Martedì, 18 Agosto 2015 16:48

Il Sincrotrone: che cos'è e come funziona


L’Alta Tecnologia del CNAO è formata da un insieme di macchine acceleratrici e linee di trasporto dei fasci di particelle. I fasci sono generati da sorgenti che producono ioni carbonio e protoni. La macchina acceleratrice più importante è il sincrotrone. Il sincrotrone del CNAO è un prototipo frutto della ricerca nella fisica delle alte energie, realizzato grazie alla collaborazione dell’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN), del CERN (Svizzera), del GSI (Germania), di LPSC (Francia) e  dell’Università di Pavia. Esso è stato prodotto con tecnologia principalmente italiana.
 
Il sincrotrone è una “ciambella” lunga 80 metri con un diametro di 25; in due zone interne alla circonferenza nascono i fasci di particelle in dispositivi detti “sorgenti”.
 
Nelle sorgenti si trova il plasma formato dagli atomi dei gas, che hanno perso gli elettroni. Con campi magnetici e radiofrequenze, tali atomi vengono estratti e si selezionano i protoni e gli ioni di carbonio. Nascono allora i “pacchetti” di fasci composti, ognuno, da miliardi di particelle.
 
Questi pacchetti sono preaccelerati e inviati nel sincrotrone dove, inizialmente, viaggiano a circa 30.000 chilometri al secondo. Successivamente sono accelerati fino ad energie cinetiche di 250 MeV per i protoni e 4800 MeV per gli ioni carbonio (il MeV, equivalente ad un milione di elettronvolt, è l’unità di energia utilizzata nei fenomeni su scala atomica e nucleare).
 
Il fascio di particelle nel sincrotrone viene accelerato e percorre circa 30.000 chilometri in mezzo secondo per arrivare all’energia voluta.
 
I fasci vengono poi inviati in una delle tre sale di trattamento. Sopra quella centrale si trova un magnete di 150 tonnellate che serve a curvare di 90 gradi il fascio di particelle e dirigerlo dall’alto sulla persona da curare.
 
Il fascio che colpisce le cellule del tumore è un “pennello” che si muove in modo simile a quello degli elettroni in un vecchio televisore e agisce con una precisione di 200 micrometri (due decimi di millimetro). Questa precisione è resa effettiva grazie a:
 
In questo modo sezione per sezione il tumore viene distrutto: il passaggio da una sezione all’altra (più profonda) si ottiene aumentando l’energia del fascio. L’intero irraggiamento dura pochi minuti.
Last modified on Venerdì, 29 Giugno 2018 15:00
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