质子治疗加速器原理与关键技术

本书为“核能与核技术出版工程·优选粒子加速器系列”之一。本书从质子治疗的物理生物特性出发，详细介绍了质子放疗的发展历史和现状，质子治疗的基本特性，质子治疗加速器的类型、系统组成、工作原理和关键技术，质子束传输和扫描系统，辐射防护，以及质子治疗的近期新发展方向如小型化、精准化、新的照射技术等。本书可供相关专业研究生以及从事质子治疗装置研制、运行和使用的专业人员参阅。

第1章 质子治疗加速器概述
1.1 质子治疗装置的构成与性能
1.2 各类质子治疗加速器的研发历程
1.2.1 质子同步加速器
1.2.2 质子回旋加速器
1.2.3 质子直线加速器及其他新型质子加速器
1.3 旋转束流输运系统
1.4 束流配送系统
1.5 质子治疗装置的主要配置
1.6 质子治疗装置发展动态
1.6.1 质子治疗装置小型化
1.6.2 质子放射闪疗
1.6.3 质子与多离子一体机治疗装置
参考文献
第2章 质子放疗的原理与优势
2.1 质子与物质的相互作用
2.2 质子治疗的生物学特性
2.3 能量损失与深度剂量分布
2.4 质子的剂量学
2.5 质子治疗的主要指标要求
参考文献
第3章 同步加速器
3.1 质子同步加速器概述
3.2 同步加速器基本原理
3.2.1 同步加速与自动稳相原理
3.2.2 横向运动与聚焦结构
3.3 同步加速器主环磁聚焦结构
3.4 粒子注入
3。5粒子俘获与升能
3.6 束流引出
3.7 引出流强控制
3.8 同步加速器的技术系统
3.8.1 离子源
3.8.2 注入器
3.8.3 磁铁系统
3.8.4 电源系统
3.8.5 高频系统
3.8.6 注入引出系统
3.8.7 真空系统
3.8.8 束测系统
3.8.9 定时系统
3.8.10 控制系统
3.8.11 安全联锁系统
参考文献
第4章 回旋加速器
4.1 回旋加速器概述
4.2 回旋加速器基本原理
4.3 回旋加速器的聚焦和轨道稳定性
4.4 回旋加速器主要子系统
4.4.1 主磁铁系统
4.4.2 高频系统
4.4.3 离子源与中心区
4.4.4 引出系统
4.5 质子治疗用回旋加速器的主要类型
4.5.1 常温等时性回旋加速器
4.5.2 超导回旋加速器
4.5.3 超导同步回旋加速器
参考文献
第5章 直线加速器
5.1 质子直线加速器概述
5.2 质子直线加速器基本原理
5.2.1 质子在直线加速器中的纵向运动
5.2.2 质子在直线加速器中的横向运动
5.3 全直线加速器的组成
5.3.1 射频四极场加速器
5.3.2 漂移管加速器
5.3.3 耦合腔直线加速器
5.3.4 高梯度驻波结构
5.4 质子直线加速器的技术系统
参考文献
第6章 束流输运线和旋转机架
6.1 束流输运线
6.1.1 同步加速器的输运线
6.1.2 回旋加速器的输运线
6.1.3 直线加速器的输运线
6.1.4 输运线的技术系统
6.2 旋转机架
6.2.1 旋转机架输运线
6.2.2 旋转机架的机械部分
参考文献
第7章 束流配送系统
7.1 被动束配系统
7.2 主动束配系统
7.3 眼部治疗束配系统
参考文献
第8章 辐射防护
8.1 剂量管理和辐射屏蔽
8.2 辐射安全联锁
8.3 辐射剂量监测
8.4 辐射安全管理
参考文献
第9章 质子治疗的未来发展
9.1 设备小型化
9.1.1 超导技术的采用
9.1.2 新布局方案
9.1.3 新运行方式
9.1.4 其他新技术
9.2 新的照射技术及其对加速器的要求
9.2.1 闪疗
9.2.2 小束斑照射
参考文献
第10章 同步加速器物理设计实例
10.1 基于超导同步加速器的小型化装置
10.1.1 超导同步加速器
10.1.2 注入物理设计
10.1.3 引出物理设计
10.1.4 超导旋转机架
10.2 多离子一体同步加速器
10.2.1 同步加速器
10.2.2 注入物理设计
10.2.3 引出物理设计
10.2.4 超导旋转机架物理设计
参考文献
附录：彩图
索引