医科达直线加速器真空系统维保探讨
摘要直线加速器是目前主流的放疗设备，它们的正常运行离不开真空技术，真空技术在直线加速器中的作用主要有：①避免加速管内放电击穿；②防止电子枪阴极中毒、钨丝材料的热子或灯丝氧化，③减少电子与加速管内气体的碰撞损失。

既然真空系统如此重要，在我们日常的维保中我们该如何做才能保证真空系统正常有效运行呢？本文根据多年的维保经验做一个总结，希望可以为医院同行加速器真空维保时做一个参考。

关键词真空系统；加速器；钛泵
1 医用直线加速器的核心部件真空系统分类
（1）全密封驻波加速管。

这种加速管真空度超高，真空度在10-7Torr以上，配一台小离子泵（3-5L/S）维持超高真空度，主要在一些低能的加速器中应用。

（2）具有可拆卸密封的驻波加速管。

一些高能的驻波加速管，考虑到某些寿命件的可更换性，如电子枪阴极的更换，配置一台大的离子泵（20L/S），同时在电子枪部位增加一台较小的离子泵（8L/S），真空度在10-6-10-7Torr之间，Varian 高能加速器采取这种模式。

（3）具有可拆卸密封的行波加速管。

将加速管设计成可拆卸式金属密封，一旦如电子枪、偏转靶室、离子泵等发生问题，可在医院现场更换，因行波加速管体积较大，一般配置一台大的离子泵（20-30L/S），分别装在两个耦合器的波导三通上，真空度在10-6Torr以上，Elekta加速器采取这种模式，本文重点讨论这种真空系统的维保[1]。

2 Elekta加速器真空系统构成
①分子泵②钛泵及电源③真空监测单元④管路阀门组件等。

真空建立过程：
（1）摘掉枪灯丝供电端子，用分子泵抽12小时左右建立10-4Torr左右的真空度。

（2）关闭截止阀，启动钛泵电源，让钛泵进一步提升真空度，在此过程中一定要密切注意钛泵的温度。

（3）待真空达到10-5Torr以上，控制台真空度参数达到5.5左右时，加枪灯丝电源，此时真空有一个下降再缓慢上升的过程。

（4）待控制台真空度参数稳定在5.7左右时，采用100MU的剂量率开始出
束，真空同样有一个下降再缓慢上升的过程，反复多次老练，逐步增大剂量率，直至日常工作剂量率，真空度稳定在5.9左右即可用于日常临床治疗，一般通过一周左右的时间真空度稳定在6.2左右（建议这一周不要关机）。

在真空建立的过程中要密切注意钛泵的工作状态，因为钛泵对保持长期稳定的真空条件至关重要，而且钛泵昂贵，更换也麻烦，因此做好钛泵的维保是真空维保中重中之重的要务，笔者总结多年的使用经验和近期一起维修处理过程和各位同行一并分享。

3 日常维保经验
（1）每天开机后注意真空度参数，如有异常，切莫出束，在科室要形成制度并严格执行。

（2）钛泵电源保持常闭，加贴封条，未授权不得断开，特别交代医院后勤电工班无论何时停电都必须告知放疗科负责人。

（3）遇不可预测自然灾害停电超过2小时以上时必须关闭钛泵电源重建真空。

4 真空维修过程
故障现象：今年7月份一天夜里我市遇大风暴雨极端天气全城停电超过2小时，我院一台加速器第二天早班技术员开机控制台报真空故障10-4Torr错误，钛泵外壳很烫，手都不敢摸，通知维保单位回复估计两只钛泵失活，拟准备更换钛泵。

更换新钛泵需要时间，我们尝试能否挽救这两只钛泵呢？连维修公司都没信心，我们在等待新钛泵到位时尝试恢复真空。

系统处理过程：
（1）立即關闭钛泵电源，用纱布蘸酒精冷却钛泵散热体，两小时过后估计温度还在50℃左右。

（2）连接分子泵连续12小时抽真空，按前述方法建立真空，结果取得了意想不到的效果，钛泵还能用，只是真空略低一点，一周后能枪端稳定在5.95左右，靶端稳定在6.15左右，为医院节约了30万左右的维修费。

为什么能重新激活钛泵分析原因得从钛泵工作原理入手，钛泵的阳极为薄壁不锈钢，阴极是两块钛板，分置于阳极两边，阳极、阴极一起装于不锈钢外壳中，整个壳体置于永磁磁场中，磁力线方向平行于阳极筒轴向，场强为1000-1500G，工作时阳极和阴极之间加有3-7KV直流高压，产生正交磁场下的潘宁放电。

气体被电离产生的离子轰击阴极时溅射出钛原子，他们沉积在阳极筒内壁及阴极上
离子轰击较少的部位，连续形成新的钛膜，新鲜钛膜对极性气体（N2、O2、H2等）具有吸附作用，而对惰性气体排除靠电清除作用，惰性气体被电离后，具有一定能量的惰性气体离子（Ar+）打进钛膜，随后被新的钛膜覆盖，离子泵的抽气作用就是基于新鲜钛膜的吸收作用和电清除作用。

此次钛泵停电时间过长，导致加速管内真空下降到10-4Torr以下，超出钛泵正常工作的范围导致钛泵过载，表面无法形成新的钛膜，钛膜失去吸附作用。

但过热导致原吸附于钛膜上离子及陈旧钛膜“蒸发”析出，恰好在较高温度下由分子泵在建立真空初期抽出，让钛膜的吸附功能得以激活，本人并非专门从事钛泵研究，只是通过这一巧合个例得出这一观点，有值得商榷的地方。

5 结束语
直线加速器的真空系统维保是一个比较复杂的工程，只要认真做好以下工作，真空系统就能保持良好的运行状态，且钛泵能保持10年以上的使用寿命。

（1）保持钛泵电源不断电，有条件最好配置UPS电源。

（2）停机多天后，最好低剂量率出束老练加速管真空。

（3）停机2小时以上慎重启动钛泵，必须有在现场并随时关注钛泵温度，以免过热过载。

（4）分子泵每半年启动运行半小时，保证分子泵有良好的抽气效率。

参考文献
[1] 顾本广.医用加速器[M].北京：科学出版社，2003：29-33.。