СИСТЕМА ЛИНЕЙНОГО УСКОРИТЕЛЯ ПРОТОНОВ ДЛЯ ОБЛУЧЕНИЯ ТКАНИ С ДВУМЯ ИЛИ БОЛЕЕ РАДИОЧАСТОТНЫМИ ИСТОЧНИКАМИ Российский патент 2024 года по МПК H05H9/04 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

[0001] Изобретение относится к системе линейного ускорителя протонов для облучения ткани, содержащей источник протонов для обеспечения пучка протонов во время работы.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

[0002] Пучки энергии, такие как рентгеновские лучи, давно используются с терапевтическими целями для разрушения ДНК раковых клеток и их подавления у людей и животных. Однако во время лечения опухолей рентгеновские лучи воздействуют на окружающие здоровые ткани, в частности, расположенные вдоль пути рентгеновских лучей, проходящих через тело, как перед участком опухоли (входная доза), так и после участка опухоли (выходная доза). Рентгеновская доза часто является достаточно высокой и в результате вызывает краткосрочные побочные эффекты, а также может впоследствии вызывать канцерогенез, дисфункцию роста здоровой ткани и замедление роста у детей.

[0003] Пучки протонов представляют собой многообещающую альтернативу, поскольку они также могут разрушать раковые клетки, но с весьма уменьшенным повреждением здоровой ткани. Доза энергии в ткани может быть сконцентрирована на участке опухоли путем формирования пучка с размещением пика Брегга в области опухоли и большим уменьшением входной дозы на пути лечения и во многих случаях почти полным устранением выходной дозы на пути лечения. Продольная протяженность пучка протонов в ткани в целом зависит от энергии пучка. В данном случае доза используется для указания степени взаимодействия пучка с тканью, т.е. взаимодействие является минимальным до концевой части протяженности пучка, где энергия протонов выделяется на относительно коротком расстоянии вдоль траектории пучка. Это уменьшение нежелательного воздействия в продольном направлении перед целевым участком и после него означает, что могут быть доставлены улучшенные дозы без повреждения окружающей здоровой ткани. Такой подход может сократить продолжительность лечения путем обеспечения возможности доставки непосредственно к опухоли более высокой дифференциальной эффективной дозы, которая выше и ниже дозы, поглощаемой перед опухолью и после нее, и обычно уменьшает побочные эффекты благодаря соответствующему снижению окружающей дозы. Это, в частности, является предпочтительным, когда облучаемые опухоли расположены рядом с жизненно важными органами или тканями, такими как головной мозг, сердце, предстательная железа или спинной мозг, а также при лечении опухолей у детей. Точность такого подхода также делает его особенно эффективным при лечении глазных опухолей. Кроме того, пучки протонов могут быть точно расположены и отклонены для обеспечения поперечного управления траекториями пучка.

[0004] Одно из препятствий широкого распространения применения протонной терапии состоит в малодоступности недорогих и компактных источников протонов и ускорителей. Энергия протонов, используемых для лечения, обычно находится в диапазоне от 50 МэВ до 300 МэВ, а чаще в диапазоне от 70 МэВ до 250 МэВ. Известные источники на основе циклотронов или синхротронов имеют большие размеры, требуют изготовления установки на заказ и являются дорогими в изготовлении и обслуживании. Использование линейных ускорителей (линаков, Linac) обеспечивает возможность построения такого компактного источника, который может быть установлен в существующих медицинских учреждениях.

[0005] Продольное положение (глубина) дозы энергии протонов в основном задают путем изменения энергии протонов (обычно измеряемой в МэВ) в пучке. В патенте США 05382914 описана компактная система линейного ускорителя для терапии пучком протонов, использующая для ускорения протонов, полученных от источника протонов, три каскада: линейный ускоритель с радиочастотным квадруполем (RFQ), линейный ускоритель с дрейфовой трубкой (DTL) и линейный ускоритель боковыми ячейками связи (SCL). Ускоритель SCL содержит до десяти ускорительных блоков, расположенных каскадом, причем каждый блок обеспечен источником радиочастотной энергии. Энергией пучка лечения управляет система грубого/тонкого выбора: при грубой регулировке отключение одного или более ускорительных блоков обеспечивает одиннадцать управляемых этапов от 70 МэВ до 250 МэВ, причем каждый этап составляет приблизительно 18 МэВ. Тонкую регулировку энергии пучка между указанными этапами выполняют путем введения в пучок поглотителей, таких как фольга, для снижения энергии частиц.

[0006] Недостаток такой системы состоит в том, что после каждого этапа переключения системе пучка протонов требуется некоторое время для стабилизации энергии пучка перед тем, как она может быть использована для терапии. Кроме того, системы задействования снижающей энергию фольги часто являются ненадежными, и фольга требует регулярной замены.

ЗАДАЧА НАСТОЯЩЕГО ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0007] Задача настоящего изобретения состоит в создании системы линейного ускорителя протонов для облучения ткани с улучшенным управлением энергией пучка.

РАСКРЫТИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0008] Согласно первому аспекту настоящего изобретения обеспечена система линейного ускорителя протонов для облучения ткани, причем система ускорителя содержит: источник протонов для обеспечения импульсного пучка протонов во время работы; контроллер выхода пучка для регулировки тока пучка протонов, выходящего из источника; ускорительный блок, имеющий: вход для пучка протонов для приема пучка протонов; выход для пучка протонов для вывода пучка протонов; первый источник радиочастотной энергии для обеспечения радиочастотной энергии во время работы; и второй источник радиочастотной энергии, отличающийся от первого источника, для обеспечения радиочастотной энергии во время работы; по меньшей мере один резонатор, проходящий от входа для пучка протонов до выхода для пучка протонов, для приема радиочастотной энергии от первого и/или второго источника энергии и для передачи радиочастотной энергии пучку протонов, когда он проходит от входа для пучка к выходу для пучка; причем система также содержит: контроллер радиочастотной энергии, соединенный с первым и вторым источниками радиочастотной энергии для регулирования радиочастотной энергию, подаваемой к указанному по меньшей мере одному резонатору, а также соединенный с контроллером выхода пучка; причем контроллер выхода пучка выполнен с возможностью обеспечения импульсов пучка протонов с заданным и/или управляемым рабочим циклом пучка; а контроллер радиочастотной энергии выполнен с возможностью обеспечения радиочастотной энергии от первого источника радиочастотной энергии во время интервала импульса рабочего цикла пучка протонов для изменения энергии пучка протонов и обеспечения радиочастотной энергии от второго источника радиочастотной энергии во время междуимпульсного интервала рабочего цикла пучка протонов для увеличения или поддержания температуры резонатора.

[0009] Во время работы системы для протонной терапии повреждение окружающей ткани может быть уменьшено путем изменения энергии пучка и, таким образом, протяженности пучка и соответствующего пика Брегга. Путем регулировки глубины пика Брегга может быть обеспечено перекрытие множества отдельных пиков Брегга для выработки расширенного пика Брегга, который позволяет получить плоское или приблизительно плоское распределение дозы, охватывающее область опухоли. Таким образом, предпочтительно иметь относительно малое время переключения между уровнями энергии, поскольку такой подход позволяет сократить полное время лечения, таким образом уменьшая вероятность изменения положения пациента во время лечения. Дополнительно или альтернативно может быть увеличено количество уровней энергии, доступных для лечения, что обеспечивает возможность более точного управления распространением энергии в окружающих тканях. Дополнительно или альтернативно перемещения опухоли во время лечения, например, по причине дыхания пациента также могут быть компенсированы в режиме реального времени для еще большего улучшения управления. Однако это требует увеличения частоты радиочастотных ускоряющих импульсов, которые должны подаваться в резонатор во время работы.

[0010] Кроме того, обеспечение радиочастотных компенсационных импульсов (радиочастотной энергии во время междуимпульсного интервала рабочего цикла пучка протонов) может увеличить частоту радиочастотных импульсов, также все еще достигающих резонатора. Применение радиочастотной мощности к резонаторам ускорительного блока во время междуимпульсного интервала пучка протонов может уменьшить время стабилизации, поскольку эти радиочастотные компенсационные импульсы могут быть заданными и/или управляемыми для увеличения или поддержки температуры резонатора.

[0011] Изобретение основано на понимании того, что увеличение частоты импульсов от радиочастотного источника может значительно уменьшить срок службы и надежность радиочастотного источника. Кроме того, более высокая частота радиочастотных импульсов означает, что может потребоваться более дорогой радиочастотный источник, увеличивающий стоимость системы ускорителя. Обеспечены два отличающихся друг от друга радиочастотных источника: первый или первичный источник радиочастотной энергии, выполненный в первую очередь для обеспечения радиочастотных ускоряющих импульсов, и второй или вторичный источник радиочастотной энергии, выполненный в первую очередь для обеспечения радиочастотных компенсационных импульсов. Каждым радиочастотным источником управляют независимо, обеспечивая возможность достижения более высоких частот радиочастотных импульсов резонатору, поддерживая более короткое время между импульсами энергии пучка протонов. Кроме того, требования пиковой мощности для второго источника радиочастотной энергии, в целом, могут быть ниже, чем для второго источника радиочастотной энергии, обеспечивая возможность использовать второй источник менее дорогостоящего типа. Использование первого и второго радиочастотных источников может сократить время стабилизации резонатора от минут до менее чем 10 секунд.

[0012] Согласно еще одному аспекту настоящего изобретения система ускорителя также содержит радиочастотный соединитель для передачи радиочастотной энергии от первого и/или второго источника радиочастотной энергии к указанному по меньшей мере одному резонатору, причем радиочастотный соединитель имеет: первый радиочастотный вход для приема радиочастотной энергии от первого радиочастотного источника; второй радиочастотный вход для приема радиочастотной энергии от второго радиочастотного источника и радиочастотный выход для подачи радиочастотной энергии к указанному по меньшей мере одному резонатору.

[0013] Использование радиочастотного соединителя обеспечивает подходящий способ передачи радиочастотной энергии от любого радиочастотного источника или даже обоих источников одновременно.

[0014] Согласно еще одному аспекту настоящего изобретения контроллер радиочастотной энергии также выполнен с возможностью обеспечения радиочастотной энергии от первого источника радиочастотной энергии в качестве пиковой мощности, а также выполнен с возможностью обеспечения радиочастотной энергии от второго источника радиочастотной энергии в качестве средней мощности.

[0015] Первый радиочастотный источник также может быть оптимизирован для обеспечения высокой пиковой мощности для радиочастотных ускоряющих импульсов, а второй радиочастотный источник может быть оптимизирован для обеспечения существенно пониженной пиковой мощности для радиочастотных компенсационных импульсов.

[0016] Согласно еще одному аспекту настоящего изобретения контроллер радиочастотной энергии также выполнен с возможностью обеспечения по существу той же самой радиочастотной энергии для каждого последующего рабочего цикла пучка протонов.

[0017] Энергия, достигающая резонатора во время каждого последующего рабочего цикла пучка протонов от первого и второго радиочастотных источников, по существу поддерживается постоянной. Это может обеспечивать высокую степень стабильности пучка с низким временем стабилизации, что является особенно предпочтительным во время лечения.

[0018] Согласно еще одному аспекту настоящего изобретения контроллер радиочастотной энергии также выполнен с возможностью обеспечения радиочастотной энергии от первого источника радиочастотной энергии с первой пиковой мощностью, а также выполнен с возможностью обеспечения последующей радиочастотной энергии от второго источника радиочастотной энергии со второй пиковой мощностью, причем вторая пиковая мощность по существу меньше, чем первая пиковая мощность. Дополнительно или альтернативно контроллер радиочастотной энергии может быть выполнен с возможностью обеспечения радиочастотной энергии от первого источника радиочастотной энергии с первой шириной импульса, а также выполнен с возможностью обеспечения последующей радиочастотной энергии от второго источника радиочастотной энергии со второй шириной импульса, при этом вторая ширина импульса по существу больше, чем первая ширина импульса.

[0019] Согласно еще одному аспекту настоящего изобретения система ускорителя также содержит: систему регулирования температуры для адаптации температуры по меньшей мере одного резонатора с использованием жидкости, выполненную и расположенную с возможностью повышения или поддержки температуры по меньшей мере одного резонатора во время междуимпульсного интервала рабочего цикла пучка протонов.

[0020] Кроме того, может использоваться жидкостная система регулирования температуры для дополнительного улучшения компенсации и/или стабилизации температуры. Сочетание с радиочастотной температурной компенсацией может обеспечивать возможность использования упрощенной системы регулирования температуры по сравнению с известными системами.

[0021] Эти и другие аспекты настоящего изобретения являются очевидными из вариантов реализации, описанных ниже, и будут объяснены со ссылкой на варианты реализации, описанные ниже.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

На чертежах:

[0022] На ФИГ. 1 схематично изображена система линейного ускорителя протонов согласно настоящему изобретению;

[0023] На ФИГ. 2 схематично изображен каскад ускорения, содержащий один или более расположенных каскадом ускорительных блоков;

[0024] На ФИГ. 3 схематично изображен ускорительный блок с резонатором, в который может быть подана радиочастотная энергия от первого и второго радиочастотных источников;

[0025] На ФИГ. 4 изображен второй приведенный в качестве примера вариант ускорительного блока с резонатором, в который может быть подана радиочастотная энергия от первого и второго радиочастотных источников;

[0026] На ФИГ. 5 изображены примеры работы только первого радиочастотного источника и

[0027] На ФИГ. 6 изображены дополнительные примеры работы первого и второго радиочастотных источников;

[0028] На ФИГ. 7 изображен еще один приведенный в качестве примера ускорительный блок согласно настоящему изобретению;

[0029] На ФИГ. 8 изображен еще один приведенный в качестве примера ускорительный блок согласно настоящему изобретению; и

[0030] На ФИГ. 9 изображен еще один приведенный в качестве примера ускорительный блок согласно настоящему изобретению.

ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0031] На ФИГ. 1 схематично изображена система 100 протонного линейного ускорителя (или линака) согласно настоящему изобретению. Система 100 линейного ускорителя содержит источник 110 пучка протонов для обеспечения пучка 115 протонов при использовании. Контроллер 120 выхода пучка предназначен для определения тока пучка протонов и/или управления током пучка протонов, выходящего из источника 110. Пучок 115 протонов, выходящий из контроллера 120 пучка, является импульсным пучком. Также предпочтительно контроллер 120 пучка может быть выполнен с возможностью изменения рабочего цикла 145 пучка протонов (как изображено на фиг. 5 и 6). Контроллер 120 выхода пучка также может быть выполнен с возможностью запирания пучка на один или более рабочих циклов 145, 245 пучка протонов. Как изображено на ФИГ. 5 и 6, рабочий цикл 190 пучка 115 протонов обычно содержит интервал импульса и междуимпульсный интервал, причем интервалом импульса является период времени, когда энергия пучка 115 протонов больше чем ноль, а междуимпульсным интервалом является период времени, когда энергия пучка 115 протонов фактически ниже, чем энергия интервала импульса. Рабочий цикл 145 пучка протонов представляет собой интервал импульса, выраженный как часть периода рабочего цикла 190, и часто определяется как процентное содержание или отношение. Как правило, энергия во время междуимпульсного интервала меньше или равна минимальной энергии, требуемой для работы системы 100 ускорителя протонов. Энергия во время интервала импульса обычно является достаточной для терапевтических целей и может составлять терапевтическую дозу, доставляемую пациенту.

[0032] Источник 110 пучка протонов может содержать другие компоненты и субкомпоненты, например, водородный или плазменный источник, компоненты для ускорения протонов, компоненты для модуляции интенсивности, компоненты для задания формы пучка и импульса и т.п.

[0033] Один или более каскадов 102, 104, 106 ускорения предназначены для увеличения энергии пучка до уровней, обычно требуемых для терапии, т.е. в диапазоне от 50 МэВ до 300 МэВ, и более часто в диапазоне от 70 МэВ до 250 МэВ. Могут использоваться любые подходящие технологии ускорения, которые известны специалисту.

[0034] Пучок 115 протонов, выходящий из контроллера 120 пучка, входит в первый каскад 102 ускорения. В этом конкретном варианте реализации первый каскад 102 может быть оборудован радиочастотным квадруполем (RFQ), который ускоряет пучок приблизительно до энергии 3-10 МэВ, предпочтительно 5 МэВ. Основная цель радиочастотного квадруполя RFQ состоит в поддержке пучка в сфокусированном состоянии во время первого этапа ускорения и преобразовании непрерывного пучка в сгруппированный пучок.

[0035] В первом примере подходящий радиочастотный квадруполь 102 может работать с частотой 750 МГц, межстержневым напряжением 68 кВ, передачей пучка 30% и требуемой радиочастотной пиковой мощностью 0,4 МВт. Во втором примере подходящий радиочастотный квадруполь RFQ 102 может работать с частотой 499,5 МГц, межстержневым напряжением 50 кВ, передачей пучка 96% и требуемой радиочастотной пиковой мощностью 0,2 МВт.

[0036] Радиочастотный квадруполь RFQ 102 также может быть выполнен с возможностью работы в качестве контроллера 120 выхода пучка, когда он работает в качестве "прерывателя", если отсутствует контроллер пучка, связанный с указанным источником, когда импульсный пучок 115 протонов все еще может быть обеспечен с использованием непрерывного источника 110 протонов. Кроме того, функция контроллера выхода пучка, описанная выше, может быть частично или полностью встроена в радиочастотный квадруполь RFQ 102, или управление может быть распределено между радиочастотным квадруполем RFQ 102 и источником 110 протонов.

[0037] Пучок 115 протонов, выходящий из первого каскада 102 ускорения, входит во второй каскад 104 ускорения. В этом конкретном варианте реализации второй каскад 104 может быть оборудован одним или более линейными ускорителями с боковыми связанными дрейфовыми трубками (SCDTL), которые ускоряют пучок приблизительно до 25-50 МэВ, предпочтительно 37,5 МэВ. В качестве примера, подходящий ускоритель SCDTL 104 может работать с частотой 3 ГГц, а четыре этих ускорителя SCTDL могут работать каскадно для достижения ускорения 37,5 МэВ.

[0038] Пучок 115 протонов, выходящий из второго каскада 104 ускорения, входит в третий каскад 106 ускорения, который содержит один или более расположенных каскадом ускорительных блоков 130.

[0039] На ФИГ. 2 более подробно изображен третий каскад 106 ускорения, показанный на ФИГ. 1, и на ФИГ. 3 изображены расположенные каскадом ускоряющие блоки 130, расположенные в третьем каскаде 106 ускорения.

[0040] В этом конкретном варианте реализации третий каскад 106 может быть оборудован одним или более линейными ускорителями 130 со связанными резонаторами (CCL), которые ускоряют пучок до максимальной энергии системы 100. Эта энергия приблизительно составляет 50-300 МэВ и обычно лежит в диапазоне от 70 МэВ до 250 МэВ. Например, подходящий ускоритель CCL 130 может работать приблизительно с частотой 3 ГГц, и десять таких блоков CCL могут работать каскадно для достижения ускорения 230 МэВ, где каждый блок CCL обеспечивает ускорение 20 МэВ.

[0041] Система 100 ускорителя также содержит контроллер 180 радиочастотной энергии, соединенный с один или более источников 132, 232 радиочастотной энергии. Контроллер выполнен и расположен с возможностью регулировки радиочастотной энергии, подаваемой в один или более резонаторов одного или более ускоряющих блоков 130. Контроллер 180 также соединен с контроллером 120 выхода пучка и выполнен и расположен с возможностью обеспечения радиочастотной энергии от источников 132, 232 радиочастотной энергии во время интервала импульса и междуимпульсного интервала рабочего цикла 190 пучка протонов.

[0042] Пучок 115 протонов, выходящий из третьего каскада 106 ускорения, обычно направляют в высокоэнергетическую линию передачи пучка, содержащую отклоняющие магниты, для направления пучка в сопло для подачи к пациенту во время лечения.

[0043] Пучок 115 протонов обычно доставляется пациенту в виде терапевтических импульсов интервала импульса заданной и/или управляемой длительности (обычно между несколькими микросекундами и несколькими миллисекундами), подаваемых с заданной и/или управляемой частотой повторения (обычно между 100 и 400 Гц). В случаях, когда терапевтический интервал импульса больше, чем период повторения источника 110 протонов, рабочий цикл 145, 245 пучка протонов является произведением длительности 145 терапевтического интервала импульса и частоты повторения источника 110 протонов. В случаях, когда терапевтический интервал импульса равен или меньше, чем период повторения источника 110 протонов, рабочий цикл 145, 245 пучка протонов определяется длительностью 145, 245 интервала терапевтических импульсов.

[0044] На ФИГ. 3 схематично изображен ускорительный блок 130, который содержит:

вход 135 для пучка протонов для приема пучка 115 протонов;

выход 137 для пучка протонов для вывода пучка 115 протонов;

первый источник 132 радиочастотной энергии для обеспечения радиочастотной энергии во время работы;

и второй источник 232 радиочастотной энергии, отличающийся от первого источника 132, для обеспечения радиочастотной энергии во время работы;

по меньшей мере один резонатор 131, проходящий от входа 135 для пучка протонов к выходу 137 для пучка протонов, для приема радиочастотной энергии от первого источника 132 и/или второго источника 232 радиочастотной энергии и для передачи радиочастотной энергии пучку 115 протонов, когда он проходит от входа 135 для пучка протонов к выходу 137 для пучка протонов.

[0045] Контроллер 180 радиочастотной энергии выполнен и расположен с возможностью управления первым источником 132 и/или вторым источником 232 радиочастотной энергии:

для обеспечения радиочастотной энергии от первого источника 132 радиочастотной энергии первично во время интервала импульса рабочего цикла 190 пучка протонов для изменения энергии пучка 115 протонов; и

для обеспечения радиочастотной энергии от второго источника 232 радиочастотной энергии первично во время междуимпульсного интервала рабочего цикла 190 пучка протонов для увеличения или поддержания температуры резонатора 131.

[0046] При использовании радиочастотную энергию обеспечивают во время междуимпульсного интервала пучка протонов для компенсации изменения температуры в радиочастотных резонаторах 131 между импульсами 145 пучка протонов. Неустойчивость, наблюдаемая после включения или выключения ускоряющих блоков, в основном связана с изменениями температуры в резонаторе 131. Такие резонаторы обычно выполнены из металла, и существенные изменения радиочастотной мощности, подаваемой в резонатор, вырабатывают изменения температуры, которые вызывают сокращение или расширение резонатора. Поскольку резонатор поддерживает настроенные электромагнитные волны, любое тепловое расширение или сокращение выводит резонатор из резонанса и разрушает пучок 115 протонов.

[0047] Обеспечение радиочастотной энергии для компенсации может быть предпочтительным, когда последующие ускоряющие импульсы радиочастотной энергии, подаваемые во время интервала импульса пучка протонов, имеют подобные или идентичные уровни мощности. В следующем за ними междуимпульсном интервале резонатор 131 может нуждаться в коротком периоде времени для стабилизации после применения ускоряющего импульса (интервала импульса) радиочастотной энергии. Эта неустойчивость может ограничивать используемый импульс 145 пучка протонов, поскольку чрезмерная неустойчивость энергии импульсов 145 пучка протонов может иметь результатом неустойчивость позиционирования пучка протонов во время работы. Путем подачи соответствующих радиочастотных компенсационных импульсов во время междуимпульсного интервала пучка протонов указанное время стабилизации может быть уменьшено или даже устранено.

[0048] Компенсационная радиочастотная энергия может быть особенно предпочтительной, когда последующие ускоряющие импульсы радиочастотной энергии, подаваемые во время интервала импульса пучка протонов, обеспечивают различные уровни мощности для изменения энергии импульсов пучка протонов. Радиочастотная энергия для компенсации может быть заданной и/или управляемой для обеспечения оптимизированной температуры резонатора для последующего радиочастотного ускоряющего импульса.

[0049] В целом, когда температура радиочастотных объемных резонаторов 131 изменяется, также изменяется состояние резонанса, и эффективность поддержки резонатором 131 радиочастотной мощности может снизиться. Это состояние создает нежелательные отражения радиочастотной мощности от резонатора 131.

[0050] Эффективность резонатора 131 может быть улучшена коррекцией температуры резонатора 131 путем обеспечения радиочастотных компенсационных импульсов. Альтернативно или дополнительно частота радиочастотных ускоряющих импульсов и/или радиочастотных компенсационных импульсов может быть изменена.

[0051] Как правило, могут использоваться источники радиочастотной энергии с частотой приблизительно 3 ГГц, например, радиочастотный квадруполь RFQ с частотой 2,99792 ГГц. Частоту радиочастотных ускоряющих импульсов предпочтительно устанавливают в четыре раза больше, чем частота радиочастотного квадруполя RFQ, поскольку такой подход может обеспечивать высокую степень устойчивости пучка протонов. Однако частота радиочастотных компенсационных импульсов оказывает только косвенное воздействие на устойчивость пучка протонов, обеспечивая возможность изменения частоты в большей степени.

[0052] Использование радиочастотных компенсационных импульсов является более предпочтительным, чем применение известных жидкостных систем терморегулирования для стабилизации и адаптации температуры подобных резонаторов 131, поскольку в этих системах используют теплообмен с преобладанием конвекции, которая является медленным процессом. В системе линейного ускорителя для терапевтического использования изменения температуры в резонаторах 131 могут быть очень быстрыми, следовательно, система для коррекции температуры должна быть чрезвычайно быстрореагирующей, что может быть достигнуто с использованием радиочастотных компенсационных импульсов.

[0053] Такие резонаторы 131 обычно выполнены из металла, и существенные изменения радиочастотной мощности, подаваемой в резонатор, приводят к изменениям температуры, которые вызывают сокращение или расширение резонатора. Поскольку резонатор поддерживает настроенные электромагнитные волны, любое тепловое расширение или сокращение выводит резонатор из резонанса и разрушает пучок 115 протонов. Отсутствие резонанса означает, что пучок 115 протонов неправильно связан с радиочастотным полем в следующем рабочем цикле и/или последующих рабочих циклах 145, 245, результатом чего является снижение или даже полное прекращение ускорения. Практически это может иметь результатом потерю терапевтического пучка во время лечения.

[0054] Для типичного клистронного модулятора и источника 132 радиочастотной энергии номинальная ширина плоской вершины радиочастотного импульса, доступная для ускорения пучка, может составлять 5 микросекунд. Для типичной работы с частотой 200 импульсов в секунду период рабочего цикла 190 составляет 5 миллисекунд. Например, во время работы с одиночным радиочастотным источником 132 ускоряющие импульсы длительностью 5 мкс (микросекунд) и мощностью 7,5 МВт могут быть обеспечены указанным одиночным радиочастотным источником 132 во время интервала импульса 115 пучка протонов. При частоте 200 Гц радиочастотных импульсов может быть обеспечена средняя мощность 7,5 кВт. Резонатора 131 может достигать средняя мощность примерно 3 кВт. Любая радиочастотная мощность, не поглощенная пучком 115 протонов, рассеивается в стенках резонатора 131, вырабатывая тепло. Известная система водяного охлаждения поглощает большую часть лишнего тепла с достижением равновесия при резонансной температуре резонатора. Любое изменение радиочастотной мощности приводит к увеличению или уменьшению тепловыделения. Этот перепад температуры приводит к расширению или сокращению, и внутренний объем резонатора изменяется. Состояние резонанса, таким образом, ухудшается или даже теряется, и некоторая мощность отражается, в результате чего пучок получает неправильную энергию.

[0055] Повышение и стабилизация температуры с использованием радиочастотной энергии обусловлены омическими потерями в стенках резонатора, которые являются быстропротекающим процессом. Радиочастотная энергия, обеспеченная вторым источником 232 радиочастотной энергии, увеличивает и/или стабилизирует температуру резонатора 131, причем степень увеличения и/или стабилизации может быть заданной и/или управляемой путем изменения радиочастотной мощности, доставляемой вторым источником 232 радиочастотной энергии. На основании измерений на действующих резонаторах, в которых не используются радиочастотные компенсационные импульсы, выяснилось, что каждые 5-20 секунд теряется примерно 1 градус Цельсия, и приблизительно требуется 1 минута для восстановления каждого потерянного градуса Цельсия.

[0056] Предпочтительно температуру радиочастотных резонаторов 131 поддерживают по существу постоянной путем обеспечения энергии от второго источника 232 радиочастотной энергии для компенсации изменений энергии первого источника 132 радиочастотной энергии. Однако специалисту в данной области техники понятно, что даже частичная компенсация также может быть предпочтительной, поскольку она может уменьшить время стабилизации, когда проходит импульс пучка протонов. Для регулирования температуры также могут использоваться известные жидкостные системы для дополнительного улучшения температурной компенсации и/или стабилизации, но использование радиочастотной компенсации может упростить любую жидкостную систему для регулирования температуры по сравнению с известными системами. Использование первого радиочастотного источника 132 и второго радиочастотного источника 232, как описано в настоящем раскрытии, может сократить время стабилизации резонатора от минут до менее чем 10 секунд.

[0057] Может быть предпочтительным использование каждого источника 132, 232 радиочастотной энергии преимущественно для своей первостепенной цели и незначительно для своей вспомогательной цели. Первостепенная цель второго источника 232 радиочастотной энергии состоит в рассеянии за счет омических потерь, в то время как первый источник 132 радиочастотной энергии предпочтительно выполняет эксплуатационные требования в отношении амплитуды, фазы, устойчивости и т.п.

[0058] Второй источник 232 радиочастотной энергии может быть менее дорогим, чем первый источник 132 радиочастотной энергии, поскольку эксплуатационные требования к нему также могут быть снижены по сравнению с первым источником 132 радиочастотной энергии. Например, за счет одного или более из следующего: пониженной пиковой радиочастотной мощности, большей ширины импульса, пониженной степени стабильности радиочастотной энергии, более продолжительного времени стабилизации радиочастотной энергии. Этот источник даже может быть источником непрерывной волны (continuous wave, cw).

[0059] Типичным примером ускоряющих резонаторов для медицинских применений может быть использование клистрона в качестве первого источника 132 радиочастотной энергии, доставляющего высококачественные короткие радиочастотные импульсы для лечения, и использование гиротрона или твердотельных усилителей в качестве второго источника 232 радиочастотной энергии для компенсации посредством радиочастотной энергии.

[0060] Источники радиочастотной энергии, известные в уровне техники, могут ограничивать радиочастотное управление частотой радиочастотных импульсов величиной 200 импульсов в секунду или 200 Гц. Для типичной работы с частотой 200 импульсов в секунду период рабочего цикла 190 составляет 5 миллисекунд. Поскольку каждым радиочастотным источником 132, 232 в настоящем изобретении можно управлять независимо, для поддержки более малого времени между импульсами энергии пучка протонов может быть обеспечена объединенная более высокая частота радиочастотных импульсов.

[0061] Кроме того, требования к пиковой мощности для второго источника радиочастотной энергии в целом могут быть меньше, чем для второго источника радиочастотной энергии, что обеспечивает возможность использования менее дорогостоящего типа. Как правило, частота импульсов первого источника 132 радиочастотной энергии определяет пригодность конструкции второго источника 232 радиочастотной энергии. Чем меньше частота импульсов, тем больше промежуток времени между радиочастотными ускоряющими импульсами, что обеспечивает возможность выбора второго источника 232 радиочастотной энергии с меньшей пиковой мощностью импульса для одной и той же средней мощности, что в целом снижает цену.

[0062] Работу первого источника 132 и второго источника 232 радиочастотной энергии синхронизирует контроллер 180 радиочастотной энергии. Предпочтительно вторым источником 232 радиочастотной энергии управляют в промежутке времени между импульсами первого источника 132 радиочастотной энергии для уменьшения или даже устранения взаимных помех.

[0063] Например, ширина импульса первого источника 132, используемого первично для ускорения пучка, может составлять 5 мкс. Ширина импульса второго источника 232, используемого первично для компенсации, может составлять 5 мс. В этом случае пиковая мощность второго источника 232 может быть приблизительно в тысячу раз меньше, чем пиковая мощность первого источника 132, для поддержки по существу одной и той же средней мощности. Так что, даже если первый источник 132 и второй источник 232 действуют по существу одновременно (или с высокой степенью временного перекрытия), влияние второго источника 232 на пучок 115 протонов может быть по существу незначительным и даже может быть пренебрежимо малым. При таких условиях второй радиочастотный источник 232 может быть источником непрерывной волны.

[0064] Однако использование более чем одного различных источников 132, 232 радиочастотной энергии означает, что также может быть предпочтительным выполнение и расположение контроллера 180 радиочастотной энергии с возможностью:

обеспечения радиочастотной энергии от первого источника 132 радиочастотной энергии вторично во время междуимпульсного интервала рабочего цикла 190 пучка протонов для изменения энергии пучка 115 протонов; и

обеспечения радиочастотной энергии от второго источника 232 радиочастотной энергии вторично во время междуимпульсного интервала рабочего цикла 190 пучка протонов для увеличения или поддержания температуры резонатора 131.

[0065] Во многих случаях радиочастотная энергия вырабатывается и упорядочивается с возможностью увеличения или поддержания энергии пучка 115 протонов, например, путем использования радиочастотной модуляции амплитуды. В некоторых случаях радиочастотная энергия может быть выработана и упорядочена с возможностью уменьшения энергии пучка 115 протонов, например, путем использования радиочастотной модуляции фазы.

[0066] В этом контексте отличающееся устройство означает другое устройство, даже если тип указанного устройства является тем же самым. Этими устройствами управляют по существу в различное время, несмотря на то что практически благодаря значительному времени нарастания и спада импульсов может иметь место некоторое временное перекрытие между радиочастотными импульсами от первого источника 132 и второго источника 232 радиочастотной энергии.

[0067] Если оба радиочастотных источника 132, 232 связаны с одним и тем же соединителем, который обеспечивает возможность для радиочастотной энергии проходить от первого источника 132 и/или второго источника 232 радиочастотной энергии в один и тот же резонатор, это является свидетельством того, что указанные источники являются отличающимся друг от друга. Также использование изоляторов 410, 420 между каждым радиочастотным источником и соединителем является дополнительным свидетельством того, что они отличаются друг от друга.

[0068] Если расположен каскадом более чем один ускоряющий блок 130, указанные блоки выполнены и расположены таким образом, что пучок 115 протонов, выходящий из выхода 137 для пучка протонов, расположенного выше по ходу пучка ускоряющего блока 130, может быть принят входом 237 для пучка протонов ускоряющего блока 230, расположенного ниже по ходу пучка. Расположение каскадом означает, что ускоряющие блоки 130 расположены последовательно, так что пучок 115 протонов получает определенную величину энергии в каждом ускоряющем блоке. Это обеспечивает возможность модульного подхода к выбору подходящего количества резонаторов для задания максимальной энергии, достижимой в системе.

[0069] Ускоряющими блоками 130 можно управлять независимо или синхронизированно как группой.

[0070] На ФИГ. 3 также изображен радиочастотный соединитель или смеситель 300 для передачи радиочастотной энергии от первого источника 132 и/или второго источника 232 радиочастотной энергии по меньшей мере в один резонатор 131, причем радиочастотный соединитель или смеситель 300 имеет:

первый радиочастотный вход 310 для приема радиочастотной энергии от первого радиочастотного источника 132;

второй радиочастотный вход 320 для приема радиочастотной энергии от второго радиочастотного источника 232; и

радиочастотный выход 330 для подачи радиочастотной энергии по меньшей мере к одному резонатору 131.

[0071] Радиочастотный соединитель или смеситель 300 выполнен и расположен с обеспечением возможности передачи радиочастотной энергии от первого источника 132 радиочастотной энергии и второго источника 232 радиочастотной энергии альтернативно или одновременно в резонатор 131.

[0072] Радиочастотная энергия, обеспеченная во время интервала импульса пучка протонов, может изменяться при изменении одной или более характеристик радиочастотной энергии, вырабатываемой источником 132, 232 радиочастотной энергии, таких как радиочастотная амплитуда, радиочастотная фаза и/или форма импульса радиочастотной энергии. Дополнительно или альтернативно также могут использоваться поглотители для снижения энергии частиц или средства для изменения геометрии резонатора и/или радиочастотного соединения. Например, ферритовые блоки настройки или механические блоки настройки могут обеспечивать возможность указанному модулю поддерживать резонанс несмотря на изменения температуры.

[0073] На ФИГ. 5 изображена синхронизация четырех конфигураций 501, 502, 503, 504 управления радиочастотной энергией с использованием только первого радиочастотного источника 132. Рабочий цикл 190 пучка протонов изображен для показа синхронизации управления радиочастотной энергией с рабочим циклом 190 пучка протонов и, в частности, с импульсами 145 пучка протонов.

[0074] Контроллер 180 радиочастотной энергии выполнен и расположен с возможностью поддержки по существу постоянной средней мощности путем обеспечения отдельных импульсов радиочастотной энергии как во время интервала импульса 145 пучка протонов, так и во время междуимпульсного интервала. Это означает, что средняя мощность, подаваемая в резонатор 131 ускорителя, поддерживается по существу постоянной.

[0075] Четыре волновых формы изображены в течение двух рабочих циклов 190 импульса 145 пучка протонов, включая четыре момента t1, t2, t3, t4 и t5 времени каждого рабочего цикла 190. Эти моменты изображены симметрично, но практически интервалы между указанными моментами могут изменяться в значительной степени. Волновые формы изображены как прямоугольные, но практически волновые формы имеют значительное время нарастания и спада, которые могут потребовать обязательного учета.

[0076] Верхняя волновая форма 500 изображает импульсы 145 пучка протонов во время указанных двух рабочих циклов 190. Ток пучка возрастает от ноля до своего максимума в момент t1 времени и падает до ноля в момент t3 времени в интервале импульса первого рабочего цикла 190 пучка, причем импульс 145 имеет приблизительно однородную амплитуду. Между моментом t3 и следующим моментом t1 ток пучка (и энергия пучка) является нулевой или приблизительно нулевой в междуимпульсном интервале указанного первого рабочего цикла 190 пучка. Указанная волновая форма повторяется во время второго рабочего цикла 190.

[0077] Для типичной работы с частотой 100 импульсов в секунду или частотой 100 Гц импульсов период рабочего цикла 190 составляет 10 миллисекунд. Для типичной работы с частотой 200 импульсов в секунду или частотой 200 Гц импульсов период рабочего цикла 190 составляет 5 миллисекунд. Интервал от момента t1 времени до момента t2 времени обычно может составлять 2,5 микросекунды и от момента t1 до момента t3 обычно может составлять 5 микросекунд.

[0078] Первый график 501 конфигурации радиочастотного управления изображает радиочастотную энергию, подаваемую в резонатор 131 из ускорительного блока 130 в течение одного и того же периода времени. В начале первого рабочего цикла 190 радиочастотная энергия возрастает от ноля до эталонного значения пика импульса 55 ускорения в момент t2 времени и падает до ноля в момент t3 времени, причем импульс 55 радиочастотной энергии имеет приблизительно однородную амплитуду. Во время остальной части указанного первого рабочего цикла 190, включая моменты t1 и t4, радиочастотная энергия является нулевой или приблизительно нулевой. Указанная волновая форма повторяется во время второго рабочего цикла 190.

[0079] Длительность импульса 55 радиочастотной энергии от момента t2 времени до момента t3 времени и эталонное пиковое значение импульса 55 ускорения являются заданными и/или управляемыми для обеспечения необходимого ускорения пучка протонов посредством радиочастотной энергии во время интервала импульса пучка протонов. Ускорение происходит между моментами t2 и t3. Такая конфигурация радиочастотного управления является эталонной для других трех конфигураций, изображенных на графиках 502, 503, 504, так что в данном случае считается, что эталонное значение пика импульса 55 ускорения номинально составляет 100%. Во время работы согласно графика 501 радиочастотную энергию подают в резонатор в одиночном импульсе в рабочем цикле 190 пучка протонов по существу в то же самое время, что и интервал импульса 145 пучка протонов. Во время междуимпульсного интервала пучка протонов никакая существенная радиочастотная энергия не подается, так что радиочастотные компенсационные импульсы отсутствуют.

[0080] График 502 второй конфигурации радиочастотного управления изображает радиочастотную энергию, подаваемую в ускорительный блок 130 в течение того же самого периода времени. В начале первого рабочего цикла 190 радиочастотная энергия возрастает от ноля до пикового значения импульса 55 ускорения в момент t2 времени и падает в момент t3 времени, причем импульс 55 радиочастотной энергии имеет приблизительно однородную амплитуду. Это значение пика импульса 55 ускорения составляет приблизительно 90% эталонного значения пика импульса ускорения, изображенного на графике 501. Радиочастотная энергия падает до пикового значения компенсационного импульса 155 в момент t3 и падает до ноля в момент t4. Это пиковое значение компенсационного импульса 155 составляет приблизительно 10% эталонного значения пика импульса ускорения, изображенного на графике 501. Во время остальной части указанного этого первого рабочего цикла 190 радиочастотная энергия является нулевой или приблизительно нулевой. Указанная волновая форма повторяется во время второго рабочего цикла 190.

[0081] Длительность импульсов 55 радиочастотной энергии от момента t2 времени до момента t3 времени и пиковое значение 90% импульса 55 ускорения являются заданными и/или управляемыми для обеспечения необходимого ускорения пучка протонов посредством радиочастотной энергии во время интервала импульса пучка протонов. Ускорение происходит между моментами t2 и t3 времени.

[0082] В целом, длительность импульса 155 радиочастотной энергии от момента t3 времени до момента t4 времени и 10-процентное пиковое значение компенсационного импульса являются заданными и/или управляемыми для обеспечения компенсации изменения температуры, которое может ожидаться, когда ускоряющим блоком управляют с пониженным пиковым значением импульса 55 ускорения по сравнению с предыдущими рабочими циклами, такими как изображенные на графике 501. При использовании радиочастотную энергию подают в резонатор в двух импульсах в рабочем цикле 190 пучка протонов, причем первый импульс 55 ускорения подают по существу в одно и то же время с интервалом импульса пучка протонов, и второй импульс 155 подают по существу в одно и то же время с междуимпульсным интервалом пучка протонов.

[0083] Для первого источника 132 радиочастотной энергии типичная длительность импульса, такая как 5 микросекунд, разделена на два полуимпульса длительностью по 2,5 микросекунды. Контроллер 180 радиочастотной энергии выполнен с возможностью обеспечения первой половины этого импульса для ускорения и второй половины для компенсации.

[0084] График 503 третьей конфигурации радиочастотного управления изображает радиочастотную энергию, подаваемую в ускорительный блок 130 в течение того же самого периода времени. В начале первого рабочего цикла 190 радиочастотная энергия возрастает от ноля до пикового значения импульса 55 ускорения в момент t2 времени и падает в момент t3 времени, причем импульс радиочастотной энергии имеет приблизительно однородную амплитуду. Это пиковое значение первого импульса 55 ускорения составляет приблизительно 75% эталонного пикового значения импульса ускорения, изображенного на графике 501. Радиочастотная энергия падает до пикового значения компенсационного импульса 155 в момент t3 и падает до ноля в момент t4. Указанное пиковое значение компенсационного импульса 155 составляет приблизительно 25% эталонного пикового значения импульса ускорения, изображенного на графике 501. Во время остальной части указанного первого рабочего цикла 190 радиочастотная энергия является нулевой или приблизительно нулевой. Указанная волновая форма повторяется во время второго рабочего цикла 190.

[0085] Длительность импульсов 55 радиочастотной энергии от момента t2 времени до момента t3 времени и 75-процентное пиковое значение импульса 55 ускорения являются заданными и/или управляемыми для обеспечения необходимого ускорения пучка протонов посредством радиочастотной энергии во время интервала импульса пучка протонов. Ускорение происходит между моментами t2 и t3.

[0086] В целом, длительность импульса 155 радиочастотной энергии от момента t3 времени до момента t4 времени и 25-процентное пиковое значение компенсационного импульса являются заданными и/или управляемыми для обеспечения компенсации изменения температуры, которое может ожидаться, когда ускоряющим блоком управляют с пониженным пиковым значением импульса 55 ускорения по сравнению с предыдущими рабочими циклами, такими как изображенные на графике 501 или 502. Во время работы радиочастотную энергию подают в резонатор в двух импульсах в рабочем цикле 190 пучка протонов, причем первый импульс 55 подают по существу в интервале импульса пучка протонов, и второй импульс 155 подают по существу в междуимпульсный интервал пучка протонов.

[0087] Следует отметить, что в резонатор может быть подана та же самая мощность, если уровни являются реверсированными, т.е. если пиковое значение импульса 55 ускорения составляет 25%, и пиковое значение компенсационного импульса 155 составляет 75%, несмотря на то, что обеспечена значительно сниженная степень ускорения пучка 115 протонов.

[0088] Четвертый график 504 конфигурации радиочастотного управления изображает радиочастотную энергию, подаваемую в ускорительный блок 130 в течение того же самого периода времени. В начале первого рабочего цикла 190 радиочастотная энергия возрастает от ноля до пикового значения импульса 55 ускорения в момент t2 времени и остается такой же при пиковом значении компенсационного импульса 155 в момент t3 времени, причем импульс радиочастотной энергии имеет приблизительно однородную амплитуду. Это пиковое значение первого импульса 55 ускорения составляет приблизительно 50% эталонного пикового значения импульса ускорения, изображенного на графике 501. Пиковое значение компенсационного импульса 155 также составляет приблизительно 50% эталонного пикового значения импульса ускорения, изображенного на графике 501, так что радиочастотная энергия остается неизменной в момент t3 и спадает до ноля в момент t4. Во время остальной части этого первого рабочего цикла 190 радиочастотная энергия является нулевой или приблизительно нулевой. Указанная волновая форма повторяется во время второго рабочего цикла 190.

[0089] Длительность импульсов 55 радиочастотной энергии от момента t2 времени до момента t3 времени и 50-процентное пиковое значение импульса 55 ускорения являются заданными и/или управляемыми для обеспечения необходимого ускорения пучка протонов посредством радиочастотной энергии во время интервала импульса пучка протонов. Ускорение происходит между моментами t2 и t3.

[0090] В целом, длительность импульса 155 радиочастотной энергии от момента t3 времени до момента t4 времени и 50-процентное пиковое значение компенсационного импульса являются заданными и/или управляемыми для обеспечения компенсации изменения температуры, которое может ожидаться, когда ускоряющим блоком управляют с пониженным пиковым значением импульса 55 ускорения по сравнению с предыдущими рабочими циклами, такими как изображенные на графиках 501, 502 и 503. Во время работы радиочастотную энергию подают в резонатор в двух импульсах в рабочем цикле 190 пучка протонов, причем первый импульс 55 подают по существу во время интервала импульса пучка протонов, и второй импульс 155 подают по существу во время междуимпульсного интервала пучка протонов.

[0091] В этом примере длительности компенсационного импульса 155 и ускоряющего импульса 55 являются одинаковыми, так что, если пиковые значения имеющих однородную амплитуду компенсационного импульса 155 и ускоряющего импульса 55 составляют в сумме 100% эталонного пикового значения, изображенного на графике 501, радиочастотная энергия, подаваемая в резонатор в каждый последующий рабочий цикл 190, по существу является одной и той же на графиках 501, 502, 503 и 504. Эти ступенчатые импульсы являются заданными и/или управляемыми для обеспечения одной и той же площади под кривой мощности, такой как одиночная плоская вершина, изображенная на графике 501.

[0092] Несмотря на то, что пики импульсов 55 ускорения и пики компенсационных импульсов 155 изображены и описаны как непрерывные, радиочастотный контроллер 180 также может быть расположен и выполнен с возможностью подачи пиков компенсационных импульсов 155 отдельно от пиков импульсов 55 ускорения, т.е. иными словами, может быть введена задержка между ними, когда радиочастотная энергия является нулевой или приблизительно нулевой. Затем пики импульсов 55 ускорения могут возвращаться к нолю в момент t3 времени, а пики компенсационных импульсов 155, например, могут возрастать от ноля в момент t4 времени и возвращаться к нолю в момент t5. Пики компенсационных импульсов 155 предпочтительно могут быть расположены посередине между пиками импульсов 55 ускорения: это может обеспечивать высокую степень эффективности.

[0093] Таким образом, по существу постоянная средняя мощность может быть достигнута путем вкрапления компенсационных импульсов во время междуимпульсного интервала пучка протонов, между ускоряющими импульсами, во время интервала импульса 145 пучка протонов. Время между импульсами радиочастотной энергии предпочтительно является коротким по сравнению с тепловой инертностью резонатора. Амплитуда ускоряющего импульса 55 может изменяться в полном диапазоне амплитуд от максимальной мощности до почти нулевой мощности. Аналогично, мощность в компенсационном импульсе 155 может изменяться от максимальной мощности до почти нулевой мощности для поддержки средней мощности по существу на постоянном уровне.

[0094] На ФИГ. 6 изображены графики 601, 602, 603, 604 синхронизации четырех конфигураций управления радиочастотной энергией с использованием первого радиочастотного источника 132 для пиков импульсов 55 ускорения и второго радиочастотного источника 232 для пиков компенсационных 155 импульсов. Рабочий цикл 190 пучка протонов изображен для показа синхронизации управления радиочастотной энергией в рабочем цикле 190 пучка протонов и, в частности, с импульсами 145 пучка протонов.

[0095] Контроллер 180 радиочастотной энергии выполнен и расположен с возможностью поддержки по существу постоянной средней мощности путем обеспечения отдельных импульсов радиочастотной энергии как во время интервала импульса 145 пучка протонов, так и во время междуимпульсного интервала.

[0096] В течение двух рабочих циклов 190 импульса 145 пучка протонов изображены четыре волновых формы, включая четыре момента t1, t2, t3, t4 и t5 времени для каждого рабочего цикла 190. Эти моменты изображены симметрично, но практически интервалы между моментами могут изменяться в значительной степени. Волновые формы изображены прямоугольными, но практически волновые формы имеют значительное время нарастания и спада, которые могут потребовать обязательного учета.

[0097] Верхняя волновая форма на графике 500 изображает импульсы 145 пучка протонов таким же образом, как изображено на ФИГ. 5.

[0098] График 601 первой объединенной конфигурации радиочастотного управления изображает радиочастотную энергию, подаваемую в ускорительный блок 130 в течение того же самого периода времени. В начале первого рабочего цикла 190 радиочастотная энергия от первого источника 132 радиочастотной энергии возрастает от ноля до эталонного пикового значения импульса 255 ускорения в момент t1 времени и падает до ноля в момент t3 времени, причем импульс 255 радиочастотной энергии имеет приблизительно однородную амплитуду. Во время остальной части этого первого рабочего цикла 190, включающего моменты t4 и t5, радиочастотная энергия является нулевой или приблизительно нулевой. Указанная волновая форма повторяется во время второго рабочего цикла 190.

[0099] Длительность импульса 255 радиочастотной энергии от момента t1 времени до момента t3 времени и эталонное пиковое значение импульса 255 ускорения являются заданными и/или управляемыми для обеспечения необходимого ускорения пучка протонов посредством радиочастотной энергии во время интервала импульса пучка протонов. Ускорение происходит между моментами t1 и t3. Эта конфигурация радиочастотного управления является эталонной для других трех конфигураций, изображенных на графиках 602, 603, 604, так что эталонное пиковое значение импульса 255 ускорения в данном случае считается номинально составляющим 100%. Во время работы согласно графика 601 радиочастотную энергию подают в резонатор в одиночном импульсе в рабочем цикле 190 пучка протонов по существу в то же самое время, что и интервал импульса 145 пучка протонов. Во время междуимпульсного интервала пучка протонов никакая существенная радиочастотная энергия не подается, так что радиочастотные компенсационные импульсы отсутствуют.

[0100] По сравнению с волновой формой, изображенной на графике 501 на ФИГ. 5, полная ширина импульса от первого источника 132 радиочастотной энергии используется для ускорения, в то время как в конфигурации, изображенной на графике 501, использовалась только половина доступной ширины импульса. Такой подход повышает эффективность, поскольку полный импульс первого источника 132 радиочастотной энергии может использоваться для ускорения пучка, обеспечивая возможность использования более длительного импульса 115 пучка протонов в рабочем цикле 190. Это предпочтительно может обеспечивать увеличение дозы, доставляемой пациенту, что может сократить время лечения. Альтернативно может поддерживаться короткая длительность импульса пучка, и требования в отношении длительности импульса к первому источнику 132 радиочастотной энергии могут быть смягчены.

[0101] Второй график 602 конфигурации радиочастотного управления изображает радиочастотную энергию, подаваемую в ускорительный блок 130 в течение того же самого периода времени. В начале первого рабочего цикла 190 радиочастотная энергия от первого источника 132 радиочастотной энергии возрастает от ноля до пикового значения импульса 255 ускорения в момент t1 времени и падает в момент t3 времени, причем импульс 255 радиочастотной энергии имеет приблизительно однородную амплитуду. Это пиковое значение импульса 255 ускорения составляет приблизительно 90% эталонного пикового значения импульса ускорения, изображенного на графике 601. Радиочастотная энергия от первого источника 132 радиочастотной энергии падает до ноля в момент t3 времени.

[0102] Приблизительно в момент t3 времени радиочастотная энергия от второго источника 232 радиочастотной энергии возрастает от ноля до пикового значения компенсационного импульса 355 и падает приблизительно в момент t1 времени следующего рабочего цикла 190. Для ясности между пиком импульса 255 ускорения и пиком компенсационного импульса 355 изображен зазор, но практически этот зазор может быть очень малым или даже нулевым, поскольку каждый импульс происходит из различных источников радиочастотной энергии. Импульсы даже могут перекрываться.

[0103] Указанная волновая форма повторяется во время второго рабочего цикла 190. Длительность импульса 255 радиочастотной энергии от момента t1 времени до момента t3 времени и 90-процентное пиковое значение импульса 255 ускорения являются заданными и/или управляемыми для обеспечения необходимого ускорения пучка протонов посредством радиочастотной энергии от первого источника 132 радиочастотной энергии во время интервала импульса пучка протонов. Ускорение происходит между моментами t1 и t3 каждого рабочего цикла 190.

[0104] В целом, длительность импульса 355 радиочастотной энергии от момента t3 времени до момента t1 времени от второго источника 232 радиочастотной энергии и пиковое значение компенсационного импульса 355 являются заданными и/или управляемыми для обеспечения компенсации изменения температуры, которое может ожидаться, когда ускоряющим блоком управляют с пониженным пиковым значением импульса 55 ускорения по сравнению с предыдущими рабочими циклами, такими как изображенные на графике 601.

[0105] Таким образом, во время работы радиочастотную энергию подают в резонатор в двух импульсах в рабочем цикле 190 пучка протонов, причем первый импульс 255 от первого источника 132 радиочастотной энергии подают по существу в то же самое время, что и интервал импульса пучка протонов, а второй импульс 355 от второго источника 232 радиочастотной энергии подают по существу в то же время, что и междуимпульсный интервал пучка протонов.

[0106] Для первого источника 132 радиочастотной энергии предпочтительно может использоваться вся доступная длительность импульса, например, 5 микросекунд. Для второго источника 232 радиочастотной энергии весь интервал времени между ускоряющими импульсами 155, например, 5 миллисекунд, предпочтительно может использоваться со значительно пониженной пиковой мощностью по сравнению с эталонной схемой, изображенной на графике 502 на ФИГ. 5. Эта мощность может быть в тысячу раз меньше. Контроллер 180 радиочастотной энергии выполнен с возможностью обеспечения первого импульса 255 для ускорения и второго импульса 355 для компенсации.

[0107] График 603 третьей конфигурации радиочастотного управления изображает радиочастотную энергию, подаваемую в ускорительный блок 130 в течение того же самого периода времени. В начале первого рабочего цикла 190 радиочастотная энергия от первого источника 132 радиочастотной энергии возрастает от ноля до пикового значения импульса 255 ускорения в момент t1 времени и падает в момент t3 времени, причем импульс 255 радиочастотной энергии имеет приблизительно однородную амплитуду. Это пиковое значение импульса 255 ускорения составляет приблизительно 75% эталонного пикового значения импульса ускорения, изображенного на графике 601. Радиочастотная энергия от первого источника 132 радиочастотной энергии падает до ноля в момент t3 времени.

[0108] Приблизительно в момент t3 времени радиочастотная энергия от второго источника 232 радиочастотной энергии возрастает от ноля до пикового значения компенсационного импульса 355 и падает приблизительно в момент t1 времени следующего рабочего цикла 190. Опять же для ясности, между пиком импульса 255 ускорения и пиком компенсационного импульса 355 изображен зазор, но практически этот зазор может быть очень малым или даже нулевым. Опять же, поскольку указанные импульсы происходят из различных радиочастотных источников, они даже могут перекрываться.

[0109] Указанная волновая форма повторяется во время второго рабочего цикла 190. Длительность импульса 255 радиочастотной энергии от момента t1 времени до момента t3 времени и 75-процентное пиковое значение импульса 55 ускорения являются заданными и/или управляемыми для обеспечения необходимого ускорения пучка протонов посредством радиочастотной энергии от первого источника 132 радиочастотной энергии во время интервала импульса пучка протонов. Ускорение происходит между моментами t1 и t3 каждого рабочего цикла 190.

[0110] В целом, длительность импульса 355 радиочастотной энергии от момента t3 времени до момента t1 времени от второго источника 232 радиочастотной энергии и пиковое значение компенсационного импульса 355 являются заданными и/или управляемыми для обеспечения компенсации изменения температуры, которое может ожидаться, когда ускоряющим блоком управляют с пониженным пиковым значением импульса 55 ускорения по сравнению с предыдущими рабочими циклами, такими как изображенный на графике 601.

[0111] Для второго источника 232 радиочастотной энергии весь интервал времени между ускоряющими импульсами 155, например, 5 миллисекунд, предпочтительно может использоваться со значительно пониженной пиковой мощностью по сравнению с эталонной схемой, изображенной на графике 503 на ФИГ. 5. Контроллер 180 радиочастотной энергии выполнен с возможностью обеспечения первого импульса 255 от первого источника 132 радиочастотной энергии для ускорения и второго импульса 355 от второго источника 232 радиочастотной энергии для компенсации.

[0112] График 604 четвертой конфигурации радиочастотного управления изображает радиочастотную энергию, подаваемую в ускорительный блок 130 в течение того же самого периода времени. В начале первого рабочего цикла 190 радиочастотная энергия от первого источника 132 радиочастотной энергии возрастает от ноля до пикового значения импульса 255 ускорения в момент t1 времени и падает в момент t3 времени, причем импульс 255 радиочастотной энергии имеет приблизительно однородную амплитуду. Это пиковое значение импульса 255 ускорения составляет приблизительно 25% эталонного пикового значения импульса ускорения, изображенного на графике 601. Радиочастотная энергия от первого источника 132 радиочастотной энергии падает до ноля в момент t3 времени.

[0113] Приблизительно в момент t3 времени радиочастотная энергия от второго источника 232 радиочастотной энергии возрастает от ноля до пикового значения компенсационного импульса 355 и падает приблизительно в момент t1 времени следующего рабочего цикла 190. Опять же для ясности, между пиком импульса 255 ускорения и пиком компенсационного импульса 355 изображен зазор, но практически этот зазор может быть очень малым или даже нулевым. Опять же, поскольку импульсы происходят из разных радиочастотных источников, они даже могут перекрываться.

[0114] Указанная волновая форма повторяется во время второго рабочего цикла 190. Длительность импульса 255 радиочастотной энергии от момента t1 времени до момента t3 времени и 25-процентное пиковое значение импульса 55 ускорения являются заданными и/или управляемыми для обеспечения необходимого ускорения пучка протонов посредством радиочастотной энергии от первого источника 132 радиочастотной энергии во время интервала импульса пучка протонов. Ускорение происходит между моментами t1 и t3 времени каждого рабочего цикла 190.

[0115] В целом, длительность импульса 355 радиочастотной энергии от момента t3 времени до момента t1 времени от второго источника 232 радиочастотной энергии и пиковое значение компенсационного импульса 355 являются заданными и/или управляемыми для обеспечения компенсации изменения температуры, которое может ожидаться, когда ускоряющим блоком управляют с пониженным пиковым значением импульса 55 ускорения по сравнению с предыдущими рабочими циклами, такими как изображенные на графике 601.

[0116] Для второго источника 232 радиочастотной энергии весь интервал времени между ускоряющими импульсами 155, например, 5 миллисекунд, предпочтительно может использоваться со значительно пониженной пиковой мощностью по сравнению с подобной конфигурацией с использованием одиночного источника радиочастотной мощности (не показано на ФИГ. 5). Контроллер 180 радиочастотной энергии выполнен с возможностью обеспечения первого импульса 255 от первого источника 132 радиочастотной энергии для ускорения и второго импульса 355 от второго источника 232 радиочастотной энергии для компенсации.

[0117] Таким образом, по существу постоянная средняя мощность может быть достигнута вкраплением обеспечивающих компенсацию импульсов 355 во время междуимпульсного интервала пучка протонов, между ускоряющими импульсами 255, во время интервала импульса 145 пучка протонов. Время между импульсами радиочастотной энергии предпочтительно является коротким по сравнению с тепловой инертностью резонатора. Амплитуда ускоряющего импульса 255 может изменяться во всем диапазоне амплитуд от максимальной мощности до почти нулевой мощности. Аналогично, мощность в компенсационном импульсе 355 может изменяться от максимальной мощности до почти нулевой мощности для поддержки средней мощности по существу на постоянном уровне.

[0118] Предпочтительно ожидаемое изменение температуры полностью компенсируется, но, если это невозможно из-за эксплуатационных ограничений, частичная компенсация изменения температуры все еще является предпочтительной по сравнению с ситуацией, известной в уровне техники.

[0119] В целом, использование второго источника 232 радиочастотной энергии обеспечивает большую гибкость, поскольку им можно управлять и его можно использовать независимо от первого источника 132 радиочастотной энергии.

[0120] Специалисту в данной области техники понятно, что изображенные волновые формы являются схематическими, и фактические волновые формы могут иметь значительное время возрастания и спада, которые могут потребовать обязательного учета при определении используемых управляющих параметров. Схожим образом, небольшие изменения тока пучка также могут потребовать обязательного учета.

[0121] Специалисту в данной области техники также понятно, что возможна любая волновая форма радиочастотной энергии, а не только изображенные на чертежах прямоугольные импульсы. Например, могут быть использованы треугольные или пилообразные импульсы или любое сочетание вышеперечисленного.

[0122] Контроллер 180 радиочастотной энергии может быть выполнен с возможностью подачи по существу одинаковых или по существу различных радиочастотных импульсов к каждому ускорительному блоку во время конкретного рабочего цикла 190 пучка протонов. Ускорительными блоками можно управлять выборочно или групповым способом. Радиочастотные импульсы, подаваемые в отдельный ускорительный блок, также могут изменяться во время работы системы 100 в течение более чем одного рабочего цикла 190 пучка протонов. Это обеспечивает очень гибкую и точную систему для управления и стабилизации изменений энергии пучка, вызванных непосредственно самой системой 100 ускорителя или внешними деструктивными факторами.

[0123] Пиковая радиочастотная мощность, выработанная источником радиочастотной энергии, таким как клистрон, потребляется в двух видах: мощности, рассеиваемой в резонаторе, и мощности, передаваемой пучку. Когда пучок отсутствует в резонаторе, эта часть мощности должна рассеиваться в резонаторе. Несмотря на то, что в случае медицинских применений пиковый ток пучка является низким, обычно 300 мкА (микроампер), может быть предпочтительным учитывать его повышенным охлаждением резонатора.

[0124] Если мощность, рассеиваемая в резонаторе при полной энергии, составляет P_cav_max, а мощность, рассеиваемая при пониженной энергии, составляет P_cav1, энергия U0, рассеиваемая в резонаторе при полной энергии составляет:

U0=P_cav_max × ширина t импульса (для прямоугольных импульсов); и или

U0=∫P(t) cav_max dt (для импульсов в целом), с соответствующими коррекциями мощности, теряемой во время заполнения резонатора энергией и затухания энергии в резонаторе. Энерговыделение во время импульса, имеющего уменьшенную амплитуду, составляет U1.

[0125] Для предотвращения существенных изменений температуры резонатора в него должно быть подано дополнительное количество энергии в интервал времени, короткий по сравнению с временем тепловой реакции резонатора. Это может быть осуществлено на поимпульсной основе, или дополнительная энергия может быть подана в более длительном масштабе времени при том условии, что флуктуации частоты резонатора являются достаточно малыми и не оказывают значительного влияния на характеристики ускорителя.

[0126] Если энергия, подаваемая в резонатор во время действующего импульса пучка, составляет:

U1=P_cav1 × t (для прямоугольных импульсов) и/или

U1=∫P(t) cav1 dt (для импульсов в целом), дополнительная энергия, которая должна быть подана в резонатор, составляет:

U2=(P_cav_max - P_cav1) × t (для прямоугольных импульсов)

и/или

U2=∫ (P(t) cav_max - P(t) cav1)dt (для импульсов в целом).

[0127] Эта энергия U2 может быть обеспечена любыми пиковой мощностью и длительностью импульса, причем предпочтительно полная энергия составляет U2, так что усредненное по времени, коротком по сравнению с временем тепловой реакции резонатора, полное рассеяние мощности и, таким образом, температура резонатора являются по существу постоянными, т.е., иными словами, температура резонатора остается постоянной в пределах приемлемого допуска, составляющего предпочтительно несколько десятков градусов.

[0128] Для компенсации при полной энергии второй источник 232 радиочастотной энергии предпочтительно должен доставлять по меньшей мере ту же самую среднюю мощность, что и первый источник 132 радиочастотной энергии. Зная максимальную мощности, которую может доставлять первый источник 132 радиочастотной энергии, можно определить мощность второго источника 232 радиочастотной энергии, и/или может быть осуществлено управление на поимпульсной основе для компенсации разности между мощностями импульсов, доставляемых первым источником 132 радиочастотной энергии, относительно указанной максимальной мощности. Таким образом, средняя энергия каждых двух импульсов (одного от первого источника 132 радиочастотной энергии и одного от второго источника 232 радиочастотной энергии) поддерживается по существу постоянной, и температурное изменение, вызванное разностью энергий, компенсируется. Математические критерии в этом варианте реализации должны поддерживать по существу постоянным интеграл по времени (энергии) путем задания и/или управления вторым источником радиочастотной 232 энергии для отслеживания любых изменений в работе первого источника 132 радиочастотной энергии.

[0129] Также может быть предпочтительным обеспечение по существу одинаковой радиочастотной энергии от источника 132 для каждого последующего рабочего цикла 190 пучка протонов. Это обеспечивает подачу по существу постоянной средней радиочастотной мощности в резонатор 131 во время работы, увеличивая стабильность энергии пучка протонов в течение более чем одного рабочего цикла 190. Радиочастотная энергия как от первого источника 132, так и от второго источника 232 радиочастотной энергии обеспечивают свой вклад в указанную постоянную среднюю радиочастотную мощность, несмотря на то, что также могут использоваться рабочие циклы 190, в которых обеспечена только радиочастотная энергия от первого источника 132 радиочастотной энергии или только радиочастотная энергия от второго источника 232 радиочастотной энергии.

[0130] На ФИГ. 2 и 3 схематично изображено использование набора источников радиочастотной энергии для каждого ускорительного блока 130. Однако это не должно интерпретироваться как требование двух физических блоков для каждого ускорительного блока 130, диаграммы указывают только функциональное требование. Специалисту в данной области техники понятно, что соответствующее использование радиочастотных смесителей и соединителей обеспечивает возможность подачи радиочастотной энергии к любому количеству ускорительных блоков 130, используя один или более источников энергии. Схожим образом, каждый ускорительный блок 130 может содержать один или более резонаторов 131.

[0131] На ФИГ. 4 изображена модификация ФИГ. 3, на которой радиочастотную энергию подают к двум ускорительным блокам 130 от первого источника 132 и/или второго источника 232 радиочастотной энергии во время работы.

[0132] Также изображен еще один пример радиочастотного соединителя или смесителя 400, который выполнен и расположен с возможностью передачи радиочастотной энергии от первого источника 132 и/или второго источника 232 радиочастотной энергии по меньшей мере двум ускорительным блокам 130, имеющим по меньшей мере один резонатор 131. Радиочастотный соединитель или смеситель 400 содержит: первый радиочастотный вход 310 для приема радиочастотной энергии от первого радиочастотного источника 132; второй радиочастотный вход 320 для приема радиочастотной энергии от второго радиочастотного источника 232; и два радиочастотных выхода 330, каждый из которых предназначен для подачи радиочастотной энергии по меньшей мере в один резонатор 131.

[0133] Подходящий соединитель 400 может быть так называемым двойным Т-мостом или гибридным тройником с Н-плоскостным плечом, выполненным и расположенным с возможностью использования в качестве второго радиочастотного входа 320, и Е-плоскостным плечом, выполненным и расположенным с возможностью использования в качестве первого радиочастотного входа 310. Преимущество двойного Т-моста состоит в том, что он может быть выполнен и расположен таким образом, что мощность, поступающая от первого радиочастотного входа 310 или от второго радиочастотного входа 320, делится по существу поровну между двумя радиочастотными выходами 330. Кроме того, двойной Т-мост может быть выполнен и расположен таким образом, что два радиочастотных выхода 330 по существу изолированы друг от друга.

[0134] Альтернативно может быть использован любой другой подходящий соединитель или смеситель 400, такой как гибридный кольцевой мост (rat-race coupler).

[0135] При необходимости ускорительный блок, изображенный на ФИГ. 4, может содержать первый радиочастотный изолятор 410 и второй радиочастотный изолятор 420 для защиты источника радиочастотной энергии от любой отраженной радиочастотной мощности:

первый изолятор 410 выполнен и расположен с возможностью передачи радиочастотной энергии от первого радиочастотного источника 132 к первому радиочастотному входу 310 радиочастотного соединителя 300, 400, а также выполнен и расположен с возможностью ослабления передачи радиочастотной энергии от указанного первого радиочастотного входа 310 к указанному первому радиочастотному источнику 132; и

второй изолятор 420 выполнен и расположен с возможностью передачи радиочастотной энергии от второго радиочастотного источника 232 к второму радиочастотному входу 320 радиочастотного соединителя 300, 400, а также выполнен и расположен с возможностью ослабления передачи радиочастотной энергии от указанного второго радиочастотного входа 320 к указанному первому радиочастотному источнику 232.

[0136] Несмотря на то, что изоляторы 410, 420 изображены в данном случае в сочетании с соединителем, имеющим два выхода 330 для радиочастотной энергии, такие изоляторы в случае необходимости могут быть расположены ниже по ходу пучка первого источника 132 или второго источника 232 радиочастотной энергии. Изолятор 410, 420 также может быть размещен внутри источника радиочастотной энергии. Практически указанный изолятор не может полностью подавлять отраженную энергию, т.е. практически приблизительно 1/1000 (30 дБ) доля энергии все еще может быть передана. Несмотря на то, что настоящее раскрытие относится к первому источнику 132 радиочастотной энергии и второму источнику 232 радиочастотной энергии, специалисту в данной области техники понятно, что может быть использован более чем один радиочастотный блок для обеспечения функциональности первого источника 132 радиочастотной энергии и/или второго источника 232 радиочастотной энергии. В объем охраны настоящего изобретения попадает использование множества физических радиочастотных блоков, функционально управляемых как одиночный радиочастотный источник, т.е. иными словами, они все предназначены для выработки радиочастотных импульсов по существу в одно и то же время.

[0137] Количество требуемых источников энергии зависит от количества резонаторов, в которые подают энергию, и практических ограничений выбранного источника радиочастотной энергии. Контроллер 180 радиочастотной энергии может быть выполнен и расположен с возможностью управления множеством источников радиочастотной энергии в качестве первого источника 132 радиочастотной энергии и/или множеством источников радиочастотной энергии в качестве второго источника 232 радиочастотной энергии.

[0138] Ускорительными блоками может быть любой подходящий радиочастотный линейный ускоритель (или линак, Linac), такой как линейный ускоритель со связанными резонаторами (CCL), линейный ускоритель с дрейфовыми трубками (DTL), линейный ускоритель с разделенными дрейфовыми трубками (SDTL), линейный ускоритель с боковыми ячейками связи (SCL) или линейный ускоритель с боковыми связанными дрейфовыми трубками (SCDTL). Все они могут быть одного и того же типа, или они могут быть различных типов и объединены в каскаде.

[0139] Как указано выше, жидкостная система 700 регулирования температуры может использоваться в сочетании со вторым радиочастотным источником 232, что в качестве примера изображено на ФИГ. 7. Общая схема содержит ускорительный блок 130, описанный выше со ссылкой на ФИГ. 1-6, с первым источником 132 энергии и вторым источником 232 энергии.

[0140] Однако указанный пример также включает в себя систему 700 регулирования температуры, содержащую:

нагреватель 710, выполненный и расположенный с возможностью удерживания жидкости и приведения ее в тепловой контакт с источником 210 энергии;

один или более каналов 731 стенки резонатора, сообщающихся по текучей среде с нагревателем 710, расположенным рядом со стенками по меньшей мере одного резонатора 131, так что может быть поддержана или увеличена температура по меньшей мере части стенок по меньшей мере одного резонатора 131; и

одно или более выходных отверстий 740 для жидкости, сообщающихся по текучей среде с одним или более каналами 731 стенки резонатора.

[0141] Система 700 регулирования температуры также выполнена и расположена с возможностью создания потока жидкости от нагревателя 710 к одному или более каналам 731 стенки резонатора с использованием, например, одного или более жидкостных насосов (не показаны).

[0142] Обычно ускорительные блоки оборудованы охлаждающей системой для охлаждения их резонаторов во время нормальной работы, поскольку без такого охлаждения резонаторы могут перегреться и достичь очень высоких температур. Вода или жидкость на водной основе является самой распространенной охлаждающей жидкостью или текучей средой, и один или более охлаждающих каналов расположены вблизи стенок резонатора и/или точек, имеющих самую высокую температуру.

[0143] Таким образом, система 700 регулирования температуры согласно настоящему изобретению может содержать один или более компонентов известной охлаждающей системы, может содержаться в известной охлаждающей системе или может быть отдельной системой, которая управляется параллельно с известной охлаждающей системой. Эти отдельные системы могут совместно использовать один или более охлаждающих каналов, расположенных в резонаторе и/или рядом со стенкой резонатора.

[0144] Предпочтительно система 700 регулирования температуры согласно настоящему изобретению может содержать (использовать) один или более каналов для охлаждения резонатора, обычно расположенных в резонаторах.

[0145] Система 700 регулирования температуры выполнена и расположена с возможностью увеличения или поддержки температуры по меньшей мере одного резонатора 131 во время междуимпульсного интервала рабочего цикла 190 пучка протонов. Источник 210 энергии может быть любым источником подходящего типа, который по меньшей мере частично может быть синхронизирован с междуимпульсным интервалом пучка протонов, таким как электрический источник тепла и/или источник радиочастотной энергии. Как показано на чертеже, источник энергии соединен с контроллером 180 радиочастотной энергии. Дополнительно или альтернативно он может быть соединен с контроллером 120 выхода пучка.

[0146] Один из факторов, на котором основан один аспект настоящего изобретения, состоит в том, что охлаждение резонаторов может вызвать проблемы, связанные со стабильностью, и может быть обеспечено улучшение, если по меньшей мере один резонатор 131 нагревается во время междуимпульсного интервала пучка протонов.

[0147] Поскольку нагревание по меньшей мере одного резонатора представляет собой более опосредованный способ, может быть предпочтительным применение некоторого тепла во время интервала импульса пучка протонов, предшествующего междуимпульсному интервалу пучка протонов. В этом состоит частичная синхронизация.

[0148] Использование этого косвенного способа нагрева может быть предпочтительным во время более длительных периодов простоя и/или более длительных периодов междуимпульсного интервала пучка протонов, например, превышающего несколько рабочих циклов пучка).

[0149] В устойчивом состоянии теплообмена между системой 700 регулирования температуры и по меньшей мере одним резонатором 131 поток тепла по существу определяется конструкцией системы 700 регулирования температуры и разностью температур между жидкостью и по меньшей мере одним резонатором 131:

Q=cte(TCav - TLiq),

где Q - поток тепла;

TCav - температура резонатора;

TLiq - температура жидкости; и

cte - константа, которая зависит от коэффициента теплопередачи и поверхности контакта с жидкостью.

[0150] Путем изменения температуры жидкости с использованием источника 210 энергии температура по меньшей мере части стенок по меньшей мере одного резонатора 131 изменяется для поддержки потока тепла по существу постоянным.

[0151] Источник 210 энергии может быть электрическим источником тепла, используемым в погружном нагревателе 710. Это также может быть источник радиочастотной энергии, описанный более подробно ниже со ссылкой на ФИГ. 9.

[0152] На ФИГ. 8 изображен еще один пример настоящего изобретения. Он содержит измененный ускорительный блок 1130, который подобен ускорительному блоку 130, описанному выше со ссылкой на ФИГ. 1-6. Он также содержит первый источник 132 энергии и второй источник 232 энергии. Однако он отличается следующим:

измененный ускорительный блок 1130 содержит измененный резонатор 1131;

один или более измененных каналов 1731 стенки резонатора, сообщающихся по текучей среде с известной охлаждающей системой (не показана) для использования с жидкостью, расположены рядом со стенкой по меньшей мере одного измененного резонатора 1131 таким образом, что температура по меньшей мере части стенок по меньшей мере одного измененного резонатора 1131 может быть снижена;

один или более измененных каналов 1731 стенки резонатора сообщаются по текучей среде с одним или более окнами 1750 канала резонатора и/или одним или более выступами 1760 канала резонатора.

[0153] Дополнительно или альтернативно измененные каналы 1731 стенки резонатора могут сообщаться по текучей среде с системой 700 регулирования температуры, как описано выше со ссылкой на ФИГ. 7.

[0154] Одно или более окон 1750 канала резонатора и/или один или более выступов 1760 канала резонатора выполнены с возможностью использования в качестве одной или более частей каналов 1731 стенки резонатора, т.е. они выполнены и расположены с обеспечением возможности для радиочастотной энергии от указанного по меньшей мере одного измененного резонатора 1131 увеличивать или поддерживать температуру жидкости.

[0155] Передача энергии между измененным резонатором 1131 и жидкостью в каналах может быть обеспечена одной или более частями канала, имеющих стенку, выполненную с возможностью по существу поглощения и/или по существу передачи по меньшей мере части радиочастотной энергии от указанного по меньшей мере одного резонатора к жидкости. Эти свойства могут быть обеспечены с использованием одного или более подходящих материалов и/или покрытий. Например:

для поглощения радиочастотной энергии и локального нагрева стенки могут использоваться подходящий углерод или феррит;

для передачи радиочастотной энергии могут использоваться подходящие пластик или стекло, такие как политетрафторэтилен (ПТФЭ) или боросиликатное стекло. Также является доступной керамика, в частности, керамика на основе оксида алюминия, которая обеспечивают возможность проникновения радиочастотной энергии, но позволяет уплотнять камеры с жидкостью. Также может быть предпочтительным использовать жидкость или текучую среду с относительно высоким поглощением радиочастотной энергии, такую как вода или жидкость на водной основе.

[0156] Один или более выступов 1760 канала резонатора изображены как выступы, однако в подобных конструкциях также можно делать выемку в стенке измененного резонатора 1131.

[0157] Специалисту в данной области техники понятно, что наличие таких окон 1750 и/или выступов 1760 может изменить размеры и свойства резонатора, и эти изменения могут быть учтены при проектировании измененного ускорительного блока 1130. Любое падение эффективности может быть компенсировано путем использования более высоких радиочастотных энергий. Альтернативно или дополнительно размеры и/или расположение окон 1750 и/или выступов 1760 могут быть выбраны для уменьшения таких эффектов.

[0158] Альтернативно или дополнительно радиочастотный соединитель 300 может быть изменен для содержания одного или более окон 1750 и/или выступов 1760. Эти элементы могут быть выполнены с возможностью поглощения заданной части энергии или могут содержаться в одном или более охлаждающих каналах. Также может использоваться измененная водяная поглощающая нагрузка.

[0159] Система 700 охлаждения или регулирования температуры выполнена и расположена с обеспечением возможности для радиочастотной энергии от указанного по меньшей мере от одного резонатора 1131 увеличивать или поддерживать температуру жидкости во время междуимпульсного интервала рабочего цикла 190 пучка протонов.

[0160] Например:

одно из окон 1750 и/или выступов 1760 могут быть расположены в области, которая открыта для радиочастотной энергии только от второго источника 232 радиочастотной энергии, такой как в одной или более ветвях соединителя или смесителя 300 или рядом с точкой, в которой радиочастотная энергия входит по меньшей мере в один резонатор;

охлаждающая система или система 700 регулирования температуры могут быть выполнены и расположены с возможностью предотвращения или ограничения потока жидкости через измененные каналы 1731 стенки резонатора во время интервала импульса пучка протонов и с обеспечением возможности протекания потока жидкости (или уменьшения его ограничения) во время междуимпульсного интервала, например, путем использования соответствующего набора клапанов.

[0161] На ФИГ. 9 изображена еще одна приведенная в качестве примера жидкостная система 700 регулирования температуры согласно настоящему изобретению, подобная системе, описанной выше со ссылкой на ФИГ. 7, которая может использоваться независимо:

отсутствует второй источник радиочастотной энергии, отличающийся от первого источника 132, для подачи радиочастотной энергии к указанному по меньшей мере одному резонатору 131 во время работы;

причем по меньшей мере один резонатор 131 выполняется без возможности приема радиочастотной энергии от второго источника (232)энергии.

[0162] На ФИГ. 9 изображена:

[0163] Система линейного ускорителя протонов для облучения ткани, содержащая:

[0164] источник протонов (не показан) для обеспечения импульсного пучка протонов (не показан) во время работы;

[0165] контроллер выхода пучка (не показан) для регулировки тока пучка протонов, выходящего из указанного источника;

[0166] ускорительный блок 130, имеющий:

[0167] вход для пучка протонов (не показан) для приема пучок протонов;

[0168] выход для пучка протонов (не показан) для вывода пучка протонов;

[0169] первый источник 132 радиочастотной энергии для обеспечения радиочастотной энергию во время работы;

[0170] и второй источник 232 радиочастотной энергии, отличающийся от первого источника 132, для обеспечения радиочастотной энергии во время работы;

[0171] по меньшей мере один резонатор 131, проходящий от входа для пучка протонов к выходу для пучка протонов, для приема радиочастотной энергии от первого источника 132 энергии и для передачи радиочастотной энергии пучку протонов, когда он проходит от входа для пучка к выходу для пучка;

[0172] система также содержит:

[0173] систему 700 регулирования температуры, содержащую второй радиочастотный источник 232 в качестве источника энергии для адаптации температуры по меньшей мере одного резонатора 131 с использованием жидкости;

[0174] контроллер 180 радиочастотной энергии, соединенный с первым источником 132 и вторым источником 232 радиочастотной энергии, для регулировки радиочастотной энергии, подаваемой в систему ускорителя;

[0175] контроллер 120 выхода пучка, выполненный с возможностью обеспечения импульсов пучка протонов с заданным и/или управляемым рабочим циклом пучка (не изображен);

[0176] причем контроллер 180 радиочастотной энергии выполнен с возможностью:

[0177] обеспечения радиочастотной энергии от первого источника 132 радиочастотной энергии во время интервала импульса рабочего цикла пучка протонов для изменения энергии пучка протонов и

[0178] обеспечения радиочастотной энергии от второго источника 232 радиочастотной энергии во время междуимпульсного интервала рабочего цикла пучка протонов для увеличения или поддержания температуры по меньшей мере одного резонатора 131.

[0179] Несмотря на то, что изображенный на чертеже источник 232, 732 энергии является вторым источником 232 радиочастотной энергии, содержащимся в питаемом радиочастотной энергией нагревателе, указанные источник энергии и нагреватель могут быть устройствами любого подходящего типа, которые по меньшей мере частично могут быть синхронизированы с междуимпульсным интервалом пучка протонов, т.е. могут быть устройствами, таким как источник 210 энергии и нагреватель 710, описанные выше со ссылкой на ФИГ. 7.

[0180] Как изображено на ФИГ. 9, второй источник 232 радиочастотной энергии соединен с контроллером 180 радиочастотной энергии. Дополнительно или альтернативно он может быть соединен с контроллером 120 выхода пучка.

[0181] Использование питаемого радиочастотной энергией нагревателя 732 вместо известного электрического погружного нагревателя имеет то преимущество, что радиочастотное нагревание может быть по существу быстрее, поскольку нагреватель с электропитанием передает энергию к жидкости через поверхность контакта между ними. При использовании нагревателей, питаемых радиочастотной энергией, энергия поглощается жидкостью объемным способом.

[0182] Это может обеспечивать более прямое поглощение тепла жидкостью без использования для первого нагрева, например, стенок нагревателя 731, 732.

[0183] Этот вариант реализации может быть менее эффективным в определенных конфигурациях по сравнению с вариантами реализации, содержащими второй источник 232 радиочастотной энергии, используемый для подачи радиочастотной энергии к указанному по меньшей мере одному резонатору 131 (как, например, изображено на ФИГ. 3). Однако он является более эффективным, чем использование электронагревателя 731. Этот вариант реализации может обеспечивать возможность более широкого сочетания радиочастотных источников и используемых жидкостей.

[0184] Альтернативно или дополнительно один или более нагревателей, описанных выше, могут быть выполнены и расположены рядом с входным отверстием для жидкости по меньшей мере одного резонатора. В этом случае один или более нагревателей может нагревать жидкость и очень быстро подавать энергию к указанному по меньшей мере одному резонатору. Это даже более предпочтительно с использованием радиочастотного нагревателя и источника радиочастотной энергии, который уже предлагает более быстрое нагревание по сравнению с известными средствами.

[0185] Альтернативно или дополнительно один или более радиочастотных нагревателей, описанных выше, может быть выполнен и расположен с возможностью нагрева жидкости и подачи энергии к указанному по меньшей мере одному резонатору в случаях, которые не зависят от рабочего цикла пучка протонов, иными словами, во время одного или более периодов, когда пучок отсутствует, и/или во время одного или более периодов, когда пучок действует. Таким образом, радиочастотным нагревателем можно управлять относительно независимо, и соединение с контроллером 120 выхода пучка или контроллером 180 радиочастотной энергии больше не требуется. Это обеспечивает более быстрое нагревание по сравнению с известными средствами. Используемый источник радиочастотной энергии также может быть относительно недорогим.

[0186] Следует понимать, что настоящее изобретение, особенно множество этапов способа, описанных выше, также распространяется на компьютерные программы, в частности, компьютерные программы на носителе или в носителе, выполненном с возможностью осуществления настоящего изобретения. Программа может быть выполнена в форме исходного текста, объектного кода, промежуточного представления исходного текста и объектного кода, такой как частично скомпилированная форма, или в любой другой форме, подходящей для использования при осуществлении способа согласно настоящему изобретению.

[0187] Следует отметить, что приведенные выше варианты реализации демонстрируют, но не ограничивают настоящее изобретение, и специалисты в данной области техники могут спроектировать множество альтернативных вариантов реализации без отступления от объема охраны приложенной формулы. В приложенной формуле любые ссылочные номера в круглых скобках не должны рассматриваться как ограничение формулы. Использование глагола "содержит" и его спряжений не исключает наличие элементов или этапов помимо заявленных в приложенной формуле. Форма единственного числа, предшествующая элементу, не исключает присутствия множества таких элементов. Изобретение может быть осуществлено посредством аппаратных средств, содержащих несколько различных элементов, и посредством соответственно запрограммированного вычислительного устройства. В системе приложенной формулы, перечисляющей несколько средств, некоторые из этих средств могут быть реализованы одним и тем же элементом аппаратных средств. Тот факт, что определенные средства описаны во взаимно различных зависимых пунктах, не указывает, что сочетание этих средств не может использоваться для получения преимущества.

Ссылочные обозначения:

55 - Ускоряющий импульс радиочастотной энергии от первого радиочастотного источника.

100 - Система линейного ускорителя протонов.

102 - Первый каскад ускорения, например радиочастотный квадруполь (RFQ).

104 - Второй каскад ускорения, например, линейный ускоритель с боковыми связанными дрейфовыми трубками (SCDTL).

106 - Третий каскад ускорения, например, линейный ускоритель со связанными резонаторами (CCL).

110 - Источник протонов.

115 - Пучок протонов.

120 - Контроллер выхода пучка.

130 - Ускорительный блок.

131 – Резонатор.

132 - Первый источник радиочастотной энергии.

135 - Вход для пучка протонов.

137 - Выход для пучка протонов.

140 - Ось: ток пучка (ФИГ. 4).

145 - Рабочий цикл пучка протонов.

150 - Ось: период времени (ФИГ. 4).

155 - Компенсационный импульс радиочастотной энергии из второго радиочастотного источника.

160 - Ось: радиочастотная энергия (ФИГ. 4).

180 - Контроллер радиочастотной энергии.

190 - Рабочий цикл пучка протонов (ФИГ. 5 и 6).

210 - Источник энергии.

232 - Второй источник радиочастотной энергии.

255 - Ускоряющий импульс радиочастотной энергии из первого радиочастотного источника.

300 - Радиочастотный соединитель или смеситель.

310 - Первый радиочастотный вход.

320 - Второй радиочастотный вход.

330 - Радиочастотный выход.

355 - Компенсационный импульс радиочастотной энергии из второго радиочастотного источника.

400 - Радиочастотный соединитель или смеситель.

410 - Первый радиочастотный изолятор.

420 - Второй радиочастотный изолятор.

500 - Импульсы пучка протонов во время двух рабочих циклов.

501 - Первая конфигурация радиочастотного управления, использующая только первый источник радиочастотной энергии.

502 - Вторая конфигурация радиочастотного управления, использующая только первый источник радиочастотной энергии.

503 - Третья конфигурация радиочастотного управления, использующая только первый источник радиочастотной энергии.

504 - Четвертая конфигурация радиочастотного управления, использующая только первый источник радиочастотной энергии.

601 - Первая конфигурация радиочастотного управления, использующая первый и второй источники радиочастотной энергии.

602 - Вторая конфигурация радиочастотного управления, использующая первый и второй источники радиочастотной энергии.

603 - Третья конфигурация радиочастотного управления, использующая первый и второй источники радиочастотной энергии.

604 - Четвертая конфигурация радиочастотного управления, использующая первый и второй источники радиочастотной энергии.

700 - Система регулирования температуры.

710 – Нагреватель.

731 - Один или более каналов стенки резонатора.

732 - Нагреватель, питаемый радиочастотной энергией.

740 - Выход для жидкости.

1130 - Измененный ускорительный блок.

1131 - Измененный резонатор.

1731 - Один или более измененных каналов стенки резонатора.

1750 - Окно канала резонатора.

1760 - Выступ канала резонатора.

Изобретение относится к системе линейного ускорителя протонов для облучения ткани. В системе предусмотрены два отличающихся друг от друга радиочастотных источника. Первый или первичный источник радиочастотной энергии выполнен в первую очередь для обеспечения радиочастотных ускоряющих импульсов, второй или вторичный источник радиочастотной энергии выполнен в первую очередь для обеспечения радиочастотных компенсационных импульсов. Каждым радиочастотным источником управляют независимо, обеспечивая возможность достижения более высоких частот радиочастотных импульсов резонатору, поддерживая более короткое время между импульсами энергии пучка протонов. Кроме того, система ускорителя также содержит радиочастотный соединитель для передачи радиочастотной энергии от первого и/или второго источника радиочастотной энергии к указанному по меньшей мере одному резонатору. Техническим результатом является создание системы линейного ускорителя протонов для облучения ткани с улучшенным управлением энергией пучка при сокращении времени стабилизации резонатора от минут до менее чем 10 секунд. 14 з.п. ф-лы, 9 ил.

1. Система (100) линейного ускорителя протонов для облучения ткани, содержащая:

источник (110) протонов для обеспечения импульсного пучка (115) протонов во время работы;

контроллер (120) выхода пучка для регулировки тока пучка (115) протонов, выходящего из источника (110);

ускорительный блок (130, 1130), имеющий:

- вход (135) для пучка протонов для приема пучка (115) протонов;

- выход (137) для пучка протонов для вывода пучка (115) протонов;

- первый источник (132) радиочастотной энергии для обеспечения радиочастотной энергии во время работы;

и второй источник (232) радиочастотной энергии, отличающийся от первого источника (132), для обеспечения радиочастотной энергии во время работы;

- по меньшей мере один резонатор (131, 1131), проходящий от входа (135) для пучка протонов к выходу (137) для пучка протонов, для приема радиочастотной энергии от первого источника (132) и/или второго источника (232) энергии и для передачи радиочастотной энергии пучку (115) протонов,

когда он проходит от входа (135) для пучка к выходу (137) для пучка;

причем система (100) также содержит:

контроллер (180) радиочастотной энергии, соединенный с первым источником (132) и вторым источником (232) радиочастотной энергии, для регулировки радиочастотной энергии, подаваемой к указанному по меньшей мере в одному резонатору (131, 1131), а также соединенный с контроллером (120) выхода пучка;

причем контроллер (120) выхода пучка выполнен с возможностью обеспечения импульсов пучка (115) протонов с заданным и/или управляемым рабочим циклом (190) пучка;

контроллер (180) радиочастотной энергии выполнен с возможностью:

- обеспечения радиочастотной энергии от первого источника (132) радиочастотной энергии во время интервала импульса рабочего цикла (190) пучка протонов для изменения энергии пучка (115) протонов и

- обеспечения радиочастотной энергии от второго источника (232) радиочастотной энергии во время междуимпульсного интервала рабочего цикла (190) пучка протонов для увеличения или поддержания температуры по меньшей мере одного резонатора (131, 1131).

2. Система (100) ускорителя по п. 1, также содержащая радиочастотный соединитель (300) для подачи радиочастотной энергии от первого источника (132) и/или второго источника (232) радиочастотной энергии к указанному по меньшей мере одному резонатору (131, 1131), причем радиочастотный соединитель (300, 400) имеет:

первый радиочастотный вход (310) для приема радиочастотной энергии от первого радиочастотного источника (132);

второй радиочастотный вход (320) для приема радиочастотной энергии от второго радиочастотного источника (232) и

радиочастотный выход (330) для подачи радиочастотной энергии к указанному по меньшей мере одному резонатору (131, 1131).

3. Система (100) ускорителя по п. 2, также содержащая:

первый изолятор (410) для передачи радиочастотной энергии от первого радиочастотного источника (132) к первому радиочастотному входу (310) радиочастотного соединителя (300, 400), выполненный и расположенный с возможностью ослабления передачи радиочастотной энергии от указанного первого радиочастотного входа (310) к указанному первому радиочастотному источнику (132); и

второй изолятор (420) для передачи радиочастотной энергии от второго радиочастотного источника (232) к второму радиочастотному входу (320) радиочастотного соединителя (300, 400), выполненный и расположенный с возможностью ослабления передачи радиочастотной энергии от указанного второго радиочастотного входа (320) к указанному второму радиочастотному источнику (232).

4. Система (100) ускорителя по любому предшествующему пункту, в которой контроллер (180) радиочастотной энергии также выполнен с возможностью обеспечения радиочастотной энергии от первого источника (132) радиочастотной энергии в качестве пиковой мощности, а также выполнен с возможностью обеспечения радиочастотной энергии от второго источника (232) радиочастотной энергии в качестве средней мощности.

5. Система (100) ускорителя по любому предшествующему пункту, в которой контроллер (180) радиочастотной энергии также выполнен с возможностью обеспечения по существу той же самой радиочастотной энергии для каждого последующего рабочего цикла (190) пучка протонов.

6. Система (100) ускорителя по любому предшествующему пункту, в которой контроллер (180) радиочастотной энергии также выполнен с возможностью обеспечения радиочастотной энергии от первого источника (132) радиочастотной энергии с первой пиковой мощностью, а также выполнен с возможностью обеспечения последующей радиочастотной энергии от второго источника (232) радиочастотной энергии с второй пиковой мощностью, причем вторая пиковая мощность по существу меньше, чем первая пиковая мощность.

7. Система (100) ускорителя по любому предшествующему пункту, в которой контроллер (180) радиочастотной энергии также выполнен с возможностью обеспечения радиочастотной энергии от первого источника (132) радиочастотной энергии с первой шириной импульса, а также выполнен с возможностью обеспечения последующей радиочастотной энергии от второго источника (232) радиочастотной энергии со второй шириной импульса, причем вторая ширина импульса по существу больше, чем первая ширина импульса.

8. Система (100) ускорителя по любому предшествующему пункту, в которой контроллер (180) радиочастотной энергии выполнен с возможностью обеспечения заданной и/или управляемой энергии путем изменения одной или более из следующих характеристик первого источника (132) и/или второго источника (232) радиочастотной энергии:

радиочастотной амплитуды, интервала импульса радиочастотной энергии, междуимпульсного интервала радиочастотной энергии, формы импульса радиочастотной энергии или любой их комбинации.

9. Система (100) ускорителя по любому предшествующему пункту, в которой контроллер (180) радиочастотной энергии также выполнен с возможностью обеспечения радиочастотной энергии от первого источника (132) и второго источника (232) радиочастотной энергии по существу с той же самой радиочастотной частотой.

10. Система (100) ускорителя по любому предшествующему пункту, также содержащая:

систему (700) регулирования температуры для адаптации температуры по меньшей мере одного резонатора (131, 1131) с использованием жидкости, выполненную и расположенную с возможностью повышения или поддержки температуры по меньшей мере одного резонатора (131, 1131) во время междуимпульсного интервала рабочего цикла (190) пучка протонов.

11. Система (100) ускорителя по п. 10, в которой система (700) регулирования температуры содержит источник (210, 232) энергии, выполненный и расположенный с возможностью повышения или поддержки температуры жидкости во время междуимпульсного интервала рабочего цикла (190) пучка протонов.

12. Система (100) ускорителя по п. 11, в которой источник (210, 232) энергии является источником (710) с электрическим нагревом и/или источником (732) с радиочастотным нагревом.

13. Система (100) ускорителя по п. 10, в которой по меньшей мере один резонатор (1131) также содержит по меньшей мере одну часть (1750, 1760) канала, сообщающуюся по текучей среде с системой (700) регулирования температуры, выполненную и расположенную с обеспечением возможности для радиочастотной энергии от указанного по меньшей мере одного резонатора (1131) увеличения или поддержания температуры жидкости во время междуимпульсного интервала рабочего цикла (190) пучка протонов.

14. Система (100) ускорителя по п. 13, в которой по меньшей мере одна часть (1750, 1760) канала содержит стенку, выполненную с возможностью по существу поглощения и/или по существу передачи по меньшей мере части радиочастотной энергии от указанного по меньшей мере одного резонатора (1131) к жидкости.

15. Система (100) ускорителя по любому предшествующему пункту, в которой ускорительный блок (130, 1130) относится к одному из следующих типов:

линейному ускорителю со связанными резонаторами (CCL), линейному ускорителю с дрейфовыми трубками (DTL), линейному ускорителю с разделенными дрейфовыми трубками (SDTL), линейному ускорителю с боковыми ячейками связи (SCL), линейному ускорителю с боковыми связанными дрейфовыми трубками (SCDTL).