迄今为止，放射治疗(简称放疗)仍然是肿瘤治疗的三大技术手段之一。我国医用电子直线加速器的起步是从1973专项科技会战开始的，经过30余年的努力，形成了以BJ系列医用电子直线加速器为代表的国产设备。国产医用电子直线加速器作为大型高科技医疗设备产品，目前是国内市场上唯一具备与国外同类型产品相抗衡的大型医疗设备，国产产品在国内市场的占有率达到了50％，应该说是战果辉煌。我国医用电子直线加速器的技术发展历程大致为：上世纪70年代：起步阶段。1974年北京和上海同时成立医用电子直线加速器会战组，开始了10MeV医用行波(中能)电子直线加速器的研制工作。1978年，BJ-10荣获全国科技大会奖。　　 上世纪80年代：驻波型起步阶段。在国家“六五”科技攻关的支持下，首台4MeV单光子医用驻波(低能)电子直线加速器研制成功，1989年BJ-4获得国家科学技术进步一等奖。　　 上世纪90年代：驻波型发展阶段。在北京市科委和国家“八五”科技攻关的支持下，先后研制成功6MeV低能单光子和14MeV中能双光子2种驻波型医用电子直线加速器，其中BJ-6荣获国家科学技术进步二等奖(1997)，BJ-14被列入国家重点新产品。　　 本世纪初：全系列产品形成阶段。在国家科技部“十五”科技攻关的支持下，2006年研制成功带能量开关的20MeV高能医用驻波电子直线加速器(BJ-20)。　　 本人有幸在博士学习期间，主持了国家“十五”科技攻关课题“20MeV医用高能驻波电子直线加速器研制”的研制工作，并作为总体技术负责人，全面领导并具体参加了所有研制工作。论文的第三章，介绍了国内第一支边耦合带能量开关的高能驻波电子直线加速管的研制情况；第四章则重点介绍了BJ-20整机研制中几个关键技术问题的基础性研究情况，其中包括采用Monte Carlo方法进行高能X射线均整过滤器设计、限光筒辐射场研究、BJ-20主机架刚性问题研究和BJ-20整机研制和射线物理指标测试结果。另外，第二章的内容是打靶前电子束流模型的研究内容，该内容的研究以BJ-6为对象，采用Monte Carlo模拟计算方法，修正TRSV粒子动力学计算给出的束流模型参数，从而得到与实际测量相符的正确结果。　　 本章研究的意义在于：正确的打靶前高能电子束流模型参数是设计或优化医用电子直线加速器辐射系统的基础，同时也为基于Monte Carlo方法而设计的下一代TPS(放射治疗计划系统)系统，提供了最基础性的束流参数。　　 本论文的创新点：　　 1.实现了国内领先水平的20MeV医用电子直线加速器的系统优化和整机性能测试；　　 2.研制了国内第一支边耦合带能量开关的高能驻波电子直线加速管；　　 3.建立了打靶前高能电子束流模型，以及Mont Carlo方法优化医用电子直线加速器束流辐射系统物理参数的方法，建立了模拟计算平台。