طراحی سیم‌لوله و میدان مغناطیسی مناسب، جهت خط انتقال باریکه پروتون‌تراپی با لیزر موسسه hzdr آلمان

امروزه به دلیل هزینه های بالا و ابعاد بزرگ شتاب دهنده های متعارف پروتونی، استفاده از روش های بهینه ی دیگری جهت تولید باریکه پروتونی مورد مطالعه قرار گرفته است. یکی از روش های مهم و جدید، استفاده از شتابدهنده های پروتونی مبتنی بر باریکه ی لیزری می باشد. در این روش، لیزرهای با توان بالا (w/cm^2 10^18~ ) بر روی یک هدف با عدد اتمی بزرگ فرود آمده و با ایجاد یک محیط پلاسمایی باعث شتاب یون ها و تولید پروتون خواهند کرد. در حال حاضر پروژه هایی در این زمینه همچون: elimed جمهوری چک، pmrc ژاپن،drot مونیخ، hzdr درسدن آلمان و ... در حال انجام است. با توجه به پراکندگی زاویه ای نسبتا زیاد پروتون ها، کاهش پراکندگی و موازی سازی آن ها جهت انتقال، اهمیت بسیار زیادی دارد. در این تحقیق، با استفاده از ابزار geant4، طراحی یک سیم لوله و میدان مغناطیسی مورد استفاده در خط باریکه ی موسسه ی hzdr آلمان انجام شده است. اثر سیم لوله بر پروتون هایی با واگرایی اولیه 5 درجه مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان می دهد در نظر گرفتن جزییات سیم لوله تاثیر مستقیمی بر محاسبات پروفایل پروتون ها داشته و امری ضروری است. بیشنیه ی میدان مغناطیسی سیم لوله ای، برای قرارگیری سامانه ی گزینشگر پروتون در فاصله ی یک متری چشمه، 26/6 تسلا محاسبه شد.

Designing an approprate solenoid and magnetic field for the HZDR laser-driven beamline

Nowadays, due to the high costs and large dimensions of the conventional proton accelerators, other optimal methods for producing the proton beam have been studied. Using of Laserdriven proton accelerators is one of the important and new methods. In laserdriven ion acceleration, a highly ultraintense laser pulse interacts with solid density targets and will create a plasma media that will accelerate ions and produce protons. Currently there are projects in this in field such as ELIMED, PMRC, DROT, HZDR and hellip;. Due to the large angular dispersion of protons, reducing their dispersion and collimating them for transmission is very important. In this research, using the GEANT4 toolkit, the exact solenoid and its magnetics field for HZDR beamline have been simulated. The effect of solenoid on protons with a primary divergence of 5 degrees was investigated. The results show that consideration of the details of the solenoid has a direct effect on the calculation of the proton profiles and is necessary. The maximum of the solenoid magnetic field was calculated to ~20 Tesla to fit the proton selector system at a distance of one meter from the source.