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毕业于医学院校，在医院工作，有相对丰富的护理经验
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1998年LA(直线加速器)医师上岗证考试题
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1998年LA(直线加速器)医师上岗证考试题
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医用电子直线加速器原理
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医用直线加速器的性能与特点
放射治疗使用的放射源主要有 三类： ? 放射性同位素产生的α 、β 、 γ 射线 ? X线治疗机和各类加速器产生的 不同能量的X线 ? 各类加速器产生的电子束、质 子束、中子束、负π 介子以及其 它重粒子束等放射治疗的概念放射治疗是指用放射性同位素产生 的射线（如钴60、铯137、铱192等产生 的α 、β 、γ 射线）或X线治疗机产生的 X射线，加速器产生的高能X射线和电子 束、质子、快中子、负π 介子以及其它 重粒子束等来杀死肿瘤细胞，从而达到 治疗肿瘤的目的。目前常用的放射治疗设备? ? ? ?医用直线加速器 60治疗机 Co X线治疗机 后装治疗机瑞典医科达公司 直线加速器Precise美国Varian 公司 直线加速器带栅 西全的 门自直 子动线 公多加 司叶速 光器图象引导容积调强加速器(甲类)美国瓦里安公司 TrueBeam图象引导容积调强 加速器(甲类)美国瓦里安公司 TrueBeam法国CGR公司钴60治疗机广东威达公司 铱192后装治疗机放疗定位及质量保证设备?模拟定位机 ?CT模拟 ?放射治疗计划系统（TPS）?剂量仪（三维水箱、砝码仪等） ?放疗网络荷兰核通公司数字化模拟定位机CT美 模 国 拟 定 位 系 统 MarconiLANTIS三美 维国ADAC TPS网 络 系 统放疗网络医生工作站CT模拟定位三维TPS电子直线加速器LANTIS网络医用加速器包括?医用电子感应加速器 ?医用电子直线加速器 ?医用电子回旋加速器目前常用的是医用电子直线加速器电子直线加速器的原理：（以行 波医用电子直线加速器为例）真空系统高压电子枪加速管偏转磁铁磁控管靶 电子线X射线电子直线加速器的特点?既可以产生高能X射线 ?又可以产生高能电子束 ?高能X射线：能量范围6～15MV，可根据肿瘤治疗深度选择不同的 射线能量。高能X射线具有能量高、 穿透能量强、深度量大、皮 肤剂量低、半影小等优点高能电子束：临床常用能量范围5～ 22MeV,临床剂量学特点：? 在组织中具有一定的射程、射程深度与 电子能量成正比。能量可以调节，可根 据不同深度选择合适的电子能量 ?从表面到一定深度，剂量分布均匀，达 到一定深度后，剂量迅速下降，可保护 病变后面的正常组织。但随着能量的不 断增加，大于25MeV后，此特点逐渐消失高能电子束的临床剂量学特点? 不同组织如骨、脂肪、肌肉对电子束的吸收差别不显著，但对组织中气腔 应该进行剂量校正。如：肺组织。 ? 单野并适当采用组织等效物做成的吸 收板，可满意地治疗表浅及偏心部位 肿瘤。单野照射时，临床医生可粗略 地根据公式计算所需电子线的能量： E0=3×d厚+2～3MeV目前市场上常用的医用电子 直线加速器按能量分为三型：?低能医用直线加速器：只提 供一档X射线能量，大部分为 6MV。国产加速器多为此型 经济实用，可满足80%～85% 肿瘤患者需要? 中能医用电子直线加速器： 提供一档或二档X射线（6～ 10MV），并提供4～5档不同 能量的电子线（5～15MeV） 中能加速器除能治疗深部 肿瘤外，还可以治疗大部分表 浅肿瘤。?高能医用电子直线加速器：提 供二档X射线，商业上称为双光子 方式，有些公司产品如:瑞典医科 达生产的加速器可以提供三档X射 线，称为三光子方式，多档设置的 目的是适应不同体厚病人不同肿瘤 深度治疗的需要。可提供更高能量 的电子线（5～22MeV），分为5～9 档，扩大了对表浅肿瘤的治疗深度 范围随着科学的不断发展和进 步，近代医用直线加速器还可 以提供更多的功能选择，如： ?全自动多叶准直器系统MLC ?适时影像系统（EPID） ?X刀治疗系统是利用加速器产 生的X射线束达到治疗的目的全自动多叶光栅（MLC）EPID验证片验证片中 科 院 大 恒 公 司头 颅 及 体 部X刀根据卫生部第41号令 ?放射诊疗管理规定?于2006 年3月1日起施行。其中对放射 治疗的相关问题作了规定。?放射诊疗管理规定?医疗机构开展放射治疗工作的，应 当分别具有下列人员： ? 中级以上专业技术职务任职资格的 放射肿瘤医师； ? 病理学、医学影像学专业技术人员； ? 大学本科以上学历或中级以上专业技术 职务任职资格的医学物理人员； ? 放射治疗技师和维修人员。?放射诊疗管理规定?医疗机构开展放射治疗工作的 ， 应当分别具有下列设备：? 至少有一台远距离放射治疗装置 ? 并具有模拟定位设备和相应的治 疗计划系统等设备。?放射诊疗管理规定?放射治疗场所应当按照下列要求配备并使 用安全防护装置、辐射检测仪器和个人防护用 品： ? 多重安全联锁系统 ? 剂量监测系统 ? 影像监控 ? 对讲装置 ? 固定式剂量监测报警装置 ? 配备放疗剂量仪 ? 剂量扫描装置 ? 个人剂量报警仪加速器技术和性能参数名称序 一 二 三 四 五 六 号 包 含 内 容 名 称 医用电子直线加速器（含多叶光栅MLC） 实时影像验证系统（EPID） 锥形束CT影像系统 放射治疗计划系统（TPS） 放疗网络 放疗质控产品一、 医用电子直线加速器主机（含多叶光栅MLC） （瓦里安公司的TrueBeam和TrueBeam STX型医用直线加速器以及医科达公司的Axesse型医用 直线加速器已列入国家甲类大型医用设备管理品目，不在此目录范围）序号 1.1 1.1.1 1.1.2 技术和性能参数名称 核心结构: 加速管类型 加速管/微波功率源的能量利用率 行波或者驻波 备注1.1.31.1.4 1.1.5 1.1.6 1.1.7 1.1.8 1.1.9 1.1.10 1.1.11 1.1.12 1.1.13加速管保用年限微波功率系统 微波功率源保用年限 电子枪与加速管是否可分离 电子枪保用年限 束流磁偏转系统 电离室结构 全数字化计算机控制系统 加速器内部计算机控制结构 防碰撞安全连锁系统 联网功能 具有临床应用模式；特殊治疗应用模式；物理模 式和维修模式。 包括物理碰撞与逻辑碰撞区 具有DICOM RT、DICOM 3.0接口,可与第三方放射 治疗产品相接 磁控管或者速调管1.1.14 1.1.15 1.2 1.2.1 1.2.1.1维修模式软件的密码 治疗室内数据显示器 射线束特性: X射线 X线能量投标厂商应提供进入维修模式的密码，直至最底层的维修 模式。 治疗时可显示所有治疗参数包括机械参数用户选择：1、6MV 2、6MV 和 10MV 3、6MV 和 15MV 4、用户选择的其他能量（包括三光子及以上能量） SSD=100cm, 10X10cm射野下的各能量建成深度范围： 水下10cm，SSD=100cm,10X10cm射野下的各能量建成深度范 围：1.2.1.2 1.2.1.3 1.2.1.4 1.2.1.5 1.2.1.6 1.2.1.7 1.2.1.8X线最大剂量建成深度 X线百分深度剂量 束流击靶点尺寸(mm) X线射野尺寸(cm×cm) X线平坦度 X线对称性 准直器的射线透射(%)SSD=100cm处1.2.1.91.2.1.10 1.2.1.11 1.2.1.12 1.2.1.13 1.2.1.14射野半影(mm)光野与射野的一致性(mm) X线泄漏(%) 中子污染 X线铅挡托盘（套） X线铅挡模具一套 指两者误差小于多少1.2.2 1.2.2.1电子线 电子线能量 用户选择：1、4至14MeV，3-5档可选；2、 4至22MeV，4-6档可选，最高达到18 MeV 或以上1.2.2.2 1.2.2.3电子线平坦度 电子线对称性1.2.2.41.2.2.5 1.2.2.6 1.2.2.7 1.2.2.8 1.3电子线的X线污染(%)电子线限光筒数量和尺寸 限光筒的安全性 使用限光筒时的光野 电子线铅挡制作模具（套） 剂量率 是否具有防碰连锁 光野始终可见，能看到灯光野和光距尺1.3.11.3.2 1.3.3常规X线最大剂量率(mu\min)X射线剂量率的选择有几档，并可在临床 使用 X线最小剂量率(mu\min)1.3.41.3.5 1.3.6X线旋转照射时（正反时针），剂量调节 范围最大常规电子线剂量率(mu\min) 束流启动和变换响应时间(s)1.3.7 1.4 1.4.1 1.4.1.1 1.4.1.2 1.4.1.3 1.4.1.4 1.4.1.5 1.4.2 1.4.3 1.4.4加速器最长连续出束时间(min) 特殊治疗模式 弧形治疗 角度剂量率(mu\度） 角度剂量率的调节精度 剂量总误差（mu) 旋转角度误差(度） 具有双向弧形旋转治疗功能；旋转角度及方向 楔形过滤板 虚拟楔形功能 动态楔形功能及照射野尺寸 可选择：1.固定楔形（注明几个规格角度） 2.一楔多用1.4.51.4.6 1.5 1.5.1 1.5.2 1.5.3 1.5.4 1.5.5 1.5.6 1.5.7 1.5.8 1.5.9 1.5.10全身电子线照射功能配合MLC可以实现快速容积旋转调强功能 机械运动系统 机架旋转角度及误差 机架旋转速度 TAD距离(cm) 等中心精度（mm) 等中心高度(cm) 等中心到机架纵向净空间(cm) 等中心到机头的净空间(cm) 准直器系统旋转范围及精度(度） 非对称性准直器：上独立准直器移动范围(cm) 非对称性准直器：下独立准直器移动范围(cm) 购买容积旋转调强加速器时可选此项1.6 1.6.1 1.6.2 1.6.3 1.6.4 1.6.5 1.6.6 1.6.7 1.6.8 1.6.9 1.6.10治疗床 运动调速控制 负载能力 垂直移动范围(cm) 前后移动范围(cm) 左右移动范围(cm) 治疗床的等中心旋转角度及误差 治疗床面板结构及材料 床体固定性 床面旋转方式 六维治疗床 一般高端加速器可选择此治疗床 刚性误差，标准负载条件（135kg在床面上均匀分布）， X、Y、Z三个方向的误差1.71.7.1 1.7.2 1.7.3 1.7.4 1.7.5多叶准直器系统内置式还是外置式 叶片数量（片） 叶片运动精度(cm) 叶片运动速度 叶片的实时验证 用户选择：内置式是加速器自身配置（推荐），外置式一 般是采购第三方产品。1.7.61.7.7 1.7.8 1.7.9 1.7.10单一叶片独立移动距离(cm)相邻叶片的最大端面距离(cm) 叶片在等中心平面的投影宽度(cm) 多叶准直器验证响应时间(S) 一次照射可形成的最大照射野面积 （CM×CM）1.8 1.8.1呼吸门控系统 配备实时呼吸门控系统 可以在定位和治疗时获取相关信息，使病 人在闭气状态下才出射线治疗，对减少胸 腹部肿瘤在治疗过程中运动的影响有意义。 具有实时采集呼吸参数的分析软件，及评 估呼吸误差的软件1.8.2 1.9 1.9.1 1.9.2 1.9.3 1.9.4 1.9.5 1.10 1.10.1 1.10.2 1.10.3应用软件包括模拟和治疗模式病人 和治疗资料数据库。 其他附件 固定式激光定位灯一套（3-4个） 电视监视系统及双向呼叫系统 交流稳压器1台 冷水机组1套 维修备件包及维修工具 售后服务 质保期 质保期满后全保的价格 培训的时间、地点、人数激光灯颜色可选红色或者绿色。是否带遥 控需提供详细清单常规标准一年，根据用户需要也可超过一 年 或者主要部件的价格，如：磁控管等二、实时影像验证系统（EPID）序号 2.1 2.1.1 技术和性能参数名称 实时影像（验证）系统-硬件的要求 数字化非晶硅平板型图像采集装置 备注2.1.22.1.3 2.1.4 2.1.5 2.1.6 2.1.7图像采集器的有效图像感应面积空间分辨率 像素灰度分辨率（bit\像素） 图像采集速度(幅\秒) 射线能量响应范围 剂量率范围(MU\MIN)（CM×CM）像素2.1.82.1.9 2.2 2.2.1图像采集器应由马达驱动并可收回防碰撞联锁功能 实时影像（验证）系统-软件系统的要求 可与放疗专用网络系统实现联网，并集成和共享数据，从 网络获取参考图像，并可将采集的实时图像存储在网络中， 供其他工作站访问使用二、实时影像验证系统（EPID）2.2.2 可在实时影像系统的用户界面上同时察看实时成像和对 比参考图像（模拟定位图像，或DRR图像），以及其他 图像；即使在采集图像时，也能显示参考图像可在图像上覆盖显示多叶准直器的照射野形状 图像采集后自动进行图像增强处理 具有当前最先进的CLANE图像增强显示算法，有效分离 靶区和周围正常组织和器官 图像采集后自动关闭加速器的射线输出 自动/手动调节窗宽/窗位；图像放大/缩小显示 图像编辑功能 几何测量功能 栅格覆盖显示2.2.3 2.2.4 2.2.4.1 2.2.5 2.2.6 2.2.7 2.2.8 2.2.92.2.102.2.11 2.2.12 2.2.13 2.2.14自动照射野边界搜索和显示统计直方图的计算和显示 可回放运动图像；可进行文字标注 定位匹配功能 具有DICOM-3，DICOM-RT网络功能三、锥形束CT影像系统（图像引导加速器选择此部分） 序号3.0 3.1 3.1.1 3.1.2 3.1.3 3.1.4 3.1.5 3.1.6 3.2 3.2.1 3.2.2 3.2.3 3.2.4 3.3 3.3.1 3.3.1.1技术和性能参数名称系统基本结构 X线球管 高压发生器 X线球管 滤线器 可折叠、收缩的机械臂 机械臂到位精度(mm) 扫描孔径(cm) 数字化非晶硅平板探测器 探测器有效面积(CO) 机架一次旋转z轴（AP方向）可采集图像最大长度 探测器最大分辨率及有效分辨率 成像方式 图像软件系统 系统接口 与加速器的接口备注包括功率及射线输出电压 包括功率、阳极热容量、散热率、 焦点尺寸支持X光拍片、透视和CBCT模式3,3.1.2DicomRT接口3.3.1.3与治疗床接口3.3.2二维X线图像3.3.3X线透视功能3.3.4三维X线容积图像(XVI)3.3.4.1图像采集速率（幅/秒）3.3.4.2图像重建时间3.3.4.3图像处理功能3.3.4.4图像配准3.3.4.5计划数据显示3.3.4.6床移动矢量3.3.4.7床相对零位3.3.5XVI控制台四、放射治疗计划系统（TPS）序号 4.1 4.1.1 4.1.1.1 4.1.1.2 4.1.1.2.1 4.1.1.2.2 4.1.1.2.3 4.1.1.2.4 4.1.2 4.1.2.1 4.1.2.2 4.1.2.2.1 4.1.2.2.2 4.1.2.2.3 4.1.2.2.4 4.1.3 4.1.3.1 4.1.3.2 4.1.3.3 4.1.3.4 4.2 技术和性能参数名称 硬件要求 物理师工作站 数量 硬件配置 CPU 内存 显示器类型、尺寸、分辨率 驱动器 医生工作站 数量 硬件配置 CPU 内存 显示器类型、尺寸、分辨率 驱动器 外部设备 UPS电源 彩色激光打印机（能打印A3及A4纸张） 大容量存贮介质 胶片扫描仪 操作系统 注明是否原厂或者第三方采购 注明是否原厂或者第三方采购 备注4.3 4.3.1 4.3.2 4.3.3软件要求 提供CT、MRI、PET等多种图像的输入与融合功能 DRR重建矩阵不小于CT扫描矩阵 提供标准DICOM数据传输格式，以实现医学影像共享4.3.44.3.5 4.3.6 4.3.7 4.3.8 4.3.9 4.3.10 4.3.11 4.3.12 4.3.12 4.3.14物理师工作站、医生工作站具有智能勾画功能（靶区、轮廓、 危及器官等）及计划评估提供计划系统软件所采用的函数模型 提供三维适形计划设计所具有的全部功能 提供调强计划设计所具有的全部功能 提供容积调强计划所具有的全部功能 具有支持不同厂家的水箱扫描系统，提供与剂量系统连接的软 件及硬件，扫描数据自动转换的功能 具有进行楔形板、一楔多用、动态/虚拟楔形的剂量计算功能。 具有多靶点照射技术的剂量计算功能 具有光子线、电子线以及二者联合应用的剂量计算功能 具有挡铅剂量的计算功能 具有共面、非共面、弧形照射的剂量计算功能 包含正向及逆向调强计划4.3.154.3.16 4.4具有密度不均匀剂量校正计算功能具有DVH图评估功能，且能多个DVH图的同屏显示比较功能 具有计划自动设计和自动优化的功能 加速器数据采集及拟合 如医院原已有加速器，请注明 加速器数据采集拟合的台数和 型号五、放疗网络序号 5.1 5.1.2.3.10 5.1.2.4 5.1.2.4.10 5.1.2.5 5.1.3 5.1.3.1 5.1.3.2 5.1.3.3 5.1.3.4 5.1.3.5 5.1.3.6 5.1.3.7 5.2 5.2.2.7.4 5.2.2.8 5.2.2.8.1 5.2.2.8.2 5.2.2.8.3 5.2.2.8.4 5.2.2.8.5 技术和性能参数名称 硬件环境 操作系统 临床工作站 操作系统 物理师工作站 放疗网络连接 加速器接入 物理计划系统接入 模拟定位机接入 Cone beam CT系统 实时影像系统（EPID） 多叶准直器系统（MLC） 与CT、MR、PET、ECT等设备连接的接口 软件环境 对治疗总剂量和治疗次数进行限制 科室管理模块 科室人员工作安排 治疗资源分配和优化 各种报表 各种统计功能 病人排队叫号系统 科室主任管理科室日常工作的工具 计划导入 通过放疗网络，实现与下列设备和系统联网， 根据医院实际需求开放相应接口 登记、排程工作站 参考值或者要求六、放疗质控产品（含剂量验证和检测、体位固定产品等）序号 6.1 6.2 技术和性能参数名 称 调强验证系统一套 固体水一套 备注 可选择容积旋转调强验证或者常规调强验证，每种验证系统至少 提供3个知名品牌价格供用户选择。6.36.4 6.5参考级绝对计量仪1 至少提供3个知名品牌价格供用户选择。 台CT定位平板床一张 CT室激光定位灯一 套 全碳素纤维CT定位平板床，并与医院采购的CT适配。 用户可选择：1、3个固定式；2、一个可移动式；3、3个可移动 式；4、其他要求。激光颜色可选择红色或者绿色。6.66.7 6.8热丝切割机1台体位固定产品 射线剂量报警仪全自动或者手动，X线或者电子线S型全碳素纤维头颈肩固定架；全碳素纤维乳腺托架；俯卧位腹 部固定架； 按照国家相关规定需要配置2个6.96.10 6.11二维水箱三维水箱 其他 如：膜（含头、头颈、胸、腹）、真空垫（包含泵）、泡沫、定 位成型泡沫剂、脚固定垫、低熔点铅、自动控温熔铅炉、大号恒 温水箱、组织补偿膜（0.5cm\1cm\2cm）等
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来源：综合
原标题：神龙二号直线感应加速器研发纪实
原文配图：神龙二号装置全景。
　　日，神龙二号装置国家级科技成果鉴定会现场。窗外，春寒料峭；场内，热情涌动。
　　经过包括14位院士在内的鉴定委员会的鉴定：中国工程物理研究院流体物理研究所“成功研制了世界上首台兆赫兹重复率猝发强流多脉冲直线感应加速器”。“该项目系统复杂，研制难度很大，有重大创新，总体技术处于国际先进水平，部分重要指标国际领先。神龙二号研制成功是直线感应加速器和我国尖端武器闪光照相技术发展中的一个重要里程碑！”
　　中国工程物理研究院（以下简称中物院）流体物理研究所是从事国防尖端武器研制的科研单位，科研人员历经十余载坎坷征程，终于研制出世界最先进的多脉冲强流加速器――神龙二号。
　　世界惊叹“中国龙”，创新助力强国梦。神龙二号的成功，受到国际国内同行的高度评价：
　　神龙二号是世界第一台兆赫兹重复率猝发多脉冲高功率感应加速器！
　　神龙二号从设计思想到技术突破完全是独创的！
　　神龙二号多脉冲感应加速器技术的突破被国际同行专家评价为：“确实代表感应加速器领域重大新成就”！
　　神龙二号是直线感应加速器和我国尖端武器闪光照相技术发展中的一个重要里程碑！
　　“火眼金睛”
　　在内爆流体动力学实验过程中，仅仅百万分之几秒的时间内发生快速和巨大的物理化学反应，爆炸区域的物质温度达到几十万摄氏度、压力骤然升高至百万大气压以上，所形成的高压冲击波以每秒几公里至十几公里的速度传播，实验材料的形状、密度等产生极为复杂且剧烈的变化。
　　作为揭示内爆过程的“火眼金睛”，直线感应加速器闪光X射线照相设施在认识武器内爆物理规律和校验武器设计过程中占据了极为关键的地位。它的工作原理类似于医院的人体X光透视照相，只不过这里照相的对象不是静止而柔软的人体，而是利用加速器产生的高强度脉冲X光，穿透厚度相当于数十厘米钢的致密材料，对其内部以大于10马赫超高速运动的材料内亚毫米细节及其变化进行高精度的瞬态透视照相。
　　在精密的实验室流体动力学实验能力建设中，必须通过内爆闪光X光照相认识武器内爆规律，获取可靠有效、精度足够高的实验数据，以此来检验武器的理论设计模型、修正数值模拟的模型，再进一步开展实验。这一过程经过反复迭代，才能够达到有效提升武器的设计水平和综合性能的目的。
　　为更进一步精密可靠地研究武器规律、校验武器设计，就要求闪光X射线照相设施对武器高速内爆过程不仅“能拍”，还必须实现“超高速连拍”。如同对着奔跑的运动员，若只拍一张照片，获得的只是其某一时刻的静止状态；如连拍数十张，则能完整反映出运动员的肢体运动状态；而且运动速度越高，要拍摄出清晰照片，就要求相机的快门速度越快、曝光量越大。相比人类的运动过程，内爆流体动力学过程的速度和复杂程度何止高出千倍，实现对其动态捕捉，就要求直线感应加速器闪光X射线照相设施产生的X光必须足够强，才能穿透厚度相当于数十厘米钢的致密材料；而且X光脉冲必须非常短，即曝光时间约亿分之一秒，以减小运动模糊；而且要在百万分之一秒内实现多幅照相即连拍；同时要求X光焦斑尺寸足够小，才能够得到清晰照片，对于被拍物体内以每秒几公里到十几公里高速运动的内爆过程，所得的X光图像界面需达到亚毫米的精度；X光脉冲的产生还需具有极高的定时精度，在动态过程中任一特定时刻照相，实际拍摄时间与设定时间的误差不超过亿分之一秒！
　　这堪称是世界上最强大的X光照相机！各核大国数十年来均致力于追求拥有这一闪光照相能力。
　　使命使然
　　早自上世纪70年代起，中物院各级领导和流体物理研究所直线感应加速器研究团队几代人，就一直向着这座世界巅峰艰难而执着地攀登。
　　由于直线感应加速器研究团队从事的是国家战略武器相关的研究，这方面的技术国外对我国是严密封锁的，只能依靠自力更生，自主创新！从关键单元技术攻关、关键材料和器件研制开始，他们筚路蓝缕、无私奉献，攻克了众多关键科学、技术和工程问题。在这一级级台阶上，他们倾洒无数汗水与心血，踏下了深深的辉煌足印。
　　从上世纪70年代末期至1993年，他们从零开始，成功研制出我国第一台用于武器缩比装置闪光照相的10MeV直线感应加速器，达到当时国际先进水平，获国家科技进步奖一等奖，实现了我国直线感应加速器闪光照相实验能力从无到有的跨越。之后通过升级到12MeV，使我国拥有较为先进的闪光照相能力并成功用于武器闪光照相实验，为某新型武器关键过程的设计判断提供了重要实验图像和信息。1996年，两弹元勋王淦昌院士视察10MeV直线感应加速器实验室时欣慰不已，并亲笔题词：“继续努力，必须超过美国！”
　　2003年，我国第一台武器内爆全尺寸装置精密闪光X光照相实验设施神龙一号研制成功！荣获了2005年度国家科技进步奖一等奖。这使我国闪光照相能力跃上一个新台阶，首次实现武器全尺寸装置精密闪光照相；在成功进行的大型闪光照相实验研究中，获得了清晰的图像和精确数据，为我国武器综合性能的提高和新型武器的研制发挥了重要作用。
　　成功永远都是追求者的垫脚石。神龙一号研制成功后，为满足我国国防研究的需要，直线感应加速器研究团队又踏上了迈向更高目标的征程。他们开展了更进一步的细致分析：由于此前的直线感应加速器只能产生单个脉冲，每一次武器闪光X光照相实验，只能获得实验产品内爆过程在指定某一时刻的图像。想了解产品在整个内爆过程中的情况，就只有加工多发完全一模一样的产品并进行多次实验。采用这种方式所获得的多个时刻的图像信息进行数值模拟校验，其前提是理想化地认为每一发产品本身和实验过程均完全相同，多幅图像之间才具有对比性。但实际上产品在生产加工、工艺处理和装配等过程中不可避免地存在差异，此外实验时的复杂环境和实验过程，使武器在内爆压缩过程中亦产生不对称性现象。失之毫厘，谬以千里，小小误差都会极大影响实验数据的有效性和对内爆规律的分析掌握，甚至影响武器设计成败及威力。
　　为了从根源上解决这一问题，就必须研制出高精度多幅闪光X光照相设施，实现对同一内爆流体动力学过程的动态精密诊断。瞄准这一目标，直线感应加速器研究团队发起了新的冲锋――研制多脉冲加速器神龙二号！
　　创新超越
　　本世纪初，国家设专项研制神龙二号，其目的是用以产生3个间隔数千万分之一秒的X光脉冲，每个脉冲指标等同神龙一号，这就要求直线感应加速器以百万赫兹重复率输出多个强流束脉冲并聚焦到同一点打靶。
　　当时世界上还没有成功的先例――从未有任何设备获得过指标为几百万赫兹、数十亿瓦量级的高压多脉冲，因为决定脉冲产生的关键部件是高功率开关，而目前世界上还没有能同时工作在几百万赫兹、数十亿瓦量级功率的高功率开关。这对直线感应加速器研究团队提出了前所未有的挑战，研制难度极大，堪称高峰仰止。
　　如何实现多幅闪光照相？核大国数十年来一直为之殚精竭虑。由于无法解决几百万赫兹、数十亿瓦量级的高压多脉冲产生难题，英国计划用数台单脉冲加速器从不同的角度实现多幅照相。这样的路线技术风险低，但所获得的多幅闪光照相数据不是同轴的，无法满足武器研制需要。上世纪90年代，美国正在研制的DARHT-II装置则用加速一个2微秒的长脉冲来规避多脉冲产生难题，因为这样加速器的开关只需工作在单脉冲状态，这实际上是一台单脉冲加速器。其设计思想是先产生和加速长脉宽的单脉冲，在打靶前通过将90%的电子束偏转掉，剩下四个约50纳秒短脉冲分别打靶，实现多幅照相。其缺点是效费比低、造价高；同时，这几束短脉冲的时间间隔完全受限于单脉冲的总脉宽，间隔几乎不可调整。
　　在进行总体技术路线论证时，经过综合考虑，项目负责人邓建军独创性地提出了基于单脉冲开关产生高功率多脉冲以及感应加速腔磁芯“多次励磁、一次复位”的设计思想，产生三个脉冲间隔独立可调的短脉冲分别聚焦打靶，在不同时刻产生高能量的X光进行同轴多幅闪光照相。该方案能够圆满解决同轴多幅和脉冲间隔可调的精密闪光照相难题，得到时任中物院副院长丁伯南院士的大力支持。
　　与美国DARHT-II相比，我国神龙二号设计方案突出的优越性在于：三个短脉冲是完全独立产生的，脉冲间隔独立可调，实验中可以根据具体的武器物理需求，获得不同时刻的内爆实验物理图像；同时，其束流利用效率高，几乎达到100%，造价只是DARHT-II的约五分之一。
　　曾有某些专家质疑：“美国都没采用这种方法，说明它可能不行。”对此，邓建军自信地回答：“美国人想不到，不代表我们也想不到；我们想到的，美国人不一定想得到！”
　　这一巧妙大胆、卓越先进的创新设计思想，是中国人智慧火花的灵光乍现，更是理论与实践的厚积薄发。
　　集智攻关
　　走前人从未走过的路，所面临的必将是荆棘密布、险滩处处。曾有科研人员戏称神龙二号的研究是从“一穷二白”中起步：“一穷”――技术储备极为薄弱；“二白”――总体设计方案前所未有，关键技术难题前所未遇。然而，他们誓要“白手起家，无中生有”！
　　面对重重技术难关，项目的技术负责人、流体物理研究所副总师章林文研究员积极策划装置的实现步骤，考虑各大系统之间的有机融合；加速器系统负责人、研究室主任石金水研究员精心组织、攻坚克难；各分系统的负责人陈思富、夏连胜、李劲、代志勇、李勤、禹海军、李洪、赖青贵、王敏鸿等思想活跃、冲劲十足，对新事物、新理论有着特别敏锐的洞察和捕捉，创新的思维火花时时迸射出炫目的光彩。在项目研制过程中，团队成员们数不清有多少次彻夜不眠的理论推敲与实验测试，也数不清有多少次风尘仆仆的奔波于协作单位之间，更数不清有多少次时而皱眉苦思时而惊喜万分的发现与探寻。
　　兆赫兹重复率猝发多脉冲高压产生是多脉冲高功率加速器的最大难点，国际上也正是因为无法解决这一难题而只能走单脉冲加速器路线，邓建军率研究团队提出了基于单脉冲功率系统和高压脉冲隔离网络技术产生高功率多脉冲的设计思想――把三个单脉冲系统产生的高压脉冲按照规定时序馈送到隔离网络，再通过隔离网络输出三脉冲到感应腔。其中三组高压隔离二极管是关键，它们各司其职，其作用就像大门，精准而快速地控制三脉冲的通过与隔离。为了能够有效屏蔽蕴含巨大能量的脉冲之间的相互干扰，高压二极管的性能指标与常用二极管相比高出成千上万倍，当时国内协作单位面对如此苛刻的技术指标，曾惊呼：“这简直不可能！”可直线感应加速器研究团队就偏偏要将“不可能”变为“一定能”。频率、电压、电流&&瞄准各个参数指标，他们沉着冷静，不急不躁，实验、分析、设计、再实验。和生产单位共同努力，他们把自己的设计思想贯彻到每一道具体的生产工艺和环节，经过近十年时间的攻关和十多轮的试制和反复实验，一点点摸索，一项项改进，终于通过巧妙设计创新性地解决了这一重大难题。
　　多脉冲间加速腔磁芯复位是装置研制中所要解决的重大难题之一。时间间隔仅为千万分之一秒的三个脉冲，脉冲间由于时间太短已经来不及复位，传统的“励磁―复位”的循环工作方式行不通。如何励磁？如何同时实现三个脉冲之间的复位？又一难题挡在了研制团队面前，如果解决不了，就无法产生多脉冲的加速电压，实现不了多脉冲电子束的加速！邓建军率领团队冥思苦想：既然脉冲间无法复位，能不能三个脉冲之后再一起复位？为此他提出了“多次励磁、一次复位”的大胆设想。但在没有复位的情况下能否实现多次励磁以及能否按照要求励磁？没有任何教科书或参考资料可以借鉴。邓建军和石金水带领团队首先从理论上进行了可行性分析，接下来从低压下开始做实验；再逐步加大电压、加大磁芯尺寸。为了使三个脉冲激励到适合程度，又带来加大磁通跳变量、提高加速器铁芯材料性能等一系列问题。他们摸着石头过河，于激流中稳步前行，一块块拦路岩被他们成功搬开。
　　多项国际上极具挑战性的重大难题，在直线感应加速器研究团队的手下迎刃而解，他们先后荣获数项部委级科技进步奖，在国际权威期刊发表文章数十篇。
　　千锤百炼
　　如果说，装置的研制是翻越千山万水的高歌猛进，那么装置的调试则是跋涉沟壑泥沼的举步维艰。
　　难，真的很难。
　　神龙二号是世界上第一台兆赫兹重复率猝发多脉冲高功率感应加速器，绝大部分问题都是从来没有遇到过的，都必须要靠自己闯出新路来。如此庞大的系统工程，极其复杂的影响因素、扑朔迷离的物理规律，虽然建设过程中的每一项关键技术难题都圆满攻克了，但最终组装完毕的装置能否成功运行？调试过程中会遇到什么问题？对于这片空白领域，无人能够回答。
　　在项目负责人和技术负责人的指导下，调试队队长石金水和副队长李劲带领队员们和调试中的难题较上了劲，不达目的誓不罢休。他们在运行的机器旁，凝注着、琢磨着，工作到半夜一两点是家常便饭；甚至夜深静卧的时候，脑子里还在连轴转，忽然间一个新想法闯入脑海，就恨不得立刻翻身起床、奔赴实验室。
　　调试过程中最棘手的就是绝缘问题，美国为解决长脉冲的绝缘问题足足花费了七年时间。神龙二号产生的是三脉冲，同美国DARHT-II装置的单脉冲相比，脉冲互相之间的电磁干扰影响更复杂。任何一个小细节的疏忽，都可能引起加速腔打火，严重时导致绝缘材料的击穿，使加速器无法正常工作。
　　为了解决三脉冲绝缘难题，研究人员耗费了大量的心血和时间，装置拆了装、装了拆，把被击穿的部件一个个分解开来，观察损伤情况，从材料的生产工艺、加工过程、安装情况等全过程查找问题、分析原因，不断提出改进方案，再逐个通过实验验证进行排查。
　　一次次改进，一次次调试；一个问题刚解决，新问题又不停出现；分段调试成功了，但装置合龙之后又遇到新的困难。这些过程难免在调试团队中产生焦躁情绪，极大地磨炼着他们的耐心。仅日那天，一次实验就损坏了9根高压电缆和6个高压二极管，团队成员们苦中作乐：“唉，&3?15&果然是要求严格啊！”作为调试队队长，石金水不停给大家打气：“前面的实验表示装置曾有过正常状态，那我们就一定能把它调得完全正常！”他的话给屡受挫折的成员们打了一剂强心针，大家都说：“只要你有信心，我们就都有信心！”
　　成功登顶
　　一路攀登，交织着拼搏的艰辛与收获的甘甜，融汇了成功的经验和失败的反思；一路汗水，凝聚着创新超越的灵犀，浇铸出闪光耀目的丰碑――
　　日，神龙二号加速器主束线顺利实现合龙！
　　日，神龙二号通电成功！
　　日，神龙二号加速器顺利完成首次三脉冲打靶实验！
　　日，神龙二号加速器多幅闪光X光照相系统成功进行了首次多幅闪光X光照相爆轰实验！
　　日，神龙二号加速器顺利通过了中物院组织的科技成果鉴定！
　　3000余平方米的大厅中，长达百余米的神龙二号加速器主体肃然静卧，前方银色的牌匾上，由2014年度国家最高科学技术奖得主于敏院士亲题的“神龙二号”四个遒劲大字熠熠生辉。
　　“5、4、3、2、1，触发！”实验现场负责人李劲一声令下，巨大能量注入神龙二号装置的“龙头”，产生三个脉冲，在加速器主体内一级级加速，数千安培的电子束团径向尺度大幅压缩，从碗口粗压缩到针尖般细，精准轰击在靶上，产生的X光轻而易举地穿透厚达数十厘米等效钢厚度的武器装置。当多幅武器内爆不同时刻清晰图像跃然而出的时候，参与项目研制和实验的所有人员都非常激动，热烈的掌声经久不息。辛勤的付出终于换来了成功的喜悦！也标志着我国尖端武器闪光照相研究进入了一个多幅照相的崭新阶段。
　　同时，神龙二号与十年前建成的神龙一号装置呈九十度夹角安放，直线感应加速器研究团队将之戏称为“二龙戏珠”，“龙尾”双双皆瞄准爆轰装置。双龙配合，吐出肉眼看不见的高能X光，可以进行准三维的闪光X光照相，即在一次闪光照相实验中可获得两个角度四个时刻的清晰内爆图像和演变过程，大大提高了实验效率和置信度，为解决关键物理问题提供了重要的实验平台。
　　目前，世界上仅有中国和美国具备了同轴多幅和双轴精密闪光照相能力。
　　神龙二号的研制成功，是直线感应加速器和我国闪光照相技术发展中的一个重要里程碑，使我国成为世界上第一个掌握并研制成功兆赫兹重复率猝发多脉冲高功率加速器的国家！标志着我国尖端武器闪光照相能力实现了质的跨越，首次具备了双轴多幅精密闪光照相能力，对我国新型武器研制、武器综合性能提高具有重大的军事和科学意义！同时带动了我国的光电子技术、半导体技术、磁性材料开发、图像处理技术、加速器技术和高功率脉冲技术的迅速发展。
　　历经数十年艰苦卓绝的奋斗，我国直线感应加速器事业蓬勃兴盛、一路凯歌。从最初的1.5MeV直线感应加速器到20MeV 直线感应电子加速器神龙二号，从缩比到全尺寸照相，从单幅到多幅，从单轴到双轴&&
　　落后，赶追，超越！令世界瞩目的创新成果和水平飞跃，是中国国防实力的傲然展示；前进途中的披荆斩棘、无往不胜，是中物院人“铸国防基石，做民族脊梁”的真实写照。这支风华正茂的“铁军”――流体物理研究所直线感应加速器团队，凭智慧与毅力为国防事业加速，一步步地体现了我国直线感应加速器从无到有，再到完全创新的跨越式发展，开拓出了一条具有我国特色的强流脉冲直线感应加速器发展之路！
(责任编辑：丁斯尧 UM001)
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