直線加速器

        一部電子直線加速器可以說是由四大部分組成：直流電壓(DC Power)、微波電壓(Microwave Power)加速器本身及射束支持組件如圖所示，在DC電壓上，高壓脈衝由電力供應到儀器上；在微波電壓上，轉換脈衝為輻射頻率能同時將這個能量注入到加速器上，在加速器上，將電子群由加速管加速到一定之能量。這些被加速的電子群由射束支持組件系統處理，提供適合於臨床應用之電子射線或光子射線。

直流電壓(DC Power)

 電子鎗(electron gun)及微波電壓部份均須要一個強大的直流電壓，其脈衝是由開關管(Switching Tube)所形成。

產生高流直流電壓，經脈衝調節器裝置交替，可供應微波電源與加速器兩裝置的高能直流電壓。

微波組件(Microwave Components)

導波管(Waveguides )──在直線加速器上，導波管是傳導輻射頻率能量最佳的管道，矩形導波管之長度通常大於0.6λ(λ是輻射頻率之波長)寬度為0.2至0.5λ。

腔體(Cavities)──導波管是由一段段的管徑頭尾相接，中間接上導體而成，輻射頻率行波在其間得多重的反射。當一個腔體的長度是定義於半個波長的整數倍時，那麼腔體內即可形成駐波(Standing wave)，因此腔體長度可決定共振腔之共振頻率。

磁控管(Magnetrons)──磁控管是圓筒狀的二極體，當受到強直流電壓激發時，其動作有如高功率微波震盪器。磁控管中間部份的陰極由內部的燈絲加熱，而外圍的陽極由固態的銅成對之共振腔環於外壁如左圖，一軸磁場由一個大的永久性磁鐵形成。當直流電壓加在二極體上時，電子從陰極被加速到陽極，由於磁場關係，電子束成螺旋狀的路徑，也由於這些過程使輻射頻率能量(RFE)行於共振腔中。磁控管轉換直流電壓為輻射頻率能其效率為60%。
　

速調電子管(Klystron)──速調電子管之原理，如右圖所示，其輻射頻率能管需要一個低能的輻射頻率震盪器以提供動力到第一腔體(稱為BUNCHER)，從直流電壓組件提供加速用的直流電壓脈衝，其能量約ΩKev，將電子注入腔體內，在BUNCHER腔體內電子之速度受到微波磁場之調整，這種調整動作同將電子集中一起進出同一腔體，當它們到達第二個腔體(稱為CATCHER)，開始減速，並且把能量轉換成一個微波能量脈衝，高功率的速調電子管將直流電壓轉換成微波能量之效率為55%。

電子加速管(Electron Accelerator)
 
離子幫浦(lon Pumps)──直線加速器中的電子加速管內必須高度真空以防止能量漏失，及電子被加速過程中與空氣分子產生交互作用，老式的機型採用機械式或滲透式的幫浦，但新型的均採用離子幫浦，以保持高度之真空。

一般上，離子幫浦由多數圓筒形陽極介於兩個陰極之間，如三明治一樣，如由圖所示，陰極是由欽物質組成，它是一種再活性爆烈物質(Reactive Sputter)。

電子鎗(Electron Gun)──電子鎗是一個將電子注入加速管之裝置，電子是由含有釷元素之鎢陰極產生並由鎢熱絲加熱，由脈衝變壓器產生之負高壓脈衝加在陰極、同時電子加速向陽極，通過銅陽極上的小洞而進入加速管中。
　

行波加速管(Traveling Wave Accelerator)──在行波加速管中軸電場是隨時間而變化，出電子鎗產生之電子進入加速管時會被行波捕獲，且騎在行波上前進，猶如衝浪，當它們由行波攜帶時可以加速到很高的能量。
　

對電子直線加速器而言，加速管形式是平滑的導波管是不可接受的，因為微波的相速度(Phase velocity)將超越光速，電子將落後行波，然而，一種碟荷式(diskloaded)導波管是線性排列可減低相速度，將腔體的直徑或長度改變均能調整出任何值。在導波管電子注入之移動速度小於0.5C(C是光速)同時由第一腔體(BUNCHER)收集後加速到近光速，在加速管中一步步的達到高能狀態，離開加速管後進入射束支持系統。
　

駐波加速管(Standing Wave Accelerator)──直線加速器若使用駐波加速管，它的導波首是一系列的共振腔，導波管頭尾相接以使微波能量達到最大的反射，進入波與反射波產生駐波形式，然其電場之強度為進入波之二倍，在中間腔其電場強度幾乎為零，這些腔體很簡易的傳送微波能量。

參考文獻：放射治療物理學─何瑞明編著─嘉洲出版社

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