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《中国科学院大学(中国科学院近代物理研究所)》 2018年
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医用重离子加速器电源控制与回读系统的研究与设计

张华剑  
【摘要】:重离子放疗因其独特的物理和生物学优势,成为癌症治疗的新兴利器。在建的甘肃武威和兰州医用重离子加速器,电源系统大量采用我所自主研发的数字电源控制器。在医用重离子加速器电源系统的安装调试及运维过程中,自成体系的电源控制与回读系统扮演着非常重要的角色。本文分析了医用重离子加速器电源系统的特殊需求,基于数字电源控制器,研发了电源控制与回读系统。本文研发的电源控制系统符合加速器控制系统标准模型,创新性的引入了分布式前端服务器,为不同类型电源提供了统一接口,第一次解决了多用户多终端操作同一台数字电源的竞争现象。操作员接口层提供了电源系统的远程操作及监控功能,提供了虚拟加速器数据传输与电源系统脉冲同步输出功能。特别的,为特殊电源如BUMP电源、扫描电源,在统一接口框架下,提出了独特控制方案。电源回读系统,则利用数字电源控制器本身,通过光模块按专用协议以2kHz频率发送四种回读数据,一套高性能数字信号采集设备同步并行接收、存储每台电源的数据并标记数据同步时间戳。全数字化回读首次成功应用到医用重离子加速器励磁电源系统,在提高数字电源回读数据的精确性、抑制噪声、降低成本方面效果显著。本文提出的医用重离子加速器电源控制与回读系统,在武威医用重离子加速器现场得到了验证,为电源系统级自测及加速器故障诊断提供强有力支持,基于其功能的完备性及成本的经济性,可在现有和未来重离子加速器中推广应用。
【学位授予单位】:中国科学院大学(中国科学院近代物理研究所)
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2018
【分类号】:TH77;TL56

【参考文献】
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