and flows to the thyristor 14 side.

即ちサイリスタ14が導通するとパルストランス7から
の電圧パルスは電子銃30カソードには印加されず、電
子銃30カソードからは熱電子が発生しない事になる。
That is, when the thyristor 14 becomes conductive, the voltage pulse from the pulse transformer 7 is not applied to the cathode of the electron gun 30, and no thermoelectrons are generated from the cathode of the electron gun 30.

一方前記パルストランス7からの高圧パルスがなくなる
とサイリスタ14は直流電源16により逆方向にバイア
スされ、遮断される。
On the other hand, when the high voltage pulse from the pulse transformer 7 disappears, the thyristor 14 is reversely biased by the DC power supply 16 and shut off.

従って今前記コントロールパルス発生器15から出力さ
れるサイリスタ14のトリガ?〈ルス列を適当に制御す
ることにより、即ちパルス発生器6の出力パルスに対し
である比率でトリガパルスを発生させれば、このトリガ
パルスの発生時は荷電粒子の発生が制御されるので、加
速管1より外部へ出力される例えばγ線の線量率が制御
されることになる。
Therefore, the trigger of the thyristor 14 now output from the control pulse generator 15? (By appropriately controlling the pulse train, that is, by generating a trigger pulse at a certain ratio to the output pulse of the pulse generator 6, the generation of charged particles can be controlled when this trigger pulse is generated. For example, the dose rate of γ-rays output from the acceleration tube 1 to the outside is controlled.

この場合の制御量は前記パルス発生器6の出力パルスに
対スるコントロールパルス発生器15の出力トリガパル
ス発生比率を変えることニヨり任意に制御できる。
The control amount in this case can be arbitrarily controlled by changing the output trigger pulse generation ratio of the control pulse generator 15 to the output pulse of the pulse generator 6.

以上述べたように本考案によれば、電子銃に対する高圧
パルス供給路にサイリスタによるバイパス回路を設け、
前記高圧パルスに対して設定可能な比率でサイリスタを
導通させ、前記高圧パルスをバイパスさせて電子銃から
発生される荷粒電子の発生を抑制しているので、出力線
量率の制御を確実且つ容易におこなうことができる。
As described above, according to the present invention, a bypass circuit using a thyristor is provided in the high-voltage pulse supply path to the electron gun,
Since the thyristor is made conductive at a settable ratio to the high-voltage pulse, the high-voltage pulse is bypassed, and the generation of particle electrons generated from the electron gun is suppressed, so the output dose rate can be controlled reliably and easily. It can be done.

又従来必要とされていた磁界発生用の遮断コイル等が不
要となるので装置全体の小型化が図へ例えば放射線治療
装置として有効なる線形粒子加速装置が提供できる。
Further, since there is no need for a cutoff coil or the like for generating a magnetic field, which was conventionally required, the overall size of the device can be reduced, and a linear particle accelerator that is effective as, for example, a radiation therapy device can be provided.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図、第2図は従来の線形粒子加速装置を示す構成図
及び制御部結線図、第3図、第4図は本考案の一実施例
を示す構成図及び制御部結線図である。 6・・・・・・高圧パルス発生器、14・・・・・・サ
イリスタ、15・・・・・・コントロールパルス発生器
、16・・・・・・直流電源。
1 and 2 are a block diagram and a control section wiring diagram showing a conventional linear particle accelerator, and FIGS. 3 and 4 are a block diagram and a control section wiring diagram showing an embodiment of the present invention. 6... High voltage pulse generator, 14... Thyristor, 15... Control pulse generator, 16... DC power supply.

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】[Scope of utility model registration request] 線形粒子加速装置に於て、荷電粒子を発生する電子銃を
駆動する高圧パルス発生部と、この高圧パルス発生部の
出力パルス列を、導通することによって電子銃からバイ
パスさせるサイリスタと、前記高圧パルス発生部の出力
パルス列に対し設定可能な比率をもって前記サイリスタ
のトリガパルスを作るコントロールパルス発生部と、常
時は前記サイリスクを遮断しておくバイアス電圧を作る
電源部とを具備して成る線形粒子加速装置。
In a linear particle accelerator, a high-voltage pulse generation section that drives an electron gun that generates charged particles, a thyristor that bypasses the electron gun by conducting an output pulse train of the high-voltage pulse generation section, and the high-voltage pulse generation section. A linear particle accelerator comprising: a control pulse generator that generates a trigger pulse for the thyristor at a settable ratio to an output pulse train of the thyristor; and a power source that generates a bias voltage that normally cuts off the thyristor.
JP8793675U 1975-06-24 1975-06-24 Senkei Ryuushika Sokuuchi Expired JPS5819840Y2 (en)

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JPS522100U JPS522100U (en) 1977-01-08
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