Бетатрон - Технологические основы лучевой терапии - Лучевая терапия - Медицинская радиология - Мед Читалка

Бетатрон

Бетатрон, или циклический ускоритель электронов, состоит из двух главных узлов: устройства, генерирующего электроны, и ускорителя этих частиц. Основной частью бетатрона является электромагнит, в зазор которого вставлена кольцеобразная ускорительная камера.

Через первичную обмотку магнита протекает переменный ток. В ускорительную камеру в каждый период переменного тока вводят (инжектируют) порцию электронов из катода, которые захватываются направляющим электрическим полем. Магнит создает переменное магнитное поле, ускоряющее электроны и удерживающее их на орбите.

Возрастание энергии электрона за один оборот сравнительно невелико, но в процессе ускорения он делает множество таких оборотов и поэтому энергия его возрастает до больших значений — 15 — 30 МэВ.


Бетатрон, генерирующий пучок электронов

Бетатрон, генерирующий пучок электронов

а — общий вид бетатрона;
б — схема устройства, генерирующего электроны; в — набор тубусов.


Электронное излучение генерируется в виде узкого пучка, в связи с чем на его пути устанавливают рассеивающую фольгу, толщина которой должна быть тем больше, чем выше энергия электронов. Для ограничения поля облучения и упрощения наводки пучка на очаг применяют тубусы, которые позволяют создавать овальные, круглые или квадратные поля.

Задание 9

Почему пучки быстрых электронов применяют главным образом для облучения поверхностно расположенных патологических очагов? Для ответа на этот вопрос Вам придется вспомнить дозное распределение, характерное для быстрых электронов.

Смотрите рисунок — Изодозные кривые при дистанционном использовании различных видов ионизирующих излучений

Смотрите — Ответ к заданию 9

Линейный ускоритель электронов

Основу линейного ускорителя составляет цилиндрическая ускорительная камера. В ней возбуждается высокочастотное электрическое поле с бегущей волной. В камеру периодически инжектируется порция электронов.


Линейный ускоритель, генерирующий тормозное излучение

Линейный ускоритель, генерирующий тормозное излучение

а — схема устройства, генерирующего пучок тормозного излучения;
б — общий вид установки.


Они оказываются в ускоряющем электрическом поле, создаваемом высокочастотным генератором. Электроны высокой энергии направляют на мишень для получения тормозного излучения. В качестве мишени применяют пластину из тяжелого металла, обычно золота.

Кинетическая энергия летящих электронов при взаимодействии их с атомами мишени превращается в энергию тормозного излучения. Последнее диафрагмируют с помощью формирующего устройства, представляющего набор вкладышей из свинца.

Для лучевой терапий используют линейные ускорители, генерирующие тормозное излучение с энергией 4, 6, 15, 45 МэВ; на этих установках можно получить пучок излучения, характеризующийся большой мощностью дозы.

Задание 10

Вспомните пространственное распределение энергии тормозного излучения в теле человека.

Смотрите рисунок — Изодозные кривые при дистанционном использовании различных видов ионизирующих излучений

Смотрите — Ответ к заданию 10

После этого ответьте на два вопроса:

  • почему линейный ускоритель используют главным образом для статического, а не подвижного облучения? 
  • какую энергию тормозного излучения необходимо избрать при облучении опухоли, находящейся на глубине 8 — 10 см?

При глубоко расположенных опухолях применяют облучение с двух и более входных полей пучками, пересекающимися в области опухоли; при этом очаговая доза оказывается гораздо выше поверхностной.

«Медицинская радиология»,
Л.Д.Линденбратен, Ф.М.Лясс