西门子PRIMUS-H型直线加速器罕见故障分析

袁一戈 王小虎 高丽英 赵 林 杜瑞琴

西门子PRIMUS-H型直线加速器的加速管较为特殊，是由栅极电子枪、加速波导、钛泵、微波输入窗、电子输出窗及偏转盒、冷却系统组成，所有部件焊接为一个整体。在这条电子传输的路径上任何一个部件出现问题都会导致加速器不能正常出束。其始发点电子枪为电子产生的地方。

直线加速器常见故障如下。

(1)阴极发射电子的能力下降、电子枪自然老化或管内真空度长期不好导致阴极氧化发射电子能力下降，不能正常发射出电子束。产生的电子要靠微波来加速提升能量，微波由微波输入窗输入。微波输入窗为2 mm厚的高纯陶瓷片，当微波传输系统内发生严重的高频打火导致其破裂使加速腔内的真空度严重破坏。

(2)微波传输系统内的耐压气体如F12、SF6的分解物从裂缝充入高真空的加速腔内并附着在腔内表面导致其报废。出现打火连锁报警应该及时予以检查，避免更大的损失。钛泵的主要作用是吸附加速管工作过程中放出的气体，从而保持加速管内的高真空度。其工作原理是利用磁场和高压电场使气体不断的电离并将气体离子吸附到钛泵的阳极和阴极上。

(3)偏转盒和电子输出窗的作用是对被加速的电子进行能量筛选，不符合的电子束对其进行吸收，符合能量的电子束经电子输出窗输出轰击重金属靶(原来为高纯度金靶，现更换为钨靶)产生X射线或直接出电子线进行治疗。

1 故障现象

在加速器治疗患者过程中。开始时剂量正常在治疗没结束前机器突然停止出束。加速器显示器显示“25 Vacuum over current curren〉15 uA”“27 high voltage over current”两个连锁随后机器不能正常出束。

2 故障分析及排除

由连锁提示可知，为钛泵不能正常工作使加速管内真空度下降导致加速器不能正常出束。进入机房对加速器的钛泵进行检查。

用万用表测量钛泵的电源的电流＞15 uA。参考值要＜8 uA为合适因为真空下降不知道是钛泵本身引起的还是内部有漏点引起的，先排除外部因素也就是钛泵本身。关掉钛泵电源，摘掉钛泵与加速管连接的高压接头，再打开钛泵电源，测得钛泵电源电流仍为＞15 uA。若钛泵电流仍＞15 uA则说明钛泵电源、高压电缆或高压接头有漏电，反之说明加速管内有问题。此时接上钛泵与加速管的高压接头，打开钛泵电源测得其电流仍为＞15 uA。在加速器待机时钛泵电流正常出线时发生真空连锁，说明钛泵本身有漏电，加速管有轻微的漏气。出现上述的情况是因为不出线时加速管的漏气速率与钛泵的抽速大致相同，故钛泵电流基本正常。当出射线时，高能电子束使管内气体电离过程加剧，钛泵的抽真空能力达不到，因此电流加大出现真空连锁。将钛泵电源、高压电缆、高压接头更换后机器出束正常。

3 故障总结

通过上述故障分析产生该故障的原因是由于设备长期使用老化所至。其次，分析故障时，要及时发现此类故障是在什么状态下产生的，及时排除正常的元器件少走弯路，争取宝贵的维修时间。同时要尽快恢复机器正常状态，不耽误患者的正常治疗进程。维修结束后，检查其他相关部件有无受损，若参数漂移及时更换，定期更换老化部件，以免存在故障隐患。

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