JPS5846560Y2 - Senkei Denshika Sokuuchi - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は加速された電子線のエネルギーを常に一定に保
つ事のできる線形電子加速装置に関する。[Detailed Description of the Invention] The present invention relates to a linear electron accelerator that can always keep the energy of an accelerated electron beam constant.

例えば医用分野に於ける放射治療装置にあっては加速さ
れた電子線を直接、或いは一旦ターゲットに衝突させて
Ｘ線を発生させ被検体患部に照射して放射線治療をおこ
なっているものであり、加速された電子線を作るに線形
電子加速装置が用いられる。For example, radiotherapy equipment in the medical field performs radiotherapy by directing accelerated electron beams or colliding with a target to generate X-rays and irradiating them to the affected area of the subject. A linear electron accelerator is used to create an accelerated electron beam.

この場合加速装置より出力される電子線のエネルギーを
一定に保つ事が重要である。In this case, it is important to keep the energy of the electron beam output from the accelerator constant.

而して従来の加速装置にあっては加速エネルギーの変動
を防ぐ為に加速管の加速電界を作る高周波発生器に印加
される高圧パルス電圧を一定に保つような構成がとられ
ていた。In order to prevent fluctuations in acceleration energy, conventional accelerators have been configured to maintain a constant high-voltage pulse voltage applied to a high-frequency generator that creates an accelerating electric field in the accelerating tube.

即ちこの種の加速装置にあってはパルス電源としてライ
ンタイプパルサが多く用いられている事から、このライ
ンタイツ。In other words, line tights are used because line type pulsers are often used as pulse power sources in this type of accelerator.

パルサの充電用チョークに２次巻線を設け、更にこの２
次巻線を電力吸収回路に接続して成る電力制御回路によ
ってラインタイプパルサに供給する電力を制制し、高周
波発生器に印加されるパルス電圧を一定に保っているも
のである。A secondary winding is provided on the charging choke of the pulser, and this
A power control circuit formed by connecting the next winding to a power absorption circuit controls the power supplied to the line type pulsar and keeps the pulse voltage applied to the high frequency generator constant.

しがしながらこのような従来装置にあっては周囲条件或
いは経時変化等により高周波発生器の効率が低下すると
印加電圧は一定であってもその出力高周波電力が減少し
、加速される電子線のエネルギーが低下するという欠点
があり、又これを補正するには多大な労力が必要とされ
る事になる。However, in such conventional devices, when the efficiency of the high-frequency generator decreases due to ambient conditions or changes over time, the output high-frequency power decreases even if the applied voltage is constant, and the acceleration of the electron beam decreases. There is a drawback that the energy decreases, and a great deal of effort is required to correct this.

そこで本考案は上記した事情に鑑みなされたものであり
加速管の加速電流と、電子線或いはＸ線の線量率とから
加速エネルギーを検出し、この検出値によりラインタイ
プパルサの充電電圧を制御する事によって加速エネルギ
ーを常に一定に保てる線形電子加速装置を提供する事を
目的とする。The present invention was developed in view of the above circumstances, and detects acceleration energy from the accelerating current of the accelerator tube and the dose rate of electron beams or X-rays, and controls the charging voltage of the line type pulsar based on this detected value. The purpose of this invention is to provide a linear electron accelerator that can always keep acceleration energy constant.

以下図面を参照して本考案の一実施例を説明する。An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

図に於いて１は高電圧電源、２は２次巻線を有する充電
用チョーク、３は充電電力を制御する電力制御回路であ
り、この電力制御回路３は５ＣＲ３０、電力消費用抵抗
３２から構成されている。In the figure, 1 is a high voltage power supply, 2 is a charging choke with a secondary winding, and 3 is a power control circuit that controls charging power. This power control circuit 3 is composed of a 5CR30 and a power consumption resistor 32. has been done.

又４，５は充電電流方向を決定すると共にアンダーシュ
ート等パルス波形の歪を吸収するダイオード、６は抵抗
６□、６２より成り充電電圧を検出する抵抗分圧回路、
７はコイル及びコンデンサより成るパルス成形回路（以
下ＰＦＮと略称する）、８は前記ＰＦＮ７に蓄えられた
充電エネルギーをスイッチングして放電させるサイラト
ロン、９は前記放電電圧を後段にパルス電圧として供給
するパルストランスであり、これらでラインタイプパル
サが形成されている。Further, 4 and 5 are diodes that determine the charging current direction and absorb pulse waveform distortion such as undershoot, and 6 is a resistive voltage divider circuit consisting of resistors 6□ and 62 that detects the charging voltage.
7 is a pulse shaping circuit (hereinafter abbreviated as PFN) consisting of a coil and a capacitor; 8 is a thyratron that switches and discharges the charging energy stored in the PFN 7; and 9 is a pulse that supplies the discharge voltage to the subsequent stage as a pulse voltage. These transformers form a line type pulsar.

更に１０は前記パルストランスよりパルス電圧が与えら
れている間高周波を発生する例えばマグネトロンより成
る高周波発生器、１１は前記高周波発生器１０の出力が
与えられ、電子を加速する加速管、１２は前記加速管１
１の出力線量率を検出する線量率計、１３は前記加速管
１１の内部或いはその近傍に設けられ、加速電流を検出
すると共に、そのパルス状の加速電流を直流増幅して平
均値を出力する加速電流検出増幅器、１４は前記線量率
計１２の出力と検出増幅器１３の出力の比を検出してそ
の比に比例した出力を出す演算回路、１５は前記演算回
路１４の出力値を標準電圧で補正する補正回路、１６は
前記分圧回路６からの出力と補正回路１５からの出力に
より前記電力制御回路３のＳＣＲ３□のトリガ信号を作
り、その導通角を制御するシュミットトリガ゛回路で・
ある。Further, 10 is a high-frequency generator made of, for example, a magnetron, which generates a high-frequency wave while a pulse voltage is applied from the pulse transformer, 11 is an acceleration tube to which the output of the high-frequency generator 10 is applied and accelerates electrons, and 12 is the Accelerator tube 1
A dose rate meter 13 for detecting the output dose rate of 1 is provided inside or near the accelerating tube 11, detects the accelerating current, amplifies the pulsed accelerating current with direct current, and outputs an average value. An accelerating current detection amplifier 14 is an arithmetic circuit that detects the ratio between the output of the dose rate meter 12 and the output of the detection amplifier 13 and outputs an output proportional to the ratio; 15 is an arithmetic circuit that outputs an output value proportional to the ratio; A correction circuit 16 is a Schmitt trigger circuit that generates a trigger signal for the SCR 3 of the power control circuit 3 using the output from the voltage dividing circuit 6 and the output from the correction circuit 15, and controls its conduction angle.
be.

次に上記構成に於ける本考案装置の動作について述べる
。Next, the operation of the device of the present invention with the above configuration will be described.

高電圧電源１の出力が充電用チョーク２及びダイオード
４を介してＰＦＮ７を充電した後前記サイラトロン８が
スイッチングされると、このＰＦＮに充電されていたエ
ネルギーが放電されパルストランス９の１次側を流れ、
このパルストランス９の２次側にパルス電圧が発生して
高周波発生器１０に供給される。When the thyratron 8 is switched after the output of the high voltage power supply 1 charges the PFN 7 via the charging choke 2 and the diode 4, the energy charged in the PFN is discharged and the primary side of the pulse transformer 9 is discharged. flow,
A pulse voltage is generated on the secondary side of the pulse transformer 9 and supplied to the high frequency generator 10.

而して高周波発生器１０はパルス電圧が与えられている
間高周波を発生し加速管１１に供給して加速管１１内に
高周波電界を作り、この加速管１１により図示しない電
子銃より放出された電子が加速される。The high-frequency generator 10 generates high-frequency waves while the pulse voltage is applied, and supplies them to the accelerating tube 11 to create a high-frequency electric field within the accelerating tube 11, which causes the electrons to be emitted from an electron gun (not shown). Electrons are accelerated.

この加速された電子線は直接或いはターゲットに衝突さ
れてＸ線に変換され生体組織に照射される事になるが、
この加速管１１より出力された放射線は線量率計１２に
よりその線量率が測定され、又検出増幅器１３によって
加速電流が検出される。This accelerated electron beam is converted into X-rays either directly or by colliding with a target, and is then irradiated to living tissue.
The dose rate of the radiation output from the accelerating tube 11 is measured by a dose rate meter 12, and the accelerating current is detected by a detection amplifier 13.

ここで前記線量率計１２で検出された加速管１１の出力
線量率をＲ１検出増幅器１３で検出された加速電流をｉ
とすれば加速管１１より出力される電子線の加速エネル
ギーを■として下式に示すような関係がある。Here, the output dose rate of the acceleration tube 11 detected by the dose rate meter 12 is expressed as the acceleration current detected by the R1 detection amplifier 13.
Then, there is a relationship as shown in the following equation, where the acceleration energy of the electron beam output from the accelerator tube 11 is assumed to be (■).

Ｒ＝１・Ｖ・・・・・・（１） 但しここでｋは定数である。R=1・V・・・・・・(1) However, k is a constant here.

従って前記（１）より電子線の加速エネルギーを一定に
保つ為にはＲ／ｉを一定に保てばよい事がわかる。Therefore, from (1) above, it can be seen that in order to keep the acceleration energy of the electron beam constant, it is sufficient to keep R/i constant.

而して前記演算回路１４でＲ／ｉの演算をして、この演
算回路１４の出力を補正回路１５に導入しシュミツｌ−
トリガ回路１６の動作標準電圧に応じて補正し、前記Ｒ
／ｉ、従って■１に比例した出力を得てシュミットトリ
ガ回路１６に印加する。Then, the arithmetic circuit 14 calculates R/i, and the output of the arithmetic circuit 14 is introduced into the correction circuit 15 to calculate the Schmidt l-
Corrected according to the operating standard voltage of the trigger circuit 16, the R
/i, therefore, an output proportional to 1 is obtained and applied to the Schmitt trigger circuit 16.

一方前記シュミットトリガ回路１６には前記分圧回路６
により分圧されたＰＦＮ７の入力端に於ける充電電圧値
が帰環されており、その動作レベルが決定されてＳＣＲ
３、のトリガ信号を作り、ＳＣＲ３□の導通角を制御し
てＰＦＮ７に対する充電電圧を一定に保っているもので
あるが、更に前記補正回路１５の出力がシュミツ））リ
ガ回路１６に入力され、その動作レベルが決定される。On the other hand, the Schmitt trigger circuit 16 includes the voltage dividing circuit 6
The charged voltage value at the input terminal of PFN7, which is divided by
3, the trigger signal is generated and the conduction angle of the SCR 3□ is controlled to keep the charging voltage for the PFN 7 constant.Furthermore, the output of the correction circuit 15 is input to the Schmidt trigger circuit 16, Its operating level is determined.

即ちＲ／ｉ、従ってｖｋが変動すると、その変動分に応
じてシュミツ））リガ回路１６の動作レベルが変化し、
前記■１を所定値に引戻すべく ＳＣＲ３，の導通角が
制御され抵抗３２での消費電力量が変化してＰＦＮ７に
人力される充電電圧が制御される事になる。That is, when R/i, and therefore vk, changes, the operating level of the Schmidt trigger circuit 16 changes in accordance with the fluctuation,
In order to return the above-mentioned (1) to a predetermined value, the conduction angle of the SCR 3 is controlled, the amount of power consumed by the resistor 32 is changed, and the charging voltage applied to the PFN 7 is controlled.

従って金高周波発生器１０或いは加速管１１の効率が変
化し、ＰＦＮ７に対する充電電圧が一定であるにもかか
わらず加速管１１よりの電子線の加速エネルギーが変動
した場合にあってもＰＦＮ７の充電電圧が制御されて電
子線の加速エネルギーは常に一定値に保たれる事になる
。Therefore, even if the efficiency of the gold high-frequency generator 10 or the acceleration tube 11 changes and the acceleration energy of the electron beam from the acceleration tube 11 changes even though the charging voltage to the PFN 7 is constant, the charging voltage of the PFN 7 will change. is controlled so that the acceleration energy of the electron beam is always kept at a constant value.

以上述べたように本考案によれば加速管の出力放射線の
線量率と加速電流との比より電子線加速エネルギーを検
出し、この検出値によってラインタイプパルサの充電電
圧を制御しているので、高周波発生器或いは加速管の効
率が低下したような場合にあっても電子線加速エネルギ
ーを常に一定に保つ事ができ、例えば医用分野に於て有
効な放射線治療装置を構成できる線形電子加速装置が提
供できる。As described above, according to the present invention, the electron beam acceleration energy is detected from the ratio between the dose rate of the output radiation of the accelerating tube and the accelerating current, and the charging voltage of the line type pulser is controlled based on this detected value. For example, a linear electron accelerator is capable of keeping the electron beam acceleration energy constant even when the efficiency of a high-frequency generator or accelerator tube is reduced, and can constitute an effective radiotherapy device in the medical field. Can be provided.

【図面の簡単な説明】 図は本考案の一実施例を示す構成図である。 ３・・・・・・電力制御回路、７・・・・・・パルス成
形回路、１０・・・・・・高周波発生器、１１・・・・
・・加速管、１２・・・・・・線量率計、１３・・・・
・・検出増幅回路、１４・・・・・・演算回路、１６・
・・・・・シュミットトリガ゛回路。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The figure is a block diagram showing an embodiment of the present invention. 3...Power control circuit, 7...Pulse shaping circuit, 10...High frequency generator, 11...
...Acceleration tube, 12...Dose rate meter, 13...
...Detection amplifier circuit, 14... Arithmetic circuit, 16.
...Schmitt trigger circuit.

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】[Scope of utility model registration request] パルス成形回路と、このパルス成形回路の出力パルスに
より駆動される高周波発生器と、この高周波発生器の出
力が与えられる電子線を加速する加速管と、この加速管
の出力線量率を検出する線量率計と、前記加速管の加速
電流を検出する検出回路と、前記線量率計と検出回路の
出力比に応じた信号を作る演算回路と、この演算回路の
出力が常に一定となるよう前記パルス成形回路の充電電
圧を制御する制御部とを具備して戊る線形電子加速装置
。A pulse shaping circuit, a high frequency generator driven by the output pulse of this pulse shaping circuit, an acceleration tube that accelerates an electron beam to which the output of this high frequency generator is given, and a dose rate that detects the output dose rate of this acceleration tube. a dose rate meter, a detection circuit that detects the accelerating current of the accelerating tube, an arithmetic circuit that generates a signal according to the output ratio of the dose rate meter and the detection circuit, and a pulse rate meter that produces a signal according to the output ratio of the dose rate meter and the detection circuit, and a pulse A linear electron accelerator comprising: a control section for controlling a charging voltage of a forming circuit;