RU2738954C1 - Method for simultaneous extraction of two proton beams from the cyclotron: basic and medical for ophthalmology - Google Patents

Method for simultaneous extraction of two proton beams from the cyclotron: basic and medical for ophthalmology Download PDF

Info

Publication number
RU2738954C1
RU2738954C1 RU2020127023A RU2020127023A RU2738954C1 RU 2738954 C1 RU2738954 C1 RU 2738954C1 RU 2020127023 A RU2020127023 A RU 2020127023A RU 2020127023 A RU2020127023 A RU 2020127023A RU 2738954 C1 RU2738954 C1 RU 2738954C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
cyclotron
medical
targets
radius
proton
Prior art date
Application number
RU2020127023A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Евгений Михайлович Иванов
Владимир Исаакович Максимов
Гелий Федорович Михеев
Герман Аркадьевич Рябов
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное учреждение "Петербургский институт ядерной физики им. Б.П. Константинова Национального исследовательского центра "Курчатовский институт" (НИЦ "Курчатовский институт" - ПИЯФ)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное учреждение "Петербургский институт ядерной физики им. Б.П. Константинова Национального исследовательского центра "Курчатовский институт" (НИЦ "Курчатовский институт" - ПИЯФ) filed Critical Федеральное государственное бюджетное учреждение "Петербургский институт ядерной физики им. Б.П. Константинова Национального исследовательского центра "Курчатовский институт" (НИЦ "Курчатовский институт" - ПИЯФ)
Priority to RU2020127023A priority Critical patent/RU2738954C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2738954C1 publication Critical patent/RU2738954C1/en

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21K—TECHNIQUES FOR HANDLING PARTICLES OR IONISING RADIATION NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; IRRADIATION DEVICES; GAMMA RAY OR X-RAY MICROSCOPES
    • G21K1/00—Arrangements for handling particles or ionising radiation, e.g. focusing or moderating

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
  • Particle Accelerators (AREA)
  • Radiation-Therapy Devices (AREA)

Abstract

FIELD: physics.
SUBSTANCE: invention relates to a method of using a high-current isochronous cyclotron Η-minus ions by creating two simultaneously operating proton beams, one of which is intended for use in oncophthalmology. Proton beams are output from cyclotron by recharging method on two targets out of carbon material. One of the targets is made in the form of a plate from carbon foil, and the other one, for a medical beam, is made of a carbon rod sharpened in the form of a needle. Independent proton beams energy is independently controlled.
EFFECT: technical result is possibility to use cyclotron without forced reduction of design intensity value.
1 cl, 2 dwg

Description

Способ относится к ускорительной технике и предназначен для создания и использования на циклотроне одновременно двух пучков ускоренных протонов с разными параметрами и независимой их регулировкой, причем один из протонных пучков предназначен для использования в области онкоофтальмологии.The method relates to accelerator technology and is intended to create and use at the cyclotron simultaneously two beams of accelerated protons with different parameters and their independent control, and one of the proton beams is intended for use in the field of oncological ophthalmology.

Введение в проблему. Конструирование ускорителей заряженных частиц, и в частности - циклотронов, с целью использования протонных пучков, например, для получения радиоизотопов или для лечения больных, является в настоящее время общепризнанным и перспективным направлением развития медицинской ускорительной техники (Г.И. Кленов, B.C. Хорошков, А.Н. Черных. «Ускорители для протонной лучевой терапии» // Медицинская физика: Журнал-2013-№4-С.5-17 - ISS Ν 1810-200Х) [1], (Г.И. Кленов, B.C. Хорошков «Адронная лучевая терапия: история, статус, перспективы» //УФМ-2016-Т.186, с. 891-911) [2].Introduction to the problem. The design of charged particle accelerators, and in particular, cyclotrons, for the purpose of using proton beams, for example, for obtaining radioisotopes or for treating patients, is currently a generally recognized and promising direction in the development of medical accelerator technology (G.I. Klenov, VS Khoroshkov, A. N. Chernykh. "Accelerators for proton radiation therapy" // Medical Physics: Journal-2013-№4-С.5-17 - ISS Ν 1810-200Х) [1], (GI Klenov, BC Khoroshkov " Hadron radiation therapy: history, status, prospects "// UFM-2016-T.186, pp. 891-911) [2].

Особую нишу среди циклотронов занимают циклотроны, ускоряющие отрицательные ионы водорода Η-минус (Н-) и обладающие 100% выводом протонного пучка из ускорительной камеры наружу методом перезарядки на мишенях из углеродной фольги (Ю.Г. Аленицкий, СБ. Ворожцов, А.С. Ворожцов и др. «Возможности циклотронов по генерации пучков для протонной терапии. Письма в ЭЧАЯ, 2005. т.2, № (126), с. 39-45») [3]. Некоторые из них предназначены только для использования в медицине. Так как циклотроны относятся к сложным дорогостоящим инженерным объектам, то естественным желанием является сделать циклотрон многофункциональным и иметь несколько ускоренных пучков протонов для использования их в различных целях, включая медицинские.A special niche among cyclotrons is occupied by cyclotrons that accelerate negative hydrogen ions Η-minus (H - ) and have 100% extraction of the proton beam from the accelerator chamber outward by the method of recharge on carbon foil targets (Yu.G. Alenitsky, SB. Vorozhtsov, A.S. Vorozhtsov et al. "Possibilities of cyclotrons for generating beams for proton therapy. Letters to ECHAYA, 2005. vol. 2, No. (126), pp. 39-45") [3]. Some of them are for medical use only. Since cyclotrons are complex and expensive engineering objects, the natural desire is to make the cyclotron multifunctional and have several accelerated proton beams for use in various purposes, including medical.

В 2018 году в НИЦ КИ - ПИЯФ был запущен изохронный циклотрон Ц-80, ускоряющий отрицательные ионы водорода Η-минус до энергии 80 МэВ и током 100 мкА (6.25⋅10141/с) (S.A. Artamonov, D.A. Amerkanov, Е.М. Ivanov et al. «The status of the accelerator complex NRC ΚΙ-ΡΝΡΙ». XXVI Russian Particle Accelerator Conference RUPAC 2018, 1-5 October, Protvino, WEXMH 03, p.65.) [4]. Функциональное назначение Ц-80 - производство радиоизотопов (В.Н. Пантелеев, А.Е. Барзах, Л.Х. Батист и др. «Новый метод получения генераторного радионуклида Sr-82 и других медицинских радионуклидов», ЖТФ, 2018, т. 88, вып. 9, стр. 1296-1302) [5] и использование его пучка в онкоофтальмологии (Ю.И. Бородин, В.В. Вальский, Е.Н. Ерохин B.C. Хорошков и др. «Способ протонной лучевой терапии внутриглазных злокачественных новообразований». Патент на изобретение №2680208 Приоритет 01.10.2015) [6].In 2018, the isochronous cyclotron C-80 was launched at NRC KI - PNPI, accelerating negative hydrogen ions Η-minus to an energy of 80 MeV and a current of 100 μA (6.25 6.210 14 1 / s) (SA Artamonov, DA Amerkanov, E.M. Ivanov et al. "The status of the accelerator complex NRC ΚΙ-ΡΝΡΙ. XXVI Russian Particle Accelerator Conference RUPAC 2018, October 1-5, Protvino, WEXMH 03, p.65.) [4]. The functional purpose of the C-80 is the production of radioisotopes (V.N. Panteleev, A.E. Barzakh, L.Kh. Batiste et al. "A new method for producing the generator radionuclide Sr-82 and other medical radionuclides", ZhTF, 2018, vol. 88, issue 9, pp. 1296-1302) [5] and the use of its beam in oncological ophthalmology (Yu.I. Borodin, V.V. Valsky, E.N. Erokhin VS Khoroshkov et al. “Method of proton radiation therapy of intraocular malignant neoplasms. ”Invention patent No. 2680208 Priority 01.10.2015) [6].

Настоящее изобретение предназначено для реализации способа вывода из циклотрона двух протонных пучков с различными заданными параметрами (энергией, интенсивностью, эмиттансом и т.п.), действующих одновременно в двух направлениях, причем один из них - медицинского назначения -предназначен для использования в онкоофтальмологии.The present invention is intended to implement a method for extracting from a cyclotron two proton beams with different specified parameters (energy, intensity, emittance, etc.), acting simultaneously in two directions, and one of them - for medical purposes - is intended for use in oncological ophthalmology.

Приведем требования на оптимальные параметры медицинского протонного пучка для онкоофтальмологии по данным медицинских показаний и реальных параметрах, используемых на зарубежных ускорителях при лечении глаза (Н.А. Иванов, Ж.С.Лебедева «Оценка параметров пучка протонов для применения в офтальмологии» Научно-технические ведомости Санкт-Петербургского государственного политехнического университета. Физика и математика, 2013 №1 (165), с. 128-135. [7], (J. Thariat, S. Jacob, JP Caujolle en al., «Cataract Avoidance With Proton Therapy in Ocular Melanomas. Jnvest Ophthalmol Vis Sci. 2017 Oct 1; 58(12): 5378-5386. DOI: 10, 167 / iovs. 17-22567) [8]. Согласно этим требованиям, энергия протонов должна быть ~ 60 МэВ, что соответствует средней энергии пика Брэгга в тканях глаза. Оптимальная величина поглощаемой дозы в тканях глаза 50-70 Гр, подводимая за 5 сеансов облучения. Время сеанса облучения 1-4 минуты. Интенсивность протонов непосредственно перед облучаемым глазом ~6⋅10-1 V1 (Delaney T.F., Кооу Н.М. «Charged particle radiotherapy)) Philadelphia: Lippincott Williams, Wilkins. 2008. 530 p.) [9]. Формирование офтальмологического пучка производится непосредственно вблизи лица пациента в специальном модуляторном боксе. При этом ~ 90% пучка поглощается в элементах модулятора и теряется в тракте транспортировки пучка от циклотрона до модуляторного бокса (-100-150 м). Поэтому интенсивность медицинского пучка циклотрона должна быть ~ 6-1010c_1.Let us give the requirements for the optimal parameters of a medical proton beam for ophthalmology onco according to medical indications and real parameters used at foreign accelerators for eye treatment (N.A. Ivanov, Zh.S. Lebedeva "Estimation of the parameters of a proton beam for use in ophthalmology" Bulletin of St. Petersburg State Polytechnic University Physics and Mathematics, 2013 No. 1 (165), pp. 128-135. [7], (J. Thariat, S. Jacob, JP Caujolle en al., “Cataract Avoidance With Proton Therapy in Ocular Melanomas. Jnvest Ophthalmol Vis Sci. 2017 Oct 1; 58 (12): 5378-5386. DOI: 10, 167 / iovs. 17-22567) [8] According to these requirements, the proton energy should be ~ 60 MeV, which corresponds to the average energy of the Bragg peak in the tissues of the eye. The optimal value of the absorbed dose in the tissues of the eye is 50-70 Gy, supplied for 5 irradiation sessions. The duration of the irradiation session is 1-4 minutes. The intensity of protons immediately in front of the irradiated eye is ~ 6⋅10 -1 V 1 (Delaney TF, Coe N.M. Charged particle radiotherapy)) Philadelphia: Lippincott Williams, Wilkins. 2008.530 p.) [9]. The formation of an ophthalmic beam is performed directly near the patient's face in a special modulator box. In this case, ~ 90% of the beam is absorbed in the modulator elements and is lost in the beam transport path from the cyclotron to the modulator box (-100-150 m). Therefore, the intensity of the medical beam of the cyclotron should be ~ 6-10 10 s _1 .

В качестве способа-аналога укажем на способ вывода из циклотрона двух пучков, рассмотренный в работе (С.А. Артамонов, Е.М. Иванов, Г.А. Рябов, В.А. Тонких «Вариант тракта транспортировки протонного пучка для онкоофтальмологического центра ПЛТ в НИЦ Курчатовский институт -ПИЯФ. Сборник тезисов VI Всесоюзного молодежного научного форума Open Science, 2019 г. ) [10].As an analogue method, let us point out the method for extracting two beams from the cyclotron, considered in the work (S.A. Artamonov, E.M. Ivanov, G.A. Ryabov, V.A. PLT at NRC Kurchatov Institute-PNPI. Collection of abstracts of the VI All-Union Youth Scientific Forum Open Science, 2019) [10].

Способ-аналог заключается в использовании двух перезарядных мишеней из углеродной фольги: основной и медицинской, расположенных на штангах-пробниках, находящихся на разных радиусах и азимутах. Мишени на пробниках могут независимо автоперемещаться в горизонтальных направлениях. При этом каждая из мишеней, при своем перемещении в горизонтальном направлении вдоль радиуса, перекрывает только части площадей S1 и S2 от всего поперечного сечения S0=S1+S2 пучка Н-минус ионов. Реальная конструкция мишеней из фольги может обеспечить перекрытие по горизонтали площадей S1, S2 в отношении не более чем в 100 раз, что приводит к соотношению интенсивностей основного I1 и медицинского пучка I2, как 1\/12<100. Поэтому для реализации медицинского пучка требуемой величины 12«6-1010 с"1 интенсивность циклотрона Ι0~Ιι должна быть не более 10<6-10, что меньше на два порядка, чем номинальная интенсивность циклотронов класса Ц-80 (Ιο « 6,25· 1014c_1) [4]. Поэтому в способе-аналоге предложено проводить принудительное снижение интенсивности циклотрона 10 методом отключения фокусирующих соленоидов в системе аксиальной инжекции и введением коллиматоров в тракт транспортировки медицинского пучка.The analogue method consists in using two rechargeable carbon foil targets: the main one and the medical one, located on probe rods located at different radii and azimuths. Probe targets can auto-move independently in horizontal directions. In this case, each of the targets, when moving in the horizontal direction along the radius, overlaps only part of the areas S 1 and S 2 from the entire cross section S 0 = S 1 + S 2 of the H-minus ion beam. A real design of foil targets can provide horizontal overlap of the areas S 1 , S 2 in the ratio of no more than 100 times, which leads to the ratio of the intensities of the main I 1 and medical beams I 2 as 1 \ / 1 2 <100. Therefore, for the realization of a medical beam of the required magnitude 1 2 «6-10 10 s " 1, the intensity of the cyclotron Ι 0 ~ ι should be no more than 1 0 <6-10, which is two orders of magnitude less than the nominal intensity of cyclotrons of the C-80 class (Ιο "6.25 10 14 c _1) [4]. Therefore, in the method-analogue proposed to carry out a forced reduction in the intensity of the cyclotron 1 0 by disconnection of the focusing coils in the axial injection system and the introduction of a medical beam collimators conveyance path.

Таким образом, недостатком способа-аналога является неэффективное использование циклотрона из-за необходимости принудительного уменьшения интенсивности пучка циклотрона Ιο.Thus, the disadvantage of the analogue method is the ineffective use of the cyclotron due to the need to forcibly reduce the intensity of the cyclotron beam Ιο.

В качестве способа-прототипа укажем на способ вывода двух протонных пучков одновременно, реализованного на ускорителе Н-минус ионов TPJUMPF в Канаде (Dutto G.et al «TRIUMF» High Intensity Cyclotron Development for ISAG. TRIUMF, Vancuver // Proc/ of the Intern.Con. f. on Cyclotrons and Their Applications, Tokyo, 2004, P.82-86) [11].As a prototype method, let us point out a method for extracting two proton beams simultaneously, implemented at the H-minus ion accelerator TPJUMPF in Canada (Dutto G. et al "TRIUMF" High Intensity Cyclotron Development for ISAG. TRIUMF, Vancuver // Proc / of the Intern . Con. F. On Cyclotrons and Their Applications, Tokyo, 2004, P.82-86) [11].

Способ-прототип заключается в использовании двух перезарядных мишеней 1 и 2 из углеродной фольги, располагаемых на двух пробниках, находящихся на разных азимутах. Мишени 1 и 2 могут независимо передвигаться вдоль осей своих пробников по радиусам, что определяет энергии протонных пучков 1 и 2. Мишени на пробниках могут также автоперемещаться и в вертикальных направлениях, при этом каждая из мишеней, перемещаясь в вертикальном направлении, перекрывает по вертикали только части площадей Si и S2 поперечного сечения пучка So-Соотношение Si:S2 определяет отношение интенсивностей Ιχ:12 протонных пучков из мишеней 1 и 2, одновременно выводимых из ускорителя.The prototype method consists in using two rechargeable targets 1 and 2 made of carbon foil, located on two probes located at different azimuths. Targets 1 and 2 can independently move along the axes of their probes along radii, which determines the energies of proton beams 1 and 2. Targets on the probes can also auto-move in vertical directions, while each of the targets, moving in the vertical direction, overlaps only parts of the vertical areas Si and S 2 of the cross-section of the beam So-The ratio Si: S 2 determines the intensity ratio Ιχ: 1 2 of proton beams from targets 1 and 2, simultaneously extracted from the accelerator.

Недостатком способа-прототипа является неэффективное использование циклотрона в случае предназначения 2-го пучка для онкоофтальмологии. Действительно, рассмотрим возможность использования способа-прототипа на примере циклотрона Ц-80, ток протонов которого 10 « 100 мкА (6.25-1014 с"1). Реальная конструкция мишеней 1 и 2 из-за малого размера пучка Η-минус ионов по вертикали может обеспечить перекрытие площадей мишеней St и S2 не больше, чем в 50 раз. Так как Si:S2=Ιι:Ι2, то для получения медицинского пучка I2 «6-1010 с"1 необходимо иметь интенсивность основного пучка I^Io^-lO'V1, то есть необходимо снизить интенсивность пучка циклотрона Ιο на два порядка. Дополнительно отметим: так как горизонтальный (радиальный) размер ускоряемого пучка соизмерим с шагом увеличения радиуса орбиты пучка, то происходит многократное взаимодействие Η-минус ускоряемых ионов с мишенью 2 и увеличение интенсивности 12. Это дополнительно приводит к необходимости уменьшения интенсивности пучка 10. Такой режим приводит к крайне неэффективному использованию ускорителя из-за необходимости принудительного уменьшения интенсивности его пучка.The disadvantage of the prototype method is the ineffective use of the cyclotron in the case of the purpose of the 2nd beam for oncological ophthalmology. Indeed, let us consider the possibility of using the prototype method on the example of the Ts-80 cyclotron, the proton current of which is 1 0 "100 μA (6.25-10 14 s " 1 ). The actual design of targets 1 and 2 due to the small size of the Η-minus ion beam in vertical vertical can ensure the overlap of the target areas S t and S 2 by no more than 50 times. Since Si: S 2 = Ιι: Ι 2 , then to obtain a medical beam I 2 "6-10 10 s " 1 it is necessary to have the intensity of the main beam I ^ Io ^ -lO'V 1 , that is, it is necessary to reduce the intensity of the cyclotron beam Ιο by two orders of magnitude. Additionally, we note that since the horizontal (radial) size of the accelerated beam is commensurate with the step of increasing the radius of the beam orbit, there is a multiple interaction of Η-minus of the accelerated ions with target 2 and an increase in intensity 1 2 . This additionally leads to the need to reduce the beam intensity 1 0 . Such a regime leads to an extremely ineffective use of the accelerator due to the need to forcibly reduce the intensity of its beam.

Задача изобретения - создание способа вывода из циклотрона одновременно двух протонных пучков - основного с интенсивностью Ιι и медицинского с интенсивностью 12 - без снижения проектной величины интенсивности циклотрона Ιο.The objective of the invention is to create a method for extracting from the cyclotron simultaneously two proton beams - the main one with the intensity ι and the medical one with the intensity 1 2 - without reducing the design value of the cyclotron intensity Ιο.

Технический результат заключается в реализации способа, приводящего к выводу из циклотрона двух пучков одновременно, один из которых предназначен для офтальмологии, без потери эффективности использования циклотрона.The technical result consists in the implementation of the method leading to the output of two beams from the cyclotron at the same time, one of which is intended for ophthalmology, without losing the efficiency of using the cyclotron.

Технический результат достигается тем, что в способе вывода из циклотрона одновременно двух протонных пучков методом перезарядки на углеродных мишенях, новым является то, что для получения основного пучка используется перезарядная мишень из углеродной фольги прямоугольной формы, закрепленная на пробнике и автоперемещающаяся по радиусу орбит вместе с ним, а для медицинского пучка используется закрепленная на другом пробнике перезарядная мишень из углеродного стержня в виде иглы, ориентированной перпендикулярно плоскости орбит ускоряемых Η-минус ионов и автоперемещающейся по радиусу орбит и по вертикали относительно медианной плоскости циклотрона, причем, при регулировке энергий основного и медицинского пучков взаимное расположение мишеней - основной на радиусе Рч и медицинской на радиусе R2- должно удовлетворять соотношению R]>R2 независимо от азимутального расположения мишеней в камере циклотрона.The technical result is achieved by the fact that in the method of extracting two proton beams from the cyclotron simultaneously by the method of recharging on carbon targets, the new is that to obtain the main beam, a rechargeable target made of rectangular carbon foil is used, fixed on the probe and auto-moving along the radius of the orbits with it , and for the medical beam, a rechargeable target made of a carbon rod in the form of a needle, oriented perpendicular to the plane of the orbits of accelerated Η-minus ions and auto-moving along the radius of the orbits and vertically relative to the median plane of the cyclotron, is used, fixed on another probe, and, when adjusting the energies of the main and medical beams the relative position of the targets - the main one at the RF radius and the medical one at the radius R 2 - must satisfy the ratio R]> R 2 regardless of the azimuthal position of the targets in the cyclotron chamber.

На Фиг. la, 1б приведены схемы реализации предлагаемого способа.FIG. la, 1b show schemes for the implementation of the proposed method.

1. Нижний полюс электромагнита циклотрона.1. The lower pole of the cyclotron electromagnet.

2. Электромагнит циклотрона.2. Electromagnet of the cyclotron.

3. Ускорительная вакуумная камера циклотрона.3. Accelerating vacuum chamber of the cyclotron.

4. Источник Η-минус ионов.4. Source of Η-minus ions.

5. Дуанты.5. Dees.

6. Окно камеры циклотрона для штанг-пробников 7, 8.6. Window of the cyclotron chamber for test rods 7, 8.

7. Штанга-пробник для мишени 9.7. Probe rod for target 9.

8. Штанга-пробник для мишени 10.8. Probe shaft for target 10.

9. Мишень для медицинского пучка в виде иглы площадью S2.9. A target for a medical beam in the form of a needle with an area of S 2 .

10. Мишень для основного пучка в виде пластины площадью Si.10. Target for the main beam in the form of a plate with area Si.

11. Траектория протонов после их взаимодействия с мишенью 10.11. The trajectory of protons after their interaction with the target 10.

12. Траектория протонов после их взаимодействия с мишенью 9.12. Trajectory of protons after their interaction with the target 9.

13. Окно для вывода из циклотрона пучков протонов.13. Window for the extraction of proton beams from the cyclotron.

14. Область ореола пучка Η-минус ионов.14. Area of the halo of the-minus ion beam.

15. Пластина из углеродной фольги.15. Carbon foil plate.

50 - площадь поперечного сечения ускоряемого пучка Η-минус ионов.50 is the cross-sectional area of the accelerated beam of Η-minus ions.

51 - площадь пучка Η-минус ионов на мишени 10.51 - area of the Η-minus ion beam on target 10.

52 - площадь сечения иглы, облучаемая пучком Ннминус ионов на мишени 9 Ιο - интенсивность пучка циклотрона.5 2 is the cross-sectional area of the needle irradiated by the ion beam Hnminus on the target; 9 Ιο is the intensity of the cyclotron beam.

Ιι - интенсивность основного пучка протонов.Ιι is the intensity of the main proton beam.

12 - интенсивность медицинского пучка протонов для офтальмологии.1 2 - the intensity of the medical proton beam for ophthalmology.

Ео-энергия пучка циклотрона.Eo-energy of the cyclotron beam.

Ει - энергия основного пучка протонов.Ει is the energy of the main proton beam.

Е2 - энергия медицинского пучка протонов для офтальмологииE 2 - energy of a medical proton beam for ophthalmology

Ri, R2 - радиусы, соответствующие энергиям ускоряемых Η-минус ионов:Ri, R 2 - radii corresponding to the energies of accelerated Η-minus ions:

80 МэВ и 60 МэВ.80 MeV and 60 MeV.

d - диаметр углеродного стержня, заточенного в виде иглы 9. h - глубина перекрытия иглой 9 площади эллипса So. b - хорда эллипса So на уровне глубины h.d is the diameter of the carbon rod sharpened in the form of a needle 9. h is the depth of the needle 9 overlapping the area of the ellipse So. b is the chord of the So ellipse at the depth level h.

ORZ - система координат.ORZ - coordinate system.

2AR - радиальный размер пучка Η-минус ионов.2AR is the radial size of the-minus ion beam.

2ΔΖ - вертикальный размер пучка Η-минус ионов.2ΔΖ is the vertical size of the Η-minus ion beam.

Рассмотрим осуществление предложенного способа на примере его реализации на циклотроне Ц-80 [4], энергия и интенсивность пучка которого Е0=80 МэВ, 10=100 мкА (6 · 1014 с"]); энергия и интенсивность медицинского пучка Е2=60МэВ, Ι2=6· 1010 с"\ Фиг. 1.а,б.Let us consider the implementation of the proposed method on the example of its implementation on the Ts-80 cyclotron [4], the energy and intensity of the beam of which E 0 = 80 MeV, 1 0 = 100 μA (6 · 10 14 s " ] ); energy and intensity of the medical beam E 2 = 60 MeV, Ι 2 = 6 · 10 10 s "\ Fig. 1.a, b.

Между полюсами электромагнита циклотрона 2 размещается ускорительная вакуумная камера 3. В центре камеры 3 находится ионный источник Η-минус ионов 4. Ускорение Η-минус ионов осуществляется двумя дуантами 5. В окне 6 камеры 3 находятся перемещающиеся по своим осям штанги-пробники 7 и 8. На концах пробников 7, 8 размещены мишенные устройства с находящимися в них перезарядными мишенями (стрипперами) 9 и 10. Устройства позволяют автоматически юстировать мишени 9, 10 по радиусу R и по оси Ζ, производить замену мишеней без нарушения вакуума в камере СЦ, осуществляют охлаждение мишеней и т.п.Мишени 9, 10 занимают разные радиальные положения: мишень 9 находится на радиусе R2, что соответствует энергии ускоряемых Η-минус ионов 60 МэВ; мишень 10 находится на радиусе Rb что соответствует энергии ускоряемых Н-минус ионов 80 МэВ.Between the poles of the electromagnet of the cyclotron 2 is an accelerating vacuum chamber 3. In the center of the chamber 3 there is an ion source of Η-minus ions 4. The acceleration of минус-minus ions is carried out by two dees 5. In the window 6 of chamber 3 there are probe rods 7 and 8 moving along their axes At the ends of probes 7, 8 there are target devices with rechargeable targets (strippers) 9 and 10 located in them. The devices allow to automatically align targets 9, 10 along the radius R and along the axis, to replace targets without breaking the vacuum in the SC chamber. cooling of targets, etc. Targets 9, 10 occupy different radial positions: target 9 is located at radius R 2 , which corresponds to the energy of accelerated Η-minus ions of 60 MeV; target 10 is located at the radius R b which corresponds to the energy of the accelerated Н-minus ions 80 MeV.

Отметим, что при взаимодействии ускоряемых Η-минус ионов с мишенями из углерода происходит известный процесс «перезарядки», заключающийся в потери отрицательным ускоряемым ионом двух электронов и превращение его в положительно заряженный протон. Из-за изменения знака заряда с минуса на плюс происходит изменение знака кривизны движения частиц в магнитном поле циклотрона, и протоны выводятся из камеры 3 циклотрона через окно 13. Расчеты и опыт использования перезарядных мишеней из углеродной фольги толщиной ~50 мк при энергии ~50-80 МэВ обеспечивает ~ 100% перезарядку Η-минус ионов в протоны. (А.С.Артемов. «Исследование взаимодействия взаимодействия ионов с внутренними мишенями в ускорителях разработка методов и устройств для невозмущающей диагностики пучков». Автореферат диссертации. ВАК РФ 01.04.01) [12].Note that the interaction of accelerated Η-minus ions with carbon targets occurs the well-known process of “recharge”, which consists in the loss of two electrons by the negative accelerated ion and its transformation into a positively charged proton. Due to the change in the sign of the charge from minus to plus, the sign of the curvature of the motion of particles in the magnetic field of the cyclotron changes, and protons are removed from the chamber 3 of the cyclotron through window 13. Calculations and experience of using rechargeable targets made of carbon foil with a thickness of ~ 50 microns at an energy of ~ 50- 80 MeV provides ~ 100% recharge of Η-minus ions into protons. (AS Artemov. "Study of the interaction of ions with internal targets in accelerators, development of methods and devices for non-disturbing diagnostics of beams." Abstract of the thesis. VAK RF 01.04.01) [12].

Предлагаемый способ реализуется следующим образом. Инжектируемые ионным источником 4 Η-минус ионы, ускоряемые дуантами 5, двигаются по спирали, увеличивая свою энергию, и при энергии 60 МэВ на радиусе R2 достигают перезарядной мишени 9. Площадь S2 мишени 9 выбрана много меньше площади ускоряемого пучка So (S2 « So). Поэтому, только небольшая часть Η-минус ионов, взаимодействуя с площадью S2 мишени 9, превращается в положительные протоны и выводится из камеры 3 по траектории 12 через окно 13. Это пучок медицинского назначения с интенсивностью 12.The proposed method is implemented as follows. The ions injected by the 4 Η-minus ion source, accelerated by dees 5, move in a spiral, increasing their energy, and at an energy of 60 MeV at the radius R 2 they reach the charge exchange target 9. The area S 2 of the target 9 was chosen much less than the area of the accelerated beam So (S 2 "So). Therefore, only a small part of the Η-minus ions, interacting with the area S 2 of the target 9, turns into positive protons and is removed from the chamber 3 along the trajectory 12 through the window 13. This is a medical beam with an intensity 1 2 .

Основная часть Η-минус ионов продолжает ускорение до радиуса Rb где сталкивается с мишенью 10 и генерирует основной пучок протонов с интенсивностью Ιι и энергией 80 МэВ.The main part of the-minus ions continues to accelerate up to the radius R b where it collides with target 10 and generates the main beam of protons with intensity Ιι and energy 80 MeV.

Мишень 10 для основного пучка выполнена в виде пластины 15 из углеродной фольги, площадь которой больше площади Si пучка Н-минус ионов на радиусе R], Мишень 9 для медицинского пучка выполнена из углеродной нити диаметром d « 50-100 мкм, заточенной в виде иглы. Площадь S2 мишени 9 - это часть площади иглы, на которую попадают Η-минус ионы на радиусе R2. Вертикальное расположение мишени 9 и малая величина h обеспечивает в отличие от прототипа только одноразовое взаимодействие пучка Η-минус с мишенью 9, Фиг. 1б.Target 10 for the main beam is made in the form of a plate 15 made of carbon foil, the area of which is greater than the area of Si of the H-minus ion beam at radius R], Target 9 for a medical beam is made of a carbon filament with a diameter of d "50-100 μm, sharpened in the form of a needle ... The area S 2 of the target 9 is the part of the area of the needle on which the Η-minus ions fall at the radius R 2 . The vertical arrangement of the target 9 and the small value of h provides, in contrast to the prototype, only one-time interaction of the-minus beam with the target 9, FIG. 1b.

Заметим, что азимутальное положение мишеней 9 и 10 непринципиально и выбирается из конструктивных параметров циклотрона и направления вывода протонных пучков 11 и 12 в нужных направлениях. Однако, взаимное расположение мишеней должно быть Ri>R2.Note that the azimuthal position of targets 9 and 10 is not fundamental and is selected from the design parameters of the cyclotron and the direction of extraction of proton beams 11 and 12 in the desired directions. However, the relative position of the targets should be Ri> R 2 .

Отметим также, что траектория 12 пучка с мишени 9 может пересекать ось пробника 8. Поэтому конструктивно оси пробников 7 и 8 расположены ниже медианной плоскости ускоряемых Η-минус ионов.Note also that the trajectory 12 of the beam from the target 9 can intersect the axis of the probe 8. Therefore, structurally, the axes of probes 7 and 8 are located below the median plane of the accelerated Η-minus ions.

Предложенный способ предполагается использовать на циклотроне Ц-80 в НИЦ КИ - ПИЯФ [4]. Проведем оценку интенсивности медицинского пучка 12 для циклотрона Ц-80. Интенсивность медицинского пучка 12 определяется интенсивностью циклотрона Ιο и отношением площадей Si и S2 мишеней 10 и 9. Кроме этого необходимо учитывать многократность взаимодействия пучка с мишенью 9, так как шаг спирали 5R ускоряемых Η-минус ионов меньше радиального размера пучка 2AR на радиусе R2 и пучок Η-минус ионов в процессе своего ускорения может попадать на мишень 9 за нескольких оборотов. Таким образом:The proposed method is supposed to be used at the Ts-80 cyclotron at the NRC KI - PNPI [4]. Let us estimate the intensity of the medical beam 1 2 for the Ts-80 cyclotron. The intensity of the medical beam 1 2 is determined by the intensity of the cyclotron Ιο and the ratio of the areas Si and S 2 of targets 10 and 9. In addition, it is necessary to take into account the multiple interaction of the beam with the target 9, since the pitch of the spiral 5R of the accelerated Η-minus ions is less than the radial size of the 2AR beam at radius R 2 and the beam of Η-minus ions in the course of its acceleration can hit target 9 in several revolutions. In this way:

Figure 00000001
Figure 00000001

где к - коэффициент многократности, b - «хорда эллипса» на уровне глубины перекрытия h иглой площади пучка S0, 6R - шаг спирали ускоряемых Н-минус ионов на радиусе R2, Фиг. 1б.where k is the multiplicity factor, b is the "chord of the ellipse" at the level of the overlapping depth h by the needle of the beam area S 0 , 6R is the pitch of the spiral of the accelerated H-minus ions at the radius R 2 , 1b.

Для циклотрона Ц-80. Интенсивность выведенного пучка 10-6· 1014 с-1 (100 мкА). Размеры ускоряемого пучка Η-минус ионов на радиусе R^o 2ΔΖ=5μμ, 2AR=6mm. Площадь пучка

Figure 00000002
Si«So. Шаг спирали 5R=2 мм. Диаметр углеродного стержня-иглы d=50 мкм. Величина h=0,1 мм. «Хорда эллипса» b=2-AR/AZ (2h · ΔΖ - h2)1/2=1,68 мм. Шаг спирали 6R=Tmm. Площадь мишени S2 «0,5d-h=2,5· 10~3 мм2. Коэффициент многократности k «b/6R «1.For the Ts-80 cyclotron. The intensity of the extracted beam is 1 0 -6 · 10 14 s-1 (100 μA). Dimensions of the accelerated Η-minus ion beam at a radius R ^ o 2ΔΖ = 5μμ, 2AR = 6mm. Beam area
Figure 00000002
Si “So. Spiral pitch 5R = 2 mm. Diameter of the carbon rod-needle d = 50 microns. The value h = 0.1 mm. "Chord ellipse" b = 2-AR / AZ (2h · ΔΖ - h 2 ) 1/2 = 1.68 mm. Spiral pitch 6R = Tmm. Target area S 2 "0.5d-h = 2.5 · 10 ~ 3 m 2 . Multiplicity factor k "b / 6R" 1.

Подстановка приведенных параметров в (1) дает величину 12~6,4-\0юс1, что удовлетворяет требованиям на величину интенсивности медицинского пучка.Substituting the above parameters into (1) yields a value of 2 ~ 6,4- 1 \ 0 th to 1, which meets the medical value of the beam intensity.

Заметим, что передвижение иглы и, следовательно, мишени 9 по вертикали, в область ореола пучка 14, Фиг. 1б, позволяет уменьшить интенсивность медицинского пучка еще на 1-2 порядка, а также позволяет конструктивно увеличивать диаметр иглы d в несколько раз, что повышает «время жизни» мишени 9 при ее эксплуатации.Note that the vertical movement of the needle and, therefore, the target 9, into the region of the beam halo 14, Fig. 1b, makes it possible to reduce the intensity of the medical beam by another 1-2 orders of magnitude, and also makes it possible to constructively increase the diameter of the needle d by several times, which increases the "lifetime" of the target 9 during its operation.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет реализовать необходимые параметры офтальмологического медицинского пучка при сохранении номинальной интенсивности циклотрона Ц-80. На Фиг. 2 приведены реальные траектории основного пучка с интенсивностью 1\, предназначенного для производства изотопов и медицинского пучка с интенсивностью 12 для офтальмологии. Расчет транспортировки пучков в реальном магнитном поле циклотрона Ц-80 производился с использованием программы Trance-3D (S.A. Artamonov, A.N. Chernov, E.M. Ivanov et al. «High Efficiency Stripping Extraction on 80 MeV Η-minus Isochronous Cyclotron in ΡΝΡΙ» // XXV Russion Particle Accelerator Conference RUPAC 2016, November 21-25, St.-Petersburg, TUCASH 03, P.176-178.) [13].Thus, the proposed method makes it possible to realize the necessary parameters of an ophthalmic medical beam while maintaining the nominal intensity of the Ts-80 cyclotron. FIG. 2 shows the real trajectories of the main beam with an intensity 1 \ intended for the production of isotopes and a medical beam with an intensity 1 2 for ophthalmology. The calculation of the transport of beams in the real magnetic field of the Ts-80 cyclotron was carried out using the Trance-3D program (SA Artamonov, AN Chernov, EM Ivanov et al. "High Efficiency Stripping Extraction on 80 MeV Η-minus Isochronous Cyclotron in ΡΝΡΙ" // XXV Russion Particle Accelerator Conference RUPAC 2016, November 21-25, St. Petersburg, TUCASH 03, P.176-178.) [13].

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫBIBLIOGRAPHY

[1] Г.И. Кленов, B.C. Хорошков, А.Н. Черных «Ускорители для протонной лучевой терапии» //Медицинская физика: Журнал - 2013 - №4 - С.5-17 - ISS Ν 1810-200Х.[1] G.I. Klenov, B.C. Khoroshkov, A.N. Chernykh "Accelerators for proton radiation therapy" // Medical Physics: Journal - 2013 - No. 4 - P.5-17 - ISS Ν 1810-200X.

[2] Г.И. Кленов, B.C. Хорошков «Адронная лучевая терапия: история, статус, перспективы» // УФМ- 2016 - т.186, с. 891-911. Д001: 10.3367/UF N 2016/06/037823.[2] G.I. Klenov, B.C. Khoroshkov "Hadron beam therapy: history, status, prospects" // UFM-2016 - v.186, p. 891-911. D001: 10.3367 / UF N 2016/06/037823.

[3] Ю.Г. Аленицкий, СБ. Ворожцов, А.С. Ворожцов и др. «Возможности циклотронов по генерации пучков для протонной терапии. Письма в ЭЧАЯ, 2005. т.2,№3 (126), с. 39-45.[3] Yu.G. Alenitsky, SB. Vorozhtsov, A.S. Vorozhtsov et al. “Possibilities of cyclotrons for generating beams for proton therapy. Letters to ECHAYA, 2005. v.2, no. 3 (126), p. 39-45.

[4] S.A. Artamonov, D.A. Amerkanov, Е.М. Ivanov et al. «The status of the[4] S.A. Artamonov, D.A. Amerkanov, E.M. Ivanov et al. “The status of the

accelerator complex NRC ΚΙ-ΡΝΡΙ». XXVI Russian Particle Accelerator Conference RUPAC 2018, 1-5 October, Protvino, WEXMH 03, p.65.accelerator complex NRC ΚΙ-ΡΝΡΙ ". XXVI Russian Particle Accelerator Conference RUPAC 2018, 1-5 October, Protvino, WEXMH 03, p.65.

[5] B.H. Пантелеев, A.E. Барзах, Л.Х. Батист и др. «Новый метод получения генераторного радионуклида Sr-82 и других медицинских радионуклидов». ЖТФ, 2018, т.88, вып.9, стр. 1296-1302.[5] B.H. Panteleev, A.E. Barzakh, L.Kh. Batiste et al. "A new method for obtaining the generator radionuclide Sr-82 and other medical radionuclides." ZhTF, 2018, v.88, issue 9, pp. 1296-1302.

[6] Ю.И. Бородин, В.В. Вальский, Е.Н. Ерохин, B.C. Хорошков и др. «Способ протонной лучевой терапии внутриглазных злокачественных новообразований». МПК А 61 №5/10, №201 514 15 82, Патент на изобретение №2680208, Приоритет 01.10.2015[6] Yu.I. Borodin, V.V. Valsky, E.N. Erokhin, B.C. Khoroshkov et al. "Method of proton radiation therapy for intraocular malignant neoplasms." IPC A 61 No. 5/10, No. 201 514 15 82, Patent for invention No. 2680208, Priority 01.10.2015

[7] Н.А. Иванов, Ж.С.Лебедева «Оценка параметров пучка протонов для применения в офтальмологии» «Научно-технические ведомости С.Петербургского государственного политехнического университета. Физика-математические науки», 2013 №1 (165), с. 128-135. [8] J. Thariat, S. Jacob, JP Caujolle en al., «Cataract Avoidance With Proton Therapy in Ocular Melanomas. Jnvest Ophthalmol Vis Sci. 2017 Oct 1; 58(12): 5378-5386. DOI: 10, 1167 / iovs. 17-22567.[7] N.A. Ivanov, Zh.S. Lebedeva "Estimation of the parameters of the proton beam for use in ophthalmology" "Scientific and technical bulletin of St. Petersburg State Polytechnic University. Physics and Mathematics ", 2013 №1 (165), p. 128-135. [8] J. Thariat, S. Jacob, JP Caujolle en al., "Cataract Avoidance With Proton Therapy in Ocular Melanomas. Jnvest Ophthalmol Vis Sci. 2017 Oct 1; 58 (12): 5378-5386. Doi: 10, 1167 / iovs. 17-22567.

[9] Delaney T.F., Kooy H.M. «Charged particle radiotherapy» Philadelphia: Lippincott Williams, Wilkins. 2008. 530 p.[9] Delaney T.F., Kooy H.M. Charged particle radiotherapy Philadelphia: Lippincott Williams, Wilkins. 2008.530 p.

[10] С.А. Артамонов, Е.М. Иванов, Г.А. Рябов, В.А. Тонких «Вариант тракта транспортировки протонного пуча для онкоофтальмологического центра ПЛТ в НИЦ «Курчатовский институт - ПИЯФ. Сборник тезисов VI Всесоюзного молодежного научного форума Open Science, 2019 г. [11] Dutto G. et al «TPJUMF» High Intensity Cyclotron Development for ISAG. TRIUMF, Vancuver // Proc/ of the Intern.Con. f. on Cyclotrons and Their Applications,Tokyo, 2004, P.82-86.[10] S.A. Artamonov, E.M. Ivanov, G.A. Ryabov, V.A. Thin “A variant of the proton beam transport path for the onco-ophthalmological center PLT at the NRC“ Kurchatov Institute - PNPI. Collection of abstracts of the VI All-Union Youth Scientific Forum Open Science, 2019 [11] Dutto G. et al "TPJUMF" High Intensity Cyclotron Development for ISAG. TRIUMF, Vancuver // Proc / of the Intern.Con. f. on Cyclotrons and Their Applications, Tokyo, 2004, P.82-86.

[12] A.C. Артемов. «Исследование взаимодействия ионов с внутренними мишенями в ускорителях и разработка методов и устройств для невозмущающей диагностики пучков». Автореферат диссертации. ВАК РФ 01.04.01[12] A.C. Artyomov. "Investigation of the interaction of ions with internal targets in accelerators and the development of methods and devices for non-disturbing beam diagnostics." Dissertation abstract. HAC RF 01.04.01

[13] S.A. Artamonov, N.N. Chernon, Е.М. Ivanov et al. «High Efficiency Stripping Extraction on 80 MeV Η-minus Isochronous Cyclotron in ΡΝΡΙ» // XXV Russion Particle Accelerator Conference RUPAC 2016, November 21-25, St.-Petersburg, TUCASH 03, P. 176-178/[13] S.A. Artamonov, N.N. Chernon, E.M. Ivanov et al. "High Efficiency Stripping Extraction on 80 MeV Η-minus Isochronous Cyclotron in ΡΝΡΙ" // XXV Russion Particle Accelerator Conference RUPAC 2016, November 21-25, St. Petersburg, TUCASH 03, P. 176-178 /

Claims (1)

Способ вывода из циклотрона одновременно двух протонных пучков методом перезарядки на углеродных мишенях, отличающийся тем, что для получения основного пучка используется перезарядная мишень из углеродной фольги прямоугольной формы, закрепленная на пробнике и автоперемещающаяся по радиусу орбит вместе с ним, а для медицинского пучка используется закрепленная на другом пробнике перезарядная мишень из углеродного стержня в виде иглы, ориентированной перпендикулярно плоскости орбит ускоряемых Η-минус ионов и автоперемещающейся по радиусу орбит и по вертикали относительно медианной плоскости циклотрона, причем, при регулировке энергий основного и медицинского пучков взаимное расположение мишеней - основной на радиусе R1 и медицинской на радиусе R2 - должно удовлетворять соотношению R1>R2 независимо от азимутального расположения мишеней в камере циклотрона.A method for extracting two proton beams from a cyclotron simultaneously by the method of recharging on carbon targets, characterized in that to obtain the main beam, a rechargeable target made of rectangular carbon foil is used, fixed on the probe and auto-moving along the radius of the orbits with it, and for the medical beam, the Another probe is a recharging target made of a carbon rod in the form of a needle oriented perpendicular to the plane of the orbits of the accelerated Η-minus ions and auto-moving along the radius of the orbits and vertically relative to the median plane of the cyclotron, moreover, when adjusting the energies of the main and medical beams, the mutual arrangement of the targets is the main one at the radius R 1 and medical at the radius R 2 - must satisfy the ratio R 1 > R 2 regardless of the azimuthal position of the targets in the cyclotron chamber.
RU2020127023A 2020-08-11 2020-08-11 Method for simultaneous extraction of two proton beams from the cyclotron: basic and medical for ophthalmology RU2738954C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020127023A RU2738954C1 (en) 2020-08-11 2020-08-11 Method for simultaneous extraction of two proton beams from the cyclotron: basic and medical for ophthalmology

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020127023A RU2738954C1 (en) 2020-08-11 2020-08-11 Method for simultaneous extraction of two proton beams from the cyclotron: basic and medical for ophthalmology

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2738954C1 true RU2738954C1 (en) 2020-12-21

Family

ID=74062818

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2020127023A RU2738954C1 (en) 2020-08-11 2020-08-11 Method for simultaneous extraction of two proton beams from the cyclotron: basic and medical for ophthalmology

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2738954C1 (en)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1101167A1 (en) * 1982-10-25 1985-12-23 Предприятие П/Я А-7904 Method of controlling outlet of cyclotron beam and device for effecting same
SU511802A1 (en) * 1974-02-18 1986-11-15 Объединенный Институт Ядерных Исследований System for removing charged particles from cyclic accelerators of phasotron type
SU1237056A1 (en) * 1984-10-10 1986-11-30 МГУ им.М.В.Ломоносова Method of withdrawing particles from isotron cyclotron
US20060170381A1 (en) * 2005-02-02 2006-08-03 Fondazione Per Adroterapia Oncologica - Tera Ion acceleration system for hadrontherapy
WO2008081480A1 (en) * 2006-12-28 2008-07-10 Fondazione Per Adroterapia Oncologica - Tera Ion acceleration system for medical and/or other applications
DE102011076262A1 (en) * 2011-05-23 2012-11-29 Siemens Aktiengesellschaft Accelerator e.g. electron accelerator for medical application e.g. radiotherapy application, has filter provided between two stages having acceleration zones, for reducing width of energy distribution of particles

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU511802A1 (en) * 1974-02-18 1986-11-15 Объединенный Институт Ядерных Исследований System for removing charged particles from cyclic accelerators of phasotron type
SU1101167A1 (en) * 1982-10-25 1985-12-23 Предприятие П/Я А-7904 Method of controlling outlet of cyclotron beam and device for effecting same
SU1237056A1 (en) * 1984-10-10 1986-11-30 МГУ им.М.В.Ломоносова Method of withdrawing particles from isotron cyclotron
US20060170381A1 (en) * 2005-02-02 2006-08-03 Fondazione Per Adroterapia Oncologica - Tera Ion acceleration system for hadrontherapy
RU2409917C2 (en) * 2005-02-02 2011-01-20 Фондационе Пер Адротерапия Онколоджика-Тэра Ion acceleration system for hadron therapy
WO2008081480A1 (en) * 2006-12-28 2008-07-10 Fondazione Per Adroterapia Oncologica - Tera Ion acceleration system for medical and/or other applications
DE102011076262A1 (en) * 2011-05-23 2012-11-29 Siemens Aktiengesellschaft Accelerator e.g. electron accelerator for medical application e.g. radiotherapy application, has filter provided between two stages having acceleration zones, for reducing width of energy distribution of particles

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Dutto G.et al. "TRIUMF" High Intensity Cyclotron Development for ISAG. TRIUMF, Vancuver // Proc/ of the Intern.Con. f. on Cyclotrons and Their Applications, Tokyo, 2004, P.82-86. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2462009C1 (en) Method of changing direction of beam of accelerated charged particles, device for realising said method, electromagnetic radiation source, linear and cyclic charged particle accelerators, collider and means of producing magnetic field generated by current of accelerated charged particles
RU2738954C1 (en) Method for simultaneous extraction of two proton beams from the cyclotron: basic and medical for ophthalmology
Shornikov et al. Advanced Electron Beam Ion Sources (EBIS) for 2-nd generation carbon radiotherapy facilities
JP2010251275A (en) Ion collective accelerator and application thereof
CN113382530B (en) Medical proton synchrotron with ultra-high dosage rate
Coutrakon Accelerators for heavy-charged-particle radiation therapy
Schippers Proton accelerators
Schippers Cyclotrons for particle therapy
Shiltsev On possibility of low-emittance high-energy muon source based on plasma wakefield acceleration
Wang et al. Superconducting cyclotron for flash therapy
Yamazaki et al. Muon cyclotron for transmission muon microscope
RU2776157C1 (en) Compact superconducting cyclotron for proton beam therapy with ultrahigh dose rate (flash)
Degiovanni Future trends in linacs
Wei Particle accelerator development: Selected examples
Dudnikov Development of charge-exchange injection at the Novosibirsk Institute of Nuclear Physics and around the World
Zhang et al. A new project of cyclotron based radioactive ion-beam facility
JP2006313713A (en) Charged particle beam extraction method by low-temperature charged particle beam medical treatment accelerator (cbs)
Papash et al. Commercial accelerators: Compact superconducting synchrocyclotrons with magnetic field up to 10 T for proton and carbon therapy
Ma et al. Overall concept design of a heavy-ion injector for XiPAF-upgrading
Papash et al. On Commercial Cyclotron of Intense Proton Beam of 30 MeV Energy Range
Degiovanni arXiv: Future Trends in Linacs
Pandit Cyclotrons: Past, present and future
Leemann et al. A heavy ion facility for radiation therapy
Mazal et al. Accelerators for Protons and Other Heavy Charged Particles
Schippers arXiv: Cyclotrons for Particle Therapy