Миниатюрен ускорител на частици - протонно оръжие за убиване на злокачествени тумори,

убиване

Учени и инженери от Compact Particle Acceleration Corporation (CPAC), базирана в Ливърмор, Калифорния,разработват ускорител на частици, който е дълъг само 4 метра и ще струва не повече от $30 милиона. Повечето ускорители използват огромни постоянни или електрически магнити, за да генерират мощно постоянно магнитно поле, което ускорява частиците. Използването на такива магнити изисква бетонни защитни бариери с дебелина до три метра и голямо количество съпътстващ хардуер.

От 90-те години на миналия век лекарите в различни странисе опитват да използват протонни лъчи вместо радиоактивно лъчение за лечение на ракови злокачествени тумори. Протонната терапия е по-прецизна и причинява по-малко увреждане на здравите тъкани в човешкото тяло. Но, за съжаление, за да се получи сноп от протони с достатъчна мощност, е необходим ускорител на частици с размерите на самолетен хангар и струващ над 100 милиона долара. По този начин,

Устройствата за протонна терапия остават рядкост, в момента има само 37 такива устройства в света. С тяхна помощ през миналата година са лекувани 10 хиляди души, по-малко от пет процента от общия брой пациенти, на които може да се помогне с протонна терапия.

Учени и инженери от Compact Particle Acceleration Corporation (CPAC), базирана в Ливърмор, Калифорния, разработват ускорител на частици, който е дълъг само 4 метра и ще струва не повече от 30 милиона долара. Повечето ускорители използват огромни постоянни или електрически магнити, за да генерират мощно постоянно магнитно поле,диспергиращи частици. Използването на такива магнити изисква бетонни защитни бариери с дебелина до три метра и голямо количество съпътстващ хардуер.

Прототипът на ускорителя CPAC за ускоряване на частици използва не просто магнитно поле, а електромагнитно поле, възбудено от специални електрически резонаторни линии, чието използване не изисква масивна ограда и обемисто допълнително оборудване.

Разбира се, ускорителят CPAC съдържа и магнити. Но тези магнити служат само за извличане на положително заредени протони от обема водородна плазма, произведена от двойния плазмотрон, дуоплазматрон. Отклоняващата магнитна система фокусира протоните в плътен поток, който влиза в инжектора, където микровълновите електромагнитни полета ускоряват частиците до скорости от порядъка на 8 милиона километра в час.

В същото времеспециален лазер генерира мощен светлинен импулс, който се разделя на няколко лъча, подавани във фиброоптични линии с различна дължина. Тези светлинни импулси, попадащи върху повърхността на резонаторите, изработени от специален материал, водят до освобождаване на свободни електрони от материала, което позволява да се получи импулс на електромагнитно поле с определени характеристики. Последователност от такива импулси позволява протонен лъч да бъде ускорен до скорост от почти 540 милиона километра в час, приблизително половината от скоростта на светлината. Целият процес се контролира от специализиран таймер с висока точност, който включва или изключва магнитите, лазера и други елементи от конструкцията на ускорителя в строго определени часове, принуждавайки ги да действат като единна система.

Протонната терапия изисква лечение на злокачествен тумор с протонен лъчразлични ъгли. Разработчиците на ускорителя смятат, че вместо да движат четириметровата структура на ускорителя около пациента, е по-лесно да преместят пациента, както се изисква. За да направите това, устройството включва специален автоматизиран стол, който има няколко степени на свобода на движение, което ви позволява да обърнете или наклоните пациента до всяка позиция, необходима за лечение.