直线加速器(Linac)磁屏蔽

直线加速器(Linac)磁屏蔽 - 磁屏蔽

直线加速器(Linac)是肿瘤放射治疗与高能物理科研领域的核心设备。然而,其核心部件——电子枪(e-Gun)和射频波导(Waveguide) 对杂散磁场极其敏感。在地磁场(约25-65 μT)或集成磁共振(MRI)系统高达1.0T甚至1.5T的强磁场边缘(Fringe Field)中,电子束会被偏转,导致束流偏移、能量损失、靶点电流下降,最终影响治疗效果或实验数据精度

我们的直线加速器(Linac)磁屏蔽解决方案,正是为解决这一矛盾而设计。它采用高磁导率坡莫合金(MuMETAL®/1J85)与低碳钢构成的多层复合屏蔽结构,直接套设于加速器的电子枪、波导等关键部件外围,为电子束的生成与传输构建一条稳定路径,确保加速器在复杂电磁环境中稳定、精准地工作。


  • 保障束流品质与治疗精度:有效屏蔽外部磁场,防止电子束偏转,确保靶点电流稳定及射束对称性,保障治疗效果与实验准确性

  • 经顶级机构验证的复合屏蔽方案:采用 “高磁导率坡莫合金 + 低碳钢”多层复合结构SLAC国家加速器实验室采用坡莫合金包裹RF结构,使杂散场降低两个数量级ViewRay公司在0.35T MRI系统中,通过该方案将电子枪区域磁场降至1高斯(0.1 mT)以下

  • 成熟的多层设计与仿真优化:利用有限元分析(FEA)优化屏蔽厚度与结构。在1.0T MRI-Linac系统中,8mm厚的圆柱钢屏蔽可有效补偿Linac的输出损失;仅5mm厚的被动屏蔽即可恢复因磁场损失的大部分靶点电流

  • 紧凑化与可维护性设计:针对Linac内部毫米级安装间隙优化设计,提供模块化分段屏蔽方案,便于安装、调试及后期维护,不改变设备原有动力学特性。

  • 被动+主动复合屏蔽(可选):除被动屏蔽外,还可集成主动补偿线圈。通过线圈产生反向磁场抵消残余干扰,如625安匝与430安匝的主动屏蔽线圈组合即可恢复丢失的靶电流


  • 显著的磁场衰减:可将Linac电子枪区域的磁场从0.3 T以上降至0.01 T以下;针对低能电子束,可将地磁场等杂散场降低两个数量级

  • 稳定的束流参数:确保Linac在高达0.011 T的平行磁通密度环境下,仍能保持射束对称性,且靶电流损失不超过17 ± 1%

  • 广泛的系统兼容性:已在0.2T至1.5T的MRI-Linac集成系统中得到验证,同时兼容6MV及更高能量的医用及科研Linac


指标项目参数 / 详情
屏蔽材料高磁导率坡莫合金(MuMETAL® / 1J85)+ 低碳钢
坡莫合金磁导率初始相对磁导率 ~30,000,最大可达 ~100,000
屏蔽结构多层复合(被动屏蔽),可选配主动补偿线圈
屏蔽厚度1mm - 20mm(根据磁场环境与空间优化)
磁场衰减能力可将电子枪区域磁场从 >0.3 T 降至 <0.01 T
靶电流恢复可恢复因磁场偏转损失的绝大部分靶电流
兼容磁场强度适用于 0.2T - 1.5T 及更高场强的MRI-Linac集成系统
工作温度室温(标准);可选配低温设计
定制能力支持按Linac设备型号(如Elekta、ViewRay等)、加速器能量及具体尺寸深度定制


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