Parçacık teleskop teknolojisi, radyoterapi teknolojisinin iyileştirilmesine yardımcı olur
Kansas Üniversitesi'nden bir araştırma ekibi, yalnızca güneş tarafından yayılan yüklü parçacıkları analiz etmekle kalmayıp aynı zamanda radyoterapi sırasında hastalara verilen radyasyon miktarını da ölçebilen bir parçacık teleskop teknolojisi geliştiriyor. Peki, bu teleskopun geliştirilmesinin temel amacı nedir? Hangi devam eden çalışma, klinik tıptaki mevcut veya potansiyel uygulamalarını daha iyi anlamamıza yardımcı olabilir?
Kozmik ışınları tespit etmede uygulama
Yüksek enerjili iyon elektronik teleskopu (Agile -ışını astronomik uydusu olarak da bilinir), esas olarak kozmik ışınlardaki parçacık türlerini tanımlamak ve enerjilerini ölçmek için kullanılır. Kansas Üniversitesi'nden proje lideri Christopher Rowon, bu iki işleve sahip yüksek enerjili parçacık elektronik teleskoplarının çok pratik olduğunu, çünkü katı hal dedektörlerinin yukarıdaki algılama ve ölçüm işlevlerini aynı anda gerçekleştirmesinin zor olduğunu söyledi.
Örnek: Advanced Composition Explorer (ACE), NASA'nın güneş rüzgarı, gezegenler arası madde ve diğer kaynaklardaki yüksek enerjili parçacıkların yanı sıra güneş ve uzay keşif görevlerini incelemek için yaptığı keşif programıdır. ACE'den elde edilen gerçek zamanlı veriler, Uzay Hava Tahmin Merkezi tarafından güneş fırtınası tahminini ve erken uyarı yeteneklerini geliştirmek için kullanılıyor.ACE, 25 Ağustos 1997'de fırlatıldı ve şu anda Lagrange noktası L1 yakınlarındaki Lissajous yörüngesinde (güneş ile dünya arasında yer alan) çalışıyor. Dünyadan 1,5 milyon kilometre uzakta). Gözlemci hala iyi çalışıyor ve 2024 yılına kadar yörüngede tutacak kadar yakıtı var. NASA Goddard Uzay Uçuş Merkezi, ACE'nin geliştirilmesini ve entegrasyonunu yönetir.
"NASA için, bu yeni teleskop türü yeni bir atılım olacak." Christopher Rowon, "Bu teknolojinin amacı, parçacıkları tespit etmek için birkaç silikon detektör katmanı kullanmaktır. Parçacıklar dedektörden geçtiğinde, dedektör bazı sinyaller üretecektir.Bu sinyaller, ister oksijen, ister nitrojen, elektronlar veya protonlar olsun, parçacıkların türünü tanımlamak için kullanılabilir. Elbette parçacıkların enerjisi de aynıdır. Ölçülecek. "
Örnek: Standart Parçacık Fiziği Modelinin parçacık bileşimi.
NASA'dan 14 milyon dolarlık bir bonus aldıktan sonra Luo Rong ve ekibi, sondanın ilk modelini tasarlamak, inşa etmek ve hata ayıklamak için üç yıllık bir proje başlattı. İlk önce dedektörün farklı parçacık türlerine ve farklı enerjilere yönelik geri bildirimini simüle edecekler ve ardından simülasyon sonuçlarını Brookhaven Ulusal Laboratuvarı veya Los Alamos Ulusal Laboratuvarı'nın ilgili ekipmanı aracılığıyla optimize edecekler ve ardından ikinci aşamayı başlatacaklar. Araştırma - Dedektörün çeşitli proton, elektron ve ağır iyon ışınlarına tepkisini ölçmeye odaklanın.
"Genel olarak konuşursak, bir silikon dedektörün çıkış sinyali çok düşüktür ve güçlendirilmesi gerekir. Kansas Üniversitesinde, tüm araştırmalarımızda kullanılacak olan, inanılmaz performansa sahip bir amplifikatör için patent başvurusunda bulunduk." Luo Rong Katma.
Bu projenin son adımı, dedektörü bir kübik uyduya (astronomik araştırmalarda yaygın olarak kullanılan bir tür mikro uydu) kurmaktır; bu, uydunun güç tüketimini, radyasyon sertliğini ve yörüngeden dünyaya iletimini optimize edebilir. Veri miktarı. Projenin uzun vadeli uygulama hedefleri arasında, dünyanın etrafındaki radyasyon seviyelerini izleyebilecek yüzlerce küçük uydudan oluşan bir çalışma ağının kurulması yer alıyor. Diğer bazı açılardan bu proje de çok iyi kullanılabilir.Örneğin, Mars'a bir yolculuk sırasında, astronotlar yolculuk sırasında maruz kalacakları radyasyon miktarını değerlendirebilirler.
Klinik tıpta uygulama
Çevik gama ışını astronomik uydu teknolojisi, klinik tıpta, özellikle radyoterapi sırasında hasta tarafından emilen radyasyon miktarının hesaplanmasında, potansiyeli olan çok ilginç bir "yan ürüne" sahiptir. Rong, radyoterapi sırasında hastanın vücudunda biriken radyasyon miktarının doğru hesaplanmasının mevcut kanser tedavi sürecinde önemli bir sorun olduğunu vurguladı.
"Evrendeki radyasyonu hesaplamak için silikon detektörler kullanıyoruz. Benzer şekilde, tıbbi parçacık hızlandırıcı tarafından üretilen radyasyon dozunu gerçek zamanlı olarak izlemek için benzer bir teknoloji kullanmayı da düşünüyoruz." Luo Rong bize, "Projemiz hala başlangıç aşamasında. Ancak dünyadaki tüm hastanelerin aynı hayali var, bu da kanser radyoterapisi sırasında hastalar tarafından emilen radyasyon dozu hakkında doğru veriler elde edebilmek. "
Luo Rong'un tanıtımına göre, dedektörün uzaysal çözünürlüğünü iyileştirmek ve kanser tedavisi sırasında bunu radyasyon ölçümüne uygulamak, doktorların hastalar tarafından emilen radyasyon miktarını optimize etmesine ve radyoterapinin etkisini iyileştirmesine yardımcı olabilir. Luo Rong, projesinde geliştirilen ölçüm yöntemleri serisinin başlangıçta evreni incelemek için kullanılmasına rağmen, klinik tıbbın yeni uygulama hedefi olduğundan ve bu alandaki uygulamalarının hızla gelişeceğinden çok emin. Ve radyoterapi teknolojisini iyileştirmenin yeni bir yolunu yönetin. Uzun vadeli geliştirme hedefleri açısından Luo Rong, ekibinin şu anda Kansas Üniversitesi Tıp Merkezi ile işbirliği yaptığını ve projesinin klinik tıp alanındaki potansiyel uygulama değerini daha da araştırmak istediğini söyledi. Radyoterapide bu teknolojinin karşılaştığı zorluklar.
"Kansas Üniversitesi Tıbbi Araştırma Merkezi başkan yardımcısının desteğiyle toplantılar düzenlemeye devam ediyoruz. Ekibimiz için en büyük zorluk, tıbbi bilgiler ve radyasyon veya düşük enerjili parçacıkların insan vücuduyla nasıl etkileşime girdiği hakkında daha fazla bilgi edinmek. Bu araştırmanın bir sonraki gelişiminde tıbbi fizikçilerle işbirliğinin bu kadar önemli olmasının nedeni budur. Luo Rong dedi. "Daha sonra İrlanda, Dublin'deki bir hastaneyle de işbirliği yaptık. Hastaları tedavi etmek için kullanılan ışını karakterize etmek için dedektörler kullandık ve sonra ışının yapısını daha spesifik olarak anlayabildik."
ilgili bilgi
Kozmik ışınlar olarak da bilinen kozmik ışınlar, uzaydan gelen yüksek enerjili atom altı parçacıklardır. Dünya atmosferine ve yüzeyine nüfuz eden ikincil parçacıklar üretebilirler. Işın terimi, bir zamanlar elektromanyetik radyasyon olarak kabul edilen tarihten gelir. Ana kozmik ışınlar (derin uzaydan gelen atmosferle çarpışan parçacıklar) genellikle Dünya üzerindeki protonlar, atom çekirdekleri veya elektronlar gibi kararlı parçacıklardır. Bununla birlikte, pozitronlar veya antiprotonlar gibi çok küçük bir oranda kararlı antimadde parçacıkları vardır ve kalan küçük kısım aktif bir araştırma alanıdır.
Örnek: Enerjinin kozmik ışınlarla dağılımı.
Kozmik ışınların yaklaşık% 89'u basit protonlar,% 10'u helyum çekirdekleri (alfa parçacıkları) ve% 1'i ağır elementlerdir. Bu çekirdekler, kozmik ışınların% 99'unu oluşturur. Yalnız elektronlar (kaynak hala belirsiz olmasına rağmen beta parçacıkları gibi), kalan% 1'in büyük çoğunluğunu oluşturur; gama ışınları ve ultra yüksek enerjili nötrinolar yalnızca çok küçük bir kısmı oluşturur.
Bir elektron mikroskobu (İngilizce: elektron mikroskobu veya kısaca elektron mikroskobu), bir nesnenin içini veya yüzeyini görüntülemek için elektron kullanan bir mikroskoptur.
Örnek: Transmisyon Elektron Mikroskobu
Yüksek hızlı elektronların dalga boyu görünür ışıktan daha kısadır (dalga-parçacık ikiliği) ve mikroskobun çözünürlüğü kullanılan dalga boyu ile sınırlıdır, bu nedenle elektron mikroskoplarının çözünürlüğü (yaklaşık 0,2 nanometre) optik mikroskoplardan çok daha yüksektir. (Yaklaşık 200 nm).
Referans
1. Wikipedia Ansiklopedisi
2. Astronomik terimler
3. Xiyu- Andrew Williams
İlgili herhangi bir içerik ihlali varsa, silmek için lütfen 30 gün içinde yazarla iletişime geçin
Lütfen yeniden basım için yetki alın ve bütünlüğü korumaya ve kaynağı belirtmeye dikkat edin
