西门子PRIMUS-M直线加速器磁控管的更换与维护
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【中图分类号】R197.39【文献标识码】A【文章编号】1672－3783(2012)03－0236－01
【摘要】 磁控管是直线加速器的核心部件，其运行的状态直接影响到整个加速器的性能指标。正确的更换和维护磁控管，可以延长其使用寿命，节约成本。
【关键词】 直线加速器 磁控管更换维护
1引言
磁控管是直线加速器中的核心部件。它属于电子真空微波元器件，其结构精密，价格昂贵，但是具有一定的使用寿命，一旦出现故障，将直接影响到直线加速器射线输出能谱、稳定性、均匀性、准确性以及机器正常运行的经济成本，甚至使得机器无法运行。当直线加速器出现各种故障并且鉴别为磁控管故障时，则需要更换磁控管，以获得更好的性能。
我院现有西门子primus-m型直线加速器，其使用的磁控管为EEV公司的M5193管，下面就M5193磁控管的更换及维护做个介绍。
2磁控管的更换
在更换磁控管前，准备好所需的各种不含磁性的工具，足够的SF6气体和去离子水等。
(1) 关掉直线加速器主机电源。
(2) 对高压部分(主要是调制器)用放电棒进行充分放电。
(3) 关闭磁控管冷却水管上的两个阀门，拆掉磁控管进出水接头，将水管从磁控管上拆下并将剩余水放光，拆水管的时候最好用吸水海绵或干毛巾包好，防止弄湿周围的电子元器件。
(4) 拆掉磁控管边上的调谐驱动机构及安装调谐驱动机构的侧板，并记下磁控管调谐位置。
(5) 将磁控管上的地线，电容等拆掉，打开SF6的放气阀门后暂时离开机房（机房持续排风）。
(6) 过一段时间后重新进入机房，记录旧磁控管的高压和灯丝小时，打开磁控管底座的固定螺丝，松动磁控管并小心将其从电磁铁里慢慢取出。取出的时候小心阴极缘体的玻璃管颈。
(7) 用无水酒精纱布将新磁控管的输出窗、磁控管与波导连接处及O型密封圈擦干净（最好能更换新的密封圈），除去表面可能存在的污物。
(8) 将旧磁控管上面连接水管的铜接头,电容等安装在新的磁控管的相应位置上。
(9) 新磁控管的调谐器位置最好参考旧磁控管的调谐器位置，或先将调谐器臂调整到底，然后反转2.25圈，并将安装调谐驱动机构的侧板安装好。调谐驱动机构留到后面再装。
(10) 将新磁控管小心地安装到加速器上，对称放在两磁极间，然后螺丝对称性地将之拧紧。
(11) 重新接通好水管并连接好各个线路电缆。
(12) 重新充SF6气体几次至压力为25psi至28psi。最后再细致的检查各电路、接口，保证没有错漏。
(13) 打开主机电源后启动水冷系统，检查接口有无漏水、水流量是否足够及是否需要补充去离子水。
(14) 调S41板上的R13电位器，使得磁控管灯丝电压为8.5±0.2V，进入维修模式手动状态，调APCP为5000MV，这时APCM也为5000MV，这样就将调谐驱动机构调试好了。
(15) 将调谐驱动机构安装在侧板上并与磁控管连接好。再细调即可将机器调整好，调好后的最佳位置应为在AUTO（自动调谐）状态，调AFCP为5000MV使得出束时AFCM也为5000MV。
由于在重新安装磁控管与调谐驱动机构的连接部分时，位置不一定对得准确，调谐器的位置可能有所偏离，使得磁控管不在最佳出束点。其调节有两种：①在出束时的AUTO状态下，要重新调整AFCP值，只要调到能出束就行；②在手动模式下，停止出束，断掉PFN，到机房手动调节调谐器，使得控制台的AFCM为5000MV。
(16) 在经过必要的老炼之后，需要对不同能量的X线和电子线进行细调校准。先由电子线低能向高能调节，最后再调节X线。通过调节AFC-T、PRFP、AFCP、PEN(包括IPEN)及INJI等参数，使得AFC触发点最佳，剂量率最稳定。
当所有参数符合要求后，将其从维修模式拷到治疗模式，机器才能正常使用。到此，磁控管的更换便完成了。
3磁控管的维护
磁控管的维护主要有以下两个方面：
3.1防止磁控管打火
磁控管在实际工作中经常遇到打火的问题，导致磁控管工作不稳定。例如：升高阳极电压、提高脉冲重复频率或增大脉冲宽度、磁控管的灯丝预热不足、阳极电流过大等均可能引起磁控管工作不稳定和打火现象的发生。我们可以从以下几个方面设法避免打火现象：①不要突然改变磁控管的工作状态。例如突然提高电源电压或者增加脉冲频率。②对于新管或长久不使用的磁控管所引起的打火可用老炼的方法克服。另外正常使用中磁控管应每隔一定时间老炼一次，以保持磁控管对不同工作状态的适应性。③出束前给予灯丝足够的预热时间。
3.2磁控管的老炼
对于新购置安装或长时间放置的磁控管，在安装使用时必须进行老炼。这是因为管子内部可能有残余气体，真空度不够，如果这时突然加高压，可能会引起严重的气体放电即“打火”，造成磁控管工作不稳定或损坏。老炼主要有两个作用：一提高内部的真空度；二是纯化阴极，使阴极发射电子均匀。
老炼就是先加磁控管的灯丝电压十几分钟，然后阳极电压分几个阶段，分别从最低阳极电压、最低脉冲重复频率逐步增加到额定值的过程。对于每个电压值，让磁控管工作一定时间，若发生打火现象，就要降低阳极电压到不打火时为止，只有当磁控管稳定工作一段时间后，才换到更高的电压段工作。这样直到阳极电流比额定值大2%-5%，并保持半小时。如果这时磁控管能稳定工作，就可以结束老炼，老炼的时间一般由十几分钟到几小时不等。磁控管一般应隔一段时间老炼一次，备用磁控管隔一定时间使用一段时间可以相对延长其使用寿命。
直线加速器上使用的磁控管，可以在机器上进行老炼。但由于加速管的频率很窄，必须随时监视和保证磁控管的频率和加速管的固有频率一致，否则会产生反射，引起传输系统的严重打火。
参考文献
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［4］ 李刚.医用直线加速器磁控管原理及故障鉴别［J］ 医疗卫生装备,2008,29(6):122
作者单位：545006 广西柳州肿瘤医院