ELIDOSE项目:激光加速带电粒子波束度测

质子高能束有可能大大改善向人体投送辐射量的方式深入开发这一技术需要更多了解这些波束相对生物效果布加勒斯特堪培拉分包有限公司的Radu Vasileche博士是ELIDOSE项目的主要研究者:罗马尼亚研究人员协作解决激光加速波束量测问题项目所收集的洞察力有望改变辐射治疗方法,有可能大大改善癌症诊断和处理

明激光脉冲正广泛用于各种科学实验脉冲通过将大片光子集中到小片区,可使小样本产生大量能量,使其适应任务范围从分析基本粒子特性到生物组织检测响应极光基础设施项目泛欧协作使用高强度激光束作为数组实验基础

辐射生物学实验使用激光加速质子束时 剂量测量极之重要

在罗马尼亚,数家机构和公司目前正在研究ELI项目的一个分支,研究高功率激光应用核物理Vasilache博士表示:「ELI是一个非常重要的欧洲研究项目,罗马尼亚核心项目ELI-核物理项目(ELI-NP)关注高功率激光在基础应用核物理领域的各种应用

测量质子波束短脉冲
ELI-NP研究之一是生成高能质子波束,可以通过光激光脉冲与各种目标交互生成质子波束测量剂量质子沉积物质中的能量可用多种方式实现,但离子室法被视为金标准离子室充气洞离子辐射(在本例中质子波束)与室内气体交互时,它离子化气体,即产生双电子负电荷和正离子电离室电极收集电流并产生可测量并直接与质子波束材料沉积能量相关流

测量技术是辐射医学标准 因为它最精准质子波束与该物质交互作用最有用的特征之一是以局部化方式提取能量,产生所谓的布拉格峰值表示质子波束能非常精确地透射肿瘤 并避免健康组织改善质子处理规划我们需要更好地了解 人体组织响应质子辐照的方式 并实现这一点, 我们还需要测量质子剂量 通过离子室检测质子波束

Vasilache博士表示:「医学应用是这个项目的重要目标之一”。ELI-NP研究方向之一是使用激光加速质子束实验Vasilache博士解释道,“这将有助于我们更好地了解这些波束对活细胞的影响,从而最终优化我们治疗癌症的方法。”

重编组问题
移入放射性生物学实验前,必须克服高能质子波束离子室测度的若干屏障一个重要的问题就是ELI-NP高强度激光脉冲极短百万分之一秒, 并因此,质子波束 由这些激光生成 估计只有几毫秒持续时间万分之十使用离子室测量剂量难度Vasilache博士继续但由于波束特征(强短脉冲),剂量(辐射嵌入目标的能量)很难测量

问题出自离子机房内重编程过程-电荷载波载波机由质子波回播生成后再由机房电极收集

ELIDOSE项目建议使用复合检测器精确测度

Vasilache博士解释道, “因为脉冲短促,多对将复机后,我们才有机会收集全部信号,结果信号丢失”。即时计算重组因子任务可能是困难的,但ELI-NP团队在研究中设计出新先进技术,以克服重编问题

介绍:ELIDOSE项目
2018年,Vasilache博士和他的同事宣布ELIDOSE项目-协作实现最先进解决短脉冲波束问题Vasilache博士解释道, 团队使用已知方法但应用方式不同, 以克服困难并正确测量单片剂量ELIDOSE项目中心目标是创建检测器测量辐射量,同时计算重组校正

团队首先从四个完全相同的离子室搭建检测器,并安装到单框架上研究者分析检测器对各种带电粒子束的反应,并分析分室通过电荷交互对彼此的影响Vasilache博士总结道:“ELIDOSE项目中我们建议的方法是从四种分离检测器中搭建复合检测器!获取数组称Quad数组检测器重组因子测量

创新Quadro-fm方法
团队搭建中 QUADRO-Fm所有四个离子室 都扮演不同角色各自集中测量数组中,一个组件测量用量,而其他3组将同时测量不同的校正因子获取正确剂量值 Vasileche博士解释创新解决办法-同时使用多检测器,而不只是顺序使用

数子室收集的值输入相对简单方程产生校正值称'重组因子'数向研究者说明测量质子剂量与实值有何不同,允许研究者调整测量量以准确反映现实重点是测量重组因子并收集离子室辐射脉冲生成的所有双电子和正离子

ELI-NP团队使用计算机模拟研究四室离子行为模型对预测四离子室对彼此的影响特别重要使质子波束测量更难处理离子室间交互取决于大量因素,可能相当复杂,但团队建模技术,加之重编因子测量,有可能确保ELIDOSE项目检测器的成功

前景光明的 doside
应用这些技术后,研究者现在打算使用这些模拟进一步提高检测器的精度ELI-NP团队通过初始演示QUADRO-fm能力显示检测器可成为测量脉冲质子波束剂量的可靠工具ELIDOSE项目中建议的新检测器为医院医学物理家使用剂量测量工具提供重要的改进瓦西拉切博士团队希望通过进一步研究进一步提高检测器精度并增加新能力