Устройство для формирования дозного распределения тяжелых заряженных частиц в веществе

ОП ЙСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ и 658517 Дополнительное к звт свил(51) М, Кл6 01 Т 1/1 489417/18-2 2) Заявлено 11.05.77 (2 вкис присоединением з (23) Приоритет -Опубликовано етееииь 1 й веет СССРам иэебретеиий етирьпийетень15 5.04.79 Дата опубликования описания 26.Оь.И Авторы зоб ретен Г. Молока но авчен С ко 1 11 1 )о " "(71) Зая УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ ДОЗНОГО РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ТЯЖЕЛЫХ ЗАРЯЖЕННЫХ ЧАСТИЦ В ВЕЩЕСТВЕ Иэооретение относится к такому прикладному вопросу физики высоких энергий как лучевая терапия онкологических заболева. иий пучками тяжелых заряженных частиц.Известно, что форма доэного распределения тяжелых заряженных частиц зависит от энергетического распределения частиц.На фиг. 1 сплошной линией иэображеяы дозные рапределения от протонов, имеющих различные энергетические распределения.Пунктирными лИниями показаны распределения пробегов протонов, характеризующие их спектр. Дозное распределение,изображенное на фиг. 1 а полуцается при замедлении протонов от энергии бб 0 Мэв (кривая Брэгга). Если выделить из имеющегося спектра узкий интервал энергии, получится дозное распределение, изображенное на фиг, 16. Если же сформировать спектр, изображенный на фиг. 1 в, то можно получить дозное распределение, удовлетворяющее задачам лучевой терапии (модифицирова иная кри за я Брэгга) - приблизительно однородное распределение дозы в максимуме и резкий спад дозы за максимумом.Известно устройство для получения однородного дозного распределения пучка тяже лых заряженных частиц в вещество с применением гребенчатого фильтра 1:Наиболее близким к предлагаемому изобретению является устройство для формирования дозносо распределения тяжелых заряженных частиц в веществе, содержащее Б средство для получения пучка с.дисперсионными свойствами, выполненное в виде ахроматической системы 121.При этом моноэнергетицеский пуцок тяжелых ззряженных частиц проходит через фильтр с различной толщиной в разных точках, теряя при этом различную величину энергии и далее. смешиваясь, дает спектр тяжелых заряженных частиц, позволяющий получить необходимое распределение.Недостаток такого устройства состоит втом, что, если имеется не монохромзтнческий пучок частиц, а спектр с широким распределением, то нужно предварительно выделить из этого спектра частицы, лежащие в узком интервале энергий, а затеи пропускать. их через гребенчатый фильтр.Прн этом используется малая цасть частиц н значительно снижается мощность лозы Кроме того, при использовании гребенцатого фильтра происходит заметное расшире.НИЕ ПУЧКа ЦЗ-За МЦОГОКРДтОГО Удс)ЦС)ВСС)го рассеяния и пучок здгрязцястя БторцчНЬ 1 МИ с с 1 СТЦЦЯ(И, Вс)ЗЦИ КЯОЦ Ц Ц ПРИ 51 Лс).ць х Рсд к пи 5(х Б )с Цствс Р.бсц(с(1 ос 0фильтра.Цель(о цзобрстецця является оздяццсТЯКОГО УСТРОЙСТВЯ ДЛ 5 (С)ОР(ЦРвс)ЦЦ 51 ЭЦРгетического рдсцрсдслсция ц) кд т 5)кельхчастиц, которос це имеет усяздццых цсс 1)статков и Г(озволяет получить олцородцое распределение дозы в цскоторох(.обье(с, мак( цМЯЛЪНО ИСПОЛЬЗУЯ ИМЕ(01 ЦСЕС 51 ЭЦСРГСГГЦЧССКОС 1)распределение частиц в луцке, т. е. Обеспечение необходимого распрсдсле)Ия дозьс Ввеществе от немонохромдтцческих частиц.Согласно предлагаемому изобрстсццоуказанная цель достигается тем, гго в уГ 1)ОЙство дополццтельцо гвсдсц кол. Името(э,располоэкеццы)й( в областц мдкцмд;цшой,шсПЕРСИИ аХРОМатЦ ССКОЙ СИСтСМЫ И ЦР(.ДСТДБляющей собой набор цл)Стцц, устацовни цР 1 ых тд(им 061)дзом, что с.:1 клд 5) из цих пс 1)сскРывает частично ил)1 цоПи)стью ц(о(01.(с(й(ДИаПаЗОН ЦМПУЛЬСОВ ЧДСтЦЦ, Д В СОВОСсГЦГСти образуют ступецчатьш 1)ро(1)и;1)а,УсГройстВО для ц)ор "1 ц ров с)1(с(51 доз цоораспределсчп(я тя)келых здпянсенцых сЯстиц в Веществе сх мдтцчсскц Изображпона фиг. 2 а,Устройство состот цз трех осцогшых ч)1 тей:МаГНИт ИЛИ СЦСтЕМД ЦДГЦЦ ГОН. Г)Ц;с(З 1 рующая частицы по импульсу 1; )аСИСтЕМа ЭЛЕМЕНТОВ сГЯГЦИТЦой ОПИК:; . С.ВОРОТНЫЕ МДГРИТЫ и СВД,Ц)УГ 01)аЦЬСЕ ЛЦЦЗКО М Г 1 СНСИ Р У 0 Ш Д Я ДИСПЕГ) СЦ О,коллимдтор, формирчоиИй спектр,Уст)оЙство;.(Оиствуст слслующссм образом,Если в систему вдоль оси ." входит узКИй (ПО ОСЦ Х)с ПУЧОК а(ДСТР 1, Цси ЮЩИЙ ШЦ.рокое эне)эгсти 1 ескос с)с(СГ)сСлс" цс, то НОле прохождения 1:а ц(э)бцссгдст дцспсрсИшсНЫЕ СВОйетВЯ, т. Е. ТРГС(СТ(ЭРЦЦ с)(ТЦЦ. )НЫ И КООрдицдтд ." Ь(стцц.с( Б ПЛОСК;)СГДЕ РаСПОЛОжЕЦ КОЛЛЦСМДТОР,Э ОДЦОЗЦДЦзависит от ее цмпу.(ьса Р. С помощь, 2ПРОИСХОДР 1 Т ОМ(ецсапц:; сс;(с )д)тР1ОбряЗОМ, СИС)ЕМЯ Б (СЛОМ Гсп Ч)сегся дус)Э;,стической.КОЛЛИВТОР СБЕСС ) ДС)С;)ЯсСТ СОС)01( СД(а)(- нНУ)0 СИСТЕМУ ГГ,Г(с)СТИН, ВЦУТРЕРЦ 1 ИЕ СТСЦКЦ а;.нТорых Образ) Ют рсг:сц(1)у(;.ГЬИГ т Ед Г йПрофИЛЬ, ПЕГЭЕКЬБЯ 10 БИЙ аЯС тца цо Ч цПОЛНОСТЬЮ ДЦЕОтУРУ СЭГЛ ЛЬНЫХ с с)ятКОППуЛЬСИОГО р(сцрСКЕЛЕНИЯ 1 сэстиц, 1,с;).ПсС.сБО и ШИРР(ис) Г)пс)СТЦЦ БЫО);РВОТЯ сСХОДЯтребовдниЯ, ПГ)сдъявлпес.,;,1 х и форме эц "1)етического распрсде.ецця и цяряь., Ггров ддЛИЗИРУКПсЦЕй МЯГНИтщ)й СитссМ.Прцг)цс( с)дботЫ 1.Ос).сц(ГЯтрс) ИЛЛОстрс(руется с помои)ь;о фиг. 2 б. )сд)кдя 1-51 цлг(стИНа КОЛЛИ "ятОра Г)оцускдст РНтсрвЛ сцпульсов Ь Р =с).:. Г,(с Р - и(пульчдс) ццы,1) . л(цс(ИЯЯ;1 цсцсри 51,Х -- Ц(ЦРЦЦД ПЛЯтЦЦЫ КОнЛИМатОРа.1,слц ца входе коллцмдтора имеем расцрелслецце частиц цо импульсам р), д ца аыход( цужцо получить рдспрелслецие с(1 (фиг 2 Б), то ксэффцциецт цроцускация коллм 1(т рог( частиц, лс)ка щцх В интервдле 11, Р- .1-а 1 н) Можпо ВзЧИСЛИТЬ ЦО ФОРМУ. ,с Сд3,; Г(р)ЛРЕсли ряспределецие частиц в пучке по осиГ описывается фуцкцией Ф(у), то цоложсццс каждой 1-й плдстицы 1) можцо оцре-СЛГ(Ь Ц;1 УС.ЛОВЦЯ:ьа ЭЬНУ) 4 а ) с 1 сс)1 ДКИЗ 061)ЯЗОМ, С ПОМОН(ЬЮ с(ХРОМ ЯТИЕС. кой Ягц:отпой системы можно сформировать эцсргсическос рдсцределецие в пучке тяжелы;с здрц)кепцых частиц (прото),ов .(-мезоц(Э(З, (.-ЧЯСтцц И бОЛСЕ тя)КСЛЫХ ИОцОВ), НЕОбхо,.(ЦХ(ОСс ДЛ 51 ПОЛУЧСьЧИЯ Гс(ЭДЦИЦЦРОБсЦ ссй кривой 1:срэгга.,с.Сс)ННОЕ СТройСТБО НОЗЕао 1 ЯЕТ Сфо)ЭМИ)ЭОБдть дознос распределение, удо( летворяюшее задачам лучевой терапииприблизите(шо одцородцос в максимуме и имеющее кРУГОЙ сцдд, чтО позволит Рдвиоа 1 е 1)но ОблУ чдть оцухоль, миццмальцо пора)кдя здоро.Бь(с:кс) цц. 1) рц этом мд(симяльцо используется цмекпцесся широкое эцергстическое ряцрс;(елсцце частиц.с)сЭс)/сссЛО с)зсЭГЭ,сЭс ТС(с(цн(Ус сс)сэйство для формирования дозцого р;с( цр, л;,(чИц тяжелых здряжецных частиц с, Б(:Ц(, СтБС:, СОДСРжаЩЕС СРСДСтВО ДЛЯ ЦОЛУЧЕсис)1 сс сКЯ с с(ИСЦЕР 1(СИНЬИ СВОЦСТВЯМЦ, ВЫ"; Ц ЦС(с)(Э Б Г(РГДЕ ДХРОМатИЧССКОй СИСтСМЫ, ссс)с.сс)(СБС)с( ) СМ ЧГО Г НСЭЬ)с) с)беПЕЧЕНР(5) Скн Б)ХО;СЦМОГО РДСЦРСЛЕЛЕНЦ 5 ЛОЗЫ В ВЕШССТЬе ОТ иМОНОХРОМ ЯГ 1(ЧССКЦХ ЧДСТЦЦ, В НСГО ДГ) - сОЛЦЦТЕЛЬЦО ВБСДЕЦ КОЛЛЛИМЯтОР, РаСПОЛО,(Сццьи В области мдксцмдльцой дисперсии Б)(РОГ,: ДтцаСКОИ СИС Тс.Мвс Ц Ц)ддстс)Б 5)101 ЦИЙ собой;Ябо)з цлдстиц, устдцовлс.ННЬГХ таким об ц)зом, что кджляя цз цих ГСрекрывдет .Ятс(ч о цлц К)эИостИо некоторый лГацд:;: Б.ульсов и п(ц, д в совокуццоти оо. ря с, : ст,псцчатый профиль.(Гсшш(ки информации, щэинят(с во БниМ:( (ЦЕ Ц ПИ ЭКСПЕРТИЗЕ65857 7 1, 8/см Составитель Иехред О. Луговаяираж 696 вчиевКорПо СССР крытий наб., а. 4/5 л. Проектная, 4го комнте еннй и о Раушская Ужгород,У Ю 6 Толщина вещесаЮп ФиаРедактор А. АбрамоЗаказ 2052/42 ЙНИИПИ Гос по дел 1 13035, Мос илиад ПППударствен ам изобр ва, Ж 35 атент, г ктор А. Власенк иоюе