Ускоритель-тандем с вакуумной изоляцией для бор-нейтронозахватной терапии и других приложений

Аннотация

В Институте ядерной физики СО РАН предложен и разработан тандемный электростатический ускоритель оригинальной конструкции, названный ускорителем-тандемом с вакуумной изоляцией. В отличие от традиционных тандемных ускорителей в нем не используют ускорительные трубки: высоковольтный и промежуточные электроды выполнены в виде вложенных друг в друга цилиндров и закреплены на единственном проходном изоляторе. Такая конструкция электродов позволила обеспечить высокий темп ускорения ионов — до 25 кВ/см. Ускоритель оснащен набором диагностических средств, обеспечивающих длительное стабильное получение пучка протонов или дейтронов с энергией, изменяемой в диапазоне от 0,6 до 2,3 МэВ, с током, изменяемым в диапазоне от 0,1 до 10 мА. Пучок ионов отличает высокая монохроматичность и стабильность энергии (0,1 %) и высокая стабильность тока (0,4 %). Ускоритель используют для изучения динамики образования блистеров на поверхности металла при имплантации протонов, для измерения сечения реакций ⁷Li(p, p'γ) ⁷Li, ⁷Li(p, α)α, ¹¹B(p, α)αα, для развития методики бор-нейтронозахватной терапии злокачественных опухолей, генерируя нейтроны в реакции ⁷Li(p, n) ⁷Li, для радиационного тестирования перспективных материалов, быстрые нейтроны в реакции ⁷Li(d, n), и для ряда других приложений. Ускоритель стал составной частью медицинского источника нейтронов для бор-нейтронозахватной терапии: первая установка введена в эксплуатацию в одной из первых шести БНЗТ-клиник в мире (Сямынь, Китай), следующие две установки делают для Национального центра адронной терапии в области онкологии в Павии (Италия) и для Национального медицинского исследовательского центра онкологии им. Н. Н. Блохина в Москве. Представлена и обсуждается конструкция ускорителя, его особенности и параметры, результаты исследований, проведенных с применением ускорителя.