应用于质子治疗的紧凑型直线加速器物理设计和研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    11505201
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    23.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    A2801.加速器物理
  • 结题年份:
    2018
  • 批准年份:
    2015
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2016-01-01 至2018-12-31

项目摘要

Proton therapy is a new frontier in cancer radiation therapy which is nowadays undergoing rapid development in China and around the world. In the past, because a cyclotron or a synchrotron cost much less than a linac, those two types of accelerators are widely used in proton therapy. However, as the linac technology is by far mature for the development of compact proton linacs operating in S-band, the construction cost of a linac reduced sharply and is now similar to the expense of a circular accelerator. Other than circular accelerators, linacs have some specifically characters. The high repetition rate together with the possibility of very rapid energy variations offers an optimal solution to the present challenge of hadrontherapy: "paint" a moving tumor target in three dimensions with a pencil beam. This project is planning to design a high accelerating gradient, low power consumption, compact linear accelerator applied in proton therapy. It may be consisted of several types of linac. For the first time, an S band Pi mode structure will be designed and used for the medium energy part. Besides physics designs, a beam experiment will be carried out. We hope to realize continuous beam energy variations by adjusting the cavity voltage and phase. This method will make the therapy facility more flexible and useful.
质子治疗技术在全世界范围内迅速发展,我国也在积极发展该技术。过去由于直线加速器造价昂贵,从经济的角度出发,质子治疗加速器一般都采用环形加速器。随着S波段(3~11GHz)质子直线加速器技术的发展,直线加速器的建造成本已经低于或接近环形加速器的造价。与环形加速器相比,直线加速器有着突出的优点:出口束流能量快捷可调,束流品质优良,可用于动态扫描,是质子治疗加速器下一步的发展趋势。本课题将设计一台高加速效率,低功耗,紧凑型直线加速器应用于质子治疗,为我国质子治疗设备的国产化提供技术路线。在中能段,本课题将首次设计工作频率在S波段的Pi模式直线加速器(PIMS)并研究其性能。通过计算机模拟和实际束流实验,掌握通过调节腔压和相位来选择直线加速器出口能量的方法,使得在一定范围内,直线加速器出口能量连续可调,提高质子治疗用加速器的灵活性。

结项摘要

质子直线加速器技术的发展,为医用加速器提供了更多的选择,提高医用加速器的性能。PIMS是一种新型的质子直线加速器,结构简单,维护方便,非常适合应用于质子治疗领域。本项目设计了一台加速能量范围80~300MeV的PIMS加速器,包括动力学设计,耦合孔和调谐器设计等。本课题依托于中国散裂中子源直线加速器的调束条件,应用了相位扫描法来精确确定加速腔场幅和相位,使得加速腔出口处束流达到设计能量;应用了飞行时间法精确测定加速腔出口能量,并研究了强流时,利用测量的束流参数做横向匹配,减少束流损失。

项目成果

期刊论文数量(1)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Electromagnetic design and analysis of pi-mode structure for CSNS
CSNS pi 模式结构的电磁设计与分析
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    强激光与粒子束
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    瞿培华;刘华昌;彭军
  • 通讯作者:
    彭军

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其他文献

大数据科学的认知和数学基础引论
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    科技导报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    王迎旭;彭军
  • 通讯作者:
    彭军
Thermal tactile perception: device, technology, and experiments
热触觉感知:设备、技术和实验
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    International Journal of Cognitive Informatics and Natural Intelligence
  • 影响因子:
    0.9
  • 作者:
    柏俊杰;彭军;唐德东;李作进;罗砍;李建新;张雪
  • 通讯作者:
    张雪
脱磷渣中磷在CaO固相颗粒中扩散速率研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    钢铁钒钛
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    彭军;刘爽;刘丽霞;郭永;安胜利
  • 通讯作者:
    安胜利
片仔癀抑制AOM/DSS诱导结肠炎相关性结肠癌的实验研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2012
  • 期刊:
    福建中医药大学学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    罗志毅;彭军
  • 通讯作者:
    彭军
铁死亡诱导剂和抑制剂的研究进展
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    中国药理学与毒理学杂志
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    孙晟杰;涂画;唐励静;罗秀菊;彭军
  • 通讯作者:
    彭军

其他文献

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

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          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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