Мініатюрний прискорювач частинок - протонна зброя для вбивства злоякісних пухлин,
Вчені та інженери компанії Compact Particle Acceleration Corporation (CPAC), що знаходиться в Ліверморі, Каліфорнія, займаються розробкою прискорювача частинок, довжиною всього 4 метри, вартість якого не перевищуватиме 30 мільйонів доларів. Більшість прискорювачів використовують величезні постійні або електричні магніти для того, щоб виробити потужне постійне магнітне поле, що розганяє частинки. Використання таких магнітів вимагає бетонних захисних бар'єрів, товщиною до трьох метрів і великої кількості апаратних засобів, що супроводжують.
Починаючи з 1990-х років медики в різних країнах намагалися використовувати протонні промені замість радіоактивного випромінювання для лікування ракових злоякісних пухлин. Протонна терапія більш точна і вона завдає менше шкоди здоровим тканинам людського організму. Але, на жаль, для того, щоб отримати промінь протонів достатньої потужності, потрібний прискорювач частинок, розмірами з ангар для літака і вартістю понад 100 мільйонів доларів. Таким чином,
установки протонної терапії залишаються великою рідкістю, нині таких установок у світі налічується лише 37 штук. З їхньою допомогою минулого року було проведено лікування 10 тисяч осіб, менше п'яти відсотків від загальної кількості пацієнтів, яким могла б допомогти протонна терапія.
Вчені та інженери компанії Compact Particle Acceleration Corporation (CPAC), що знаходиться в Ліверморі, Каліфорнія, займаються розробкою прискорювача частинок, довжиною всього 4 метри, вартість якого не перевищуватиме 30 мільйонів доларів. Більшість прискорювачів використовують величезні постійні або електричні магніти для того, щоб виробити потужне постійне магнітне поле,розганяє частинки. Використання таких магнітів вимагає бетонних захисних бар'єрів, товщиною до трьох метрів і великої кількості апаратних засобів, що супроводжують.
Досвідчений зразок прискорювача CPAC для прискорення частинок використовує не просто магнітне поле, а електромагнітне поле, яке збуджується спеціальними електричними лініями-резонаторами, використання яких не потребує масивної огорожі та громіздкого додаткового обладнання.
Звісно, у складі прискорювача CPAC є й магніти. Але ці магніти служать лише для того, щоб отримати позитивно заряджені протони з об'єму водневої плазми, що виробляється подвійним плазматроном, дуоплазматроном. Відхиляюча магнітна система фокусує протони в щільний потік, що надходить в інжектор, де мікрохвильові електромагнітні поля розганяють частинки до швидкостей близько 8 мільйонів кілометрів на годину.
Одночасно з цим спеціальний лазер виробляє потужний світловий імпульс, який розщеплюється на кілька пучків, що подаються в оптоволоконні лінії різної довжини. Ці імпульси світла, що потрапляють на поверхню резонаторів, виготовлених із спеціального матеріалу, призводять до вивільнення матеріалом вільних електронів, що дозволяє отримати імпульс електромагнітного поля із заданими характеристиками. Послідовність таких імпульсів дозволяє розігнати протонний промінь до швидкості майже 540 мільйонів кілометрів на годину, приблизно до половини швидкості світла. Всім цим процесом керує спеціалізований високоточний таймер, який строго в задані моменти часу включає або відключає магніти, лазер та інші елементи прискорювача конструкції, змушуючи їх діяти як єдина система.
Упротонної терапії потрібна обробка злоякісної пухлини променем протонів зрізних кутів. Розробники прискорювача вважали, що замість того, щоб рухати чотириметрову конструкцію прискорювача навколо пацієнта, легше пересувати самого пацієнта так, як це потрібно. Для цього до складу установки включено спеціальне автоматизоване крісло, яке має декілька ступенів свободи переміщень, що дозволяє повернути або нахилити пацієнта в будь-яке потрібне для обробки положення.