一种医用离子直线加速器的制作方法

1.本公开涉及癌症治疗仪器技术领域，具体涉及一种医用离子直线加速器。


背景技术：

2.直线加速器发展于20世纪二三十年代，其利用射频电场对沿直线运动的带电粒子束加速，使之达到较高的能量。带电粒子束如质子、重离子具有布拉格峰效应，从而在医疗领域的应用越来越广泛。质子、重离子放射治疗作为当今国际上最有效的癌症治疗手段之一，其具有作用位置精准，治疗效果明显的特点，其输出能量范围4mev/u-7mev/u的离子直线加速器具有束流流强高、束流品质好的特点，是最适合作为同步加速器前端注入器的设备。
3.现有技术中的离子直线加速器一般采用射频四极场直线加速器(radio frequency quadrupole，rfq)和漂移管直线加速器(drift tube linac，dtl)组合方式，具体如采用四翼型射频四极场直线加速器rfq和alvarez型漂移管直线加速器组合方式、四翼型射频四极场直线加速器rfq和漂移管直线加速器ih-dtl组合方式、四杆型射频四极场直线加速器rfq和alvarez型漂移管直线加速器组合方式及四杆型射频四极场直线加速器rfq和漂移管直线加速器ih-dtl组合方式，这些组合均是使用射频四极场直线加速器rfq进行预加速，再使用漂移管直线加速器dtl加速至设计能量，实现直线加速器整体结构紧凑，腔体长度较短，传输效率较高的要求。
4.然而，现有技术中的四翼型射频四极场直线加速器rfq往往具有临近模式间隔太近，导致四翼型射频四极场直线加速器rfq电稳定性差，频率及电场分布等对外界干扰反应灵敏等缺陷。而四杆型射频四极场直线加速器rfq的方案电极较小，电极的水冷问题比较复杂等的缺陷。传统的几种漂移管直线加速器方案中采用alvarez型漂移管直线加速器的技术方案，由于需要在电极漂移管中安装磁铁，磁铁的安装工艺和准直技术难度复杂，成本较高。


技术实现要素：

5.为了解决现有技术中上述问题，本公开提供了一种医用离子直线加速器，其射频四极场加速器采用射频四极场直线加速器ih-rfq，该射频四极场直线加速器ih-rfq中的高频真空谐振腔采用h模多杆型结构，其具有更好的机械强度，电稳定性要优于四翼型射频四极场直线加速器rfq。同时，由于高频真空谐振腔中是h模，分路阻抗和加速梯度也高于四杆型射频四极场直线加速器rfq。
6.本公开提供了一种医用离子直线加速器，包括：依次连接的离子源、低能束流输运线、射频四极场直线加速器、第一中能束流输运线、第一漂移管直线加速器、第二中能束流输运线、第二漂移管直线加速器及高能束流输运线；其中，射频四极场直线加速器包括：第一高频真空谐振腔；其中，第一高频真空谐振腔采用h模多杆型结构，包括第一腔体、第二腔体及第三腔体；其中，第二腔体设置于第一腔体及第三腔体之间，且与第一腔体及第三腔体
构成密封结构，第二腔体包括：相对设置的两个脊结构及四根杆型加速电极；四根杆型加速电极中的两根杆型加速电极与第一脊结构连接，另外两根杆型加速电极与第二脊结构连接。
7.进一步地，四根杆型加速电极中的杆型加速电极成对相对设置，其中，竖直方向分布的两根杆型加速电极与第一脊结构连接，水平方向分布的两根杆型加速电极与第二脊结构连接。
8.进一步地，第一漂移管直线加速器及第二漂移管直线加速器均包括：第二高频真空谐振腔；其中，第二高频真空谐振腔包括：第四腔体、第五腔体及第六腔体，其中，第五腔体设置于第四腔体及第六腔体之间，且与第四腔体及第六腔体构成密封结构，第五腔体包括：相对设置的两个脊结构及多个漂移管，多个漂移管中的一半漂移管与第三脊结构连接，另一半漂移管与第四脊结构连接。
9.进一步地，多个漂移管交替地通过漂移管支撑座与第三脊结构及第四脊结构连接，以使第二高频真空谐振腔内部沿着入射粒子束前进方向分为多个交替的纵向聚焦段和横向聚焦段。
10.进一步地，第四腔体包括：第二左腔盖、两个可调调谐器及固定调谐器，两个可调调谐器及固定调谐器分别设置于左腔盖外表面上；第六腔体包括：第二右腔盖、功率耦合器、功率提取器及真空口，功率耦合器、功率提取器及真空口分别设置于右腔盖外表面上。
11.进一步地，第一腔体包括：第一左腔盖、两个可调调谐器及固定调谐器；两个可调调谐器及固定调谐器分别设置于第一左腔盖外表面上；第三腔体包括：第一右腔盖、功率耦合器、功率提取器及真空口，功率耦合器、功率提取器及真空口分别设置于第一右腔盖外表面上。
12.进一步地，该医用离子直线加速器还包括：功率源及分布式rf功率分配系统，其第一输出端与第一漂移管直线加速器的一输入端连接，第二输出端与第二漂移管直线加速器的一输入端连接，用于对第一漂移管直线加速器与第二漂移管直线加速器的高频真空谐振腔的功率大小进行调配。
13.进一步地，该医用离子直线加速器还包括：第一集成束诊元件，用于监测低能束流输运线输出的粒子束流的状态；第二集成束诊元件，用于监测第一中能束流输运线输出的粒子束流的状态；第三集成束诊元件，用于监测第二中能束流输运线输出的粒子束流的状态。
14.进一步地，第一中能束流输运线及第二中能束流输运线均包括：多台四极磁铁，多台四极磁铁对束流输运线上的粒子束流汇聚成横向对称且聚焦的粒子束流。
15.进一步地，射频四极场直线加速器将低能束流输运线输出的粒子束流加速至第一预置能量，第一漂移管直线加速器将经过第一中能束流输运线输出的粒子束流加速至第二预置能量，第二漂移管直线加速器将经过第二中能束流输运线输出的粒子束流加速至第三预置能量；其中，第一预置能量、第二预置能量及第三预置能量大小不同。
16.本公开的实施例提供的一种医用离子直线加速器，通过射频四极场直线加速器rfq采用射频四极场直线加速器ih-rfq，圆柱形高频真空谐振腔属于h模四杆型结构，即圆柱形高频谐振腔内设置四根杆型加速电极，一对脊结构垂直对称地设置在圆柱形高频真空谐振腔内，位于上部的第一脊结构与四根杆型加速电极中的两根加速电极连接，位于下部
的第二脊结构与四根加速电极中的两根加速电极连接。射频四极场直线加速器ih-rfq的高频真空谐振腔采用左、中、右三层腔体加工结构，将腔体和加速结构分开，通过机械连接的方式保证真空。高频真空谐振腔不需要焊接，降低了焊接过程造成腔体变形的风险，降低了加工成本。同时，在射频四极场直线加速器ih-rfq中的加速结构出现故障时，可以方便地更换中腔及加速结构。
附图说明
17.为了更完整地理解本公开及其优势，现在将参考结合附图的以下描述，其中：
18.图1示意性示出了根据本公开一实施例的医用离子直线加速器的剖视图示意图；
19.图2示意性示出了根据本公开一实施例的射频四极场直线加速器的结构示意图；
20.图3示意性示出了根据本公开一实施例的射频四极场直线加速器安装后的结构示意图；
21.图4示意性示出了根据本公开一实施例的第二腔体的立体图；
22.图5示意性示出了根据本公开一实施例的第二腔体的主视图；
23.图6示意性示出了根据本公开一实施例的第二腔体中四根杆型加速电极的安装位置示意图；
24.图7示意性示出了根据本公开一实施例的第一漂移管直线加速器的结构示意图；
25.图8示意性示出了根据本公开一实施例的第五腔体的立体图；
26.图9示意性示出了根据本公开一实施例的第五腔体的主视图。
具体实施方式
27.以下，将参照附图来描述本公开的实施例。但是应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本公开的范围。在下面的详细描述中，为便于解释，阐述了许多具体的细节以提供对本公开实施例的全面理解。然而，明显地，一个或多个实施例在没有这些具体细节的情况下也可以被实施。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本公开的概念。
28.在此使用的术语仅仅是为了描述具体实施例，而并非意在限制本公开。在此使用的术语“包括”、“包含”等表明了所述特征、步骤、操作和/或部件的存在，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、步骤、操作或部件。
29.在此使用的所有术语(包括技术和科学术语)具有本领域技术人员通常所理解的含义，除非另外定义。应注意，这里使用的术语应解释为具有与本说明书的上下文相一致的含义，而不应以理想化或过于刻板的方式来解释。
30.图1示意性示出了根据本公开一实施例的医用离子直线加速器示意图。
31.如图1所示，该医用离子直线加速器100，包括：依次连接的离子源10、低能束流输运线20、射频四极场直线加速器30、第一中能束流输运线40、第一漂移管直线加速器50、第二中能束流输运线60、第二漂移管直线加速器70及高能束流输运线80。
32.离子源10包括高压引出电极，用于产生高电荷态高流强粒子束流，并引出粒子束输出至低能束流输运线20。本公开的实施例中，离子源1产生的高流强粒子束可以为质子、
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粒子等。
33.低能束流输运线20，其连接在离子源10的输出端，并设置在粒子引出路径上。本公开的实施例中，低能束流输运线20包括：螺线管、用于束流调整的校正磁铁、用于横向聚焦的四极磁体以及辅助系统(如真空泵)等，其用于对离子源10引出的带电粒子束进行相空间匹配处理，使之匹配射频四极场直线加速器ih-rfq 30的输入端对束流相空间的要求。
34.射频四极场直线加速器ih-rfq 30，其输入端与低能束流输运线20的出口连接，用于对低能束流输运线20输出的粒子束进行第一次预加速，以使低能束流输运线20输出的粒子束流加速至第一预置能量。本公开的实施例中，若粒子束为质子时，该第一预置能量可以为2.5～4mev；若粒子束为
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粒子时，该第一预置能量可以为400kev/u～800kev/u。
35.根据本公开的实施例，如图2和3所示，射频四极场直线加速器ih-rfq 30包括第一高频真空谐振腔，该第一高频真空谐振腔采用h模多杆型结构，具体包括：第一腔体310、第二腔体320及第三腔体330。其中，第二腔体320设置于第一腔体310及第三腔体330之间，且与第一腔体310及第三腔体330构成密封结构。
36.具体地，如图2所示，第一腔体310包括：第一左腔盖311、两个可调调谐器312及固定调谐器313。其中，两个可调调谐器312及固定调谐器313分别设置于第一左腔盖311外表面上，两个可调调谐器312用于实时对射频四极场直线加速器ih-rfq 30内的腔体频率、场分布等进行调整，固定调谐器313用于射频四极场直线加速器ih-rfq 30内的腔体频率进行固定调谐。
37.具体地，如图4和5所示，第二腔体320包括：外壳体321、第一脊结构322、第二脊结构323、四根杆型加速电极324及多个电极支撑杆325。其中，第一脊结构322与第二脊结构323相对设置于外壳体321的内表面，四根杆型加速电极324通过多个电极支撑杆325分别与第一脊结构322及第二脊结构323连接，具体可根据需要更换加速电极。优选地，四根杆型加速电极324中的杆型加速电极成对相对设置。其中，竖直方向分布的两根杆型加速电极与第一脊结构连接，水平方向分布的两根杆型加速电极与第二脊结构连接。举例而言，如图6所示，竖直方向分布的两根杆型加速电极3241与第一脊结构322连接，水平方向分布的两根杆型加速电极3242与第二脊结构323连接；反之亦可。
38.具体地，如图2所示，第三腔体330包括：第一右腔盖331、功率耦合器332、功率提取器333及真空口。其中，功率耦合器332、功率提取器333及真空口分别通过法兰设置于第一右腔盖331外表面上。功率耦合器332用于接收射频功率源的功率，以使射频四极场直线加速器ih-rfq 30的谐振腔处于谐振状态。功率提取器333用于为低电平控制系统提供高频真空谐振腔的运行状态，真空泵通过真空口对射频四极场直线加速器ih-rfq 30的第一高频真空谐振腔内部进行抽真空。
39.本公开的实施例中，射频四极场直线加速器ih-rfq 30的高频真空谐振腔为圆柱形，其采用h模多杆型结构，在四根杆型加速电极324沿束流前进方向依次分为径向匹配段(rms)、微聚束段、聚束段和加速段。离子源10引出的连续束流注入到射频四极场直线加速器ih-rfq 30后，首先经过径向匹配段，使得连续束流在水平和垂直方向相空间分布与高频振荡产生关联满足加速器的注入相空间要求。微聚束段对经过径向匹配段的连续束流进行处理，使得连续束流形成具有纵向间隔的脉冲束。聚束段用于压缩微聚束段形成的脉冲束长度，形成短脉冲束团。加速段用于对短脉冲束团进行加速，使得粒子束流加速到第一漂移管直线加速器apf-dtl 50可接收的能量段。
40.第一中能束流输运线40，其设置于射频四极场直线加速器ih-rfq30的输出端，包括：多台四极磁铁。多台四极磁铁依次布置在射频四极场直线加速器ih-rfq 30和第一漂移管直线加速器apf-dtl 50之间，将射频四极场直线加速器ih-rfq 30引出的横向分布不对称的束流汇聚成横向对称且聚焦的粒子束流，有助于粒子束流在第一漂移管直线加速器apf-dtl 50的横向匹配，进而降低第一漂移管直线加速器apf-dtl50在横向聚焦方面的压力。
41.第一漂移管直线加速器apf-dtl 50，其与第一中能束流输运线40的出口连接，用于对第一中能束流输运线40输出的粒子束进行第二次预加速，以使第一中能束流输运线40输出的粒子束流加速至第二预置能量。本公开的实施例中，若粒子束为质子时，该第二预置能量可以为：3～7mev；若粒子束为
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粒子时，该第二预置能量可以为400kev/u～4mev/u。
42.根据本公开的实施例，如图7所示，第一漂移管直线加速器apf-dtl 50包括第二高频真空谐振腔，该第二高频真空谐振腔具体包括：第四腔体510、第五腔体520及第六腔体530。其中，第五腔体520设置于第四腔体510及第六腔体530之间，且与第四腔体510及第六腔体530构成密封结构。
43.具体地，第四腔体510包括：第二左腔盖511、两个可调调谐器512及固定调谐器513。其中，两个可调调谐器512及固定调谐器513分别设置于第二左腔盖511的外表面上，两个可调调谐器512用于实时对第一漂移管直线加速器apf-dtl 50内的腔体频率、场分布等进行调整，固定调谐器513用于第一漂移管直线加速器apf-dtl 50内的腔体频率进行固定调谐。
44.具体地，如图8和9所示，第五腔体520包括：外壳体521、第三脊结构522、第四脊结构523、多个漂移管524及多个漂移管支撑座525。其中，第三脊结构522与第四脊结构523相对设置于外壳体521内表面，多个漂移管524通过多个漂移管支撑座525设置于第三脊结构522与第四脊结构523之间。优选地，多个漂移管524中的一半漂移管与第三脊结构522连接，另一半漂移管与第四脊结构523连接。本公开的实施例中，多个漂移管524交替地通过漂移管支撑座525与第三脊结构522及第四脊结构523连接，以使第二高频真空谐振腔内部沿着入射粒子束前进方向分为多个交替的纵向聚焦段和横向聚焦段。优选地，多个漂移管524沿第二高频真空谐振腔的中心轴线布置在第二高频真空谐振腔的腔体内部，各漂移管524的轴线与第二高频真空谐振腔的中心轴线重合，漂移管段的束流聚焦方式为交互相位聚束方式。
45.具体地，如图7所示，第三腔体530包括：第二右腔盖531、功率耦合器532、功率提取器533及真空口。其中，功率耦合器532、功率提取器533及真空口分别通过法兰设置于第二右腔盖531外表面上。功率耦合器532用于接收射频功率源的功率，以使第一漂移管直线加速器apf-dtl 50的谐振腔处于谐振状态。功率提取器533用于为低电平控制系统提供高频真空谐振腔的运行状态，真空泵通过真空口对第一漂移管直线加速器apf-dtl 50的第一高频真空谐振腔内部进行抽真空。
46.本公开的实施例中，第一漂移管直线加速器apf-dtl 50中的两个脊结构沿腔体横截面直径对称地布置，通过多个漂移管支撑座525与多个漂移管524相互电连接，多个漂移管524、多个漂移管支撑座525和两个脊结构将第二高频真空谐振腔体隔离成两半。两个脊结构及其相连的漂移管支撑座525上产生相反的电势，从而在漂移管524之间形成加速电
场。两个脊结构可以对称地布置在高频真空谐振腔的腔体内壁的垂直方向或者水平方向。
47.第二中能束流输运线60，其设置于第一漂移管直线加速器apf-dtl 50的输出端，包括：多台四极磁铁。多台四极磁铁依次布置在第一漂移管直线加速器apf-dtl 50和第二漂移管直线加速器apf-dtl 70之间，将第一漂移管直线加速器apf-dtl 50引出的横向分布不对称的束流汇聚成横向对称且聚焦的束流，有助于束流在第二漂移管直线加速器apf-dtl 70的横向匹配，进而降低第二漂移管直线加速器apf-dtl 70在横向聚焦方面的压力。
48.本公开的实施例中，第一中能束流输运线40及第二中能束流输运线60包括多台四极磁铁优选为三台四极磁铁，其数量可以根据实际应用需求进行设定，例如第一中能束流输运线40及第二中能束流输运线60包括两台、四台或更多的四极磁铁，以满足对粒子束流的横向匹配，本公开的实施例对四极磁铁的数量不做限定。
49.第二漂移管直线加速器apf-dtl 70，其与第二中能束流输运线60的出口连接，用于对第二中能束流输运线60输出的粒子束进行第三次预加速，以使第二中能束流输运线60输出的粒子束流加速至第三预置能量。本公开的实施例中，若粒子束为质子时，该第三预置能量可以为：大于7mev；若粒子束为
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粒子时，该第三预置能量可以为4mev/u～7mev/u。
50.本公开的实施例中，第二漂移管直线加速器apf-dtl 70的结构与第一漂移管直线加速器apf-dtl 50的结构相同，其具体结构如图7、图8及图9所示，此处对第二漂移管直线加速器apf-dtl 70的结构、各部件连接关系及功能不再做详细赘述。
51.本公开的实施例中，射频四极场直线加速器30、第一漂移管直线加速器apf-dtl 50及第二漂移管直线加速器apf-dtl 70中的高频真空谐振腔均采用三层腔体加工结构，将腔体和加速结构分开，通过机械连接的方式保证腔体内部真空。该高频真空谐振腔无需焊接，降低了焊接过程造成腔体变形的风险，降低了加工成本。同时在加速结构出行问题时，可以方便更换中腔及加速结构。
52.另外，由于第一漂移管直线加速器apf-dtl 50及第二漂移管直线加速器apf-dtl 70的束流聚焦方式采用交互相位聚焦方式，当需要将带电粒子束加速至较高设计能量时需要漂移管直线加速器apf-dtl腔体太长，交互聚焦方式不能满足束流聚焦，会导致束流发射度增长过大，束流传输效率下降。漂移管直线加速器apf-dtl交变相位的方式即正相位间隙，束流在径向聚焦，纵向散焦。负相位间隙，束流在径向散焦，横向聚焦。由于横向聚焦力较弱，因此经过多个间隙后束流横向散焦积累过大，导致束流传输效率不高及束流品质下降严重。本公开的实施例提供的第一漂移管直线加速器apf-dtl 50及第二漂移管直线加速器70通过合理的物理设计，使用两段漂移管直线加速器apf-dtl谐振腔将带电粒子束加速至设计能量。通过在两段漂移管直线加速器apf-dtl谐振腔之间沿带电粒子束流前进方向放置束流输运线，对第一漂移管直线加速器apf-dtl 50积累的横向散焦进行补偿，改善了第二漂移管直线加速器apf-dtl 70入口处束流品质，提高了整体直线加速器的效率和束流的品质。同时，基于第一漂移管直线加速器apf-dtl 50及第二漂移管直线加速器apf-dtl 70两段漂移管直线加速器的设计有效降低了直线加速器各部分的加速能量，降低了设计难度和腔体加工难度。
53.高能束流输运线80，其设置于第二漂移管直线加速器apf-dtl 70的输出端，用于对第二漂移管直线加速器apf-dtl 70输出的粒子束流进行相空间匹配处理，得到相空间匹配处理后的粒子束流并输出至束流配送装置。
54.具体地，高能束流输运线80利用磁极性交替排列的四极磁铁在水平与垂直方向把束流限定在真空管道内，对第二漂移管直线加速器apf-dtl 70引出的带电粒子束进行相空间匹配处理，用分布于四极磁铁之间的二极磁铁把束流导向同步加速器的注入口的束流配送装置。
55.根据本公开的实施例，如图1所示，该医用离子直线加速器100还包括：第一集成束诊元件910、第二集成束诊元件920及第三集成束诊元件930。其中，第一集成束诊元件910设置在低能束流输运线20上，用于对低能束流输运线20上的束流流强和相空间参数进行监测，得出射频四极场直线加速器30入口处的束流参数，进而指导低能束流输运线20上的磁铁参数调整。第二集成束诊元件920设置在第一中能束流输运线40上，用于对第一中能束流输运线40上的束流流强和相空间参数进行监测，得出第一漂移管直线加速器apf-dtl 50入口处的束流参数，进而指导第一中能束流输运线40上的磁铁参数调整。第三集成束诊元件930设置在第二中能束流输运线60上，用于对第二中能束流输运线60上的束流流强和相空间参数进行监测，得出第二漂移管直线加速器apf-dtl 70入口处的束流参数，进而指导第二中能束流输运线60上的磁铁参数调整。需说明的是，本公开的实施例中磁铁参数具体指的磁场梯度大小等，第一集成束诊元件910、第二集成束诊元件920及第三集成束诊元件930可以为相同的集成束诊元件。
56.根据本公开的实施例，该医用离子直线加速器100还包括：功率源及分布式rf功率分配系统。功率源及分布式rf功率分配系统的第一输出端与第一漂移管直线加速器apf-dtl50的一输入端连接，第二输出端与第二漂移管直线加速器apf-dtl 70的一输入端连接，用于对第一漂移管直线加速器apf-dtl 50与第二漂移管直线加速器apf-dtl 70的高频真空谐振腔的功率大小进行调配。
57.本公开的实施例中，第一漂移管直线加速器apf-dtl 50及第二漂移管直线加速器apf-dtl 70共用一台功率源及分布式rf功率分配系统，其可根据实际运行过程中漂移管直线加速器谐振腔对功率的需求，进而通过可调式功率分配器对输入漂移管直线加速器中的谐振腔功率进行调配，减少了功率源的数量，节省了成本。
58.需说明的是，本公开提供的医用离子直线加速器100为密封结构，例如射频四极场直线加速器30、第一漂移管直线加速器apf-dtl 50及第二漂移管直线加速器apf-dtl 70中的腔体与法兰、腔体与耦合器之间均采用密封铜垫圈进行密封，腔体与腔体之间通过o圈进行密封，以保证腔体内的真空环境。
59.综上，本公开相对于现有技术至少具备以下有益效果：
60.(1)、通过射频四极场直线加速器rfq采用射频四极场直线加速器ih-rfq，圆柱形高频真空谐振腔属于h模四杆型结构，即圆柱形高频谐振腔内设置四根杆型加速电极，一对脊结构垂直对称地设置在圆柱形高频真空谐振腔内，位于上部的第一脊结构与四根杆型加速电极中的两根加速电极连接，位于下部的第二脊结构与四根加速电极中的两根加速电极连接。射频四极场直线加速器ih-rfq的高频真空谐振腔采用左、中、右三层腔体加工结构，将腔体和加速结构分开，通过机械连接的方式保证真空。高频真空谐振腔不需要焊接，降低了焊接过程造成腔体变形的风险，降低了加工成本。同时，在射频四极场直线加速器ih-rfq中的加速结构出现故障时，可以方便地更换中腔及加速结构。
61.(2)、通过将漂移管直线加速器采用漂移管直线加速器apf-dtl，其高频真空谐振
腔沿入射粒子束前进方向分为若干交替的纵向聚焦段和横向聚焦段，高频真空谐振腔的腔体内壁上沿腔体横截面直径垂直对称地设有一对脊结构以及多个漂移管，漂移管沿高频真空谐振腔的中心轴线布置在高频真空谐振腔的腔体内部，并且依次交替地通过支撑杆与不同的脊结构固定，各漂移管的轴线与高频真空谐振腔的中心轴线重合，漂移管段的束流聚焦方式为交互相位聚束方式。漂移管直线加速器apf-dtl高频真空谐振腔采用左、中、右三层腔体加工结构。将腔体和加速结构分开，通过机械连接的方式保证真空。高频真空谐振腔不需要焊接，降低了焊接过程造成腔体变形的风险，降低了加工成本。同时，在漂移管直线加速器中的加速结构出现问题时，可以方便更换中腔及加速结构。
62.(3)、使用两段漂移管直线加速器apf-dtl谐振腔将带电粒子束加速至设计能量。通过在两段漂移管直线加速器apf-dtl谐振腔之间沿带电粒子束流前进方向放置束流输运线，对第一漂移管直线加速器apf-dtl积累的横向散焦进行补偿，改善了第二漂移管直线加速器apf-dtl入口处束流品质，提高了整体直线加速器的效率和束流的品质约10％。同时，两段漂移管直线加速器apf-dtl的设计有效降低了直线加速器各部分的加速能量，降低了设计难度和腔体加工难度。
63.(4)、第一漂移管直线加速器50及第二漂移管直线加速器70共用一台功率源及分布式rf功率分配系统，其可根据实际运行过程中漂移管直线加速器谐振腔对功率的需求，进而通过可调式功率分配器对输入漂移管直线加速器中的谐振腔功率进行调配，减少了功率源的数量，节省了成本。
64.尽管已经在附图和前面的描述中详细地图示和描述了本公开，但是这样的图示和描述应认为是说明性的或示例性的而非限制性的。
65.本领域技术人员可以理解，本公开的各个实施例和/或权利要求中记载的特征可以进行多种范围组合和/或结合，即使这样的组合或结合没有明确记载于本公开中。特别地，在不脱离本公开精神和教导的情况下，本公开的各个实施例和/或权利要求中记载的特征可以进行多种组合和/或结合。所有这些组合和/或结合均落入本公开的范围。
66.尽管已经参照本公开的特定示例性实施例示出并描述了本公开，但是本领域技术人员应该理解，在不背离所附权利要求及其等同物限定的本公开的精神和范围的情况下，可以对本公开进行形式和细节上的多种改变。因此，本公开的范围不应该限于上述实施例，而是应该不仅由所附权利要求来进行确定，还由所附权利要求的等同物来进行限定。