Миниускоритель частиц — в каждую клинику

В ЦЕРН создают миниатюрный линейный ускоритель частиц для медицинских целей
3 Август 2015, 09:13
Большой адронный коллайдер (БАК) — это удивительное место встречи чудес и в то же время непрактичности. Ведь, помимо возможностей раскрывать секреты Вселенной на субатомных уровнях, БАК обладает невероятным потенциалом использования в самых различных медицинских сферах. К большому сожалению, использование 27-километрового коллайдера в этих целях будет выглядеть так же, как если бы мы попытались использовать Биг-Бен в качестве наручных часов.

В надежде создать что-то более подходящее для медицинской сферы, инженеры ЦЕРН пришли к идее миниатюрного линейного ускорителя частиц, получившего название mini-Linac. Его длина составляет 2 метра и предназначаться он будет для диагностической визуализации и радиотерапии.

Разработанная специально в медицинских целях концепция mini-Linac основана на схемах Linac4 — более крупного ускорителя частиц, который в 2020 году станет частью ускорительного комплекса ЦЕРН и будет использоваться для разгона отрицательно заряженных ионов водорода до более высоких энергий.

Mini-Linac является радиочастотным квадруполем (ускорителем с высокочастотным квадруполем), часто использующимся в начале цепи всех протонных ускорителей для создания сверхинтенсивных пучков. В ЦЕРН говорят, что основной сложностью в разработке было удвоение операционной частоты mini-Linac до ранее никогда не достижимого уровня. Это потребовало использования новой динамики пучков и решения некоторых механических и радиочастотных аспектов.

Само устройство будет состоять из четырех модулей длиной 50 сантиметров, первый из которых ученые уже собрали. Со слов Серджа Матота из инженерного отдела ЦЕРНа, создание первого сегмента установки является очень важным этапом, потому что он подтверждает возможность перехода от концепта к фактическому устройству.

При работе mini-Linac сможет создать в диапазоне 2 метров сгруппированные лучи низкой скорости и интенсивности частотой 750 МГц и энергией 5 МэВ. Это позволит ему выступать в качестве источника высокочастотной установки протонной терапии или в качестве источника альфа-частиц для продвинутой радиотерапии.

Специалисты ЦЕРНа говорят, что компактное и легкое устройство также может использоваться для создания широкого спектра радиоизотопов прямо на местах в больницах, не беспокоясь при этом об их транспортировке и всех связанных с этим материально-технических проблемах. Так как устройство легко транспортируется, его можно использовать не только в медицине, но и, скажем, для радиоуглеродного анализа археологических находок.

В настоящий момент специалисты ЦЕРНа работают над оставшимися тремя блоками установками. Предположительно, готовый компактный линейный ускоритель будет представлен уже в начале следующего года.

Источник