درمان سرطان با شتاب دهنده ذرات

خرید بک لینک: دانشمندان دانشگاه ˮاستنفوردˮ موفق به کوچک سازی فناوری شتاب دهنده ذرات از تونل های چندین کیلومتری به یک تراشه یک اینچی شده اند که مهم ترین کاربرد آن می تواند در تشخیص و درمان انواع سرطان بروز کند.
به گزارش خرید بک لینک به نقل از ایسنا و به نقل از نیو اطلس، شتاب دهنده های ذرات اگر اینقدر بزرگ نبودند، می توانستند فوق العاده مفید باشند. بعنوان مثال شتاب دهنده “SLAC” حدودا ۳.۲ کیلومتر طول دارد، در صورتیکه شتاب دهنده معروف آزمایشگاه “سرن”(CERN) موسوم به “LHC” بیست و هفت کیلومتر طول دارد.
حالا دانشمندان دانشگاه استنفورد موفق به کوچک کردن این فناوری برای قرار دادن آن در یک تراشه کامپیوتری شده اند. این امر می تواند به روش های دقیق تر برای پرتودرمانی سرطان منجر شود.
ذرات در شتاب دهنده های رایج بوسیله تونل های خلاء تابیده می شوند و به سرعت های فوق العاده بالایی می رسند. شتاب دهنده “SLAC” با تابش مایکروویو ذرات، آنها را سرعت می بخشد، در صورتیکه شتاب دهنده “LHC” از الکترومغناطیس های ابررسانا برای این کار استفاده می نماید.
ماشین آلات مورد نیاز برای انجام این کار موجب می شود این سیستم ها بسیار حجیم و جهت استفاده در بیمارستان ها و مراکز علمی کوچک تر نامناسب باشند. در گذشته آزمایشگاه “CERN” موفق به ایجاد یک نمونه اولیه کوچک تر شده است که در حدود دو متر طول دارد و الان تعدادی از محققان دانشگاه استنفورد و “SLAC” نسخه ای کوچک تر را ساخته اند که به اندازه یک تراشه سیلیکونی است.
الکترون ها در این طراحی جدید بوسیله یک کانال خلاء بسته شده که ۳۰ میکرومتر طول دارد و نازک تر از موی انسان است، تابیده می شوند. این دستگاه بجای مایکروویو یا آهن ربا، ذرات را با استفاده از نور مادون قرمز شتاب می بخشد که بوسیله سیم های سیلیکونی که در دیواره های داخل کانال قرار دارند، حرکت می کنند.
یک لیزر مادون قرمز اشعه ها را با سرعت ۱۰۰ هزار بار در ثانیه می تاباند و هر بار، تکه ای از فوتون هایی که الکترون ها را با زاویه صحیح آزاد می کنند، ارسال می کند تا آنها را شتاب دهد.
این شتاب دهنده ذرات در شکل فعلی بر روی تراشه آماده استفاده عملی نیست، اما نتایج نشان میدهد که این مفهوم عملی است. هم اکنون این تراشه تنها موفق شده است به الکترون ها ۰.۹۱۵ کیلو الکترون ولت(keV) انرژی بدهد که تقریباً هزار برابر کمتر از مقدار مورد نیاز برای تحقیقات یا برنامه های پزشکی است.
این گروه تا آخر سال به یک مگا الکترون ولت(MeV) یا چیزی در حدود هزار برابر بیشتر از شکل فعلی خواهد رسید. چگونگی انجام این کار واضح است، پژوهشگران همان قطعه کانال را هزار بار تکرار می کنند که به ایجاد یک تراشه با طول ۱ اینچ(۲.۵ سانتی متر) منتهی می شود.
پژوهشگران می گویند که نخستین کاربرد این تراشه می تواند در توسعه تشخیص و درمان های سرطان باشد. بعنوان مثال یک لوله خلاء می تواند در یک بیمار قرار گیرد که یک انتهای آن مستقیماً به سمت تومور باشد. الکترون های شتاب یافته بوسیله این دستگاه می توانند بوسیله این لوله مستقیماً بدون به هدف خوردن به سلول های سالم، سلول های سرطانی را هدف قرار دهند.
شتاب دهنده دستگاهی است که در آن ذرات حامله مانند ذرات بنیادی، هسته اتم ها یا اتم های یونیزه شده، مولکول ها یا قسمت های مولکول به وسیله میدان های الکتریکی یا مغناطیسی تا سرعت های بسیار زیادی شتاب داده می شوند، بطوریکه سرعت خیلی از آنها حتی تا نزدیکی های سرعت نور می رسد. انرژی جنبشی ذره در این حالت به این ترتیب، به اندازه چندین برابر انرژی در حال سکون آن می باشد.
از شتاب دهنده ها در زمینه های مختلفی از فیزیک همچون در اندازه گیری های مختلفی در فیزیک هسته ای استفاده می شود. یعنی بوسیله شلیک ذرات، توسط شتاب دهنده به سمت جسم در حال تحقیق(Target) و پراکنده شدن آنها و اندازه گیری توسط یک دوربین یا بطور بهتر آشکارساز(Detector) عملی می شود.
هم اکنون، بزرگ ترین شتاب دهنده در جهان در آزمایشگاه “سرن” قرار دارد.
شتاب دهنده ها اصولاً به دو دسته خطی و دایره ای تقسیم می شوند. مشهورترین شتاب دهنده های خطی شتاب دهنده “واندگراف” است و معروف ترین شتاب دهنده های دایره ای عبارت هستند از بتاترون، سیکلوترون، مایکروترون و سنکروترون.
همین طور شتاب دهنده های ایستابرقی(الکتروستاتیکی) که در آن یون های منفی هیدروژن از پتانسیل زمین تا پتانسیل زیاد شتاب می گیرند و سپس با گذار از محفظه ای گازی یا برگه ای نازک، هر دو الکترونِ یون از آن کنده می شوند و پروتون باقی مانده باردیگر شتاب می گیرد و به پتانسیل زمین می رسد را شتاب دهنده دو مرحله ای می گویند.
این تحقیق در مجله Science انتشار یافته است.

منبع:

دسته‌ها