KR102663242B1 - 정밀 봉인형 고주파가속관 - Google Patents
정밀 봉인형 고주파가속관 Download PDFInfo
- Publication number
- KR102663242B1 KR102663242B1 KR1020210117233A KR20210117233A KR102663242B1 KR 102663242 B1 KR102663242 B1 KR 102663242B1 KR 1020210117233 A KR1020210117233 A KR 1020210117233A KR 20210117233 A KR20210117233 A KR 20210117233A KR 102663242 B1 KR102663242 B1 KR 102663242B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- acceleration
- joint
- acceleration unit
- support
- frequency
- Prior art date
Links
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 title claims abstract description 86
- 238000007789 sealing Methods 0.000 title description 3
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 21
- APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N indium atom Chemical compound [In] APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 21
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims abstract description 20
- 239000003566 sealing material Substances 0.000 claims abstract description 14
- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 claims description 7
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims description 5
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims description 5
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims description 5
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 claims description 5
- 239000000498 cooling water Substances 0.000 claims description 3
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 claims description 3
- 238000005304 joining Methods 0.000 description 12
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 10
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 10
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 9
- 238000000034 method Methods 0.000 description 8
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 7
- 230000008569 process Effects 0.000 description 7
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 7
- 238000001959 radiotherapy Methods 0.000 description 7
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 238000011161 development Methods 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 206010028980 Neoplasm Diseases 0.000 description 2
- 201000011510 cancer Diseases 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 2
- 238000011160 research Methods 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 238000005219 brazing Methods 0.000 description 1
- KRVSOGSZCMJSLX-UHFFFAOYSA-L chromic acid Substances O[Cr](O)(=O)=O KRVSOGSZCMJSLX-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 238000010924 continuous production Methods 0.000 description 1
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 1
- 230000002950 deficient Effects 0.000 description 1
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 description 1
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 1
- 238000009930 food irradiation Methods 0.000 description 1
- AWJWCTOOIBYHON-UHFFFAOYSA-N furo[3,4-b]pyrazine-5,7-dione Chemical compound C1=CN=C2C(=O)OC(=O)C2=N1 AWJWCTOOIBYHON-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005468 ion implantation Methods 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 239000002086 nanomaterial Substances 0.000 description 1
- 238000009659 non-destructive testing Methods 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 description 1
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 description 1
- 230000005180 public health Effects 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 238000012216 screening Methods 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 238000012916 structural analysis Methods 0.000 description 1
- 238000004381 surface treatment Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05H—PLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
- H05H7/00—Details of devices of the types covered by groups H05H9/00, H05H11/00, H05H13/00
- H05H7/14—Vacuum chambers
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05H—PLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
- H05H7/00—Details of devices of the types covered by groups H05H9/00, H05H11/00, H05H13/00
- H05H7/22—Details of linear accelerators, e.g. drift tubes
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05H—PLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
- H05H9/00—Linear accelerators
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Particle Accelerators (AREA)
- Encapsulation Of And Coatings For Semiconductor Or Solid State Devices (AREA)
- Piezo-Electric Or Mechanical Vibrators, Or Delay Or Filter Circuits (AREA)
Abstract
본 발명의 한 실시예는 가속관을 구성하는 부품들 간 전기적 연결 및 진공상태를 유지시키기 위하여 고체인듐을 사용하여 부품간 연결을 정밀 봉인상태로 결합할 수 있는 정밀 봉인형 고주파가속관을 제공하기 위한 것이다. 본 발명의 한 실시예에 따른 정밀 봉인형 고주파가속관은 가속 공동을 형성하는 분할 접합구조의 셀들이 길이방향을 따라 복수로 구비되는 가속부, 가속부의 일측에 구비되어 가속부를 지지하는 제1 지지 플레이트, 가속부의 타측에서 제1 지지 플레이트와 대응하는 위치에 구비되어 가속부를 지지하는 제2 지지 플레이트, 그리고 제1 지지 플레이트에 일단이 연결되고, 타단이 제2 지지 플레이트에 연결되어 가속부의 접합 지지력을 제공하는 가압 지지부를 포함하며, 가속부의 접합면에서 미리 설정된 접합위치에 구비되는 접합패턴에 실링재가 가압 확산 접합되어 가속부의 접합면 연결을 정밀 봉인상태로 유지한다.
Description
본 발명은 정밀 봉인형 고주파가속관에 관한 것이다.
고주파가속관 기반 선형가속기는 기초과학연구뿐만 아니라 비파괴검사/보안검색, 암 치료/진단장비, 이온주입, 식품조사, RI생산, 반도체개발, 단백질 및 나노물질 구조분석 등 다양한 응용연구 및 산업분야에서 널리 사용하고 있다. 그 중에서도 고주파가속관에 기반한 방사선 암 치료기는 방사선 치료장비 시장의 81% 이상을 차지하고 있으며, 시장증가율(CAGR)이 6% 이상이 되는 등 그 중요성이 매우 높아지고 있다.
전자빔 선형가속기(Electron Linear Accelerator, LINAC)는 고에너지 전자빔 및 엑스선을 발생시킬 수 있는 발생장치로써, 고주파 출력을 이용한 고주파가속관을 통해 전자빔을 빛의 속도에 맞먹는 속도까지 가속시키는 역할을 수행한다. 현재 방사선치료기에 사용하는 MV급 고에너지 가속기는 주로 IEEE 기준 3 GHz 대역 S-band급 고주파 시스템을 사용하였지만, 동일한 고에너지-고선량 출력을 유지하면서 보다 작은 시스템 구성이 가능한 5 GHz 대역 C-band급, 10 GHz 대역 X-band급 고주파가속관에 대한 관심이 높은 상황이다. 물론, 주파수가 높아지면서 가공 정밀도 역시 매우 높은 수준을 요구하게 되지만 정밀가공 기술 및 기계 및 전자부품 제어기술 등의 발전하여 이에 대한 기술적인 문제는 많이 해결된 상태이다.
고주파가속관은 높은 전기전도도 및 고정밀 가공이 가능한 무산소-고순도 구리(Oxygen Free High-purity Copper, OFHC)를 주재료로 사용하게 되며, 고진공 상태에서 전자빔 가속 및 전류량 유지하기 위해 금속접합(Metal Brazing)을 이용하여 개별 셀들을 접합시켜 단일 세트 형태로 사용하게 된다. 보다 높은 주파수를 사용하는 고주파가속관은 많은 장점에도 불구하고 금속접합 기술의 한계로 고주파가속관 양산에 큰 어려움이 발생하게 된다. 고주파가속관의 금속 접합 공정 온도는 약 900~950℃ 이며, 이는 구리의 녹는점(1,085℃)보다는 낮은 온도로 공정을 진행하게 된다. 하지만 구리 소재 자체의 연성으로 인해 금속 접합 시 가속관 내부의 뒤틀림 및 변형이 필수적으로 발생하게 되고, 이로 인해 성능 저하 및 연속적인 양품 생산이 어려워지는 등 기술적인 난이도가 매우 높다. 하지만, 동일 치료기 대비 보다 높은 고선량 방사선량 발생, 미래 다목적 다중 소스에 기반한 초고선량 방사선 치료를 수행하기 위해서는 보다 높은 주파수를 이용한 고주파가속관의 개발이 필수적이므로, 이에 대한 기술적 해결이 반드시 필요하다.
관련 선행문헌으로 한국등록특허 1,725,849는 "광대역 주파수 튜닝이 가능한 선형 가속기"을 개시한다.
본 발명의 한 실시예는 가속관을 구성하는 부품들 간 전기적 연결 및 진공상태를 유지시키기 위하여 고체인듐을 사용하여 부품간 연결을 정밀 봉인상태로 결합할 수 있는 정밀 봉인형 고주파가속관을 제공하기 위한 것이다.
상기 과제 이외에도 구체적으로 언급되지 않은 다른 과제를 달성하는 데 본 발명에 따른 실시예가 사용될 수 있다.
본 발명의 한 실시예에 따른 정밀 봉인형 고주파가속관은 가속 공동을 형성하는 분할 접합구조의 셀들이 길이방향을 따라 복수로 구비되는 가속부, 가속부의 일측에 구비되어 가속부를 지지하는 제1 지지 플레이트, 가속부의 타측에서 제1 지지 플레이트와 대응하는 위치에 구비되어 가속부를 지지하는 제2 지지 플레이트, 그리고 제1 지지 플레이트에 일단이 연결되고, 타단이 제2 지지 플레이트에 연결되어 가속부의 접합 지지력을 제공하는 가압 지지부를 포함하며, 가속부의 접합면에서 미리 설정된 접합위치에 구비되는 접합패턴에 실링재가 가압 확산 접합되어 가속부의 접합면 연결을 정밀 봉인상태로 유지한다.
본 발명의 한 실시예는 고체인듐을 실링재로 사용함에 따라 기존의 금속접합에 비해 낮은 온도에서의 접합이 가능하게 되어 접합면에서의 열변형을 감소시킬 수 있으며, 가속부의 변형이 감소됨에 따라 보다 정밀한 봉인상태로 가속관을 조립할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 정밀 봉인형 고주파가속관을 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 정밀 봉인형 고주파가속관의 결합관계를 다른 각도로 바라본 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 접합패턴을 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 정밀 봉인형 고주파가속관의 결합관계를 다른 각도로 바라본 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 접합패턴을 도시한 도면이다.
첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대해 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 도면부호가 사용되었다. 또한 널리 알려져 있는 공지기술의 경우 그 구체적인 설명은 생략한다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
이하에서는 도면들을 참조하여 정밀 봉인형 고주파가속관을 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 정밀 봉인형 고주파가속관을 도시한 도면이며, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 정밀 봉인형 고주파가속관의 결합관계를 다른 각도로 바라본 도면이다. 그리고 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 접합패턴을 도시한 도면이다. 도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 정밀 봉인형 고주파가속관(100)은 가속부, 제1 지지 플레이트(110), 제2 지지 플레이트(120), 그리고 가압 지지부(130)를 포함하며, 가속부의 접합면에서 미리 설정된 접합위치에 구비되는 접합패턴에 실링재가 가압 확산 접합되어 가속부의 접합면 연결을 정밀 봉인상태로 유지할 수 있다. 여기서, 실링재는 고체인듐을 포함할 수 있다. 그리고 접합패턴은 서로 대칭적 구조를 갖고 미리 설정된 크기와 간격을 유지하여 실링재가 일정한 압력으로 고르게 퍼지도록 안내할 수 있다. 접합패턴은 보다 균일한 압력 범위 보장을 위해 일부 더미 패턴(Dummy-pattern)으로 구비될 수 있다. 접합패턴은 접합위치의 외주방향으로 미리 설정된 깊이를 갖는 오목한 접합홈으로 구비될 수 있다. 예를 들어, 접합패턴은 원형의 오목한 홈 형상을 포함할 수 있다. 이러한 경우, 실링재는 오링 형상으로 형성될 수 있다.
가속부는 가속 공동을 형성하는 분할 접합구조의 셀들이 길이방향을 따라 복수로 구비될 수 있다. 가속부는 전자빔 초기 가속 및 집속 기능을 하는 양극, 빔 집속 및 초반 가속 기능을 하는 번칭 셀(160, buncher cell), 전자빔을 빛의 속도에 근접한 속도까지 가속시키는 가속 셀(150, accelerating cell), 고주파발생부로부터 RF 출력을 공급받는 커플링 셀(170, coupling cell), 그리고 진공 상태 유지용 진공포트를 포함할 수 있다. 가속부는 필요에 따라 가속부의 온도 유지용 물관 및 RF 안테나 등이 더 구비될 수 있다.
제1 지지 플레이트(110)는 가속부의 일측에 구비되어 가속부를 지지할 수 있다. 제1 지지 플레이트(110)는 중공의 사각 플레이트 형상으로 구비될 수 있다. 제1 플레이트의 모서리 부분에 가압 지지부(130)의 일단이 연결될 수 있다.
제2 지지 플레이트(120)는 가속부의 타측에서 제1 지지 플레이트(110)와 대응하는 위치에 구비되어 가속부를 지지할 수 있다. 제2 지지 플레이트(120)는 중공의 사각 플레이트 형상으로 구비될 수 있다. 제2 플레이트의 모서리 부분에 가압 지지부(130)의 타단이 연결될 수 있다.
가압 지지부(130)는 제1 지지 플레이트(110)에 일단이 연결되고, 타단이 제2 지지 플레이트(120)에 연결되어 가속부의 접합 지지력을 제공할 수 있다. 가압 지지부(130)는 봉 형상으로 구비되며, 초정밀 직진도 유지를 구현할 수 있는 재질로 구비될 수 있다.
상기한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 정밀 봉인형 고주파가속관(100)은 가속부를 형성하는 부품들 간 전기적 연결 및 진공상태를 유지시키기 위하여 고체인듐을 사용하여 부품간 연결을 정밀 봉인상태로 유지함으로써 가공정밀도 향상 및 양산화 효율을 상승시킬 수 있다. 즉, 기존 금속접합 기술을 이용한 고주파가속관 보다 가공정밀도 향상 및 양산화 효율을 상승시킬 수 있다. 이를 통해 기존 방사선 치료기 대비 가속 효율 및 양산 효율을 증가시킬 수 있고, 이로 인해 미래 고선량 방사선 치료기기 개발 및 기존 치료기의 성능향상 기술에 활용할 수 있다. 예를 들어, 고체인듐 사용을 위한 접합패턴을 구비하여 가속부를 형성하는 부품간 연결을 진행함으로써 고선량 방사선치료를 위한 초소형 고주파가속관을 형성할 수 있다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 정밀 봉인형 고주파가속관(100)을 구성하는 부품들 간 전기적 연결 및 진공상태를 유지시키기 위하여 실링재로 고체인듐을 사용하여 부품간 연결을 정밀 봉인상태로 결합할 수 있다. 이때 고체인듐은 진공상태를 유지하는 셀 부근에 주로 구비될 수 있다. 이를 위해 접합패턴은 균일한 깊이 및 크기의 테두리를 이용하여 배치시킬 수 있다. 봉인형 테두리에 위치하는 고체인듐은 일정한 압력으로 고르게 퍼지도록 서로 대칭적 구조를 가질 수 있다. 그리고 고체인듐은 일정한 크기 및 간격이 유지되도록 구비될 수 있다. 여기서, 테두리의 규격은 가속관의 크기에 따라 다를 수 있지만, 부품간 진공유지 및 전기적 특성을 동일하게 관리하기 위해서 눌림의 정도를 세밀하게 조정될 수 있다.
예를 들어, 가속 셀(150)이 제1 접합 플레이트(1500)와 제2 접합 플레이의 접합 구조로 형성됨을 가정한다. 이러한 경우, 제1 접합 플레이트(1500)와 제2 접합 플레이의 접합면에는 각각의 접합패턴이 구비될 수 있다.
먼저, 제1 접합 플레이트(1500)에는 제11 더미패턴(1502), 제12 더미패턴(1504), 제13 더미패턴(1506)이 구비될 수 있다. 제11 더미패턴(1502)은 균일한 압력 범위를 보장하는 패턴을 포함한다. 제11 더미패턴(1502)은 제1 접합 플레이트(1500)에 구비되는 진공 테두리와 대칭되는 위치에 구비될 수 있다. 예를 들어, 진공 테두리가 제1 접합 플레이트(1500)의 하부에 위치되면, 제11 더미패턴(1502)은 진공 테두리와 대응되는 위치인 제1 접합 플레이트(1500)의 상부에 구비될 수 있다. 제11 더미패턴(1502)은 진공 유지용 구멍의 테두리 부분에 대응되도록 원형의 오목한 접합홈 형태로 구비될 수 있다.
제12 더미패턴(1504)은 냉각수 및 진공라인 연결용 패턴을 포함한다. 즉, 제12 더미패턴(1504)은 복수로 구비되는 냉각수 및 진공라인 연결용 구멍의 테두리 부분에 원형의 오목한 접합홈 형태로 각각 구비될 수 있다. 그리고 제13 더미패턴(1506)은 진공 유지용 구멍의 테두리 부분에 원형의 오목한 접합홈 형태로 구비될 수 있다.
제1 접합 플레이트(1500)와 대응되는 제2 접합 플레이트(1510)에는 각각 제22 더미패턴(1512)과 제23 더미패턴(1514)가 구비될 수 있다. 제22 더미패턴(1512)은 복수로 구비되는 냉각수 및 진공라인 연결용 구멍의 테두리 부분에 원형의 오목한 접합홈 형태로 각각 구비될 수 있다. 그리고 제23 더미패턴(1514)은 진공 유지용 구멍의 테두리 부분에 원형의 오목한 접합홈 형태로 구비될 수 있다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 정밀 봉인형 고주파가속관(100)을 제작하기 위해서는 다음의 공정을 통해 작업을 수행하게 된다.
먼저, 가속관의 설계도면에 의거, 가공 오차를 최소화하는 초정밀 가공을 수행한다. 이어서, 고순도 알코올, 고저항 탈이온수, 크롬산 등을 이용하여 세정/표면 처리를 수행한다. 그리고 정밀 측정장치 기반 고주파가속관의 공진주파수 및 가공오차를 측정한다. 이어서, 측정값 비교로 1차 공진주파수 튜닝작업을 수행한다. 그리고 섭동(Perturbation) 기반 전기장 분포 및 공진모드 정밀 측정을 수행한다. 이어서, 고체인듐을 이용한 상온 대기압 인듐 봉인 작업을 수행한다. 여기서, 가속부를 형성하는 복수의 셀들을 가속관을 형성하는데 필요한 수만큼 길이방향을 따라 적재한다. 여기서, 가속부의 접합면에서 미리 설정된 접합위치에 구비되는 접합패턴에 고체인듐의 실링재를 개재한다. 그리고, 제1 지지 플레이트(110)와 제2 지지 플레이트(120)에 연결되는 가압 지지부(130)를 이용하여 가속부를 가압한다. 가압 지지부(130)의 가압으로 접합면이 밀착될 수 있다. 그리고 가속부의 가압에 따라 가속부의 접합면에서 고체인듐이 확산 접합을 하며 가속부의 접합면 연결을 봉인상태로 유지할 수 있다. 고체인듐을 실링재로 사용함에 따라 기존의 금속접합에 비해 낮은 온도에서의 접합이 가능하게 되어 접합면에서의 열변형을 감소시킬 수 있다. 그리고 가속부의 변형이 감소됨에 따라 보다 정밀한 봉인상태로 가속관을 조립할 수 있다. 최종적으로, 가속관 조립 후 진공 상태 유지성능을 확인한다.
상기한 단계는 가속관 제작 종류 및 형태에 따라 일부 내용이 추가 및 수정될 수 있다. 그리고 기존 금속접합 기술을 이용한 가속관 제작 공정과 비교하면, 기존에는 초고온(950℃ 이상)의 초고진공 환경에서 금속 접합 공정을 이용하여 고주파가속관을 제작하였다. 이와는 달리, 본 발명의 실시예는 상온(35℃ 내외) 대기압 환경에서 고체인듐 봉인 공정으로 고주파가속관을 제작하게 됨으로써 고체인듐 봉인 접합 후 구리의 변형이 발생하게 되지 않으므로, 2차 공진주파수 튜닝작업 및 직진도 측정 등의 공정단계를 생략할 수 있다.
기존에 사용하는 금속접합 고주파가속관은 금속접합 공정 작업 시 고온 고진공 상태에서 필연적으로 발생하게 되는 공정 오차, 구리 직진도 변형 등의 문제로 목표하고자 하는 공진주파수 범위보다 크게 변화될 시(약 10 MHz 이상) 튜닝 작업만으로 해당 주파수를 조정하는 것은 매우 어려운 단점이 존재한다. 이를 해결하기 위해서는 신규 가속관을 새로 제작하거나 복잡한 추가 부품(ex. 위상변환장치(Phase Shifter), 전송선로(Stub-line)) 등을 이용해야 하며, 이로 인해 일정한 제작 수율을 확보하기가 매우 어렵다.
하지만, 고체인듐을 이용한 정밀 봉인형 고주파가속관(100)은 정밀 측정 작업에서 불량품이 발생하더라도, 고체인듐을 제거한 다음 재가공품으로 대체를 수행할 수 있다. 이로 인해 가속관을 형성하는 기존 제품들을 모두 재사용할 수 있다. 이러한 이유로 영구적인 가속관 사용이 가능하며, 이에 따른 가속안정성 유지 및 유지보수의 편리성 등을 확보할 수 있다.
상기한 바와 같이 고체인듐을 이용한 정밀 봉인형 고주파가속관(100)을 사용함으로써, 고선량 방사선치료기를 보다 매우 높은 가속효율로 동작안정성을 향상시킬 수 있다. 그리고 공정효율 및 생산성 향상으로 효율적 생산에 따른 원가절감 등의 다양한 이점을 바탕으로 성능과 가격경쟁력을 모두 만족하는 미래 초소형-초고선량 가속기 개발이 가능하다.
무엇보다도 기존 가속관보다 소형화가 가능해짐으로써 효율적인 장비 운용 가격, 작은 공간점유율 등을 만족시켜 기존 대형병원에 집중된 치료기 시장에서 중·소병원까지 영역을 확장시킴으로써 신시장 개척 뿐만 아니라 국민건강성 증진에도 큰 역할을 수행할 수 있다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
100 ; 정밀 봉인형 고주파가속관 110 ; 제1 지지 플레이트
120 ; 제2 지지 플레이트 130 ; 가압 지지부
150 ; 가속 셀 160 ; 번칭 셀
170 ; 커플링 셀 1500 ; 제1 접합 플레이트
1502 ; 제11 더미패턴 1504 ; 제12 더미패턴
1506 ; 제13 더미패턴 1510 ; 제2 접합 플레이트
120 ; 제2 지지 플레이트 130 ; 가압 지지부
150 ; 가속 셀 160 ; 번칭 셀
170 ; 커플링 셀 1500 ; 제1 접합 플레이트
1502 ; 제11 더미패턴 1504 ; 제12 더미패턴
1506 ; 제13 더미패턴 1510 ; 제2 접합 플레이트
Claims (7)
- 가속 공동을 형성하는 분할 접합구조의 셀들이 길이방향을 따라 복수로 구비되는 가속부,
상기 가속부의 일측에 구비되어 상기 가속부를 지지하는 제1 지지 플레이트,
상기 가속부의 타측에서 상기 제1 지지 플레이트와 대응하는 위치에 구비되어 상기 가속부를 지지하는 제2 지지 플레이트, 그리고
상기 제1 지지 플레이트에 일단이 연결되고, 타단이 상기 제2 지지 플레이트에 연결되어 상기 가속부의 접합 지지력을 제공하는 가압 지지부
를 포함하며,
상기 가속부의 접합면에서 미리 설정된 접합위치에 구비되는 접합패턴에 실링재가 가압 확산 접합되어 상기 가속부의 접합면 연결을 정밀 봉인상태로 유지하며,
상기 접합패턴은 서로 대칭적 구조를 갖고 미리 설정된 크기와 간격을 유지하여 상기 실링재가 일정한 압력으로 고르게 퍼지도록 안내하는 더미 패턴(Dummy-pattern)을 포함하고, 상기 접합패턴은 접합위치의 외주방향으로 미리 설정된 깊이를 갖는 오목한 접합홈으로 구비되며,
상기 가속부는
전자빔을 빛의 속도에 근접한 속도까지 가속시키는 가속 셀을 포함하고,
상기 가속 셀이 제1 접합 플레이트와 제2 접합 플레이의 접합 구조로 형성되며,
상기 제1 접합 플레이트와 상기 제2 접합 플레이의 접합면에는 각각의 접합패턴이 구비되고,
상기 제1 접합 플레이트에는 제11 더미패턴, 제12 더미패턴, 제13 더미패턴이 구비되며,
상기 제11 더미패턴은 상기 제1 접합 플레이트에 구비되는 진공 테두리의 위치와 대칭되는 위치에 원형의 오목한 접합홈 형태로 구비되고,
상기 제12 더미패턴은 복수로 구비되는 냉각수 및 진공라인 연결용 구멍의 테두리 부분에 원형의 오목한 접합홈 형태로 각각 구비되며,
상기 제13 더미패턴은 진공 유지용 구멍의 테두리 부분에 원형의 오목한 접합홈 형태로 구비되는 정밀 봉인형 고주파가속관. - 제1항에서,
상기 실링재는 고체인듐을 포함하는 정밀 봉인형 고주파가속관. - 삭제
- 삭제
- 삭제
- 제1항에서,
상기 실링재는 오링 형상으로 형성되는 정밀 봉인형 고주파가속관. - 제1항에서,
상기 가속부는
전자빔 초기 가속 및 집속 기능을 하는 양극,
빔 집속 및 초반 가속 기능을 하는 번칭 셀,
고주파발생부로부터 RF 출력을 공급받는 커플링 셀, 그리고
진공 상태 유지용 진공포트
를 더 포함하는 정밀 봉인형 고주파가속관.
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020210117233A KR102663242B1 (ko) | 2021-09-02 | 2021-09-02 | 정밀 봉인형 고주파가속관 |
| PCT/KR2022/005300 WO2023033293A1 (ko) | 2021-09-02 | 2022-04-12 | 정밀 봉인형 고주파가속관 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020210117233A KR102663242B1 (ko) | 2021-09-02 | 2021-09-02 | 정밀 봉인형 고주파가속관 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20230034080A KR20230034080A (ko) | 2023-03-09 |
| KR102663242B1 true KR102663242B1 (ko) | 2024-05-03 |
Family
ID=85411462
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020210117233A KR102663242B1 (ko) | 2021-09-02 | 2021-09-02 | 정밀 봉인형 고주파가속관 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR102663242B1 (ko) |
| WO (1) | WO2023033293A1 (ko) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20190320523A1 (en) * | 2017-03-24 | 2019-10-17 | Radiabeam Technologies, Llc | Compact linear accelerator with accelerating waveguide |
| JP2020530656A (ja) * | 2017-08-07 | 2020-10-22 | ケメット エレクトロニクス コーポレーション | マルチコンポーネントからなるリードレススタック |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0760758B2 (ja) * | 1987-06-22 | 1995-06-28 | 株式会社島津製作所 | 高周波多重極線形加速器 |
| JPH0615462A (ja) * | 1992-07-02 | 1994-01-25 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | 銅製部材の接合方法 |
| KR101725849B1 (ko) | 2015-06-17 | 2017-04-13 | 한국원자력연구원 | 광대역 주파수 튜닝이 가능한 선형 가속기 |
| KR101778797B1 (ko) * | 2016-02-29 | 2017-09-14 | 성균관대학교 산학협력단 | 회전가능한 rf 파워 커플러 |
| KR101938641B1 (ko) * | 2017-01-24 | 2019-01-15 | 성균관대학교산학협력단 | 초소형 의료용 전자가속기 |
| KR20190032327A (ko) * | 2019-03-18 | 2019-03-27 | (주)뉴젠텍 | 가속기용 단위 셀 |
-
2021
- 2021-09-02 KR KR1020210117233A patent/KR102663242B1/ko active IP Right Grant
-
2022
- 2022-04-12 WO PCT/KR2022/005300 patent/WO2023033293A1/ko unknown
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20190320523A1 (en) * | 2017-03-24 | 2019-10-17 | Radiabeam Technologies, Llc | Compact linear accelerator with accelerating waveguide |
| JP2020530656A (ja) * | 2017-08-07 | 2020-10-22 | ケメット エレクトロニクス コーポレーション | マルチコンポーネントからなるリードレススタック |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2023033293A1 (ko) | 2023-03-09 |
| KR20230034080A (ko) | 2023-03-09 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Baig et al. | Performance of a nano-CNC machined 220-GHz traveling wave tube amplifier | |
| Paoloni et al. | Design and realization aspects of 1-THz cascade backward wave amplifier based on double corrugated waveguide | |
| Wang et al. | $ Ka $-band symmetric V-shaped meander-line slow wave structure | |
| Tucek et al. | 220 GHz power amplifier development at Northrop Grumman | |
| Gong et al. | Some advances in theory and experiment of high-frequency vacuum electron devices in China | |
| KR102663242B1 (ko) | 정밀 봉인형 고주파가속관 | |
| Du et al. | Experimental Investigation of an Ultrawide Bandwidth $ W $-Band Pulsed Traveling-Wave Tube With Microfabricated Folded-Waveguide Circuits | |
| US11894208B2 (en) | Multi-layer vacuum electron device and method of manufacture | |
| Kutsaev et al. | Thermionic microwave gun for terahertz and synchrotron light sources | |
| Xu et al. | Design and experiment of a 200-kW Q-band gyro-TWT | |
| CN210104061U (zh) | 一种用于真空磁控溅射镀膜的样片腔装置及镀膜参数优化*** | |
| Xu et al. | Design and experiment of a high average power Ku-band TE 01 mode gyro-TWT | |
| Alesini et al. | High power test results of the ELI-NP S-band gun fabricated with the new clamping technology without brazing | |
| Ortiz | High Power Spatial Combiners: Tile and Tray Approaches | |
| CN111524766B (zh) | 一种多片叠加太赫兹高频互作用***的加工方法 | |
| US3271614A (en) | Electron discharge device envelope structure providing a radial force upon support rods | |
| Koscielniak et al. | ARIEL Superconducting Electron Linac | |
| Koenen et al. | Design of a millimeter-wave phased array antenna for Gaussian beam shaping and steering | |
| Henke | Planar structures for electron acceleration | |
| Kaizer et al. | Study and development of CW room temperature rebuncher for SARAF accelerator | |
| Wang et al. | Research on TWT frame electron gun core component fabrication technology | |
| Paoloni et al. | Design and fabrication of e-band traveling wave tube for high data rate wireless links | |
| US2476971A (en) | Electron discharge apparatus of the velocity modulation type | |
| Li et al. | Progress on the RF Coupling Coil Module Design for the MICE channel | |
| Kwon et al. | Development of High Power Electron Accelerator for Industrial Applications “ |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| AMND | Amendment | ||
| E601 | Decision to refuse application | ||
| X091 | Application refused [patent] | ||
| AMND | Amendment | ||
| X701 | Decision to grant (after re-examination) | ||
| GRNT | Written decision to grant |