用于放射生物学应用的激光混合加速器
加速器物理
2020-06-02 v1 生物物理
摘要
“用于放射生物学应用的激光混合加速器”（LhARA）被构想为一个新颖、独特灵活的专门用于放射生物学研究的设施。LhARA 中展示的具有广泛应用的技术将被开发以允许在全新机制下实施粒子束治疗，将多种离子种类结合于单次治疗分次中并利用超高剂量率。LhARA 将是一个混合加速器系统，其中激光相互作用驱动产生大量质子或轻离子通量，这些粒子被等离子体（Gabor）透镜捕获并成形为束流。激光驱动源允许在显著高于传统设施的能量下捕获质子与离子，从而规避当前对可传输瞬时剂量率的空间电荷限制。因此，激光混合方法将允许使用质子与轻离子，以多种时间结构、能谱分布与空间构型，在直至并显著超越超高剂量率“FLASH”机制的瞬时剂量率下，研究决定组织电离辐射响应的放射生物学广阔“未知领域”。建议分两阶段开发 LhARA。第一阶段，将以 10MeV 至 15MeV 能量的质子束服务于体外放射生物学计划。第二阶段，束流将使用固定场加速器（FFA）加速。这将允许以高达 127MeV 的质子束能量进行体外与体内实验。此外，每核子高达 33.4MeV 的离子束将可用于体外与体内实验。本文给出 LhARA 的概念设计以及 LhARA 联盟旨在建立该设施的研发计划。
引用
@article{arxiv.2006.00493,
title = {The Laser-hybrid Accelerator for Radiobiological Applications},
author = {G. Aymar and T. Becker and S. Boogert and M. Borghesi and R. Bingham and C. Brenner and P. N. Burrows and T. Dascalu and O. C. Ettlinger and S. Gibson and T. Greenshaw and S. Gruber and D. Gujral and C. Hardiman and J. Hughes and W. G. Jones and K. Kirkby and A. Kurup and J-B. Lagrange and K. Long and W. Luk and J. Matheson and P. McKenna and R. Mclauchlan and Z. Najmudin and H. T. Lau and J. L. Parsons and J. Pasternak and J. Pozimski and K. Prise and M. Puchalska and P. Ratoff and G. Schettino and W. Shields and S. Smith and J. Thomason and S. Towe and P. Weightman and C. Whyte and R. Xiao},
journal= {arXiv preprint arXiv:2006.00493},
year = {2020}
}
备注
36 pages, 11 figures, preprint submitted to Frontiers in Physics, Medical Physics and Imaging