Аннотация
После появления методики флэш-облучения в протонной терапии сильно возросла потребность в сильноточных ускорителях. В ответ на этот запрос Объединённый институт ядерных исследований (ОИЯИ) приступил к разработке компактного изохронного циклотрона MSC230, предназначенного для получения протонных пучков высокой интенсивности с энергией 230 МэВ для передовых биомедицинских исследований. В настоящее время в Научно-исследовательском институте электрофизической аппаратуры имени Д. В. Ефремова разрабатывается технический проект циклотрона. На этом этапе модификации часто требуют дополнительных вычислений, что приводит к корректировкам конфигурации магнитного поля и динамики пучка. В статье подробно описываются методологии проектирования и вычислительные инструменты, которые используются в проекте MSC230.
Библиографические ссылки
[2] S. Jolly, Y. Owen, M. Shipper, C. Welsch, Technical challenges for FLASH proton therapy, PhysicaMedica 78 (2020) 71–82.
[3]https://www.appliedradiology.com/articles/varian-first-patient-treated-in-fast-01-flash-therapy-trial
[4] S. V. Akulinichev et al., Potential of proton FLASH therapy on the accelerator of the Institutefor Nuclear Research of the Russian Academy of Sciences, Izvestiya RAN. Series Physics, 84 (11)(2020) 1544–1548 (in Russian).
[5]http://www.mevion.com/products/mevion-s250-proton-therapy-system
[6] G. Karamysheva et al., Present status of the SC202 superconducting cyclotron project, VIIIthInternational Particle Accelerator Conference (IPAC 2017), Copenhagen, Denmark, THPVA120.
[7] H. Tsutsui et al. Current status of Sumitomo’s superconducting cyclotron development for protontherapy, Cyclotrons 2019, Cape Town, FRA02, pp. 340–343.
[8] J. Schippers, R. D ̈olling, J. Duppich, G. Goitein, M. Jermann, A. Mezger et al., The SC cyclotronand beam lines of PSI’s new proton therapy facility PROSCAN, Nuclear Instruments and MethodsB 261 (2007) 773.
[9] D. Vandeplasche et al., Extracted beams from IBA’s C235, in: Proceedings of Particle AcceleratorConference, Vol. 1, 1997.
[10] O. Karamyshev et al., Research and development of the SC230 superconducting cyclotron forproton therapy, Physics of Particles and Nuclei Letters 18 (1) (2021) 63–74.
[11] K. S. Bunyatov et al., Progress in design of MSC230 superconducting cyclotron for proton therapy,23rd International Conference on Cyclotrons and Their Applications (CYC2022), Beijing, China,THPO012, p. 327.
[12] O. V. Karamyshev, Beam dynamics in a new 230 MeV cyclotron, 23rd International Conferenceon Cyclotrons and Their Applications (CYC2022), Beijing, China, WEPO003, p. 208.
[13] H. G. Khodzhibagiyan et al., Development of superconducting accelerator magnets at JINR,Natural Science Review 1 (6) (2024).
[14] O. Karamyshev et al., CORD (Closed Orbit Dynamics): A new field map evaluation tool forcyclotron particle dynamics, Physics of Particles and Nuclei Letters 18 (4) (2021) 481–487.
[15] M. Palnikov, Calculation of pressure distribution in the vacuum chamber of the MSC-230 cy-clotron, Master’s Thesis, Dubna University, 2024 (in Russian).
[16] D. Popov et al., Beam extraction simulation and magnetic channels’ design for MSC230 cy-clotron, 23rd International Conference on Cyclotrons and Their Applications, 2022, Beijing, China,THAO02.