Лазер может стать основой протонной терапии

Расчеты ученых Московского Политеха помогли определить свойства протонных пучков, ускоренных лазерным импульсом. Это знание необходимо для развития протонной терапии.

Протонно-лучевая терапия позволяет уничтожать раковые опухоли, практически не повреждая соседние здоровые ткани. Но для этого нужно сгенерировать мощный и точно направленный пучок протонов: например, чтобы он пошел сквозь череп и выделил максимум радиационной дозы на определенной глубине – прямо в опухоль, убил бы там раковые клетки и не проник глубже, в здоровые ткани мозга. «Сегодня для организации протонной терапии требуется наполнить дорогим оборудованием помещение размером с целый спортзал, — говорит завкафедрой „Математика“ Московского Политеха Степан Андреев. – Физики работают над тем, чтобы этот зал можно было уменьшить до размеров лабораторного стола. И это может быть осуществлено с помощью лазера».

Речь – не об обычном лазерном луче, а о сверхкоротких и сверхмощных лазерных импульсах.

Чем короче импульс, тем мощнее получается излучение. Так, современные лазеры генерируют импульсы длительностью несколько фемтосекунд (1/1015 доля секунды). Мощность одного такого импульса может быть больше, чем у всех электростанций на планете. «Когда сверхинтенсивный лазерный импульс воздействует на мишень, то в ней происходят чрезвычайно интересные физические процессы, включая ядерные реакции, — объясняет Степан Андреев. – Я занимаюсь моделированием этих процессов, и в результате нашей работы может появиться сравнительно небольшой и недорогой аппарат для протонной терапии: лазер на столе посылает импульсы в определенную мишень, на которой формируется пучок протонов, с энергией необходимой для терапии энергией. Если такая технология появится, центры протонной терапии можно будет организовать в каждом госпитале».

В новой работе Степан Андреев вычислял, что происходит при взаимодействии сверхинтенсивного лазерного импульса с алюминиевой мишенью, на тыльной поверхности которой находится слой протонов. Расчеты показали, что ускорение протонов происходит не только в области «пятна» лазерного импульса, но и на всей тыльной поверхности, длина которой в модели в шесть раз больше диаметра лазерного „пятна“.

Это происходит из-за того, что «горячие» электроны, создающие ускоряющее электростатическое поле на тыльной поверхности мишени, совершая колебательные движения и многократно проходя сквозь мишень и обратно, покрывают своими траекториями практически весь объем мишени, а не только область лазерного воздействия»,

— объясняет профессор.

Большинство протонов двигаются перпендикулярно мишени и формируют пучок, угол разлета которого не превышает 15-20 градусов. Такой протонный пучок обладает высокой степенью ламинарности, то есть перемещается в пространстве без перемешивания. Он распространяется на относительно большие расстояния без изменений поперечного размера. По мнению Андреева, причиной такого поведения может являться квазинейтральность пучка, в котором кулоновские силы расталкивания положительно заряженных протонов компенсированы силами притяжения со стороны электронов, движущихся вместе с протонами.

Вопрос квазинейтральности был недостаточно исследован, а это состояние протонных пучков представляет интерес не только для фундаментальной науки, но также для наук о материалах и лазерной медицины»,

— отмечает Андреев.

18.02.2022





Здоровье

Химики разрабатывают экспресс-метод обнаружения супербактерийХимики разрабатывают экспресс-метод обнаружения с...

Ученые Томского политехнического университета ...

В Москве будут производить инновационные препараты для косметологииВ Москве будут производить инновационные препарат...

Предприятие по производству инновационной...

Россия и Узбекистан наращивают сотрудничество в сфере фармацевтической и медицинской промышленностиРоссия и Узбекистан наращивают сотрудничество в с...

На площадке международной промышленной выставк...

«Консорциум» Медицинская техника» и Сеченовский Университет подписали соглашение о сотрудничестве«Консорциум» Медицинская техника» и Сеченовский У...

Документ о стратегическом партнерстве был...

Отечественные разработки могут стать основой развития медицинских полимеровОтечественные разработки могут стать основой разв...

Результаты работы ученых Кабардино-Балкарского...

Российские ученые намерены обмануть старостьРоссийские ученые намерены обмануть старость

Психологи Санкт-Петербургского государственног...

В Москве начали выпускать лекарства от онкологических заболеваний и ВИЧВ Москве начали выпускать лекарства от онкологиче...

В особой экономической зоне Технополис Москва ...

Российские диагностические системы на страже здравоохраненияРоссийские диагностические системы на страже здра...

Коллективная экспозиция Минпромторга России, п...

На реакторе ТПУ будут облучать радий для импортозамещающего радиофармпрепаратаНа реакторе ТПУ будут облучать радий для импортоз...

Томский политехнический университет присоедини...

Растительное вещество поможет избавиться от аллергии и сенной лихорадкиРастительное вещество поможет избавиться от аллер...

Ученые впервые выяснили на клеточном уров...

Старческая деменция встречается намного чаще, чем считалосьСтарческая деменция встречается намного чаще, чем...

Как вы полагаете, насколько сегодня распр...

Лазер может стать основой протонной терапииЛазер может стать основой протонной терапии

Расчеты ученых Московского Политеха помогли оп...

Операцию по пересадке роговицы начали выполнять в РДКБОперацию по пересадке роговицы начали выполнять в...

Хирургические операции по замене поврежде...

Оксид цинка помог усовершенствовать регенерирующие повязки для лечения гнойных ранОксид цинка помог усовершенствовать регенерирующи...

Специалисты Научно-образовательного центра Б.П...

Врачи рекомендуют пожилым чаще заниматься сексомВрачи рекомендуют пожилым чаще заниматься сексом

Бытует мнение, что пожилой возраст и ...

Новые гибридные покрытия для коронарных стентов снизят риск рестенозаНовые гибридные покрытия для коронарных стентов с...

Ученые Томского политехнического университета ...

Ученые предложили лечить переломы инъекциями микроботовУченые предложили лечить переломы инъекциями микр...

Ученые из университета Ланчепинга в ...

Опасных бактерий изводят плазмойОпасных бактерий изводят плазмой

Растущая озабоченность по поводу устойчив...

«Русатом Хэлскеа» получило регистрационное удостоверение на гамма-терапевтический комплекс «Брахиум»«Русатом Хэлскеа» получило регистрационное удосто...

24 декабря Научно-исследовательский институт т...

«Это же бубль гум!» Американские ученые предлагают больше жевать, чтобы не заражаться ковидом«Это же бубль гум!» Американские ученые предлагаю...

Жевательная резинка с добавлением растите...

«Хочу помогать детям становиться здоровыми» — реабилитологи РДКБ вдохновили пациентку стать врачом«Хочу помогать детям становиться здоровыми» — реа...

Злата Красникова, 12-летняя пациентка нашей бо...

В СПбГУ начнут диагностировать признаки постковидного синдрома при помощи искусственного интеллектаВ СПбГУ начнут диагностировать признаки постковид...

Ученые Санкт-Петербургского университета совме...

В России провели первую операцию по вживлению электродовВ России провели первую операцию по вживлению эле...

Производитель протезов рук Моторика совме...

В России открылась первая программа психологической помощи детям с протезами рукВ России открылась первая программа психологическ...

Социальный проект Академия киберлюдей и с...

Врач детской больницы развенчала восемь заблуждений о рентгенеВрач детской больницы развенчала восемь заблужден...

8 ноября медицинское мировое сообщество отмеча...

13 октября – Всемирный день борьбы с тромбозом13 октября – Всемирный день борьбы с тромбозом

О риске возникновения тромбоза при COVID-...

В РНИМУ имени Пирогова открылся Центр компетенцийВ РНИМУ имени Пирогова открылся Центр компетенций

В Российском национальном исследовательском ме...

Российские ученые планируют печатать искусственные органы и анатомические модели на 3D-принтереРоссийские ученые планируют печатать искусственны...

Это возможно благодаря трем установкам для&nbs...

Поиск на сайте

Магазин

  
Silicon Power Slim S70 60GB SSD накопитель2990.00 руб.

Знатоки клуба инноваций


ТОП - Новости мира, инновации

Наземные беспилотные роботы: будущее или настоящее?Наземные беспилотные роботы: будущее или настоящее?
Мастерские инноваций открылись в Казани на три дняМастерские инноваций открылись в Казани на три дня
Незнание языков – не помеха для успехаНезнание языков – не помеха для успеха
Достаточно ли часа зарядки для нормального веса?Достаточно ли часа зарядки для нормального веса?
Инвестиции в инновации: инертность преодоленаИнвестиции в инновации: инертность преодолена
Новости науки в массы следует нести в упрощенном форматеНовости науки в массы следует нести в упрощенном форма
В Татарстане на базе КФУ открылся инновационный центр Cisco. На очереди еще одинВ Татарстане на базе КФУ открылся инновационный центр
«Загадочный для многих медийщиков ресурс» снова в строю«Загадочный для многих медийщиков ресурс» снова в стро
Британский ученый выяснил, кому реже одобряют кредитБританский ученый выяснил, кому реже одобряют кредит
Исследована галактика с активным формирование звездИсследована галактика с активным формирование звезд
Классическая музыка полезна для новорожденныхКлассическая музыка полезна для новорожденных
Шизофреники непредсказуемы и способны на убийствоШизофреники непредсказуемы и способны на убийство
Щепотка калия позволит лучше сохранять водородЩепотка калия позволит лучше сохранять водород
Солнечная угроза наталкивает на мысли о переселении на МарсСолнечная угроза наталкивает на мысли о переселении на
Ученые разгадали тайну снежинкиУченые разгадали тайну снежинки

Новости компаний, релизы

Startup Tour возвращается в ТатарстанStartup Tour возвращается в Татарстан
На какой срок лучше брать кредитНа какой срок лучше брать кредит
Стоит ли тратить время на аниматикСтоит ли тратить время на аниматик
Тинькофф: электронная подписьТинькофф: электронная подпись
Что можно сделать за 1 рубль? Попробовать спасти чью-то жизньЧто можно сделать за 1 рубль? Попробовать спасти чью-т