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中国科学院近代物理研究所近年来在重离子治癌领域的研究已取得了重大进展，目前已建成了浅层治癌实验终端并成功进行了临床实验。为了进一步扩展治疗范围，深层治癌装置的研制和建造正在进行中。深层治癌装置是利用兰州重离子冷却储存环(HIRFL—CSR)提供的高能重离子束进行深层治癌的研究，重离子束的能量达到430 Mev/u，主要治疗深度小于30cm的体内肿瘤。
深层治癌装置主要由从兰州重离子冷却储存环(HIRFL—CSR)主环(CSRm)引出的束流运输线和辅助治疗设备组成。本论文涉及的研究内容主要是深层治癌装置束流运输线真空系统(简称深层治癌束运线真空系统)。深层治癌束运线从CSRm引出，全长38m。束流通过治癌束运线，在治癌束运线末端穿过膜窗，在空气中飞行一段距离后到达病人体内。为了保证CSRm的真空度不受影响，在距CSRm约15m的部分完全按照极高真空的获得方案进行设计；从极高真空末端到膜窗为超高真空系统；而膜窗的一边是超高真空，另一边是大气。因此该系统涉及极高真空、超高真空和大气的梯度跨跃及不同的设计方案。
本论文根据已有的设计方案及图纸，验证设计方案的可行性。主要内容分为四个方面：第一，根据公式估算深层治癌束运线各段的真空度，并用VAKTRAK压力计算程序模拟出压力分布曲线；第二，运用ANSYS程序对烘烤段各真空管道，尤其是盒形真空室(二极铁真空室)进行力学分析，验证设计尺寸是否可行；第三，设计研制出置于治癌束运线扫描磁铁中的超薄壁拱形真空管道是本论文的难点和创新点之一。根据力学分析，确定超薄壁拱形真空管道的波宽和波高，能够满足使用要求。管道设计方案已经申请发明专利(专利申请号：2007101415543)；第四，大尺寸膜窗的设计和实验是本论文的又一难点和创新点。参考德国GSI有关资料，对膜窗材料进行了计算和验证，并成功的运用到实际中去。
目前，深层治癌束运线真空系统已经安装完毕，经过抽空、检漏，各元件均已达到设计要求，非烘烤段的真空度已达标，烘烤段已达到烘烤前应有的真空度，现正在安装烘烤外套及烘烤控制装置。根据与之相似的CSR各真空系统的经验，烘烤段经烘烤后达到10-10Pa的极高真空度应该是没有问题的。