Наукова конференція Інституту ядерних досліджень НАНУ
8-12 квітня 2019 р.
Тези доповідей
Секція: Експериментальна ядерна фізика
8 квітня 2019 р., понеділок, 17:00
Регламент: 15+5 хв
‘Прозорий’ профілометр заряджених пучків
для адронної терапії.
В.М. Міліція 1 , О.С. Ковальчук 1 , В.М. Пугач 1 , Д.В. Рамазанов1, Д.І. Сторожик1,
О.А. Федорович1, C.Я. Барсук2, А. Фаус-Гольф2, П’єр Луіс Андре Леперк2
1 Інститут ядерних досліджень НАН України, Київ
2Лабораторія лінійного прискорювача IN2P3, CNRS, Орсе (Франція)
Адронна терапія - опромінення пухлини пучками протонів або важких іонів - незважаючи на довгу історію, залишається одним з найбільш багатообіцяючих напрямків ядерної медицини. Щорічно число центрів адронної терапії в світі зростає на десяток. Високий терапевтичний ефект досягається завдяки фізично обумовленому поглиненню руйнівної енергії адронів переважно в раковій пухлині, тобто в кінці їх пробігу(пік Брега).
Виконуються комплексні дослідження можливості підвищення терапевтичного ефекту в адронній терапії шляхом просторового фракціонування опромінюючого пучка. Фракціонування опромінення дозволяє суттєво збільшити локальні дози в області пухли при низьких дозах на шляху до неї для здорових тканин. Адронна терапія вимагає точного розрахунку, а також більшої гнучкості і варіативності. Існуючі детекторні системи не витримують високе радіаційне навантаження (напівпровідникові детектори, іонізаційні камери), або не забезпечують необхідної просторової роздільної здатності (сцинтиляційні детектори), або для отримання результату необхідно багато часу (~ 24 години – радіохромні плівки).
Металеві мікро-детектори (ММД), розроблені в ІЯД НАН України, забезпечують високу радіаційну стійкість та вимір просторового розподілу інтенсивності фракцій пучка в реальному часі [1]. Ці детектори спроможні реєструвати потоки іонізуючого випромінювання у широкому діапазоні енергій та інтенсивності.
Особливостями ММД є їхня прозорість (товщина сенсору ~1 мкм) для потоків радіації, висока радіаційна стійкість (понад 100 MGy), висока просторова роздільна здатність ( до 2 µм), низька робоча напруга (20 В), унікальна технологія виробництва, комерційно доступна зчитувальна електроніка.
ММД були успішно застосовані для вимірювання структур міні-пучків синхротронного випромінювання на синхротроні ESRF (Гренобль, Франція) [2] а також пучків іонів у медичному центрі HIT (Гайдельберг, Німеччина) [3].
В рамках співпраці по проекту Міжнародної асоційованої лабораторії (LIA IDEATE, проект УНТЦ Р9903) розроблено дизайн нової експериментальної методики для досліджень в області просторово-фракціонованої радіаційної терапії. В її складі - багато-щілинні та матричні коліматори для формування одновимірних (1D) та двохвимірних (2D) пучкових структур адронів з енергіями, типовими для медичного застосування (50 – 300 МеВ/нуклон), ткане-еквівалентний фантом, оснащений ультра-тонкими металевими та гібридними мікро-детекторами із зчитувальною електронікою та програмним забезпеченням для аналізу розподілу поглиненої дози.