什么是电子直线加速器？ _直线加速器的历史

什么是电子直线加速器？电子直线加速器是带电粒子加速器的一种，它是利用高微波功率在行波、驻波加速结构中建立纵向电场对电子束进行加速的一种谐振式加速器。
根据微波的类型可分为行波和驻波型电子直线加速器，其电子能量一般都较高（大于5MeV），输出功率在几kW到几十kW ，在辐射加工安全许可范围内，高能（大于5MeV）电子对被照射物具有最深的有效穿透，因而得到广泛利用。
直线加速器的历史直线加速器的雏形概念最早是由英国科学家G.Ising在1924年提出， 1924年他在一篇名为《产生高压极隧射线方法原理》的文章中提出了一个直线加速器的设计图样。根据G.Ising的文章，直线加速器由一个直的真空管道和一系列的带孔的金属漂移管组成。粒子的加速是通过相邻的漂移管之间的脉冲电场完成的，电场和粒子的同步是由电压源和相应的漂移管之间的传输线长度的时间延迟来实现。同时他在文章中写道：“现在来深入讨论实现这一想法的细节问题和可能遇到的困难为时尚早，我希望不久能做一个实验。”这个建议在当时由于电磁技术的水平所限制的确难以实现。但是这个概念相当重要，对直线加速器的发展产生了里程碑式的影响。到了 1928年，直线加速器的概念正式被德国科学家RolfWideroe提出，他完成了世界上第一台直线加速器。R.Wideroe在《产生高电压的新原理》一文中描述了这台加速器的原理，同G.Ising的理念不同，加速器的漂移管是交替的接高频电源和接地。移管的长度随着粒子速度的增加而变长，保证粒子每次可以在正确的时间到达间隙从而被加速。在该加速器中，束流首先形成束团，然后进行高效率的加速。束流在加速时间内处于加速间隙感受加速电场，当电场反向的时候，束团处于漂移管中，这时漂移管屏蔽了减速电场，从而使整个过程是一个加速过程。
1928年E.维德罗提出加速原理。早期利用频率不太高的交变电场加速带电粒子， 1946年后利用射频微波来加速带电粒子。在柱形金属空管（波导）内输入微波，可激励各种模式的电磁波，其中一种模式沿轴线方向的电场有较大分量，可用来加速带电粒子。为了使沿轴线运行的带电粒子始终处于加速状态，要求电磁波在波导中的相速降低到与被加速粒子运动同步，这可以通过在波导中按一定间隔安置带圆孔的膜片或漂移管来实现。电子的质量很小，仅几兆电子伏。
中国科学院高能物理研究所35MeV质子直线加速器的加速腔的能量时，电子的速度已接近光速，带圆孔的膜片装置适用于加速电子；质子或离子的质量较大，其速度较低，常采用带漂移管的装置。1966年建成的美国斯坦福电子直线加速器管长3050米，电子能量高达22吉电子伏，脉冲电子流强约80毫安，平均流强为48微安。
直线加速器的介绍直线加速器通常是指利用高频电磁场进行加速，同时被加速粒子的运动轨迹为直线的加速器。高频直线加速器（high-frequency linear accelerator）简称直线加速器，是指用沿直线轨道分布的高频电场加速带电粒子的装置。按被加速粒子的种类，可分为电子直线加速器、质子直线加速器、重离子直线加速器和超导直线加速器等。
医用加速器的基本分类医用加速器按照能量区分可以分为低能机、中能机和高能机。
不同能量的机器的X线能量差别不大一般为4/6/8MeV ，有的到10MeV 。
按照X能量的档位加速器分为单光子、双光子和多光子。
低中高能机的区分主要在于给出的电子线的能量。
和高能物理用电子直线加速器相比， 1—50MeV属于低能范围，但对临床使用，能量为50MeV的医用电子直线加速器属于高能范围。(1)只提供一挡X-辐射，用于治疗深部肿瘤， x-辐射能量4—6MV ，采用驻波方式时加速管总长只有30cm左右，无需偏转系统，同时还可省去聚焦系统及束流导向系统，加速管可直立于辐射头上方，称为直束式。直束式的一个优点是靶点对称。
(2)加速管输出剂量率经过在大面积范围均整后一般为2-3Gy/min·m ，设计良好时可达4-5Gy/min·m ，一次治疗时间仅约需1min 。由于只有一挡X-辐射，整机结构简单，操作简便。