中子捕捉疗法装置及核转换装置的制造方法_2

文档序号:9360228阅读:来源:国知局
子束P的射束束径等。通过带电粒子束扫描部34,带电粒子束P进行摆动动作,或者带电粒子束P的射束束径变大,由此靶T上的带电粒子束P的照射区域变宽。另外,摆动动作是指如下动作,即,使一定射束束径的带电粒子束P的射束轴周期性地移动,通过该周期性的移动扩大带电粒子束P相对于靶T的照射面积。
[0035]如图2所示,中子束生成部36通过将带电粒子束P照射于靶T来产生中子束N,经由准直器46射出该中子束N。中子束生成部36由如下部件构成:靶T,配置于传输带电粒子束P的射束传输线路48的下游端部;减速剂50,使在靶T中产生的中子束N减速;及屏蔽体52,设置成覆盖靶及减速剂。
[0036]靶T受到带电粒子束P的照射而产生中子束N。其中,靶T例如由铍(Be)形成,呈直径为160mm的圆板状。减速剂50使中子束N的能量减速,例如设为由多个不同材料构成的层叠结构。屏蔽体52屏蔽所产生的中子束N及随着该中子束N的产生而产生的γ射线等向外部放出,且安装于地面54。另外,靶T不限于固体(板状),也可以是液体。
[0037]如图2所示,本实施方式所涉及的中子捕捉疗法装置IA中,在射束传输线路48的内部具备检测带电粒子束P的电流值的电流检测部60。电流检测部60在射束传输线路48的内部配设于带电粒子束扫描部34与中子束生成部36之间的位置。电流检测部60上例如经由配线连接有示波器。示波器显示与通过电流检测部60检测出的电流值对应的波形。根据该示波器的波形,观测通过电流检测部60检测出的电流值。
[0038]电流检测部60连接于上述控制部102。控制部102根据通过电流检测部60检测出的带电粒子束P的电流值控制带电粒子束P的照射。另外,对于控制部102的具体控制方法,将进行后述。
[0039]接着,参考图3及图4对电流检测部60的结构进行详细说明。图3是表示图2所示的电流检测部60的概要结构的侧剖视图。图4是沿着图3所示的IV-1V线的横剖视图。如图3及图4所示,电流检测部60沿着内壁48a形成为环状。
[0040]电流检测部60以大致恒定宽度沿着内壁48a的周向延伸,具有以与内壁48a的曲率大致相同的曲率弯曲的外周面及内周面。电流检测部60在从射束传输线路48的轴向观察时在内壁48a的内侧呈环状(参考图4)。本实施方式中,内壁48a为圆筒状的形状,因此电流检测部60形成为圆形。电流检测部60在射束传输线路48的径向上的中央侧区域具有开口部60a,以作为供高电流的带电粒子束通过的开口。
[0041]电流检测部60的内径例如为14?17cm,电流检测部60的外径例如为16?19cm。电流检测部60在射束传输线路48内例如配置于距靶T有35cm左右的位置。
[0042]电流检测部60通过与带电粒子束P接触来检测带电粒子束P的电流。电流检测部60具有导电性且由不易由热熔融的物质形成。例如,电流检测部60由石墨等碳材料或纯铜等形成。
[0043]其中,如图3所示,通过射束传输线路48的内部的带电粒子束P的分布中包含电流值(照射剂量率)较大的高电流区域Rl及电流值(照射剂量率)较小的低电流区域R2。低电流区域R2是围绕高电流区域Rl的周围,且当带电粒子束P相对于靶T的照射位置为正常状态时,比高电流区域Rl更靠近内壁48a的区域。
[0044]高电流区域Rl例如为I?1.5mA左右的电流值的区域。低电流区域R2例如为2?3 μΑ左右的电流值区域。S卩,低电流区域R2是高电流区域Rl的电流值的例如约0.2%左右的大小的电流值区域。
[0045]电流检测部60设置成从内壁48a侧向射束传输线路48的内部突出。S卩,电流检测部60的内径设定为至少小于内壁48a的内径,由此构成为电流检测部60沿着射束传输线路48向内轴侧突出。由此,构成为电流检测部60的环状端面以作为带电粒子束P的检测面而露出于射束传输线路48内的状态配置。
[0046]电流检测部60形成为,在带电粒子束P相对于靶T的照射位置正常的状态下,与低电流区域R2的带电粒子束P接触。电流检测部60通过与低电流区域R2的带电粒子束P接触,检测该带电粒子束P的微小的电流值。
[0047]例如形成为,带电粒子束P相对于靶T的照射位置正常的状态下,通过带电粒子束扫描部34扩大带电粒子束P的射束束径时,电流检测部60在电流检测部60的周向的任意位置始终与低电流区域R2的带电粒子束P接触。并且形成为,带电粒子束P相对于靶T的照射位置正常的状态下,通过带电粒子束扫描部34,带电粒子束P进行摆动动作时,电流检测部60在电流检测部60的周向的任意位置均与低电流区域R2的带电粒子束P接触。
[0048]电流检测部60形成为,在带电粒子束P相对于靶T的照射位置正常的状态下,不与高电流区域Rl的带电粒子束P相接。带电粒子束P相对于靶T的照射位置正常的状态下,高电流区域Rl的带电粒子束P通过电流检测部60的开口部60a内部。
[0049]接着,参考图5对电流检测部60的安装结构的一例进行说明。图5是表示图2所示的电流检测部60的安装结构的一例的侧剖视图。如图5所示,电流检测部60经由绝缘部件5安装于形成在射束传输线路48的内壁48a上的突部48b。电流检测部60以在与突部48b之间夹着绝缘部件5的状态通过螺钉3安装于突部48b。S卩,电流检测部60以与射束传输线路48的内壁48a绝缘的状态设置。电流检测部60与突部48b的固定部位在从射束传输部48所延伸的方向观察时,分别隔开间隔而设置有多个。另外,内壁48a与电流检测部60的外周面为了使内壁48a与电流检测部60绝缘而分开。
[0050]接着,对控制部102根据通过电流检测部60检测出的电流值进行的控制方法进行详细说明。
[0051]首先,参考图3,对带电粒子束P相对于靶T的照射位置为正常状态的情况进行说明。如图3所示,带电粒子束P相对于靶T的照射位置正常的状态下,电流检测部60与低电流区域R2的带电粒子束P接触。由此,电流检测部60检测该带电粒子束P的微小电流值(例如,2 μ A)。
[0052]控制部102在通过电流检测部60检测到这种正常状态下的电流值(以下,还称为基准电流值)时,控制成以此状态继续照射带电粒子束P。
[0053]接着,参考图6对带电粒子束P相对于靶T的照射位置为异常状态的情况进行说明。图6是表示带电粒子束P相对于靶T的照射位置异常的状态的示意图。
[0054]如图6(a)所示,例如由于四极电磁铁18、19、20、24、28或带电粒子束扫描部34的不良情况等,带电粒子束P的射束束径未正常扩展时,或带电粒子束P的摆动动作未正常发挥功能时,电流检测部60无法与低电流区域R2的带电粒子束P接触。由此,通过电流检测部60检测出的电流值成为小于基准电流值的下限值(例如,I μ A?O μ Α)以下的值。
[0055]如图6(b)所示,例如由于水平型转向器12、水平垂直型转向器16、26、四极电磁铁18、19、20、24、28、90度偏转电磁铁22或带电粒子束扫描部34的不良情况等,带电粒子束P的射束轴偏离正常情况下的射束轴Al而变成射束轴Α2时,会导致高电流区域Rl的带电粒子束P的一部分与电流检测部60接触。由此,通过电流检测部60检测出的电流值成为大于基准电流值的上限值(例如,5 μΑ)以上的值。
[0056]当通过电流检测部60检测出如图6(a)及(b)的异常状态的电流值时,控制部102根据该电流值,停止带电粒子束P的照射。具体而言,如图6(a)的情况,在几乎检测不出电流值时,控制部102视作带电粒子束P相对于靶T的照射位置为异常状态,从而停止带电粒子束P的照射。并且,如图6(b)的情况,在检测出的电流值的大小成为大于基准电流值的上限值以上时,控制部102视作带电粒子束P相对于靶T的照射位置为异常状态,从而停止带电粒子束P的照射。
[0057]另外,控制部102例如通过控制产生带电粒子束P的加速器10内的射束选择器(未图示)来停止带电粒子束P的照射。并且,控制部102不仅停止带电粒子束P的照射,例如还可根据异常状态的电流值进行反馈控制,以使带电粒子束P相对于靶T的照射位置变成正常状态。
[0058]接着,对本实施方式所涉及的中子捕捉疗法装置
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