高功率激光脉冲加速氦-3与氦-4用于强子治疗

激光驱动离子加速被认为是肿瘤疾病强子治疗离子源的一个有前景的候选方案。尽管质子和碳离子源常规用于治疗，其他轻离子也可被利用。碳离子需要400 MeV每核子以达到与250 MeV质子相同的穿透深度，而氦离子仅需250 MeV每核子，这是轻离子中每核子能量最低的。这一事实加之氦离子比质子对癌细胞造成更大的生物损伤，使该物种成为激光驱动离子源的有趣候选。两种机制（磁涡加速和钻孔辐射压加速）的PW级激光驱动离子加速从液态和气态氦靶被研究，目标是产生满足强子治疗要求的250 MeV每核子氦离子束。我们表明He3离子在与He4具有相同每核子能量时具有几乎相同的穿透深度，但需要更少的激光功率加速到强子治疗所需能量。