MINItrace回旋加速器离子源的安装与调试
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[摘要] 目的 熟练掌握对minitrace回旋加速器离子源的安装与调试技术，提高回旋加速器生产放射性核素的效率，延长离子源的使用寿命。 方法 用离子源专用工具将离子源从回旋加速器真空腔中拆卸或安装，用MSS维修软件对回旋加速器的射频系统和离子源系统进行调试。结果 通过加真空，轰击束流观察射频系统和离子源系统的参数后整个系统稳定运行。结论 维护好离子源系统，使离子源有更长的寿命，工作束流应该在满足临床需要的前提下尽可能小一些，以减小系统的大火，延长使用寿命。
[关键词] 回旋加速器；离子源；射频；束流
[中图分类号] R774 [文献标识码] A [文章编号] 1674-0742（2013）08（b）-0197-02
该院从2006年安装使用GE公司生产的MINITrace回旋加速器以来，其在我院PET/CT检查中起到了重要作用，但由于回旋加速器是近年来才进入医院的高精尖新型高科技设备，其维护、维修难度大。尤其是离子源系统的安装和调试属于难度较大、费时较长的项目。每次维护或更换部件后，均需认真调试各部件以使其达到最佳工作状态。结合这些年来的实践经验，总结了一些维护方法，供参考。
1 方法与步骤
1.1 回旋加速器离子源的工作原理
在回旋加速器中，离子源是一个重要部件，其核心组件是中心区域的TU BE管。TU BE管的作用是通过离子源电源PSA RC在阴、阳极间产生相对高压（约500～2000V）。高压和磁场的共同作用使TUBE中不断流过的氢气电离产生等离子体Plasma，同时在等离子体的外圆产生氢负离子，并在电极吸附和磁场的共同作用下从窄缝Slit引出，引出的氢负离子作为加速的介质在加速到一定速度后轰击氧l 8水。其位于回旋加速腔的中心，由于加速腔内是高真空设置，所以其高压电源引线、氢气管道和恒温水管从右端引出加速器真空腔体外。由于频繁放电的强烈电离作用，离子源内部会产生金属烧灼物，时间长会造成绝缘不良而放电，同时氢负离子引出的窄缝会逐渐变大，影响产生氢负离子的效率。以上问题恶化后主要表现为离子源电流突然增大，而高压突然变小，同时轰击电流达不到规定的35 uA，在这种情况下，必须进行离子源的维护、清洗以至更换其核心组件TUBE管。
1.2 离子源的拆卸与安装
将离子源拆卸之前，通过回旋加速器右边位置真空部分按钮VENT按钮，向真空腔内充空气，使得真空腔内气压与大气压一致。再拆下加速腔右下角离子源引出的2根水管快速接头、1根电源连接线和1根氢气连接的快速接头，屏蔽相应的靶体后打开真空腔。按照手册要求将固定在回旋加速器中心位置的离子源套件拆下，放到工作台上。用专用工具取下TUBE阳极和阴极。观察阳极和阴极的磨损度，如果阳极管缝隙变宽或者阴极磨损就要考虑更换新的配件。将拆下来的离子源用90%以上的酒精、纱布、棉签等为离子源进行清理，然后用超声清洗机清洗30 min。用离子源专用工具将离子源按正确位置装配好，关闭真空腔，启动真空系统加真空。
1.3 射频调试
用便携式计算机MSS维护软件来控制回旋加速器GCU，当真空系统真空度达到10-6 Pa以上时，开始打开MSS控制界面，点击maganet system输入磁场电流值133.35A，等电流值稳定之后，退出maganet system界面，点击RF system---RF standby状态，待稳定之后点击RF NORMAL 状态将Dee电压从15 KV开始逐渐增加到35 KV，期间因为长时间的打开了真空腔或更换部件造成的多余物高功率下的正常表现，所以15 KV调到35 KV需要一个多小时时间。一般以1 KV的步进值往上调，当调到33 KV时，以0.1 KV的步进值往上调，直到35 KV值稳定为止。期间每调一个值还要观察控制柜上的DPA反射功率，其值应控制在0.5以下。
1.4 离子源调试
离子源的调试原则是用最小的离子源电流在PROBE IN上产生最大束流，而且束流两端的准直器上的束流值最小。整个调试过程都是围绕这个原则进行。具体步骤为：
①用MSS控制界面打开beam control 界面，首先点击GAS ON向离子源充氢气大约30 min，为防止轰击时减少频繁打火导致束流轰击不起来事件的发生。这时真空度压力从10-7 Pa变为10-5 Pa属正常现象。
②在beam control 控制界面内加磁场电流133.35 A，按顺序点击GAN ON、IS ON、PROBE IN、RF STANDBY、RF NORMAL等按钮开始离子源束流的调试。离子源电流从200 mA开始设置并观察PROBE IN上的束流值，与参考值进行对比，如果PROBE IN上的束流值感觉有点小，则用外置的手控盒远程控制微调离子源TUBE的位置，使在PROBE IN 达到最佳的束流值。一般离子源电流值取200～800 mA。具体电流、束流值如表1。
2 结果
在完成射频和离子源的调试之后，操作界面从MSS转换到MASTER工作站，加磁场电流，向18F靶充H216O，用25 uA轰击30 min，master控制界面上的各项参数值都处于正常范围之内，如图1所示。得到的度与正常的值进行对比之后，处于正常的工作状态。
3 结论
回旋加速器离子源阳极管和阴极是个属于耗材。所以定期对离子源的射频调试和离子源调试是非常重要的工作，必须细心、耐心、周到细致。这也是回旋加速器维护工程师必备的一项技能。特别是在一些调试过程中的测试数据。具有首创的特点、对照的功能，在这方面，笔者也在不断探索和完善之中。
[参考文献]
[1] 张卫东.MINItrace 回旋加速离子源的维护 [J].医疗卫生装备， 2008， 29（10）：119-120.
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[3] 刘平. RDS111型回旋加速器离子源分析与检修[J].医疗卫生装备，2008，29（3）：122-123
（收稿日期：2013-06-18）