加速管的能量转换方式

上文在论述加速器的基本功能时就指出，为了适应不同部位和不同深度病灶的临床放疗需求，现代医用电子直线加速器都被设计成双光子甚至三光子，并可提供多档电子射线。这种多档能量灵活选择的工作方式是靠加速管的能量转换功能来实现的。

研制医用电子直线加速器的初衷主要是为了提供治疗体内深部病灶的X线。由于不同能量的X线具有不同的最大辐射剂量点，而病灶的深度亦有不同，因此，临床上需要在一台加速器上可以提供不少于高、低两档能量的X线，一般来说，两档X线基本可以满足深部病灶的放疗需求。同时，临床上还需要在同一台加速器上提供具有较短射程的多档电子射线，以便用来治疗表浅部位的病灶而不会影响后面的正常组织，因此，现代医用电子直线加速器的加速管必须具备多档能量的转换功能。

我们知道，加速电场、束流负载和同步条件是一台医用电子直线加速器得以稳定运行的三大基本要素，因此，要改变射线能量，必须从这三大要素入手。而上一节对加速管工作特性的研究为改变加速管能量提供了可能并指明了方向。

首先，分析图2-8-20可知，不论行波加速管还是驻波加速管，在其他条件不变的前提下，通过改变微波输入功率就可以改变电场强度从而改变X线的输出能量，这是医用电子直线加速器能量转换的基本方式。其次，根据图2-8-19所示的负载特性可知，在微波输入功率等条件确定之后，加速能量随束流负载的增加而降低，因此调节束流负载也是转换X线辐射能量的基本方式之一。但是，由于行波加速管与驻波加速管具有不同的结构特点和不同的工作特性。并且考虑到功率特性、频率特性和其他因素，行波加速器和驻波加速器会分别采取不同的能量转换方式，而且X线与电子射线的能量转换方式也不相同，现分述如下。