先进质子治疗装置辐射安全联锁系统

摘要

先进质子治疗装置是台最高能量可达250MeV的高能质子加速器,主要包括7MeV直线加速器、70～250MeV同步加速器和治疗传输系统组成,目前正处于设计阶段.在质子束流的产生、加速、传输和打靶过程中不可避免地会发生束流损失,从而产生大量中子和伽玛射线.为了屏蔽这些电离辐射,辐射屏蔽系统为整个装置设计了屏蔽体,使得屏蔽体外的剂量水平满足国家标准限值.本文主要介绍辐射安全联锁系统,其目的是防止人员在加速器开机时误入强辐射场.辐射安全联锁系统的主要功能包括:门禁控制、清场搜索和紧急停机.门禁控制限制人员在停机时进入放射性工作区域,并防止人员在开机时误人;清场搜索确保在装置开机前无人员滞留在里面;只有当辐射安全的所有条件满足后,才允许装置开机,开机后系统一旦监视到有联锁条件被破坏,将自动发出紧急停机信号,快速切断束流.辐射安全联锁系统基于在工业自动化控制领域已被证明安全可靠的可编程逻辑控制技术和故障安全的工业现场总线架构.为进一步提高系统的可靠性,系统外部用电采用双路不间断电源,系统内部直流工作电源采用双路冗余,关键的输入输出信号采用双路冗余.本文还介绍了辐射安全联锁系统的在线状态监视系统,确保辐射防护人员在中央监控室能掌握联锁系统的现场实时状态.