Рябов Г.А.1 Ускорительный отдел в 2008 году План доклада 1. Синхроциклотрон 2. Протонная терапия 3. Изохронный циклотрон 3.1 Магнитная система 3.2 Н-- источники 4. Проект центра ядерной медицины 5. Радиационные испытания 6. Малые ускорители

Рябов Г.А Ускоритель отработал в 2008 году: всего 3617 часов; на эксперимент 2706 часов.

Рябов Г.А Распределение времени по отдельным потребителям

Рябов Г.А а Модификация нейтронного спектрометра ГНЕЙС для имитации потока нейтронов в атмосфере для радиационных испытаний электроники. ( УО и гр. Щербакова О.А.) Грант РАН « Поддержка инноваций « 500 т.руб

Рябов Г.А б Модификация нейтронного спектрометра ГНЕЙС для имитации нейтронного потока в атмосфере. ЭТАП 2008 Получен спектр нейтронов, аналогичный пучку в LAMPF и рекомендованный EDEC – стандартом Получен спектр нейтронов, аналогичный пучку в LAMPF и рекомендованный EDEC – стандартом Получен патент России по созданию устройства нейтронного генератора, отличающейся возможностью регулировать временной спектр от импульсного до непрерывного Получен патент России по созданию устройства нейтронного генератора, отличающейся возможностью регулировать временной спектр от импульсного до непрерывногоЦЕЛЬ Создать единственный в Европе центр радиационных испытаний радиокомпонентов на нейтронах для коммерческого использования и созданию конкуренции для LAMPF и Uppsala Создать единственный в Европе центр радиационных испытаний радиокомпонентов на нейтронах для коммерческого использования и созданию конкуренции для LAMPF и Uppsala

Рябов Г.А Синхроциклотрон ЭВМ-управление магнитными элементами главного зала. (УО и отд. Радиоэлектроники ЛНИ) 1.4. Синхроциклотрон ЭВМ-управление магнитными элементами главного зала. (УО и отд. Радиоэлектроники ЛНИ) Цель: разработка стандартных режимов работы трактов и включение их с помощью ЭВМ Этап 2008г.- система разработана, система разработана, изготовлено 6 плат, изготовлено 6 плат, в настоящее время проходит опытную эксплуатацию в настоящее время проходит опытную эксплуатацию

Рябов Г.А.7 1.5а Введение в эксплуатацию ЯМР-отметчика для выставления магнита по полю для стандартизации энергии и положения пучка

Рябов Г.А.8 1.5б Введение в эксплуатацию ЯМР-отметчика для выставления магнита по полю для стандартизации энергии и положения пучка

Рябов Г.А Синхроциклотрон 1.6 Синхроциклотрон Создание p-пучка и оборудование места для радиационных испытаний и тестовых испытаний ионизационных камер Требования заказчика: Интенсивность 10 8 р / см 2 Интенсивность 10 8 р / см 2 Диагностика и измерение размеров пучка Диагностика и измерение размеров пучка Мониторирование Мониторирование Дозиметрия Дозиметрия Сканирование образца вдоль пучка Сканирование образца вдоль пучка

Рябов Г.А Усовершенствование инфраструктуры Этап 2008г: Продолжение работ по ремонту силовых трансформаторов 6, 7, 8, 9. (600т.руб) Продолжение работ по ремонту силовых трансформаторов 6, 7, 8, 9. (600т.руб) Прокладка воздушного кабеля между пультом и насосной (100т.руб) Прокладка воздушного кабеля между пультом и насосной (100т.руб) Косметические ремонты на корпусах 2 и 2а Косметические ремонты на корпусах 2 и 2а Разрабатывается план использования для физического пуска ПИК ( 5 МВт) силовых кабелей синхроциклотрона (2,5 МВт) и высоковольтных переключающих ячеек, что нарушит нормальную работу СЦ В 2008г. институт не выделил квот на ремонт крыш зданий ускорительного комплекса

Рябов Г.А Протонная терапия 200 МэВ пучок для медицины Цель: расширение спектра болезней, которые лечат с помощью протонной терапии Требования к пучку: Энергия Е=200 МэВ, I ~ s -1, Энергия Е=200 МэВ, I ~ s -1, D ~1 Гр / мин k B ~ 1.5 D ~1 Гр / мин k B ~ 1.5 Транспортировка пучка в зал облучения Транспортировка пучка в зал облучения Г.А.Рябов (ЛФТУ), М.Г.Тверской(ЛРФ)

Рябов Г.А МэВ пучок для медицины ПРИМЕР - РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ДОЗЫ ВДОЛЬ ПРОБЕГА В ВОДНОМ ФАНТОМЕ ПРИ ЭНЕРГИИ ПРОТОНОВ 200 МэВ и размерах пучка x, z ~ 2 см DP=1 МэВ/с P=16 МэВ/с ЗАДАЧА- Определить какой пучок обеспечивает оптимальное распределение дозы Энергетическая неоднородность в пучке определяет пик Брэгга

Рябов Г.А МэВ пучок для медицины Модель X, X', P см, мрад,МэВ/с D in ГэВ/см 3 (на 10 4 частиц) D max ГэВ/см 3 (на 10 4 частиц) kBkB M D Гр/мин (для 10 9 частиц) Xmax cм Ymax cм R см 12, 0.001, , 0.001, , 0.001, E E , 0.001, E E , 0.001, , 0.001, , X/50, , X/50, Параметры дозового распределения для набора типовых (модельных) пучков

Рябов Г.А МэВ пучок для медицины Резюме по требованиям к пучку. С точки зрения получения концентрации дозы в мишени облучения ключевым параметром является монохроматичность пучка. Пучок с размером менее 1 см нецелесообразно применять из-за многократного рассеивания пучка в теле пациента. Увеличение размеров пучка приводит к увеличению k B. Однако, при этом падает доза. Нужен запас интенсивности. При растровом методе облучения, предложенном и используемым в PSI ( Швейцарии) и GSI (Германия ) целесообразно применять пучок размером не более 1 см. При этом превышение дозы на входе в тело к дозе в мишени облучения определяется коэффициентом Брэгга, который не превышает величины Это есть ограничение этого метода облучения. Наибольшая концентрация дозы в мишени облучения достигается при облучении с разных направлений ( до 1:150 ). Это можно осуществить различными путями. В том числе и последовательным облучением с нескольких Направлений. Наиболее успешно преимущества данного метода проявляются при использованием гантри

Рябов Г.А МэВ пучок в зале облучения (дублет) РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ПОГЛОЩЕННОЙ ДОЗЫ ПО ДЛИНЕ ВОДНОГО ПОГЛОТИТЕЛЯ

Рябов Г.А МэВ пучок для медицины МэВ пучок для медицины БИОЛОГИЧЕСКИ – ЭФФЕКТИВНАЯ ДОЗА

Рябов Г.А МэВ пучок для медицины МэВ пучок для медицины Пространственное распределение поглощенной дозы X =2.32, Y =2.61 X =2.32, Y =2.61 Линии постоянной дозы соответствует среднеквадратичному размеру

Рябов Г.А Пучок в зале облучения (дублет) ПучокR R D in D max kBkB MdMd X Y см ГэВ/см 3 Гр/минcмcмсм Результаты для протонов энергий МэВ ПучокPEI P X Y E E E E E

Рябов Г.А МэВ пучок для медицины МэВ пучок для медицины РЕЗЮМЕ

Рябов Г.А Изохронный циклотрон Договор с НИИЭФА В 2008г не были выделены средства (1млн руб) на договор с НИИЭФА, поэтому не было закончено выполнение сборочных чертежей циклотрона ГИЦ в электронном варианте В 2008г не были выделены средства (1млн руб) на договор с НИИЭФА, поэтому не было закончено выполнение сборочных чертежей циклотрона ГИЦ в электронном варианте

Рябов Г.А Изохронный циклотрон Магнитная система Этапы 2008г.: Установка полученного 3D расчетом и изготовленного в ЦЭО набора шимм на полном круге ( а не на 1\4) и переход к измерениям на нем ( 75 МэВ ). Установка полученного 3D расчетом и изготовленного в ЦЭО набора шимм на полном круге ( а не на 1\4) и переход к измерениям на нем ( 75 МэВ ). Поиск и получение на основе 3D расчетов нового набора шимм, который обеспеспечивает финальную энергию 80 МэВ. Поиск и получение на основе 3D расчетов нового набора шимм, который обеспеспечивает финальную энергию 80 МэВ. Артамонов С.А., Елисеев В.А.

Рябов Г.А Магнитная система Сравнение магнитных полей 3D расчета (red) и измерения на полном круге Сравнение магнитных полей 3D расчета (red) и измерения на полном круге

Рябов Г.А Магнитная система Разница в полях, измеренных в отдельных секторах Разница в полях, измеренных в отдельных секторах

Рябов Г.А Поверхностно-плазменный Н- источник Состояние на 2008 г. : Iн = 2 мА при Ен=5кэВ, Ip = 4 А Iн = 2 мА при Ен=5кэВ, Ip = 4 А и Up = В с Cs Время жизни катода ~ 6 часов Время жизни катода ~ 6 часов Проблема- быстрая диссипация катода из-за увеличенной мощности разряда Проблема- быстрая диссипация катода из-за увеличенной мощности разрядаРЕЗЮМЕ: приостановить работы по ППИ и сосредоточиться на работе с мультиполюсным источником приостановить работы по ППИ и сосредоточиться на работе с мультиполюсным источником Смолин В.А., Токарев Б.Б.

Рябов Г.А Мультипольный источник Н- ионов Петров И.А. и др. Этап 2008: Проведена оптимизация режимов с новым электродом Проведена оптимизация режимов с новым электродом Получен ток I =3-4 мА Получен ток I =3-4 мА Проблема долговременной работы катода Проблема долговременной работы катода

Рябов Г.А Проект центра ядерной медицины в ПИЯФ ЭТАП-2008г. Участие в формулировке предложения и обсуждение проекта в ЦНИРРИ с Ковальчуком В. и в Общественной палате России. Участие в формулировке предложения и обсуждение проекта в ЦНИРРИ с Ковальчуком В. и в Общественной палате России. Концепция центра (2 слайда) Концепция центра (2 слайда) Расчёт системы вывода пучка из циклотрона- Дипломная работа 1 (1 слайд) Расчёт системы вывода пучка из циклотрона- Дипломная работа 1 (1 слайд) Тракт пучка для производства изотопов- Дипломная работа 2 ( 1 слайд ) Тракт пучка для производства изотопов- Дипломная работа 2 ( 1 слайд ) Тракт пучка и требования к пучку для лечения меланомы- Дипломная работа 3 Тракт пучка и требования к пучку для лечения меланомы- Дипломная работа 3 Биологическая защита (Миронов Ю. Т.) Биологическая защита (Миронов Ю. Т.) План 2009 г. Продолжение проработки проекта, проработка строительных и организационных вопросов, подготовка ТЕО

Рябов Г.А Схема ядерного медицинского центра в ПИЯФ

Рябов Г.А Проект центра ядерной медицины Зал изохронного циклотрона

Рябов Г.А а. Расчёт системы вывода и параметров пучка Дипломная работа 1 Задачи: Создание программы Создание программы Определение магнитного Определение магнитного поля, зависящего от R и Ө до радиуса 170 см до радиуса 170 см Расчёт размеров и Расчёт размеров и расходимости выведенного пучка, что необходимо для пучка, что необходимо для его дальнейшей транспорти- ровки ровки.

Рябов Г.А б. Распределение магнитного поля ГИЦ

Рябов Г.А Тракт транспортировки пучка для производства изотопов ( Дипломная работа 2 )

Рябов Г.А Радиационные испытания на СЦ ПИЯФ в 2008 г. Увеличение количества договоров в 2008 г. 4 договора с « Электронстандартом» 4 договора с « Электронстандартом» 2 договора с фирмой «СПЭЛС» 2 договора с фирмой «СПЭЛС» 2 договора с «Атомэнергомаш» 2 договора с «Атомэнергомаш» Всего 650 часов ускорителя за тыс. Всего 650 часов ускорителя за тыс. Роль УО- формирование пучков, его диагностика, дозиметрия, участие в облучении. За счёт договора оплачивается электричество, расходные материалы, накладные расходы и услуги инфраструктуры института, социальные налоги. По примеру Западных ускорителей средней энергии радиационная тематика на протонных и нейтронных пучках может вместе с медициной стать одним из основных направлений прикладных исследований

Рябов Г.А Малые ускорители в 2008 г Кроме того на ЭСУ проведены исследования: 1.Продолжено исследование механизмов старения газо-разрядных детекторов ( А.Г. Крившич) - 2.Исследование обладающих люминесцентными свойствами халькогенидных стеклообразных полупроводников (As 2 Se 3 ), модифицированных редкоземельными. Применяются в фотонике и оптоэлектронике. Совместно с ФТИ - 5 публикаций 3.Продолжение исследований МДП (металл-диэлектрик- полупроводник) – структур, содержащих оксиды редкоземельных элементов (с Самарским Государственным университетом) - 2 публ. 4.Исследование внутренних покрытий сферического токомака» Глобус-М»- Совместно с ФТИ - 1 публик. В группе малых ускорителей проводились работы по разработке ППИ Н - ионов, представленные выше. В 2008 году опубликовано 8 печатных работ. Смолин В.А., Токарев Б.Б., Лебедев В.М.

Рябов Г.А.34 СПИСОК НАУЧНЫХ ПУБЛИКАЦИЙ в 2008 г. СПИСОК НАУЧНЫХ ПУБЛИКАЦИЙ в 2008 г. 1) Н.К.Абросимов, С.А.Артамонов, В.А.Елисеев, С.Е.Кучер, Г.А.Рябов. «Сглаживание и дифференцирование экспериментально измеренного распределения магнитного поля в зазоре электромагнита циклотрона». «Сглаживание и дифференцирование экспериментально измеренного распределения магнитного поля в зазоре электромагнита циклотрона». Препринт ПИЯФ 2761, Гатчина, 2008, 16с. Препринт ПИЯФ 2761, Гатчина, 2008, 16с. 2)Н.К.Абросимов, С.А.Артамонов, В.А.Елисеев, С.Е.Кучер, Г.А.Рябов. «Обработка данных магнитных измерений при формировании магнитного поля изохронного циклотрона». «Обработка данных магнитных измерений при формировании магнитного поля изохронного циклотрона». Препринт ПИЯФ, 2773, Гатчина, 2008, 24с. Препринт ПИЯФ, 2773, Гатчина, 2008, 24с. 3)Н.К.Абросимов, Е.М.Иванов, Г.Ф.Михеев, Г.А.Рябов, О.А.Щербаков. «Нейтронный генератор с энергетическим спектром нейтронов, повторяющим спектр атмосферного нейтронного излучения». «Нейтронный генератор с энергетическим спектром нейтронов, повторяющим спектр атмосферного нейтронного излучения». Заявка в РОСПАТЕНТ /22 (040153) на изобретение с положительным решением о выдаче Патента с приоритетом от Заявка в РОСПАТЕНТ /22 (040153) на изобретение с положительным решением о выдаче Патента с приоритетом от )Н.К.Абросимов и др. «Модификация нейтронного спектрометра ГНЕЙС для иммитации потока нейтронов в атмосфере». «Модификация нейтронного спектрометра ГНЕЙС для иммитации потока нейтронов в атмосфере». Научный Отчет. Программа Президиума РАН «Поддержка инноваций и разработок». Гатчина,2004, 29 с. Научный Отчет. Программа Президиума РАН «Поддержка инноваций и разработок». Гатчина, 2004, 29 с. 5)Н.К.Абросимов, О.А.Щербаков и др. «Нейтронный генератор с энергетическим спектром нейтронов, повторяющим спектр атмосферного нейтронного излучения» «Нейтронный генератор с энергетическим спектром нейтронов, повторяющим спектр атмосферного нейтронного излучения» Препринт ПИЯФ, Гатчина 2008, в печати. Препринт ПИЯФ, Гатчина 2008, в печати. 6)N.K.Abrosimov, G.A.Riabov, M.G.Tverskoy «Feasibility study of medical 200 MeV proton beam for oncological treatment at Gatchina synchrocyclotron». «Feasibility study of medical 200 MeV proton beam for oncological treatment at Gatchina synchrocyclotron». Аннотация доклада, RUPAC -2008, окт.Москва. Аннотация доклада, RUPAC -2008, окт.Москва.

Рябов Г.А.35 Успехов в Новом Году ! Успехов в Новом Году ! Спасибо за внимание! Спасибо за внимание!