Cеминар 101. 7 октября 2002 г. Рак (глазами и словами биологов)

На семинар были приглашены сотрудники Группы функциональной геномики Новосибирского института биоорганической химии. Морозов Игорь Владимирович, Смагулова Фатима Олжабаевна, Брежнева Света, Ю. Шелепанов, А. Тупикин и Владимир Владимировоч Каныгин, практикующийся нейрохирург Железнодорожной клиники, которые рассказывали о раке и его лечении.

Существует 2 концепции возникновения рака: 1) Мутагенная, когда в результате мутации возникает первая раковая клетка; 2) Генетическая, когда раковые клетки возникают от воздействия т.н. канцерогенных веществ. В ДНК есть участки, т.н. онкогены, из-за которых происходит раковая трансформация клетки.
Существуют также гены - онкосупрессоры (например Р53), они подавляют воспроизводство клеток с нарушенной ДНК вплоть до их гибели. В большинстве раковых клеток обнаруживают мутировавший Р53. Раковые клетки подстегивают свое размножение и рост сосудов. До объема опухоли 1 мм³ (1 см³?) с опухолью справляется иммунная система, далее она подавляется (через 6-7 лет после начала процесса).
Основные методы лечения:
- химиотерапия,
- радиационная терапия,
- хирургический (иногда невозможно удалить всю опухолевую ткань, т.к. бывают диффузные опухоли),
- иммунотерапия,
- генетическая терапия (используется исправленная копия Р53, но рост опухоли только замедляется).
Доброкачественные опухоли состоят из созревших клеток, раковые из незрелых интенсивно делящихся клеток, соответственно на них легче воздействовать, для чего обычно сочетают различные методы. Особенно сложно лечить меланому (пожар в онкологии - до лет. исх. < 1 года ) и опухоль нервной ткани - глиому, которая является диффузной опухолью. Для ее лечения в дополнение к хирургии применяют химиотерапию, которая, к сожалению, встречается с гематоэнцефалическим барьером. Иногда препараты вводят прямо в опухоль. После такой сочетанной терапии 2-3 летняя выживаемость при глиоме составляет 30-40 % и 5-летняя 15-16 %.

В заключении договорились о необходимости дальнейшего сотрудничества и о возможности проведения эксперимента, интересного как для биологов, так и для нас, физиков. В конце семинара поблагодарили приглашенных, и Миша Петриченков преподнес цветы девушкам.

Cеминар 102. 14 октября 2002 г. Проблемы радиационной терапии.

Докладчик : Г. И. Сильвестров
В ближайшие годы нашему ускорительному сообществу предстоит более плотно контактировать с врачами, вероятно, будем и дальше приглашать медиков на наши семинары.
Основным средством радиационной терапии в России в настоящее время служат кобальтовые пушки, как источники гамма-квантов. Их можно использовать в схеме гамма-ножа, но остается проблема низкой энергии гамма-квантов. Им на смену приходят компактные линейные ускорители электронов на энергию от 5 до 20 МэВ, 20 МэВ считаются более предпочтительными. В том же Китае уже есть около 350 центров с 20 МэВ линаками. В России есть и центры по протонной терапии, пробовали терапию Пи-мезонами, но все это не получило широкого распространения, также наблюдается серьезное отставание в области диагностики.
С нашей стороны сейчас рассматривается компактный микротрон на энергию 20 МэВ как альтернатива линаку на ту же энергию. Предполагается выпуск электронов с разных орбит. Что позволит более оптимально варьировать энергию по сравнению с линаком, где применяются дегрэйдеры.

Cеминар 103. 21 октября 2002 г.

О поездке на всероссийскую ускорительную конференцию RuPAC'02 рассказывали ее участники. Мы представляли 3 доклада, 2 из которых (о статусе проекта и о ВЧ выпрямителе) были отобраны для публикации в журнале Атомная Энергия. Среди докладов было техническое предложение от НИИФА на проект по обнаружению ВВ. В качестве источника нейтронов предполагается использовать ускоритель дейтонов на энергию 200-300 кэВ. Наши доклады заинтересовали ученых из Протвино и ФЭИ, прошли встречи с В.Кононовым, Романовым, Глотовым. В Обнинске планируют через год начать эксперименты с нейтронами на протонном пучке 2,5 МэВ и током 1 мА. Тогда им понадобится наша нейтронообразующая мишень.

Cеминар 104. 28 октября 2002 г.

В начале семинара обсудили дистанционное измерение температуры нейтронообразующей мишени с помощью тепловизора. Установка уже смакетирована и проведены пробные измерения. Далее обсуждали планы будущей работы. Активность по BNCT хорошо совмещается с работой по созданию ускорителя для обнаружения ВВ. В итоге нужен ускоритель на энергию протонов 2,5 МэВ, ток 5 мА. Для этого еще необходимо разработать 100 кВт высоковольтный выпрямитель со стабильностью напряжения 0,1 %. Запланированы работа с азотной ловушкой и измерение потока газа из перезарядной трубки на прототипе большого тандема. Также запланирован ряд экспериментов с нейтронообразующей мишенью, по мнению С. Ю. Таскаева струйная 10-100 мкм мишень видится наиболее перспективной. Сейчас делаются варианты стационарной мишени диаметром 50 мм и вращающаяся мишень.

Г. И. Сильвестров , Б. Ф. Баянов и С. Ю. Таскаев 23 октября по приглашению В. В. Каныгина посетили железнодорожную больницу, где были встречены на самом высоком уровне. Сначала состоялась приятная и полезная беседа с руководителем этой нейрохирургической больницы профессором Алексеем Леонидовичем Кривошапкиным. Затем Владимир Каныгин провел нас по операционным, показывая и рассказывая. Вообще, уровень оснащенности этой больницы, существенно реконструированной лет 10 тому назад, сильно поразил нас. Великолепное оснащение и высочайший класс проведения нейрохирургических операций.

Cеминар 105. 4 ноября 2002 г. Высокочастотный малогабаритный выпрямитель.

Докладчик : Г. Крайнов.
На семинаре говорили о ВЧ выпрямителе/преобразователе напряжения для питания компактного ускорителя тандема с вакуумной изоляцией (сферические электроды, 2 листа капусты). Мощность выпрямителя 10 кВт, частота 20 кГц. Обсуждался вопрос увеличения частоты, уменьшения габаритов выпрямителя. Это возможно за счет применения современной элементной базы и увеличения давления элегаза в который помещается выпрямитель. К началу 2003 г. планируется получить мощность 2,5 кВт. После проверки работы выпрямителя на 500 кВ продолжится работа по проектированию головы ускорителя. Этот вариант ускорителя может быть использован для генерации нейтронов в реакции D+Be с последующей их коллимацией.

Cеминар 106. 11 ноября 2002 г. Тепловизор как средство измерения температуры поверхности мишени.

Докладчик : Г. Шульженко.
Тема семинара: Измерение температуры нейтроноообразующей мишени под пучком до 50 кВт, диаметр мишени 5 см. Предполагается использовать бесконтактный метод измерения. Для этого используется матрица 128х128 полупроводниковых датчиков (не ПЗС) работающих при температуре жидкого азота. Датчики работают в диапазоне 2,9-3,05 мкм и по потоку энергии в этом интервале можно восстановить температуру тела. Время измерения около 50 мкс, так что можно получать изображение мишени с частотой до 100 кадров/с. Оптическая система и матрица обеспечивают разрешение менее 1 мм, этого достаточно, чтобы различать каналы охлаждения в мишени. Система проверялась на устойчивость к наводкам, также были проведены пробные измерения температуры мишени при ее нагреве водородной горелкой. Остаются вопросы, что будет в присутствии пучка, для этого предполагаются эксперименты на электронном пучке. Будет исследовано влияние посторонней засветки от свечения атомов остаточного газа под влиянием пучка. Эксперименты будут проведены без слоя лития на мишени. Для защиты оптики и матрицы от тормозного излучения предполагается использовать в оптической схеме измерителя зеркало. Далее поговорили о будущей работе с нейтронами, о том, что уже сейчас надо прорабатывать вопросы техники безопасности.

Cеминар 107. 18 ноября 2002 г.. Результаты измерения распределения давления газа, вытекающего из перезарядной трубки, в VITAmini (0,6 МэВ тандеме).

Докладчик : А. Кривенко
В экспериментах измерялась локальная плотность газа датчиком, разработанным докладчиком. Целью экспериментов была подготовка экспериментов по проверке электрической прочности в присутствии потоков газа. В данной работе использовался СО₂, его поток регулировался натекателем и локальная плотность газа измерялась при разных потоках газа из перезарядной трубки при отсутствии азотной ловушки и отверстия в электроде (газ из трубки попадал на стенку головы малого тандема). Вместо азотной ловушки для откачки использовался ТМН с эффективной скоростью откачки около 300 л/с. В итоге экспериментов выяснилось, что уже в 7 см от конца перезарядной трубки струя газа из мишени не определяется. На выходе из трубки давление в струе в 3 раза превышает фоновое давление 10^-4 Торр. Далее произошла дискуссия о том, есть или нет струя газа из мишени. По мнению докладчика, возможно, увеличение скорости откачки с азотной ловушкой позволит более четко увидеть струю.

Cеминар 108. 25 ноября 2002 г.

На семинаре обсуждали последнюю прорисовку узлов большого тандема, докладчик Г.С. Крайнов. Обсуждали голову тандема и компоновку мишени. Из некоторых сложностей упомянули большое количество коммуникаций в центральной трубе: трубки для охлаждающего масла, мишенного газа, кабели управления, трубка для заполнения азотной ловушки жидким азотом). Также необходимо решить вопрос с ТМН, который применяется для рециркуляции мишенного газа и размещается в вакууме. Его нужно охлаждать (снимать несколько сотен Ватт), организовать систему питания (до 800 Вт, потребуется разделительный трансформатор или механический генератор) и, самое главное, решить вопрос с его работой в вакууме. Для этого А.Н. Драничников связался с представителями фирмы Alcatel, чтобы попытаться как-то приспособить один их выпускаемых ими ТМН к нашим условиям. Далее последовала дискуссия о проблемах, предполагается предварительно организовать испытания по работе турбика в вакууме и на опыты у Д. Топоркова есть 60 л/с ТМН. По идее давления 0,1 Торр на выходе ТМН должно хватить для работы перезарядной мишени. Также необходимо решить вопрос с размещением блока питания ТМН. Если его разместить в элегазе, то необходимо найти многоштырьковый (~ 15 ) разъем на давление 10 атм.

Cеминар 109. 2 декабря 2002 г.

На семинар не было обозначено конкретной темы, и поговорили о состоянии дел. В США был утвержден IPP грант. По этому гранту необходимо будет сделать ускоритель протонов на энергию 2,5 МэВ, ток 5-10 мА и со стабильностью энергии 0,1 %. Далее обсудили оставшиеся вопросы по экспериментам. Остаются вопросы автоматизации и программирования, эксперименты с азотной ловушкой для проверки того сохраняется ли струя из перезарядной мишени до высоковольтного электрода. Также необходимо проверить время работы азотной ловушки от одной заправки и общее время работы до намерзания толстого слоя газов. Также остается вопрос с диссоциацией СО₂, которую, вероятно можно будет исследовать на импульсном пучке (источнике) Г.Е. Деревянкина. Далее обсуждали вопрос с изготовлением капусты за 9-11 месяцев., изготовлении лайнера для ЭЛВ, чтоб отслеживать пульсации и поддерживать стабильность энергии пучка на уровне 0,1 %. Поговорили и об ионных источниках, идет изготовление камеры источника Г.И. Димова, для нее уже изготовлено 300 постоянных магнитов из 1000 необходимых. Пока же в чертежах ускорителя прорисован источник отрицательных ионов водорода Ю.И. Бельченко.
В конце семинара обсудили вопросы с нейтронопроизводящей мишенью. Поговорили о ее толщине, и наших обязательствах. По срокам, через 1 год мы должны представить мишень под ток 1 мА (возможно с водяным охлаждением), через 2 года под ток 5-10 мА. Сейчас новый шестеренчатый насос для жидкого галлия есть и работает в расчетном режиме, изготовлен теплообменник.

Cеминар 110. 16 декабря 2002 г. Струйно-паровые литиевые мишени

Докладчики : Сильвестров, Топорков, Шульженко
Изначально мы начинали работу со стационарной мишени с жидкометаллическим охлаждением. После экспериментов со сплавом Ga+In перешли к использованию чистого галлия, сейчас есть шестеренчатый насос. Теплообменник на 30 кВт и мишень. Но, по-хорошему, хотелось бы развести поглотитель и генератор нейтронов. После разговоров о струйной мишени в 2002 г. пришли к выводу, что толщина мишени м.б. 10-100 мкм. Далее Д. Топорков привел некоторые оценки такой струи. Для 10 мА пучка протонов, при толщине мишени 10 мкм в мишени будет выделяться около 750 Вт. Рост температуры мишени составит около 400 градусов при скорости лития 10 м/с, расход для 10 мкм струи составит около 4 л/час.
Далее Г.И. Шульженко рассказал о предполагаемой методике измерения толщины струи лития. Суть ее в том, что струя освещается с торца лазером и после регистрируется дифракционная картина. Макет был собран и проверен на 50 мкм пленках. Одна из возможных проблем - запыление окон для оптики литием. Л.М. Барков предложил несколько альтернативных методов измерения толщины мишени, таких как - использование специального микроскопа с большим расстоянием до наблюдаемого объекта, использование отраженного от струи света и т.д.
Далее Г.И. Сильвестров рассказал о методе создания литиевой струи и показал блок-схему установки. Литий продавливается аргоном под большим давлением (ок. 200 атм.), есть 2 объема с жидким литием, которые используются поочередно. Есть проблема клапанов, которые в таких условиях Т>200 градусов и под давлением 200 атм. работают всего около 1000 циклов. В итоге разговора сформировалась команда из 5 человек, которые поработают несколько месяцев над методом генерации струи из жидкого лития. Для работы можно использовать имеющийся стенд для работы с жидким литием. (стенд для работы с жидко-литиевой линзой).

Наверх