Súng điện tử, hệ thống chân không và hệ thống nguồn cao tần của máy gia tốc điện tử tuyến tính trên năng lượng 6/12 MeV trong xạ trị

Bài viết Súng điện tử, hệ thống chân không và hệ thống nguồn cao tần của máy gia tốc điện tử tuyến tính trên năng lượng 6/12 MeV trong xạ trị trình bày sự phát triển của một máy gia tốc điện tử tuyến tính cho xạ trị với năng lượng chùm electron 6/12 MeV, tần số 2856 MHz. Một vấn đề quan trọng là việc tạo ra và tối ưu hóa các thành phần kỹ thuật phụ trợ của máy gia tốc.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Súng điện tử, hệ thống chân không và hệ thống nguồn cao tần của máy gia tốc điện tử tuyến tính trên năng lượng 6/12 MeV trong xạ trịTuyển tập báo cáo Hội nghị Khoa học và Công nghệ hạt nhân toàn quốc lần thứ 14Proceedings of Vietnam conference on nuclear science and technology VINANST-14 SÚNG ĐIỆN TỬ, HỆ THỐNG CHÂN KHÔNG VÀ HỆ THỐNG NGUỒN CAO TẦN CỦA MÁY GIA TỐC ĐIỆN TỬ TUYẾN TÍNH TRÊN NĂNG LƯỢNG 6/12 MeV TRONG XẠ TRỊ ELECTRON GUN, VACUUM SYSTEM AND HIGH FREQUENCY SOURCE SYSTEM OF LINEAR ELECTRON ACCELERATOR ON 6/12 MEV ENERGY IN RADIOTHERAPY ĐINH HUY NGHĨA(1), TS. ПРОКОПЕНКО АЛЕКСАНДР ВАЛЕРЬЕВИЧ(2) Trung tâm Đánh giá không phá hủy, 140 Nguyễn Tuân, Thanh Xuân, Hà Nội (1) (2) Trường Đại học Nghiên cứu hạt nhân quốc gia MEPHI Email: nghia.epu.edu@gmail.comTóm tắt: Bài báo trình bày sự phát triển của một máy gia tốc điện tử tuyến tính cho xạ trị với năng lượng chùm electron6/12 MeV, tần số 2856 MHz. Một vấn đề quan trọng là việc tạo ra và tối ưu hóa các thành phần kỹ thuật phụ trợ của máygia tốc. Các hệ thống kỹ thuật được xem xét: Súng điện tử, hệ thống chân không, hệ thống nguồn cao tần. Để tính toán cáchệ thống này, chúng tôi đã sử dụng các chương trình mô phỏng CST Studio để tối ưu hóa cho súng điện tử 3 cực, cửa sổchân không cho đầu vào nguồn vi sóng và xây dựng sơ đồ hệ thống bơm chân không. Kết quả thu được có thể được sửdụng để phát triển máy gia tốc electron.Từ khóa: Chùm electron, hệ thống chân không, hệ thống nguồn cao tần, súng điện tử, máy gia tốc điện tử tuyến tính, xạtrị.Abstract: This paper presents the development of a linear electron accelerator for radiotherapy with electron beam energy6/12 MeV, frequency 2856 MHz. An important issue is the creation and optimization of the ancillary engineeringcomponents of the accelerator. Technical systems considered: Electron gun, vacuum system, high frequency power system.To calculate these systems, we used CST Studio simulation programs to optimize for 3-pole electron gun, vacuum windowfor microwave source input, and built a schematic of foot pump are not. The results obtained can be used to developelectron accelerators.Keywords: Electron beam, vacuum system, high frequency source system, electron gun, linear electron accelerator,radiation therapy.1. MỞ ĐẦU Một trong những phương pháp điều trị ung thư bằng công nghệ tiên tiến nhất hiện nay là xạ trị bằngmáy gia tốc. Từ những năm 50 của thế kỷ trước, việc điều trị ung thư trên máy gia tốc đã giúp chữa khỏimột phần bệnh và cải thiện chất lượng cuộc sống của người bệnh. Trong y học, người ta sử dụng cácelectron, proton và gamma để thâm nhập vào các tế bào sống của cơ thể, đây là một phương tiện hữu hiệuđể điều trị các bệnh về khối u. Một số lượng lớn các nguồn điện tử với nhiều năng lượng khác nhau đãđược phát triển trên cơ sở máy gia tốc điện tử và phổ biến nhất cho các ứng dụng y tế là máy gia tốcelectron tuyến tính. Việc phát triển, thiết kế máy gia tốc điện tử 6/12 MeV cho mục đích y tế, đảm bảo antoàn vận hành và độ chính xác về liều lượng, đòi hỏi một cách tiếp cận khoa học kỹ lưỡng. Do đó, việcthiết kế các bộ phận riêng lẻ của máy gia tốc sẽ được thực hiện trên cơ sở phân tích và tính toán động họcchùm tia, cấu trúc vi sóng, chân không và mạch điện. Hiện nay, một số các chương trình để tính toán sốcho máy gia tốc tuyến tính: CST Studio, E-gun, Matlab, Beam dulac được sử dụng để tính toán các chứcnăng chính là động lực học của hệ thống gia tốc, hệ thống chiếu tia và các hệ thống kỹ thuật phụ trợ. Trongviệc nghiên cứu này, chúng tôi đã sử dụng chương trình mô phỏng CST Studio để tối ưu hóa cho các hệthống phụ trợ bao gồm súng điện tử, hệ thống cung cấp nguồn cao tần và xây dựng sơ đồ hệ thống bơmchân không. Mục đích là phát triển các hệ thống kỹ thuật phụ trợ của hệ thống, đảm bảo hoạt động của máy giatốc electron tuyến tính có năng lượng 6/12 MeV. Trong khuôn khổ công việc này, việc mô hình hóa, tối ưuhóa và phát triển súng điện tử ba điện cực, cung cấp nguồn điện tử trong quá trình tăng tốc, cũng như hệthống cửa sổ ống dẫn sóng chân không cho đầu vào nguồn vi sóng và hệ thống cung cấp điện, sẽ được thựchiện. Kết quả thu được có thể được sử dụng để phát triển máy gia tốc electron.2. NỘI DUNG2.1. Đối tượng và phương pháp2.1.1. Đối tượng nghiên cứu 160Tiểu ban B: Vật lý hạt nhân, Số liệu hạt nhân, Phân tích hạt nhân và Máy gia tốcSection B: Nuclear physics, Nuclear data, Nuclear analysis and Accelerator Chúng tôi xem xét tới việc nghiên cứu và phát triển máy gia tốc điện tử tuyến tính cho xạ trị vớinăng lượng 6/12 MeV. Vấn đề được nghiên cứu chính là thiết kế, mô phỏng một số thiệt bị phụ trợ: Súngđiện tử, hệ thống chân ...