Syncrocyclotron의 가속원리

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1 Syncrocyclotron의 가속원리
*주파수가 감소하는 고주파 전계와 균일한 자계 (회전반경 늘어남) *가속입자 – 양자 중양자(속중성자,양자,중간자선 치료 이용)

2 Synchrotron 종류 - 전자 synchrotron(전자가속) - 양자 synchrotron(양자가속) 특징
cyclotron이나 synchrocyclotron과는 달리 일정궤도(에너지의 증가에 따라 자장을 강하게 하여 일정궤도 유지로 가속

3 Synclotron의 가속원리 입자 에너지에 맞춘 자장의 세기와 더불어 가속 주파수를 변화시켜 입자궤도를 일정하게 유지
(Cychrotron과 Synchrocychrotron과 다르게 입자궤도를 일정하게 유지) *전자 : 주파수가 거이 일정한 고주파전계와 시간적으로 변화하는 자계(점점증가) (회전반경 일정) *양자 : 주파수가 증가하는 고주파 전계와 시간적으로 변화하는 자계(점점증가) 가속입자 – 전자, 양자 (전자선 , 양자선 치료 이용)

4 Van de Graaff generator (반ㆍ데ㆍ그라프 가속기, 정전형 고압 발생장치)

5 Van de Graaff generator (반ㆍ데ㆍ그라프 가속기, 정전형 고압 발생장치)
집전극에 정전기를 집적시켜 직류고전압을 얻어 하전입자(전자, 양자)를 가속하는 장치 방사선 치료에는 주로 전자를 가속시켜 2MV정도의 고 에너지 X선을 발생

6 =>코로나 방전(corona discharge) 이 일어나 벨트 위에 전자를 뿜어줌
가속원리 20~40kV의 전하 전압을 절연벨트에 charge sprayer를 통해서 인가 =>코로나 방전(corona discharge) 이 일어나 벨트 위에 전자를 뿜어줌 =>charge collector을 통해서 음전하 (negative charges)가 집전극(sphere) 에 모임 =>V=Q/C[V]에 의해서 대지와 집전극 사이 에는 대단히 높은 전압이 생김 =>이 고전압을 metal rings이 직렬로 연결된 X선관에 가해줌으로써 X선을 발생. 10MV에너지까지 가속할 수가 없음 고압절연을 위해서는 nitrogen과 CO₂가스를 혼합해서 사용

7 Van de Graaff의 가속원리 집전극에 전하를 모아 대지와의 사이에 큰 전위차를 만들고, 그 전위차로 하전입자를 가속
*정전계를 이용 가속입자 – 전자 양자(X선, 중성자선 치료에 이용)

8 Stereotactic radiosurgery system

9 Stereotactic radiosurgery system - 5cm 이하의 Tumor 등을 도려내 듯 치료함 -
Gamma knife radiosurgery unit X-knife radiosurgery Photoelectron radiosurgery (PRS)

10 Gamma knife radiosurgery unit
Patient- treatment table Radiation unit Collimator helmet Control consol Hydraulic system

11 Gamma knife radiosurgery unit

12 Radiation unit - 201 cylindrical Cobalt-60선원 - 총방사능 : 5400~6000ci 정도 - 그밖에 central fody, shielding door 등으로 구성 Collimator helmet 개의 구멍, 6cmt의 텅스텐 합금으로 구성 disital collimator, middle collimator,final collimator 3부분으로 구성 -helmet의 hole크기 4,8,14,18mmø로 구성

13 Stereotaic frame 치료 완료까지 coordinate fram을 환자의 머리에 고정 skull measurement frame : skull의 형태를 수치로 변환. computer로 skull의 형태를 그림 Hydraulic system - 조사선량 및 조사시간 계산 시스템

14 적용질환 - Arterial aneurysm (동맥류) - Arteriovenous malformation (동맥기형)
- Carernous angioma (공동성 형관종) - Germinoma (배세포종) - Lymphoma (임파종) - Meningoma (수막종) - Oligodendroglioma (회돌기 교종) - Pineaoma (송과체종) - Pituitary (뇌하수체)

15 X-knife radiosurgery 기존의 linac 이용, 선속이 적은 pencil beam(circular
- 환자는 치료하는 중 stereotactic frame을 써서 고정 Circular beam의 직경: 5~35mm 정도 5~10cm 두께의 납 또는 tungsten cylinders를 상용한 cricular collimator를 사용

16 Photoelectron radiosurgery(PRS)
- 약 10V의 약상 X선 발생시켜 병소 파괴 - 환자,술자 방사능 피해 없음 - 현재 뇌수술에만 사용

17 방사광 가속기 방사광 가시광선에서부터 ,가시광선보다 파장이 긴 적외선이나 파장이 짧은 자외선 및 X선에 이르는 다양한 파장을 가진 인공적인 광선(빛) 이용 분야 기초과학(고체 물리학, 화학, 생물학, 재료공학, 전자공학 등) 전반에 걸친 물성 연구 - 화학공학의 촉매연구 - DNA 및 고분자 물질의 구조해석 - 경 X선을 이용한 angiography, 진단법 개발 - X선 촬영 등의 의학 분야

18 소립자 물리학용 가속기 가속기 CRT내의 전자총, 암의 방사선 치료기에 이르기까지 널리 이용
가속기  - 그 운동에너지를 크게 하는 장치 CRT내의 전자총, 암의 방사선 치료기에 이르기까지 널리 이용 가속기 에너지의 진보 - 고크로프트-월턴의 가속기 ⇒ 반데 그라프의 가속기 ⇒ 사이클 로트론 ⇒ 전자싱크론트론 ⇒ 전자선형 가속기 ⇒ 양성자 싱크 로트론 ⇒ 섹터접속 사이크트론 ⇒ 전자,양전자 충돌형 가속기 ⇒양성자,양성자 양성자,반양성자 충돌형 가속기

19 방사선 치료 장치의 품질관리 검사항목 Linac Cobalt-60 ①출력(R/min)측정, 선량률(cGy/min) 점검 ◯ ◎
②에너지(선질)측정 ③조사야 크기와 표시검사 ④선속방향 검사 ⑤조사야 내 선량분포 균등성 검사 ⑥적산선량계의 정밀도 검사 ⑦기계적 재현성 검사 ⑧선원의 개폐상태 및 지시설비의 점검 ⑨선원 이동, shutter 이동의 점검 ⑩선원 누설에 의한 오염 검사 ⑪방사선 head로부터 누설 방사선 측정 ⑫타이머 정밀도 점검 ⑬타이머의 XXX 측정 ⑭광조사야와 방사선 조사야의 일치성 검사