Как правило, весной Институт физики высоких энергий проводит  методический (укороченный)  сеанс работы своего ускорительного комплекса. В  марте - апреле этого года всё получилось иначе: сеанс прошёл в  полномасштабном режиме. При этом удалось добиться результатов, которые,   можно сказать, позволят нашим учёным в ближайшем будущем выйти на  новый уровень в области радиобиологических исследований.  

 

О ходе проводимых работ, поставленных целях и полученных результатах рассказали Сергей Иванов, заместитель директора ФГБУ ГНЦ ИФВЭ по науке и Геннадий Бритвич - ведущий научный сотрудник Отдела радиационных исследований Института.

 

Корр.: – Каких именно результатов удалось достичь во время последнего сеанса ускорителя?

 

С.И.: – Этой весной у нас был нетрадиционный длительный сеанс в связи с планируемой реконструкцией основной системы питания электромагнита «кольца» У-70. Поясню, что наш ускорительный комплекс эксплуатируется в двух режимах работы, мы их называем модами. В первой моде, в рамках проведения фундаментальных физических исследований мы работали с пучками протонов. Но помимо этого мы работаем и с пучками ядер углерода. И в ходе последнего сеанса произошло знаковое событие.

Мы сумели не только медленно вывести углеродный пучок из ускорителя в головную часть нового 25-го канала, но и вывели его на временный радиобиологический стенд. Мы отрабатывали способы получения хорошего качества пучка. И нас ждал успех: удалось обнаружить причину нестабильного поведения трассы пучка и устранить её. В результате получен медленно выведенный пучок хорошего качества. Теперь мы можем этот пучок дозировать с максимальной точностью и аккуратностью. Например, можем оставить его группированным или наоборот растянуть по всему 1,5-километровому кольцу, быстро включить и выключить вывод. Для радиобиологических и предклинических исследований и в будущем медицинских целей (речь идет, прежде всего, о лечении онкологических заболеваний) возможность такого строгого дозирования имеет колоссальное значение. В результате появится техническая возможность синхронизировать интенсивность излучения, например, с дыханием пациента.

 

Г.Б.: – Мы наблюдали, как углеродный пучок проник в толщу воды на 30 см (что эквивалентно толщине тела человека) и остановился. При этом так называемый пик Брэгга (интервал, в пределах которого максимально  реализуется заданная лечебная доза) сконцентрировался в узкой области размером в три миллиметра. При изменении энергии облучающего пучка это даёт возможность достичь нужной интенсивности на любой глубине, представляющей интерес для лучевой терапии.

 

Корр.: - И что дальше?

 

Г.Б.: – Ионно-лучевая терапия онкологии у человека – пока задача отдаленного будущего. Путь к этому неблизкий и займет несколько лет. Ближайший этап – работа с биологическим материалом. Она начнётся уже в предстоящем осенью сеансе.

В первую очередь мы будем проводить радиобиологические исследования, отрабатывать диагностику пучка и распределения дозовых полей. На исследования различных характеристик углеродного пучка, набор статистики понадобится несколько лет.

Предполагается, что за этот период времени мы научимся контролировать медленный вывод пучка, управлять им, получать пик Брэгга на нужной глубине и решать другие задачи по отработке методик.

 

Корр.: - Не планируется ли на базе уже имеющегося ускорителя создание медицинского центра?

 

Г.Б.: – Для начала экспериментальный (пилотный) медицинский центр следовало бы создать именно здесь, в экспериментальном зале нашего ускорителя У-70. Мы, конечно, думаем над этим. Однако это уже не только и не столько наша задача.

Необходимо сертифицировать методики, отобрать и обучить персонал, подготовить отсеки для пациентов, подвести к ним пучок, создать и отладить диагностическое оборудование, систему планирования лечения.…

Но в отдаленной перспективе лучшим вариантом будет, разумеется, строительство специализированного клинического центра со своим ускорителем. Однако к такому строительству разумно приступать, получив опыт практической работы с углеродным пучком. Ускоритель У-70 такую возможность предоставит.

 

Корр.: – Вы упомянули реконструкцию. В чём она будет заключаться?

 

С.И.: – Речь идёт о реконструкции основной системы питания кольцевого электромагнита ускорителя У-70. Она не модернизировалась с тех пор, как начала работать, то есть с 1967 года. В связи с этим запланировано заменить морально и физически устаревшее энергетическое оборудование. По оценкам, процесс займёт не меньше года.

Это означает, что мы не сможем, как обычно, провести сеанс с протонами высокой энергии этой осенью. По окончании реконструкции мы переходим на новую систему питания кольцевого электромагнита. Рассчитываем, что следующий весенний сеанс будет уже с этой новой системой. Это серьёзная реконструкция, которая требует строительных и монтажных работ, строительства участка высоковольтной линии электропередач…

Но запланированные работы касаются исключительно системы питания кольцевого электромагнита. Поэтому у нас остается возможность работы с пучками протонов и ядер углерода промежуточной энергии. Основная часть оборудования ускорителя будет работать в обычном режиме, будет задействован только другой источник питания кольцевого магнита, позволяющий работать с пучками постоянной промежуточной энергии. Уже осенью мы продолжим работу с ионами углерода. Будем изучать возможность их использования в радиобиологических исследованиях.

Есть планы начала совместных работ с учёными из Обнинского медицинского радиологического научного центра. Ближайшая задача – добиться надёжных и воспроизводимых результатов в работе с углеродным пучком, как специалистов по ускорителю и радиационной физике, так и новых потребителей нашего пучка – радиобиологов.

 

По материалам: Светлана Ионова, газета "Протвино сегодня" - 7 июня 2013 г.