KR1020230048537A
审中
用于在波束系统中启动波束传输的系统、设备和方法
权利要求 1
一种为串联加速器系统启动射束传输的方法,包括:将串联加速器系统的一个或多个电极偏置到第一电压水平;从射束源提取带电粒子束,使得带电粒子束被引导至串联加速器系统:使带电粒子束具有第一束流水平的束流,导致串联加速器系统的第一瞬态电压降在阈值内; 以导致串联加速器系统的一个或多个后续瞬态电压降的速率增加束电流,直到束电流达到第二束电流水平,其中一个或多个后续瞬态电压降对应于阈值。 - 包括,方法。
权利要求 2
2.根据权利要求1所述的方法,其中,所述阈值对应于带电粒子束偏离射束轴的小于最大射束偏转时间的射束偏转时间。
权利要求 3
2.根据权利要求1所述的方法,其中,所述阈值对应于串联加速器系统所在的射束系统的射束光学器件的调整响应时间。
权利要求4
2.根据权利要求1所述的方法,还包括调谐所述射束源以提供具有处于所述第一射束电流水平的射束电流的带电粒子束。
权利要求5
5.如权利要求4所述的方法,其中在提取带电粒子束之前调谐所述束源。
权利要求 6
5.根据权利要求4所述的方法,其中提取所述带电粒子束包括在确定所述束源被调谐时偏置提取电极。
权利要求 7
5.根据权利要求4所述的方法,其中调谐所述射束源包括向所述射束源发送命令以在所述第一射束电流水平下操作。
权利要求8
8.根据权利要求7所述的方法,其中在将所述串联加速器系统的一个或多个电极偏置到第一电压水平之前执行调谐所述束源。
权利要求 9
2.根据权利要求1所述的方法,其中增加射束电流包括向射束源发送命令以在第二射束电流水平下操作。
权利要求 10
5.如权利要求4所述的方法,其中所述束源是离子源,并且调谐所述离子源的步骤是匹配源的离子提取区域附近的等离子体参数,使得等离子体足以提取离子束在a requested current. 一种方法,包括以下步骤:
权利要求 11
11.如权利要求10所述的方法,其中所述离子源包括体积型离子源,并且调整所述离子源的步骤包括电弧放电电流、灯丝电流、等离子电极电压、提取电极电压或氢气供应到离子源中,控制至少一个控制离子的速率。
权利要求 12
7.根据权利要求1所述的方法,其中在所述串联加速器系统的一个或多个电极达到所述第一电压电平之后执行提取所述带电粒子束。
权利要求 13
2.根据权利要求1所述的方法,其中所述射束源被配置为向所述串联加速器系统提供带电粒子束,所述串联加速器系统位于所述射束源的下游。
权利要求 14
2.根据权利要求1所述的方法,其中所述束源被配置为产生负氢离子束。
权利要求 15
2.如权利要求1所述的方法,其中所述束源包括非种子离子源。
权利要求 16
2.根据权利要求1所述的方法,其中所述串联加速器系统包括第一组多个电极、电荷交换装置和第二组多个电极。
权利要求 17
17.根据权利要求16所述的方法,其中将所述串联加速器系统的一个或多个电极偏置到所述第一电压电平包括偏置所述第一多个电极和所述第二多个电极。
权利要求 18
17.根据权利要求16所述的方法,其中所述带电粒子束是负离子束,所述第一组多个电极被配置为加速来自预加速器系统的负离子束,并且所述电荷交换装置包括负离子束。一种配置成将离子束转换成正离子束的方法,其中第二多个电极配置成加速正离子束。
权利要求 19
19.如权利要求18所述的方法,还包括使用目标装置从正射束形成中性射束。
权利要求 20
2.根据权利要求1所述的方法,还包括在带电粒子束从束源通过预加速器系统传播到串联加速器系统时使用预加速器系统加速带电粒子束。
权利要求 21
2.根据权利要求1所述的方法,在将串联加速器系统的一个或多个电极偏置到第一电压之前,降低串联加速器系统的一个或多个电极上由于串联加速器系统中的击穿事件而产生的偏压level. 一种方法,进一步包括允许的步骤。
权利要求 22
22.根据权利要求21所述的方法,还包括在将串联加速器系统的一个或多个电极偏置到第一电压水平之前确定重启串联加速器系统。
权利要求 23
23.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其中,所述第一射束电流水平在所述串联加速器系统的稳态充电电流的0.01%至75%的范围内。
权利要求 24
24.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其中,所述第二射束电流水平是标称治疗水平。
权利要求 25
25.根据权利要求1至17或20至24中任一项所述的方法,其中所述带电粒子束是负离子束。
权利要求 26
一种射束系统,包括:射束源;串联加速器系统,包括一个或多个被配置为偏置到第一电压电平的电极;以及 以及控制系统,其中,所述控制系统包括:
控制射束源产生带电粒子束,该带电粒子束具有第一射束电流水平的射束电流,该第一射束电流水平对应于阈值内的串联加速器系统的第一瞬态电压降;
控制射束源以导致串联加速器系统的一个或多个后续瞬态电压降的速率增加射束电流,直到射束电流达到第二射束电流水平——一个或多个后续瞬态电压降;在阈值。
权利要求 27
27.根据权利要求26所述的射束系统,其中所述阈值对应于所述带电粒子束离开射束轴的小于最大射束偏转时间的射束偏转时间。
权利要求 28
27.根据权利要求26所述的光束系统,其中所述阈值对应于所述光束系统的光束光学器件的调整响应时间。
权利要求 29
27.根据权利要求26所述的方法,其中控制系统被配置为: 将射束源调谐到第一射束电流水平;以及使带电粒子束以处于第一射束电流水平的射束电流从射束源中提取., 光束系统。
权利要求 30
27.根据权利要求26所述的射束系统,其中所述控制系统被配置为将所述射束源调谐到所述第二射束电流水平同时使所述带电粒子射束从所述射束源中提取。
权利要求 31
31.根据任一前述权利要求所述的射束系统,其中所述射束源包括提取电极。
权利要求 32
32.根据权利要求1至31中任一项所述的方法,其中所述束源是体积型离子源,并且所述控制系统控制电弧放电电流、灯丝电流、等离子电极电压、提取电极电压或提供给所述束的氢气源:配置为控制一种或多种气体速率的光束系统。
权利要求 33
27.如权利要求26所述的束系统,其中所述控制系统被配置成控制所述串联加速器系统的一个或多个电极的偏压。
权利要求 34
34.根据权利要求33所述的方法,其中所述控制系统导致(a)所述串联加速器系统的一个或多个电极上的偏压增加到所述第一电压水平,和(b)束源同时与(a)使第二个 A 射束系统被配置为调谐到 1 射束电流水平。
权利要求 35
34.如权利要求33所述的方法,其特征在于,所述控制系统导致(a)串联加速器系统的一个或多个电极上的偏压增加到第一电压水平,和(b)一个或多个电极上的偏压到第一电压水平,并且在达到该电压水平之后使束源被调谐到第一束电流水平。
权利要求 36
34.如权利要求33所述的串联加速器系统,其中控制系统(a)使射束源被调谐到第一射束电流水平,和(b)使射束源被调谐到第一射束电流水平。使一个或多个电极的偏压增加到第一电压电平。
权利要求 37
27.如权利要求26所述的射束系统,其中所述射束源包括非种子离子源。
权利要求 38
27.根据权利要求26所述的束系统,其中所述串联加速器系统包括第一组多个电极、电荷交换装置和第二组多个电极。
权利要求 39
39.如权利要求38所述的方法,其特征在于,所述带电粒子束是负离子束,所述第一多个电极被配置为加速来自预加速器系统的带电粒子束,并且所述电荷交换装置包括负离子束。一种射束系统,配置成将射束转换成正射束,其中第二多个电极配置成加速正射束。
权利要求 40
40.根据权利要求39所述的射束系统,还包括目标装置,其被配置为从从串联加速器系统接收的正射束形成中性射束。
权利要求 41
27.根据权利要求26所述的射束系统,还包括预加速器系统,其被配置为在带电粒子束从射束源传播到串联加速器系统时加速带电粒子束。
权利要求 42
27.根据权利要求26所述的方法,其中在增加串联加速器系统的一个或多个电极的偏压至第一电压电平 一种梁系统,配置为使施加到电极的偏压降低。
权利要求 43
43.根据权利要求42所述的射束系统,其中所述控制系统被配置成在将所述串联加速器系统的一个或多个电极的偏压增加到所述第一电压水平之前确定重启所述串联加速器系统。
权利要求 44
44.根据权利要求26至43中任一项所述的射束系统,其中,所述第一射束电流水平在所述串联加速器系统的稳态充电电流的0.01%至75%的范围内。
权利要求 45
45.根据权利要求26至44中任一项所述的射束系统,其中,所述第二射束电流水平是标称治疗水平。
权利要求 46
46.如权利要求26至38和42至45中任一项所述的束系统,其中所述带电粒子束是负离子束。
权利要求 47
一种调制用于射束系统的射束传输的方法,包括:将加速器系统的一个或多个电极偏置到电压电平; 并且选择性地从束源提取带电粒子束脉冲,使得带电粒子束脉冲通过加速器系统传输并且持续时间随时间增加。
权利要求 48
48.根据权利要求47所述的方法,其中根据线性和/或非线性的占空比函数提取带电粒子束脉冲。
权利要求 49
49.根据权利要求48所述的方法,其中所述占空比函数响应于检测到的由所述带电粒子束引起的负载增加是可调的。
权利要求 50
49.根据权利要求48所述的方法,其中以频率f提取所述带电粒子束脉冲。
权利要求 51
51.根据权利要求50所述的方法,其中所述占空比函数对应于增加脉冲持续时间的连续带电粒子束脉冲。
权利要求 52
51.如权利要求50所述的方法,其特征在于,带电粒子束脉冲的每个连续提取比紧接在前的带电粒子束脉冲具有更长的持续时间。
权利要求 53
49.根据权利要求48所述的方法,其中在第一时间1/f提取第一带电粒子束脉冲持续第一脉冲持续时间并且在第二时间2/f提取第二带电粒子束脉冲持续第二脉冲持续时间.如何成为。
权利要求 54
54.如权利要求53所述的方法,其中所述第二脉冲持续时间大于所述第一脉冲持续时间。
权利要求 55
49.根据权利要求47或48所述的方法,其中提取第一组带电粒子束脉冲,然后提取第二组带电粒子束脉冲,第一组中的每个脉冲具有第一持续时间,其中第二组中的每个脉冲具有比第一持续时间更长的第二持续时间。
权利要求 56
56.如权利要求55所述的方法,其特征在于,在所述第一组中的预定数量的带电粒子束脉冲已经被提取之后启动所述第二组带电粒子束脉冲。
权利要求 57
56.根据权利要求55所述的方法,其中第二组带电粒子束脉冲在第一组带电粒子束脉冲被提取的预定时间期满之后开始。
权利要求 58
56.根据权利要求55所述的方法,还包括: 在提取第一组带电粒子脉冲期间感测负载或不稳定性; 在解决感测到的负载或不稳定性之后,提取第二组带电粒子脉冲。
权利要求 59
59.根据权利要求58所述的方法,其中所述负载或不稳定性是电压降。
权利要求 60
48.根据权利要求47所述的方法,其中选择性地提取所述带电粒子束包括偏置提取电极。
权利要求 61
48.根据权利要求47所述的方法,其中所述加速器系统是串联加速器系统,并且其中在所述串联加速器系统的一个或多个电极达到所述电压电平之后执行选择性地提取带电粒子束。
权利要求 62
48.如权利要求47所述的方法,其特征在于,所述射束源被配置为向所述加速器系统提供带电粒子束,所述加速器系统位于所述射束源的下游。
权利要求 63
48.根据权利要求47所述的方法,其中所述束源被配置为产生负氢离子束。
权利要求 64
48.如权利要求47所述的方法,其特征在于,所述束源包括非固定离子源。
权利要求 65
48.如权利要求47所述的方法,其特征在于,所述加速器系统是串联加速器系统,包括第一多个电极、电荷交换装置和第二多个电极。
权利要求 66
66.根据权利要求65所述的方法,其中将所述串联加速器系统的一个或多个电极偏置到所述电压水平包括偏置所述第一多个电极和所述第二多个电极。
权利要求 67
67.如权利要求66所述的方法,其特征在于,所述带电粒子束是负离子束,所述第一多个电极被配置为加速来自预加速器系统的负离子束,并且所述电荷交换装置包括负离子束。一种配置成将离子束转换成正离子束的方法,其中第二多个电极配置成加速正离子束。
权利要求 68
68.如权利要求67所述的方法,还包括使用目标装置从正射束形成中性射束。
权利要求 69
48.根据权利要求47所述的方法,还包括使用预加速器系统在带电粒子束从束源传播通过预加速器系统到达加速器系统时加速带电粒子束。
权利要求 70
48.如权利要求47所述的方法,还包括提取连续的带电粒子束。
权利要求 71
一种光束系统,包括:光束源;加速器系统; 以及控制系统,其中,所述控制系统包括:
控制射束源使持续时间增加的带电粒子束脉冲有选择地从射束源中提取并通过加速器系统传输。
权利要求 72
72.根据权利要求71所述的射束系统,其中所述控制系统被配置为控制所述射束源以根据线性和/或非线性的占空比函数提取带电粒子束脉冲。
权利要求 73
73.根据权利要求72所述的射束系统,其中所述控制系统进一步配置成: 检测由所述带电粒子束引起的负载增加;以及响应于检测到的负载增加调整占空比函数。
权利要求 74
73.根据权利要求72所述的射束系统,其中所述控制系统进一步配置成控制所述射束源以使得带电粒子射束脉冲以频率f被选择性地提取。
权利要求 75
75.根据权利要求74所述的射束系统,其中,所述占空比函数被配置为导致提取脉冲持续时间连续增加的带电粒子束脉冲。
权利要求 76
73.根据权利要求71或72所述的方法,其中所述控制系统被配置成控制所述射束源使得第一组带电粒子束脉冲被提取,随后是第二组带电粒子束脉冲,其中第一组每个该组中的每个脉冲具有第一持续时间并且第二组中的每个脉冲具有比第一持续时间长的第二持续时间。
权利要求 77
77.如权利要求76所述的方法,其特征在于,所述控制系统被配置成在第一组带电粒子束脉冲中的预定数量的带电粒子束脉冲已经被提取之后控制射束源提取第二组带电粒子束脉冲。
权利要求 78
77.根据权利要求76所述的方法,其中所述控制系统被配置成控制所述射束源在提取所述第一组带电粒子束脉冲的预定时间期满之后开始提取所述第二组带电粒子束脉冲。 , 梁系统。
权利要求 79
77.根据权利要求76所述的方法,其中所述控制系统被配置成:检测负载变化或不稳定性;以及使所述束源继续提取具有相同持续时间的带电粒子脉冲,直到感测到的负载变化或不稳定性解决为止。 .
权利要求80
72.根据权利要求71所述的射束系统,其中所述加速器系统是串联加速器系统,其包含一个或多个电极,所述电极经配置以偏压到第一电压电平。
权利要求 81
72.根据权利要求71所述的射束系统,其中所述控制系统进一步配置成控制对提取电极施加偏压以引起带电粒子束的选择性提取。
权利要求 82
82.根据权利要求47至81中任一项所述的射束系统,其中,所述射束源包括提取电极。
权利要求 83
72.根据权利要求71所述的射束系统,其中所述控制系统被配置成控制对所述加速器系统的一个或多个电极施加偏压。
权利要求 84
72.根据权利要求71所述的射束系统,其中所述加速器系统是串联加速器系统,包括第一组多个电极、电荷交换装置和第二组多个电极。
权利要求 85
85.如权利要求84所述的方法,其特征在于,所述带电粒子束是负离子束,所述第一多个电极被配置为加速来自预加速器系统的带电粒子束,并且所述电荷交换装置包括负离子束。一种射束系统,配置成将射束转换成正射束,其中第二多个电极配置成加速正射束。
权利要求 86
86.如权利要求85所述的射束系统,还包括目标装置,其被配置为从从所述串联加速器系统接收的正射束形成中性射束。
权利要求 87
72.如权利要求71所述的射束系统,还包括预加速器系统,其被配置成将来自所述射束源的带电粒子束脉冲加速到所述加速器系统。
权利要求 88
88.如权利要求47-87中任一项所述的束系统,其中所述带电粒子束脉冲是负离子束脉冲。
