清华同方威视技术股份公司田新智
纳米导光板一、系统概述（略）
系统主要由驻波X机头、准直器、调制器柜、恒温水系统机组及其净化电源组成。其主要功能是产生X射线。
二、X机头
组成：加速管、微波传输系统、脉冲变压器、磁控管、AFC系统、真空系统、充气系统、恒温水系统、穿透电离室及其前置放大电路等。 加速管：加速管长约1.4米，为一驻波管。其故障体现一般在于：
a、剂量率下降
b植物抗体、无剂量输出
剂量率下降的原因一般集中在以下几个方面：
1、电子高压有所降低；
套筒冠2、电子中毒或老化，使得阴极发射不足；
3、真空问题的影响；
4、磁控管微波输出功率下降；
5、磁控管磁钢磁场强度变低；
6、恒温系统引起加速管恒温水温度发生变化，从而导致加速管本振频率发生偏移，偏移量超去AFC调节范围； 7、AFC系统失效，导致磁控管输出微波频率漂移；
8、De-Q坏，调制器输出电压幅值上升，微波输出功率随之增加、发射流强增加；AFC前向波幅值增加，导致AFC失去本来的调节功能；系统不能保持在谐振状态。
9、脉冲电压波形变坏；
双电源控制器10、长期使用后，加速管的总衰减量增加；
11、聚焦线圈、导向线圈等电参数变化
对于电子高压本身而言，一般情况下是不会出现高压突然降低的情况的，主要担心的是其高压传输线经长时间使用后绝缘强度不够，导致加在电子本身的高压下降。这时候我们可以通过高压分压器对其予以测量，其结果将有助于我们判断和分析故障原因。如果确有下降现象，可采取适当措施增加传输线的绝缘强度。高压变化的另外一个原因是调制器高压输出有变化或者脉冲变压器性能有变（可能性稍低）。
电子老化的原因主要是其使用寿命的问题，故障现象主要体现在阴极发射能力上。可以通过增加灯丝电流来临时性的处理该故障，但这里存在两个问题，一是由于空间电荷场的影响，（在高压不变的情况下）发射电流随灯丝电流的增加并不总是线形增加（见《电子》一文），所以我们会发现有时增加灯丝电流对剂量影响大，有时并不显着；二是灯丝电流过高，对的寿命有影响。所以我们在处理这一故障时一定要把握好尺度。
一般情况下，驻波加速管的电子中毒的可能性较小，因为驻波和行波不一样，它通常是采用全密封结构，电子是不可拆卸的，因而如果发生加速管真空突然变大的话，一般来说是加速管陶瓷窗的问题。对于行波管，由于电子等部件可以拆卸，不是全密封的，所以电子中毒的几率较驻波管大。一旦电子发生中毒问题，可以通过电子激活等手段暂时性的解决该问题。
真空问题对于发射的影响比较明显，一则是因为电子在传输过程中会与空气分子碰撞损失能量，严重的没有电子引出，二则主要的也是因为在真空状态不好的情况下加上灯丝电压，易导致阴极部分或完全中毒，从而影响的发射能力。在完全中毒的情况下，就不会有电子的引出。对一根新管子而言，如果加速管内的真空状态尚不至于对阴极造成破坏性的影响，我们可以通过对加速管的不断老练改善加速管的真空状况。值得注意的是，一旦我们发现电子出现中毒现状，我们一定要出故障所在，到底是波导窗漏气还是别的原因，彻底的解决问题，不要盲目的增加灯丝电流（如前所述）。加速器运行中最严重的是陶瓷窗破裂和钛窗打穿。对驻波加速管而言，一般波导窗漏气的概率比靶漏气的概率大，主要原因是因为波导中过高压的绝缘气体可能压碎波导窗，或者因为微波打火可能将其打坏；对于靶部，一则是担心加速管流强太大，靶部散热不均匀，二则是担心靶部热膨
胀系数与管体不一致。所以要随时监控靶的水冷却。其它方面应该不会有太大的问题。在这里应该提醒的是不一定真空电流偏大就是加速管真空被破坏，从而轻易去断定加速管陶瓷窗漏气，它可能是由于钛泵电源漏电或者是钛泵接头漏电所致。判别的方法是做波导系统的充放气实验，看真空电流有无变化，有就是陶瓷窗漏气，没有或者因为量程过小看不出来的话，可以将加速管钛泵接头拿掉，使之悬空，再加电观察真空读数，在检查接头无误的情况下多做几次该实验可以断定钛泵电源及其接头有无漏电现象。
磁控管使用一段时间后，会发生老化问题，发射功率下降，导致微波输出功率也持续下降，从而加速器的剂量率也就随之下降。事实上，如果磁控管老化，也会伴随磁控管频繁的打火的出现。这些都将造成系统工作的不稳定。
影响磁控管工作稳定性的原因和稳定的方法如下：
①管子打火的问题
磁控管打火是经常性的问题，只是我们不要求其过密。因为打火过密使得磁控管容易损坏，即破坏磁控管的阴极发射能力，避免的办法是：
避免突然改变磁控管的工作状态（频率、幅值与脉宽）；
存放太久的磁控管在规定的条件下适当作老练工作
灯丝预热不够或阳极电流过大都会导致磁控管工作不稳定和打火的发生
②阳极电压、磁场和负载的变化对磁控管也会有一定的影响
一般要求，阳极电压变化应小于2~5%验货平台，有时要求小于1%；磁场要保持稳定，勿靠近铁磁性物质，四端环流器隔离度要好，以免反射波溃入磁控管。
③温度变化对磁控管影响很大
多腔磁控管的阳极块几何尺寸随温度升高而膨胀，致使磁控管的自然频率随温度升高而下降。其影响度对十厘米波段的磁控管而言，大约为0.05兆周/度，对三厘米波段的磁控管而言为0.15兆周/度。
④磁控管振荡频率偏移可分为快变化和慢变化两类
FABS-034
慢变化发生在脉冲与脉冲之间，引起该变化的原因为电源电压不稳、负载变化产生的频率牵引、阳极块温度变化、设备移动造成阴极对阳极位置变化、灯丝变形使阳极温度不均匀等。慢变化可以通过AFC系统来调整。
快变化是指一个脉冲内发生的变化。如电子频移，为此要求脉冲电压平顶小于2~5%，有时甚至要求小于1%，这样就可以限制电流变化到10%或更小一些。再一个就是跳模，这与脉冲电压的前沿和后沿上升和下降速度太慢有关，这有可能激励起低压型振荡。脉冲前沿要求在脉冲宽度的10~20%之间，后沿要求在20~30%之间。在整个脉冲内发生模式跳跃频率的快变化会使得微波频谱的包络失真，并使集中脉冲能量的主要部分的频带展宽，使大量能量分散。
特别的，频率牵引是指反射波稳不住，造成的原因基本上是由于四端环流器内的相位迭加模式不合适以致微波对四端环流器造成较大的温度效应。这点在PPS较高的时候比较容易暴露出来。PPS比较低时，由于微波对四端环流器的温度效应不很明显，基本上体现不出来，AFC也能缓解这一问题。PPS较大了，温度的效应会使得AFC超出其调节范围；解决的方法是换四端环流器（最终是换四端环流器的铁氧体。
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