行波与驻波加速器的结构比较

    

    虽然行波加速器与驻波加速器的基本结构原理和工作系统相似，但由于加速管的加速方式不同，导致整机结构还是有一些差异，现将比较明显的差别详述如下。

    1．对相同能量的现代高能医用电子直线加速器来说，行波加速管较长（一般是2．5m左右），驻波加速管较短（1．5m左右），所以，行波加速器必须设计为整机“滚筒形”结构；而驻波加速器则设计为“支臂形”结构。行波加速器体积较大，驻波加速器体积较小。

    2．整机“滚筒形”结构的微波源只适合选择体积较小的“磁控管”，它可以与机架一起转动；而“支臂形”结构既可以选用体积较小的“磁控管”，也可以选用体积较大的“速调管”，可以安放在固定机架内，通过“旋转波导”将微波馈入加速管。

    3．因为行波加速管的微波电磁场只有前进波，没有反射波，或者说要限制反射波，所以行波加速器必须设置微波“吸收负载”，用来吸收剩余的微波能量；但驻波加速管内既有前进波，也有反射波，共同形成“驻波”，所以不需要设置“吸收负载”。

    4．由于行波加速管的束流能谱较窄，“滑雪式”偏转系统就能满足消色差要求；而驻波加速管的束流能谱较宽，必须采用270°偏转系统才能满足消色差要求。所以，行波加速管辐射头的垂直距离较短，驻波加速器辐射头的垂直距离较长。但为了操作方便，行波加速器的辐射头内部加装了“电动楔形板”（见图2-7-3）；而驻波加速器辐射头内部没有楔形板（见图2-7-4），通常是配备外部手工插拔型楔形板。所以，仅从外形尺寸上基本看不出两种辐射头尺寸上的差别。

    5．从不同射线与不同能量的转换方式上看，两种加速器也有差别。射线的转换方式不同：医科达公司的行波加速器是通过“波纹管”（见图2-7-3）的伸缩来移动“偏转室”，从而实现光子（X线）与电子射线之间的转换，产生X线的电子靶是“内靶”；而瓦里安公司和西门子公司驻波加速器的“偏转室”固定不动，是通过移动“靶-窗转换器”来实现光子（X线）与电子射线之间的转换，产生X线的电子靶是“外靶”。辐射头的其他部分则基本相似。

    6．光子能量的转换方式：由于行波加速管的场强与注入的微波功率的平方成正比，而且高能光子和低能光子的束流特性差别不大，因此行波加速器通常主要是采用改变微波功率的方式来转换光子能量；驻波加速器虽然也可以通过改变微波功率来转换光子能量，但这样得到的高能光子的能谱较差，因此，目前来看，通过“能量开关”技术来转换光子能量是驻波加速器的最佳光子能量转换方式。

    7．电子能量的转换方式：由于行波结构在一定的范围内容许有多个工作频率点，并且电子束流负载非常小，所以行波加速器可以采用改变微波频率的方式来调节电子射线的输出能量；而由于驻波结构只有一个工作频率点，不能改变频率，一般主要是采用改变微波注入功率的方式来调节电子射线的输出能量。

    8．驻波加速管在建场过程中的初始及结束时（指一个脉冲）对微波源而言呈现全反射状态。为了避免反射功率影响微波源，在微波源与驻波加速管之间加了一个四端口环流器，起到隔离及吸收全反射功率的作用。行波加速管虽然也有微波隔离器，但只是为了防止功率不匹配时产生反射而影响微波源的正常工作，其隔离功率要比驻波小得多。

    其实，行波加速器和驻波加速器的细微差别还有许多，更多的差异将分别在加速管系统、微波系统和束流控制系统等章节进行详细论述。