Prace aparaturowe i metodyczne

Temat 6.
PRACE APARATUROWE I METODYCZNE
Główne prace w tej dziedzinie prowadzone są w PC, NPP, w zakładach: I i IX oraz w POW.
Wyniki badań w tym temacie zaowocowały w 2003 r. 5 publikacjami w czasopismach
recenzowanych z wyróżnionej listy filadelfijskiego instytutu ISI.
zadanie 1. Zainstalowanie traktów transportu i formowania wiązek w cyklotronie
AIC144 celem przystosowania go do terapii hadronowej i produkcji radioizotopów
PC
1. Budowa systemu diagnostyki i monitoringu wiązek terapeutycznych.
– Wykonano i zainstalowano na jonowodzie 3 stanowiska do obserwacji przekroju
i położenia wiązki przyspieszonych cząstek z możliwością pomiaru natężenia prądu
wiązki.
– Opracowano i wdrożono szybką, prostą metodę pomiaru energii cząstek w jonowodzie.
Prace będą kontynuowane.
2. Doprowadzenie
i
formowanie
wiązek
na
stanowiskach
terapeutycznych
i eksperymentalnych.
– Zbudowano jonowód łączący cyklotron z istniejącym systemem rozprowadzania wiązki
i włączono go w system próżniowy. Zbudowano i zainstalowano na jonowodzie
2 magnesy korekcyjne. Zainstalowano soczewki magnetyczne i magnes odchylający.
Doprowadzono wiązkę protonów do hali eksperymentalnej. Prace przy optymalizacji toru
transportu wiązki będą kontynuowane.
3. Prace nad komputerowym systemem sterowania cyklotronem AIC-144 i programem
pomocy operatorowi.
– Wspólnie z ZIBJ w Dubnej opracowano i przetestowano trzy z czterech modułów
programu „Pomocy Operatorowi Cyklotronu”, (Cyclotron Operator Help Program).
Ukończenie całego programu przewidziane jest na rok przyszły. Aktualnie prowadzone są
prace nad stworzeniem relacyjnych baz danych z pomiarów pól magnetycznych, przy
wykorzystaniu języka programowania SQL.
zadanie 2. Opracowanie stanowiska terapeutycznego dla radioterapii protonowej oka
NPP
–
Rozwijano systemy dozymetryczne dla budowanego stanowiska do radioterapii
protonowej czerniaka gałki ocznej na cyklotronie AIC-144, oparte o komory jonizacyjne
i detektory diamentowe.
zadanie 3. Otrzymywanie i zastosowania izotopów promieniotwórczych w fizyce, chemii
i naukach biomedycznych
Zakład IX
1. Rozwój technologii otrzymywania izotopów cyklotronowych.
– We współpracy z ZBA IFJ (obecnie: Dział Głównego Mechanika IFJ PAN) kontynuowano
prace nad prototypem nowego urządzenia do aktywacji tarcz metalicznych wiązką
wewnętrzną cyklotronu AIC-144 (nowej sondy izotopowej). Przeprowadzono próby
współdziałania automatyki z częścią mechaniczną w trybie pracy „ręcznej“, w trybie
automatycznym i w stanach awaryjnych. Zaprojektowano i wykonano nową konfigurację
42
głowicy tarczy, ulepszono układ pneumatyki, sprowadzono dodatkowy zawór zasuwowy
do zabezpieczenia komory akceleracji, przeprowadzono próby próżni.
–
We współpracy z PC otrzymano szereg izotopów promieniotwórczych w reakcjach
jądrowych z protonami lub cząstkami α. Przeprowadzono 51 aktywacji 16 różnych typów
tarcz. Tarcze aktywowano na starej sondzie izotopowej, wewnętrzną wiązką cyklotronu
AIC-144. W przypadku otrzymania izotopów 67Ga, 69Ge, 73, 74As, 83, 85Sr(83Rb) i 211At
zespół przeprowadził pełne procedury wydzielania produktu z aktywowanej tarczy –
w czterech pierwszych przypadkach metodami „mokrymi”, a w ostatnim – metodą
termiczną. Odbiorcami wytworzonych izotopów jest szereg grup badawczych w IFJ,
a także instytucje naukowe w kraju i za granicą. Otrzymany w IFJ 211At został
wykorzystany do opracowania nowych radiofarmaceutyków terapeutycznych (współpraca
z IChTJ, Warszawa).
2. Preparatyka i badanie własności nowych źródeł promieniotwórczych.
–
Opracowano metodę wydzielania 73As z tarczy germanowej. Ślady tarczy Ge w preparacie
oznaczano spektrofotometrycznie oraz radiometrycznie, metodą wzorca wewnętrznego.
Znacznik 69Ge wytworzono w cyklotronie AIC-144 w reakcji Zn(α, x)67Ga, 69Ge. German
69
Ge, wraz z kontaminantem 67Ga, wydzielono z tarczy ekstrakcyjnie, a następnie
rozdzielono oba nuklidy na kolumnie jonowymiennej.
– We współpracy z SPOpP zakończono serię pomiarów dozymetrycznych dla modelowych
liniowych źródeł 48V jako potencjalnych terapeutycznych źródeł pozytonowych (w tym
praca magisterska).
– Wszystkie produkty aktywacji tarcz w cyklotronie AIC-144 oraz produkty procedur
wydzielania poszczególnych izotopów identyfikowano oraz mierzono metodą
spektrometrii gamma.
3. Badanie biochemii selenu i innych pierwiastków śladowych.
–
We współpracy z Zakładem Bromatologii CM UJ (ZB CM UJ) i Zakładem Chemii
Analitycznej Wydziału Chemii UJ (ZChA WCh UJ), zoptymalizowano procedurę
oznaczania stężenia selenu w osoczu krwi metodą absorpcyjnej spektromerii atomowej
z kuwetą grafitową (GF-AAS). Oznaczano aktywność selenozależnej peroksydazy
glutationowej (plGSHPx) w osoczu chorych z przewlekłą niewydolnością nerek (PNN).
U chorych z PNN stwierdzono istotnie niższe stężenie Se i ok. 4-krotnie niższą aktywność
plGSHPx w porównaniu z grupą osób zdrowych. Wyniki te są zgodne z doniesieniami
innych autorów.
– W badaniach, wykonanych we współpracy z ZB CM UJ i ZChA WCh UJ, sformułowano
model opisujący interakcje pomiędzy zasobami selenowymi, metabolizmem tarczycy
a profilem hormonów płciowych u dziewcząt w okresie dojrzewania. Model opracowano
stosując statystyczną metodę Partial Least Square (PLS).
– We współpracy z ZB CM UJ, Division of Cellular Integrity, Rowett Research Institute,
Aberdeen, UK, oraz III Katedrą Chirurgii Ogólnej CM UJ kontynuowane są prace nad
aktywnością wybranych selenoenzymów w guzach nowotworowych tarczycy. Wykazano,
że aktywności selenoenzymów - dejodazy jodotyroninowej typu I i typu II są istotnie
wyższe u chorych z chorobą Graves'a w porównaniu z chorymi na raka brodawkowatego.
Nie stwierdzono istotnych różnic dla innych grup chorych i innych selenoenzymów. Dla
pacjentów, u których stwierdzono podwyższone stężenie kalcytoniny, statystyczna analiza
wieloczynnikowa ujawniła zależności pomiędzy aktywnością niektórych selenoenzymów
a parametrami charakteryzującymi metabolizm tarczycy.
43
zadanie 4. Detektory promieniowania jonizującego
Zakład I
1. Testy nowych detektorów krzemowych.
Budowa i testowanie systemów detektorów półprzewodnikowych do monitorowania
wiązek akceleratorowych.
Zaprojektowano i wykonano 16-kanałowy przedwzmacniacz ładunkowy.
Zaprojektowano i wykonano dyskryminator widma dwuparametrycznego dla projektu
FAZA w ZIBJ Dubna.
W eksperymencie na nuklotronie w ZIBJ testowano dyskryminator widma dwuparametrycznego.
Na cyklotronie U-400M w ZIBJ testowano wertykalny, bezinwazyjny profilometr wiązki
jonów 15N.
Opracowano i wykonano generatory wysokiego napięcia dla wertykalnego,
bezinwazyjnego profilometru.
Kontynuowano prace nad rozwojem epitaksjalnych detektorów krzemowych odpornych na
uszkodzenia radiacyjne. Prowadzono pomiary odporności na promieniowanie jądrowe.
Wykonano cienkie detektory (grubości od 30 do 100 mikornów) dla ekspekrymentów
w ZIBJ Dubna, Instytutu w Ałma-Ata, Instytutu w Jülich.
Prowadzono testy przydatności niskotemperaturowych silicydowych kontaktów dla MESA
struktur, wykonanych z krzemu o orientacji <100>.
Zakład II
2. Projektowanie i budowa elektroniki dla odczytu detektorów krzemowych. Opracowanie
szybkich pozycjo- i energo-czułych detektorów krzemowych do rejestracji.
 Opracowano i uruchomiono program wizualizacji źródeł promieniowania dla
krzemowych detektorów pozycyjnych z wykorzystaniem pakietu LabView (praca
magisterska).
 Uruchomiono prototypy hybrydów oraz układu gromadzenia danych z paskowych
detektorów pozycjoczułych o wymiarach 95x95 mm.
 Opracowano elektronikę dla pomiarów testowych struktur mozaikowych detektorów
krzemowych produkowanych w technologii CMOS oraz SOI.
 Opracowano hybrydy dla detektora Krzemowego “PAD” z układami odczytu VA_SCM2
w ramach projekt SUCIMA w 5 PR UE.
 Opracowano algorytmy szybkiego odczytu danych z krzemowych detektorów
pozycjoczułych poprzez electronikę SUCIMA_Imager w ramach projekt SUCIMA 5 PR
UE.
zadanie 5. Kontynuacja prac nad zastosowaniem metody magnetohydrodynamicznego
uzdatniania wody oraz metody filtracji w polu magnetycznym
POW
–
Kontynuowano badania nad wpływem magnetohydrodynamicznego uzdatniania wody na
skład fazowy osadów – wykonano analizy osadów z obiegu akcelaratora i instalacji
wymienników jonitowych w kopalni siarki „Osiek”. Na podstawie wyników badań
zaprojektowano metodę i urządzenia do ochrony instalacji wymienników jonitowych.
– Wyjaśniono rolę aktywnej krzemionki w procesie magnetohydrodynamicznego
uzdatniania cieczy.
44