医科达Precise直线加速器真空系统原理与故障问题处理分析

发表时间:2021/7/22   来源:《中国医学人文》2021年13期   作者:任碧辉 王清弘 马雪丹
[导读] 医科达Precise直线加速器,其真空加速管较长,在正常运行阶段受加速管真空度因素影响易引发系统故障,需在实际应用阶段能对此引起重视
        任碧辉 王清弘 马雪丹
        太和县人民医院, 安徽阜阳 236600
        摘要:医科达Precise直线加速器,其真空加速管较长,在正常运行阶段受加速管真空度因素影响易引发系统故障,需在实际应用阶段能对此引起重视,控制加速管真空度标准要求,分析真空故障具体原因与现象,能从根源上对其故障问题合理化解决,控制其真空度,才能保证该系统运行稳定性与安全性。
关键词:医科达;直线加速器;真空系统;原理;故障
引言:医科达Precise直线加速器真空故障类型较多,不同的故障问题均有相应的影响因素,但各类故障问题的发生均会对系统运行稳定性与安全性有一定影响,还需注重合理故障问题合理化解决,才能满足系统运行要求。对此,需以医科达Precise直线加速器真空系统原理为分析基础,保证处理方案与方法更合理,实施效果更理想。
        一、医科达Precise直线加速器真空系统原理
医科达Precise直线加速器真空系统由电子枪、驻波加速管、靶室、离子泵、输出耦合剂、波导窗、高真空阀门、排气口(二次启动用)等所组成,在系统运行中,要明确其具体要点。
第一,离子泵:医科达Precise直线加速器真空系统正常运行时,需2个离子泵共同维持,分别安装在电子枪端、靶端为主。刚建立加速管期间,关掉离子泵电源CB10,由剩余的外泵完成运行工作,使管内压力就控制在10-3mbar(1mbar=102Pa),此条件下的监测真空为-5.8。
第二,真空连锁:管内压力处于10-5mbar条件时,PRF会被中断,前期设计的出线也会暂停,注重波导窗保护。但是一旦真空回到正常条件时,机器又开始恢复正常。需在系统出线过程中控制加速管内部压力,建议大于10-4mbar,能确保机器停止出线后枪灯丝供电被断开,避免发生灯丝蒸发情况。
第三,真空检测:在系统运行阶段准确检测离子泵工作电流数据,再对具体信息数据换算,完成加速器对真空检测工作,设定离子泵电流最大值,则泵的外壳温度升高,则加速管内部气体较多,真空度较低;相反,设定离子泵电流最小值,则泵的外壳温度降低,则加速管内部气体减少,真空度升高,充分说明离子泵电流与真空度之间的影响关系[1]。
第四,真空监测:医科达Precise直线加速器真空系统的真空监测,主要内容是加速器对系统真空度、真空联锁、真空电路等监测。
例如:设i227、i228、i238编号,所包括的项目分别为VacGun227、VacTarg228、10-4trpG238,真空监测内容分别是:枪端真空监测:-1~-8(即10-1~10-8mbar)、靶端真空监测:-1~-8(即10-1~10-8mbar)、10-4枪端真空联锁触发:0不触发,1触发。
二、医科达Precise直线加速器真空故障分析与处理
(一)10-5T、10-5G真空故障
10-5T、10-5G真空故障主要特点是一端出现报警联锁情况,此时的钛泵温度较高。而另一端的真空、PSU均正常,故障外观特征不明显。


故障原因:因10-5T、10-5G真空故障问题出现后,钛泵温度较高,在检测阶段以此为核心,了解到是钛泵老化因素影响。也有部分原因是停电后使钛膜脱落,从而引发短路。
故障处理:结合检测结果掌握钛泵故障实况,轻则敲击钛泵,能保证其恢复正常。重则用丙酮清洗,或者直接更换,均能对10-5T、10-5G真空故障问题合理化解决。
(二)10-4T、10-4G真空故障
10-4T、10-4G真空故障主要特点包括:两端真空均处于报警状态,系统运行中应用的2个离子泵均出现发热情况,导致真空无法充足提供。
故障原因:是在系统运行阶段出现停电事故,使离子泵的电流瞬间大,导致离子泵的温度持续增高,无法正常运行。此外,还会因波纹管连接的处密封圈老化影响,使系统运行阶段出现漏气情况。
故障处理:结合系统运行实况,主要是对离子泵温度升高原因探究,建议先关闭离子泵电源,使其自然条件逐渐降温[2]。然后观察真空指示,如果显著<-3,则可直接上离子泵。相反,指示条件不符合实际要求,还需使用外泵抽。最后,对密封圈老化处理,对其直接更换,可解决10-4T、10-4G真空故障问题。
(三)10-5T真空故障
10-5T真空故障特点,是2个离子泵中的1个泵温度较高。同时,PSU不正常。
故障原因:依然是使系统处于运行状态下,借助相关设备与工具对系统运行实况检测,主要是其中发热离子泵,得出PSU出现故障。
故障处理:因PSU故障而使其中1个离子泵出现发热情况,只需对PUS故障处理即可,就能恢复系统运行稳定性。
(四)输出剂量率低
输出剂量率低特点,在系统初期运行阶段,针对此故障问题的处理,可通过适当增加灯丝电压进行相应的调整,但随着系统运行,在后期运行阶段灯丝电压不受调控。
故障原因:结合实际勘察与检测,了解输出剂量率低故障问题的发生,主要影响因素的灯丝老化。
故障处理:因灯丝老化而引发输出剂量率低问题,建议直接更换灯丝,然后再重建真空,经标准测试后调整AFC、Gunservo、2T、2R,各项指标符合要求后恢复正常[3]。
(五)输出剂量逐渐变小
输出剂量逐渐变小特点:是因离子泵的电流持续增大。
故障原因:随着离子泵电流持续增大,在实际检测阶段了解波导窗发生微漏,SF6对灯丝造成污染。
故障处理:直接更换波导窗,并重建真空,经标准测试后调整各项指标,符合要求后恢复正常。
结语:
综上所述,结合上述内容对医科达Precise直线加速器真空系统原理掌握,在系统运行阶段还需对真空故障问题详细探究与处理,能针对10-5T、10-5G真空故障、10-4T、10-4G真空故障、10-5T真空故障、输出剂量率低、输出剂量逐渐变小等问题具体探究,有针对性地解决,从而确保系统运行稳定性。
参考文献:
[1]张勇,许悦.医科达直线加速器Synergy日常使用中的检修案例[J].中国设备工程,2021,32(04):31-32.
[2]李大明,彭照明,杨鹏飞,张怀文.医科达直线加速器真空部件常见故障及快速解决方案[J].中国医疗器械杂志,2021,45(01):114-118.
[3]张金友.医科达直线加速器通信系统简述及故障维修[J].医疗装备,2020,33(16):134-135.
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