Устройство для формирования профилированных полей облучения Советский патент 1986 года по МПК H05H7/00 

;о

4

00 Изобретение относится к области ускорительной техники и может быть использовано для формирования полей облучения прс 1звольной формы и распределения интенсивности на выходе ускорителей, применяемых в прикладны целях, например в медицине. Целью данного изобретения является повышение точности получения поле облучения заданной формы за счет вве дения дублета с регулируемой ориента цией квадрупольных полей, что улучшает характеристики формируемого поля облучения иупрощает процесс полу чения заданного закона изменения интенсивности. . На фиг. 1 дана схема устройстваj на фиг. 2 - форма пучка в случае постоянного bo времени режима питания квадруполей} на фиг. 3 - форма сечения пучка в предложенном устройстве, где режим питания квадруполей со гласован с поперечным отклонением пучка. Устройство содержит отклоняющий диполь 1, перед которым установлены две линзы 2 и 3, каждая из которых состоит из ярма .4 и двух четырех- полюсных обмоток 5 и 6, сдвинутых одна относительно другой на 45 так, что имеет место попарное чередование полюсов с одинаковой полярностью. Обмотки диполя и октуполей питаются от шести Независимых источников 7. Ток в каждой обмотке является функцией координат поля облучения. Устройство, формирования работает следующим образом. Пучок.частиц фоку сируется квадрупольными полями октупольных линз 2 и 3 и затем отклоняетс диполем 1, т.е. сканируется по полю облучения. Поскольку каждая обмотка 5 и 6 ок туполей создает в апертуре линзы ква друпольное поле, суперпозиция этих полей тоже будет квадрупольная, причем в зависимости от соотношения токов обмоток ориентация градиентов суммарного поля будет изменяться, вращаясь вокруг оси линзы на угол i45 . В предлагаемом устройстве вращение квадрупольных полей линз синхронизировано с вращением дипольного поля Н . Для пояснения положительного эффекта от предлагаемого решения рассмотрим устройство с неподвижнм и квадрупольными полями. На фиг. 2 показаны формы сечений пучка, именяцего разброс по импульсам др в трех точках поля облучения: точка 8 - в центре, 9 - на оси ij , 10 - на диагонали первого квадранта. Введем оценку качества пучка на поле облучения по двум критериям: радиусу окружности, описанной вокруг сечения, и коэффициенту заполнения пучком площади описанной окружности. Одним из основных требований к пучку, как указывалось, является постоянство размеров сечения или постоянство радиуса описанной окружности. Очевидно, что ее минимальный радиус определяется для наиболее удаленной- от.центра точки 10, так как дисперсия в ней максимальна. Из фиг. 2 видно, что наибольший коэффициент заполнения в этой точке поля облучения получается для случая круглого сечения моноэнергетического пучка. Радиус минимальной описанной окружности определяется из выражения 4 1 где Oj - дисперсия системы формирования при отклонении пучка в точку 10; минимально возможный радиус моноэнергетического пучка в точке 10. Коэффициент заполнения для сечения пучка в точке 10 определяется соотношением: Ift) Увеличить коэффициент заполнения можно, увеличивая г , однако при этом будет возрастать радиус Для сечения в точке 9 коэффициент заполнения может быть значительно увеличен для того же значения Н путем придания эллиптической формы сечению пучка, так как в этом случае оси эллипса сориентированы по осям координат поля облучения. В этом случае имеем: l(fi К, А|( + Соотношение коэфЛшдиентов заполения определяется по формуле:

./(.ii ГЛ

где г - малая полуось эллипса. Из (3) следует, что при конечном йР и хорошо сфокусированном пучке

о

11709484

С введением квадрупольных полей, вращающихся синхронно с полем диполя, исчезает азимутальная вариация коэффициента заполнения (см. фиг.З), и. 5 для любой точки поля облучения он определяется из соотношения (2),

TpatKfnopuv пдчка .У) 7 If(X.y) Г2(Х.