Эксπир
Регистрация / Вход

Эксперименты по генерации эпитепловых нейтронов для терапии рака и по генерации гамма – квантов для обнаружения взрывчатых веществ на установке ТАНДЕМ-БНЗТ - новом протонном ускорителе – тандеме (Протонный ускоритель Тандем-БНЗТ)

Стадии проекта
Предложение принято
Конкурс завершен
Проект закончен
Проект
02.518.11.7052
Организация
ИЯФ СО РАН
Продолжительность работ
2007 - 2008, 18 мес.
Бюджетные средства
5,6 млн
Внебюджетные средства
20 млн

Опережающее развитие приборной базы научных исследований по приоритетным направлениям Программы и проведение исследований с использованием уникальной экспериментальной базы.

Предложения

Технология нетрадиционного комбинированного выращивания ценных промысловых рыб Каспийского фауны
Тема
Технология нетрадиционного комбинированного выращивания ценных промысловых рыб Каспийского фауны
Входящий номер
1336
Организация
ДГУ
Руководитель организации-инициатора
Рабаданов Муртазали Хулатаевич
Поисковые исследования по разработке перспективных методов ускоренного тестирования стойкости к атакам подбора средств высоконадежной биометрической аутентификации личности военнослужащего и гражданского персонала.
Тема
Поисковые исследования по разработке перспективных методов ускоренного тестирования стойкости к атакам подбора средств высоконадежной биометрической аутентификации личности военнослужащего и гражданского персонала.
 Показать еще 4 предложения
 Скрыть другие предложения

Этапы проекта

1
19.04.2007 - 30.06.2007
В ходе выполнения первого этапа реализации проекта проведен анализ методик и выяснено, что данная УСУ позволяет проводить исследования по ускорительной концепции нейтронозахватной терапии злокачественных опухолей и по обнаружению взрывчатых веществ методом резонансного поглощения монохроматических гамма-квантов.
Для источника монохроматических гамма-квантов разработана мишень из графита, обогащенного изотопом углерода-13 и проведены ее испытания. Найдены условия для длительной эксплуатации мишени. Создан и прокалиброван гамма–спектрометрический комплекс. Предложено и реализовано решение проблемы температурного дрейфа кристалла. Измерены спектры излучения -квантов и проведены первые эксперименты по регистрации ослабления резонансной линии в жидком азоте. Проведенные эксперименты продемонстрировали принципиальную возможность детектирования повышенной концентрации азота методом поглощения резонансных гамма-квантов.
Для источника эпитепловых нейтронов разработана система напыления лития, позволяющая напылить плотный слой чистого лития требуемой толщины. Предложена новая методика определения толщины литиевого и измерено его радиальное распределение. На масс-спектрометре вторичных ионов квадрупольного типа измерено глубинное распределение состава литиевых слоев, экспонированных в различных вакуумных условиях. Выяснено, что взаимодействие лития с остаточным газом не должно приводить к уменьшению выхода нейтронов.
Развернуть
2
01.07.2007 - 07.12.2007
1. Установка криогенного насоса для обеспечения высокой скорости откачки.
2. Изготовление и установка системы напуска газа в перезарядную мишень.
3. Изучение транспортировки пучка и выбор режима фокусировки.
4. Изготовление и установка охлаждаемой диафрагмы для плавного ввода пучка в ускоритель.
5. Обеспечение стабильной работы ускорителя.
Развернуть
3
01.01.2008 - 30.06.2008
В ходе выполнения третьего этапа реализации проекта проведены экспериментальные работы, направленные на обеспечение транспортировки протонного пучка с высокой энергией до мишеней, и расчетные для планируемой генерации нейтронов.
Были изготовлены и испытаны все элементы высокоэнергетического тракта, включая четыре квадрупольные линзы и поворотный магнит. На специализированном стенде магнитных измерений с помощью вращающегося продольного индукционного зонда измерены магнитного поля квадрупольных линз и поворотного магнита. Измерения показали соответствие требованиям: так, у всех линз нулевая линия магнитного поля совпадает с геометрической осью с точностью не хуже 0,5 мм. На установке Тандем-БНЗТ выполнена сборка высокоэнергетического тракта. Проведена проверка систем питания квадрупольных линз и поворотного магнита и определен оптимальный ток магнита. Проведены первые успешные эксперименты по проводке протонного пучка с энергией до 1,92 МэВ.
Для оперативного наблюдения за уровнями ионизирующих излучений вокруг экспериментальной установки и за её биологической защитой в интересах радиационной безопасности персонала стенд был оборудован разработанной в институте автоматизированной системой радиационного мониторирования.
С помощью адаптированной программы ПРИЗМА проведены расчеты радиационных полей нейтронов и гамма-квантов с вариацией толщины литиевого слоя, энергии протонного пучка, весовой концентрация бора в фантоме и рассчитано распределение дозы по глубине водного фантома с выделением вклада в нее различных компонент. Для генерации нейтронов на установке, планируемого осуществить на 4 этапе реализации контракта, посчитан спектр нейтронов для конкретной мишени, которая будет использована в экспериментах.
В результате целого ряда проведенных работ, связанных как с источником отрицательных ионов водорода, так и с транспортировкой пучка, на выходе из ускорителя уверенно получен 2 МэВ протонный пучок с током до 3 мА. Получение такого протонного пучка является рекордным для электростатических ускорителей.
Проведены первые эксперименты по транспортировке пучка по высокоэнергетичному тракту, подтвердившие правильность проводимых расчетов.
Таким образом, изготовление и монтаж высокоэнергетического тракта, монтаж и наладка комплекта дозиметрического оборудования, проведение расчетов генерируемого спектра нейтронов, увеличение тока пучка до рекордных значений и осуществление транспортировки пучка по высоковольтному тракту позволили подготовить установку к генерации нейтронов и монохроматических гамма-квантов.
Развернуть
4
01.07.2008 - 31.10.2008
В ходе выполнения контракта проведены экспериментальные и расчетные работы, направленные на создание установки и на проведение первых экспериментов по генерации нейтронов и монохроматических гамма-квантов.
Были проведены исследования электрической прочности высоковольтных газовых и вакуумных промежутков ускорителя, исследования по изучению динамики процессов пробоя высоковольтных элементов ускорителя, был установлен криогенный насос с высокой скоростью откачки и была установлена оптимальной системы напуска газа в перезарядную мишень. Предложена и запатентована компрессионная газовая мишень, позволяющая осуществить обдирку пучка с существенно меньшим расходом газа. Проведение данных работ позволило обеспечить длительную стабильную работу ускорителя.
Для транспортировки пучка до мишеней был изготовлен, испытан и смонтирован тракт транспортировки пучка, включающий в себя магнитные и квадрупольные линзы, поворотный магнит и устройство развертки пучка. Проведенные работы по увеличению тока пучка и его транспортировке завершились получением протонного пучка с током, рекордным для электростатических ускорителей.
Была разработана и изготовлена нейтроногенерирующая мишень, отработана методика напыления литиевого слоя на мишень, предложена и реализована методика измерения толщины литиевого слоя, предложен и запатентован литиевый контейнер, позволяющий существенно облегчить процесс напыления лития, изучено влияние остаточного газа на литиевый слоя мишени. В итоге, была успешно осуществлена генерация нейтронов путем сброса протонного пучка на литиевую мишень. Был измерен выход нейтронов и спектр сопутствующего гамма-излучения.
Для обнаружения взрывчатых веществ методом резонансного поглощения ?-квантов была изготовлена обогащенная изотопом углерод-13 мишень, разработан и собран гамма-спектрометрический комплекс, осуществлена генерация монохроматических ?-квантов, зарегистрировано резонансное ослабление потока ?-квантов, предложен и экспериментально опробован новый метод нормировки регистрируемого сигнала, позволяющий отказаться от использования двух детекторов, что уменьшает время детектирования.
Развернуть

Программа

Программа "Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2007-2013 годы"

Программное мероприятие

1.8 Проведение исследований с использованием уникальных стендов и установок, а также уникальных объектов научной инфраструктуры (включая обсерватории, ботанические сады, научные музеи и др.), научных организаций и образовательных учреждений высшего профессионального образования
Продолжительность работ
2010 - 2011, 17 мес.
Бюджетные средства
0,6 млн
Организация
ИЯФ СО РАН
профинансировано
Продолжительность работ
2005, 1 мес.
Бюджетные средства
0,36 млн
Организация
ИЯФ СО РАН
профинансировано
Тема
Разработка технологии получения изотопов медицинского назначения и методов формирования пучка для протонной терапии на установке: "Сильноточный линейный ускоритель ионов водорода ЛУММФ) (рег. № 01-15)"
Продолжительность работ
2005 - 2006, 23 мес.
Бюджетные средства
2 млн
Количество заявок
1
Тема
Селективная лазерная ионизация и спектроскопия короткоживущих изотопов и изомеров, нарабатываемых на протонном ускорителе для исследований в области ядерной физики, астрофизики, материаловедения и медицины на установке: "Уникальный лазерный ультрачувствительный спектрометр для детектирования следов элементов и изотопов (УЛУС) (рег. № 01-02)"
Продолжительность работ
2005 - 2006, 23 мес.
Бюджетные средства
2 млн
Количество заявок
1
Тема
Проведение исследований состава, структуры и свойств веществ и перспективных материалов с использованием уникальных установок (мероприятие 1.8 Программы)
Продолжительность работ
2007 - 2008, 18 мес.
Бюджетные средства
148,8 млн
Количество заявок
57
Тема
Разработка комплексной технологии и адаптивных методов нейтронного анализа с пространственным разрешением и создание на их основе нового поколения автоматизированных установок различного назначения для обнаружения взрывчатых и делящихся веществ
Продолжительность работ
2007 - 2009, 23 мес.
Бюджетные средства
105 млн
Количество заявок
1
Тема
Экспериментальные исследования по ядерной физике и физике твердого тела на высоковольтных ускорителях. на установке: "Высоковольтный ускоритель ЭПГ-15 (ЭПГ-15) (рег. № 01-60)"
Продолжительность работ
2005 - 2006, 23 мес.
Бюджетные средства
2,2 млн
Количество заявок
1