Проект 3. 2001—2002 гг.

   

Протонный ускоритель – синхротрон для лечения рака

В 2002 году по заказу Филиала института ядерной физики СО РАН (ФИЯФ), г. Протвино, РФ, фирма ALJUEL предложила принцип построения силовой схемы “Прецизионного мощного источника тока” (ПМИТ), построила математическую модель и выполнила расчеты переходных режимов.

ПМИТ предназначен для питания основных поворотных магнитов ускорителя протонов. Ускоритель  специально разработан для массового внедрения в онкологические центры по всему миру, и имеет уникально малые размеры – диаметр трассы пучка всего 5м, и исключительно малую потребляемую мощность – всего 50 кВт, автор проекта член-корреспондент Российской академии наук Владимир Балакин. Частицы набирают нужную энергию (максимально до 330 МэВ) за время порядка 1 миллиона оборотов, где постоянна частота ускоряющего электрического поля, а удерживающее частицы на орбите магнитное поле изменяется по строго линейному закону (при разгоне). Основной задачей ПМИТ является изменение тока в магнитах по задаваемому закону для получения удерживающего магнитного поля ускорителя. Стабильность поддержания тока ±0.05% от максимума 1750А, скорость нарастания и спада ±2000А/с, линейность не хуже 0.15% от текущего значения.

Длина пучка от ускорителя протонов варьируется энергией разгона частиц, а луч попадает на разную глубину организма человека, наибольшее действие производя только в самом конце. Там, где такой пучок останавливается, именно в этой точке и поражает опухоль. Это главное отличие от сегодняшней терапии гамма-лучами, которая убивает всё на своём пути. Доза облучения, получаемая пациентом при обследовании, на порядок меньше, чем при рентгеноскопии. Поэтому ускоритель протонов используется не только для лечения рака, но и для  безопасной томографии. Протоны, проходя сквозь пациента, не производят разрушений и “высаживаются” в мишени позади пациента. Компьютерная обработки мишени, позволяет получить четкое объёмное цветное изображение внутренних органов, где видна не только опухоль, но и метастазы. Установка учитывает также движение органов во время облучения.

36 направлений облучения позволяет почти совсем не затрагивать здоровых тканей и дает практически предельную эффективность лечения, что приводит к сокращению времени лечения до нескольких дней. При длительном лечении клетки трансформируются в устойчивые к радиации. И если опухоль не убить сразу, клетки через какое-то время снова рождают опухоль, которая уже не уничтожается в принципе.

Из стадии экспериментальных исследований установка в 2009 году перешла в стадию практического внедрения. 3 установки первой партии уже поставлены в онкологические центры: Протвино (РФ), Ружомберк (Словакия), Массачусетс (США). Потребность составляет тысячи установок по всему миру.

Автор проекта член-корр. Владимир Балакин - революционер онкологии