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

попередня

до розкладу

наступна


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.

 

  1. Fedorovich O., Kovalchuk O., Pugatch V. et al. Metal micro-detectors: Development of “transparent” position sensitive detector for beam diagnostics. Problems of Atomic Science and Technology,  Series “Plasma Physics”v. 6 (82), 2012, p. 196-198
  2. O. Kovalchuk, V. Pugatch et al. Metal Micro-detectors for Radiation therapy instrumentation // Nuclear Science Symposium and Medical Imaging Conference IEEE. - 2011, P. 2617-2619
  3. V. Pugatch, S. Brons, M. Campbell, O. Kovalchuk, X. Llopart, I. Martínez-Rovira, Ie. Momot, Y. Prezado, Yu. Sorokin, Characterization of equipment for shaping and imaging hadron minibeams, Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A 872 (2017) 119−125


попередня

до розкладу

наступна