放射線療法是最主要的三種治癌方法之一,約50-70%的腫瘤治療需要放療。目前使用最廣泛的是光子(X、γ射線)放療,其局限是:光子強度隨著穿透深度呈指數(shù)衰減,因而病灶前的健康組織受到更多的劑量,這增加了誘發(fā)新癌癥的風(fēng)險。與光子不同,質(zhì)子的劑量分布具有Bragg峰。精確控制Bragg峰處于腫瘤部位,可最大殺傷腫瘤,同時保護健康組織。因此,質(zhì)子治療可實現(xiàn)對腫瘤外科手術(shù)式的治療,是目前最先進的癌癥無創(chuàng)精準(zhǔn)治療方法。質(zhì)子治療的核心是對質(zhì)子束的精確控制,加速器作為質(zhì)子的源頭,其束流性能對整個治療系統(tǒng)的影響巨大。回旋加速器運行穩(wěn)定,能輸出連續(xù)束流,束流強度可快速調(diào)節(jié),在質(zhì)子調(diào)強治療應(yīng)用中有巨大優(yōu)勢,因此回旋加速器是質(zhì)子治療裝備的主流,占運行及在建質(zhì)子治療中心的62%。超導(dǎo)回旋加速器具有體積小、重量輕、能耗低、磁鐵維持超導(dǎo)狀態(tài)、機器參數(shù)不變、運行穩(wěn)定、可以隨時開機運行等顯著優(yōu)勢,因而我國在十三五首批重點研發(fā)計劃中重點支持基于超導(dǎo)回旋加速器的質(zhì)子放療裝備研發(fā),這也是我國首次系統(tǒng)地把超導(dǎo)技術(shù)和回旋加速器技術(shù)結(jié)合起來。研究束流在加速器中的運動是回旋加速器的基礎(chǔ)。質(zhì)子束在回旋加速器中的運動可以分為三個階段:注...

【文章頁數(shù)】：132 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
1 緒論
    1.1 質(zhì)子治療的基本原理及優(yōu)勢
    1.2 質(zhì)子治療裝備及超導(dǎo)回旋加速器的研發(fā)
    1.3 超導(dǎo)回旋加速器注入與引出的研究意義
    1.4 注入與引出的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
    1.5 論文研究的主要內(nèi)容與創(chuàng)新點
2 主磁鐵參數(shù)及引出區(qū)軌道共振理論
    2.1 引言
    2.2 回旋加速器中束流的橫向穩(wěn)定性
    2.3 加速器主磁鐵基本結(jié)構(gòu)與參數(shù)
    2.4 引出區(qū)共振限制
    2.5 本章小結(jié)
3 注入引出設(shè)計中的電磁場及粒子軌道算法
    3.1 引言
    3.2 超導(dǎo)回旋加速器中的電磁模型
    3.3 參考軌道的迭代求解
    3.4 高效多粒子推進算法
    3.5 本章小結(jié)
4 注入系統(tǒng)中離子源及中心區(qū)物理過程研究
    4.1 引言
    4.2 離子源
    4.3 中心區(qū)
    4.4 本章小結(jié)
5 引出系統(tǒng)束流軌道控制及邊緣場補償物理設(shè)計
    5.1 引言
    5.2 多種引出方法的分析對比
    5.3 進動引出的數(shù)值計算過程
    5.4 諧波產(chǎn)生方式
    5.5 ESD的參數(shù)計算
    5.6 邊緣場聚焦補償
    5.7 本章小結(jié)
6 引出系統(tǒng)工程設(shè)計
    6.1 引言
    6.2 Bump線圈設(shè)計
    6.3 ESD設(shè)計
    6.4 磁通道設(shè)計
    6.5 本章小結(jié)
7 總結(jié)與展望
    7.1 論文總結(jié)
    7.2 研究展望
致謝
參考文獻
附錄1 攻讀博士學(xué)位期間發(fā)表的主要論文



本文編號：3764688