医科达Precise直线加速器真空系统原理与故障问题处理分析

医科达 Precise直线加速器真空系统原理与故障问题处理分析

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.