طراحی سیم لوله و میدان مغناطیسی مناسب، جهت خط انتقال باریکه پروتون تراپی با لیزر موسسه HZDR آلمان

امروزه به دلیل هزینه­ های بالا و ابعاد بزرگ شتاب دهنده­ های متعارف پروتونی، استفاده از روش­های بهینه­ی دیگری جهت تولید باریکه پروتونی مورد مطالعه قرار گرفته است. یکی از روش­های مهم و جدید، استفاده از شتابدهنده­ های پروتونی مبتنی بر باریکه­ی لیزری می­ باشد. در این روش، لیزرهای با توان بالا (W/cm۲ ۱۰۱۸~ ) بر روی یک هدف با عدد اتمی بزرگ فرود آمده و با ایجاد یک محیط پلاسمایی باعث شتاب یون­ها و تولید پروتون خواهند کرد. در حال حاضر پروژه­ هایی در این زمینه همچون: ELIMED جمهوری چک، PMRC ژاپن،DROT مونیخ، HZDR درسدن آلمان و ... در حال انجام است. با توجه به پراکندگی زاویه­ای نسبتا زیاد پروتون­ها، کاهش پراکندگی و موازی­ سازی آن­ها جهت انتقال، اهمیت بسیار زیادی دارد. در این تحقیق، با استفاده از ابزار GEANT۴، طراحی یک سیم­ لوله و میدان مغناطیسی مورد استفاده در خط باریکه­ ی موسسه­ ی HZDR آلمان انجام شده است. اثر سیم لوله بر پروتون­هایی با واگرایی اولیه ۵ درجه مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان می ­دهد در نظر گرفتن جزییات سیم­ لوله تاثیر مستقیمی بر محاسبات پروفایل پروتون­ها داشته و امری ضروری است. بیشنیه­ ی میدان مغناطیسی سیم ­لوله­ای، برای قرارگیری سامانه­ ی گزینشگر پروتون در فاصله­ ی یک متری چشمه، ۲۰~ تسلا محاسبه شد.      

Keywords:

proton , magnetic field , solenoid , energy distribution , source , پروتون , میدان مغناطیسی , سیم لوله , توزیع انرژی , چشمه