High-quality Laser-driven Proton beams for multidisciplinary (HLPA)

Anotace

Protonové urychlovače jsou velmi žádané díky svému širokému společenskému využití, například při klinické léčbě rakoviny, protože protony zasahují hluboko uložené nádory se zanedbatelným poškozením okolních zdravých tkání. Vysoké investiční a provozní náklady spojené s konvenčními urychlovači činí protonovou terapii špatně dostupnou, což vyvolalo zájem o hledání cenově dostupných alternativ. V této souvislosti se urychlování protonů pomocí výkonných laserů v poslední době jeví jako slibná alternativa ke konvenčním technikám. Kromě kompaktnosti a cenové výhodnosti poskytují laserem poháněné zdroje vysoké dávky v extrémně krátkém časovém úseku (jedna miliardtina sekundy), což nabízí jedinečnou perspektivu pro radiobiologické studie. Klíčovou výzvou je však překonání širokého energetického rozptylu a velké divergence laserem řízených protonových svazků. Cílem tohoto projektu je zvládnout tyto nedostatky použitím nového uspořádání terče u laseru třídy PW, které dokáže účinně přizpůsobit prostorový a spektrální profil svazku u zdroje, a to zejména při vysoké opakovací frekvenci (1 Hz). Transport paprsků do velkých vzdáleností od oblasti interakce laseru bude demonstrován pomocí systému magnetů, což je krok k vybudování specializovaných svazkových linek pro multidisciplinární aplikace. Vysoce kvalitní protonové svazky s energiemi požadovanými pro terapeutické aplikace ( > 50MeV) budou poprvé nasazeny pro radiobiologické studie in-vitro na rakovinných buňkách prsu při dávkovém příkonu ~ 100 Gy/min. Aktuálnost projektu je podpořena probíhajícím vývojem vysoce výkonných laserových zařízení na celém světě, např. tří pilířů celoevropské infrastruktury pro extrémní světlo, Apollon (Francie), EPAC (Spojené království) a ZEUS (USA). Tento špičkový výzkum by zejména posílil vedoucí úlohu Evropy ve vývoji "plně optických" urychlovačů a postavil mě do čela této nově vznikající oblasti.

Tento projekt je financován EU.

European Commission logo