用于质子治疗的Kicker磁铁动态磁场测量

摘要

华中科技大学在研的质子治疗装置(Huazhong University of Science and Technology Proton Therapy Facility,HUST-PTF)中,一套位于降能器上游的Kicker磁铁被用于点扫描过程及治疗安全的快速束流开启/关断.为测量该Kicker磁铁的积分场均匀度及磁场动态特性,设计并研制了一套基于电磁感应法的Kicker磁铁测磁系统.测磁系统分别采用长线圈和印制电路板(Printed Circuit Boards,PCB)线圈两种方法获取感应电压,通过模拟/数字积分器对感应电压进行积分处理.经过实验对比,采用几何精度更高的PCB线圈和受零漂影响较小的模拟积分器作为最终方案进行测试:磁场上升/下降时间小于100μs,积分场大于0.025 2 T·m,均匀度好于1％,均匀度最大标准差0.006％,测磁系统整体误差小于0.1％,表明Kicker磁铁及其测磁系统均满足设计指标.