Prace aparaturowe i metodyczne

Temat 6.
PRACE APARATUROWE I METODYCZNE
Główne prace w tej dziedzinie prowadzone są w PC, NPP, w zakładach: I, II i IX oraz w POW.
Wyniki badań w tym temacie zaowocowały w 2004 r. 3 publikacjami w czasopismach
recenzowanych z wyróżnionej listy filadelfijskiego instytutu ISI.
zadanie 1. Zainstalowanie traktów transportu i formowania wiązek w cyklotronie
AIC-144 celem przystosowania go do terapii hadronowej i produkcji radioizotopów
PC
1. Uruchomienie i rozwój systemu diagnostyki i monitoringu wiązek terapeutycznych.
– Na trasach transportu wiązki wyprowadzonej zainstalowano 10 „kostek”
obserwacyjno-pomiarowych, gdzie przy pomocy kamer obserwuje się położenie i kształt
wiązki oraz mierzy jej natężenie. 5 z tych kostek jest sterowanych zdalnie, co pozwala na
kontrolę bez przerywania pracy. Na 5 pikoamperomierzach „Keithley” oparty jest system
pomiarowy wiązki pozwalający na komputerową akwizycję i opracowywanie danych „on
line”.
2. Optymalizacja transportu i stabilności wiązek na stanowiskach terapeutycznych
i eksperymentalnych.
– Doprowadzono wiązkę protonów o energii 45 MeV do stanowiska terapii protonowej
(najdalszego). Wiązkę kieruje się wg potrzeb do każdego z jonowodów cyklotronu.
3. Zakończenie prac nad komputerowym systemem sterowania cyklotronem AIC-144
i programem pomocy operatorowi. Przetestowanie w rzeczywistych warunkach
i wprowadzenie do bieżącej eksploatacji.
– Na nastawach wyliczonych przez „Program pomocy operatorowi” uzyskano na cyklotronie AIC-144 bez problemów wiązkę protonów o energii 45 MeV. Potwierdza to
prawidłowość działania programu.
zadanie 2. Opracowanie stanowiska terapeutycznego dla radioterapii protonowej oka
NPP
– Prowadzono dalsze prace nad budową stanowiska do terapii protonowej nowotworów
oka. Wykonane zostały układy do pozycjonowania oka oraz do podglądu oka, skaner X –
Y umożliwiający pomiar profilu poprzecznego wiązki protonów, układ do pomiaru
poszerzonego piku Bragga oraz układ „range” modulatora do poszerzania piku Bragga.
Wykonano wstępne pomiary dozymetryczne mocy dawki oraz dawki promieniowania
gamma i neutronów wewnątrz i wokół pomieszczenia terapii w warunkach
wyprowadzonej wiązki protonów o energii 43 MeV.
Współpraca z ZIBJ Dubna, Lab. Problemów Jądrowych, koordynator: dr A.G.
Molokanov.
zadanie 3. Otrzymywanie i zastosowania izotopów promieniotwórczych w fizyce, chemii
i naukach biomedycznych
Zakład IX
1. Rozwój technologii otrzymywania izotopów cyklotronowych.
– Udoskonalono układ próżniowy nowego urządzenia do aktywacji tarcz i wykonano
kolejne próby działania automatyki tego urządzenia.
– Zainstalowano transporter płytkowy Flexmover do zdalnego transportu aktywnych tarcz
z hali cyklotronu na halę sąsiednią. Zainstalowano dodatkowe drzwi zabezpieczające trasę
transportu aktywnych tarcz przed dostępem osób postronnych. Zakończono remont części
46
czystej pracowni izotopowej klasy II.
2. Preparatyka i badanie własności nowych źródeł promieniotwórczych.
– Otrzymano i wydzielono szereg porcji 211At w celu zbadania nowych połączeń
organometalicznych astatu (współpraca z IChTJ w Warszawie) oraz w celu zbadania
modelowych układów astat-warstwy Langmuira-Blodgett.
– Otrzymano znaczniki pozytonowe Tc-95 i Ag-105 metodą pośrednią, tj. w reakcjach
Mo-94(α,3n)Ru-95→Tc-95 i Ag-107(p,3n)Cd-105→Ag-105. Warunki wydzielania
i rozdzielania tych produktów będą doskonalone w przyszłości.
– Przygotowano serię „stentów”, fantom oraz oprawy na źródła Sr-90/Y-90 przeznaczone
do modelowego badania wpływu różnych „stentów” na własności dozymetryczne źródeł
używanych w brachyterapii śródnaczyniowej.
3. Badanie biochemii selenu i innych pierwiastków śladowych.
− Opracowano metodę oznaczania jonów jodkowych za pomocą jodkowej elektrody
jonoselektywnej w roztworach wodnych, w warunkach bardzo niskich stężeń tych jonów
i równocześnie dużego nadmiaru jonów chlorkowych. Metoda zostanie przedstawiona
na zjeździe PTCH w 2005 r.
− W badaniach poświęconych statusowi selenowemu pacjentów z nowotworami tarczycy
stwierdzono, że stężenie Se w osoczu i tarczycy oraz aktywność selenozależnej
peroksydazy glutationowej w osoczu i tarczycy nie mogą służyć jako parametry
umożliwiające rozróżnienie nowotworów tarczycy.
PC, Zakład IX
4. Wytwarzanie izotopów promieniotwórczych w cyklotronie AIC-144.
− W roku 2004 wykonano 36 aktywacji różnych typów tarcz, protonami lub cząstkami alfa
dla Zakładu IX, Zakładu II oraz dla Instytutu Fizyki Uniwersytetu Jagiellońskiego.
Większość tarcz przygotowano w Zakładzie IX. Otrzymano izotopy 48V, 56,57Co, 73As,
83
Rb, 82Sr, 85Sr, 95Tc, 95Ru, 99Rh, 105Ag, 125I, 206,207,208,209Po i 211At, na potrzeby badań
własnych oraz dla odbiorców z zewnątrz. Preparaty izotopów 73As i 85Sr (przeznaczone do
badań związanych z ochroną środowiska naturalnego) sprzedano 1 instytucji krajowej oraz
2 zagranicznym: 73As - do Laboratorium Oceanograficznego MAEA w Monaco oraz do
IChTJ w Warszawie; 85Sr - dla Politechniki Budapeszteńskiej.
zadanie 4. Detektory promieniowania jonizującego
Zakład I
1. Projektowanie, wytwarzanie i testy nowych rodzajów detektorów krzemowych do
rejestracji promieniowania alfa, beta, gamma.
− Przetestowano 16-kanałowe przedwzmacniacze ładunkowe i dyskryminatory widm
parametrycznych w eksperymencie w ZIBJ w Dubnej. Wykorzystano wymienioną
powyżej aparaturę w eksperymentach na wiązce protonów akceleratora CELSIUS w
Uppsali, wykorzystujących detektor przedniej ściany.
− Cienkie detektory krzemowe wyprodukowane w IFJ użyto w eksperymencie COSY-11
przy synchrotronie protonowym w Jülich. Osiągnięto planowe parametry.
− Dla potrzeb pomiarów przekrojów czynnych transuranowców na wychwyt neutronów
(wykorzystanie w energetyce jądrowej) opracowano i wykonano specjalne krzemowe
detektory epitaksjalne. Zastosowano w nich proces epitaksji o podwyższonym poziomie
tlenu (wykonawstwo Inst. Technologii Materiałów Elektronicznych, W-wa), co
zwiększyło odporność radiacyjną takich struktur o 2-3 rzędy wielkości, oraz 'planarny’
proces wytwarzania (wykonawstwo Inst. Technologii Elektronowej, W-wa.). W chwili
47
obecnej detektory są testowane w Lab. Reakcji Jądrowych ZIBJ Dubna. (publikacja w
raporcie ZIBJ).
Zakład II
1. Rozwój technologii wytwarzania różnorodnych detektorów germanowych do rejestracji
promieniowania gamma.
− Rozwijano nową metodę implantacji, która pozwoli na konstrukcję detektorów
germanowych z bardzo cienką warstwą martwą, co umożliwi zwiększenie wydajności
budowanych teleskopów germanowych.
2. Opracowanie pozycjo- i energo-czułych detektorów do rejestracji dla obrazowania źródeł
promieniowania jonizującego.
− Opracowano i uruchomiono hybrydy ceramiczne dla Monolitycznych Detektorów
Krzemowych Mimoza_5, PAD, Successor.
3. Projektowanie i budowa elektroniki dla odczytu pozycjo-czułych detektorów krzemowych
cyfrowe przetwarzanie sygnałów. Budowa i testowanie systemów detektorów
półprzewodnikowych do monitorowania wiązek akceleratorowych.
− Uruchomiono układ gromadzenia i wizualizacji danych z krzemowych detektorów
pozycjo-czułych. Opracowano algorytmy odczytu i kompresji danych poprzez elektronikę
SUCIMA_Imager w ramach projekt SUCIMA 5 PR UE.
− Wykonano i uruchomiono elektronikę dla pomiarów testowych struktur mozaikowych
detektorów krzemowych produkowanych w technologii CMOS oraz SOI.
− Uruchomiono hybrydy dla detektora Krzemowego “PAD” z układami odczytu VA_SCM2
w ramach projektu SUCIMA w 5 PR UE.
− Przeprowadzono testy detektorów CMOS Mimoza5 i PAD z odczytem SUCIMA Imager
na wiązce protonów akceleratora JRC w Isprze (Włochy).
zadanie 5. Kontynuacja prac nad zastosowaniem metody magnetohydrodynamicznego
uzdatniania wody oraz metody filtracji w polu magnetycznym
POW
1. Badania wpływu uzdatniania metodą MWT na szybkość korozji w przemysłowych
obiegach wodnych.
− Kontynuowano wdrożenie metody MWT w KiZCHS „Siarkopol” – Grzybów. Wykonano
pomiary metodami dyfrakcji rtg, IR, SME osadów pobranych z obiegów technologicznych.
− Zainstalowano porównawcze zestawy do pomiarów szybkości korozji (kupony korozyjne)
w obiegach wody złożowej w Kopalni Siarki „Osiek” w obiegach uzdatnianych
i nieuzdatnianych metodą MWT.
2. Wstępne prace nad zastosowaniem metody magnetohydrodynamicznej dla ochrony
antykorozyjnej przemysłowych obiegów rafineryjnych.
− Wspólnie z „Josef Stefan” Institute z Lublany w Słowenii i Ośrodkiem BadawczoRozwojowym Przemysłu Rafineryjnego w Płocku przygotowano i zgłoszono w ramach
FP6-NEST-A projekt p.t. „Zastosowanie technologii molekularnych do zapobiegania
odkładaniu się osadów w wodzie i obiegach przemysłowych”.
48