پایان نامه طراحی سیکلوترون برای پروتون تراپی (Word+PDF)

اختصاصی از یارا فایل پایان نامه طراحی سیکلوترون برای پروتون تراپی (Word+PDF) دانلود با لینک مستقیم و پرسرعت .

فرمت فایل : WORD , PDF

تعداد صفحات:55

فهرست مطالب:
                                                                               
فصل اول
    
اساس فیزیکی شتابدهنده                                                      2
انواع شتابدهنده                                                                  6
شتابدهنده های خطی رادیو فرکانسی                                        11
شتابدهنده های غیر خطی                                                     16
سیکلوترون                                                                      16
ایزوکرونوس سیکلوترون                                                    24
سنکروسیکلوترون                                                             25
سنکروترون                                                                     28
فصل دوم
پروتون تراپی                                                                  32
ایستانندگی ذرات باردار                                                     34  
تاریخچه پروتون تراپی                                                      36
فیزیک پروتون تراپی                                                        36
زیست شناسی پروتون تراپی                                              37
فصل سوم
فناوری شتاب هادرونها وتحویل باریکه برای رادیوتراپی         38
سیستم انتخاب انرژی                                                     40
سیستم تحویل باریکه                                                       43                                                    
مزایا و معایب پروتون تراپی                                             45
فهرست منابع                                                                55



                                        
فصل اول:
به طور کلی اگر ذره باردار در یک میدان الکتریکی قرار گیرد می تواند تحت تاثیر این میدان به حرکت در آمده و شتاب بگیرد . این شتاب بر اساس قانون اول نیوتن f=ma=qE مناسب است با نیرویی که بر ذره اعمال می شود . همین ذره در اثر وجود یک میدان مغناطیسی می تواند تغییر مسیر بدهد و در صورتی که میدان مغناطیسی عمود بر مسیر حرکت ذره یا در واقع عمود بر بردار سرعت ذره باشد نیروی وارد بر ذره در این میدان باعث خواهد شد که ذره روی مسیر دایره ای شکل به شعاع r حرکت کند   f=q(v.B)   بنابراین از آرایشهای گوناگون میدان الکتریی و مغناطیسی می توان استفاده کرد تا باریکه ای از ذرات بخصوصی را با انرژی خاص در جهت و مسیر خاصی به سوی یک مسیر معین هدایت نمود . این مسئله همان چیزی است که به آن شتابدهی ذرات بار دار گفته می شود و دستگاه مورد نیاز برای ایجاد وضعیتی را شتابدهنده می گویند .
اساس فیزیکی شتابدهنده :
الف: حرکت ذره در میدان الکتریکی شتابدهنده : حرکت ذره در میدان الکتریکی شامل دو قسمت می باشد یکی حرکت در حالت نسبتی و دیگر در حالت غیر نسبتی که در ادامه شرح داده شده است .
- حرکت ذره در میدان الکتریکی یکنواخت در حالت غیر نسبیتی یعنی در مواقعی که ذره از لحاظ سرعت وارد حوزه نسبیتی نشده است یعنی v<c  .




جرم : m
پتانسیل : v
انرژی جنبشی : Ek
سرعت : v

که برای یونها داریم :

 

- حرکت ذره در میدان الکتریکی یکنواخت در حالت نسبیتی معین زمانی که v~c

 

از آنجا که    پس داریم :
 

و بنابراین سرعت ذره در حالت نسبیتی

 

با توجه به منحنی الکترون خیلی سریع تر به سرعت نور می رسد در حدود 10 mev و هر چه ذره سنگین تر باشد دیرتر به سرعت نور می رسد مثلاً برای پروتون و ذرات آلفا در خدود چند Gev با توجه به نمودار الکترون در انرژی lookev افزایش جرمی به اندازه 20% دارد و در انرژی 1mev دارای سرعتی در حدود 09c می باشد .
با توجه به منحنی الکترون با افزایش سرعت سریعاً سنگین می شود ولی ذرات سنگین تر تا حدی از انرژی جنبشی دارای جرم تقریباً ثابت و بعد از آن جرمشان به کندی افزایش می یابد و در انرژی خیلی بالا در حدود 10Gev افزایش جرم آنها در اثر سرعت مثل افزایش جرم الکترون خواهد بود .
ب :حرکت ذره در میدان مغناطیسی شتابدهنده که شامل دو بخش است در حالت نسبیتی و در حالت غیر نسبیتی که در ادامه شرح داده شده است .
- حرکت ذره در میدان مغناطیسی در حالت غیر نسبیتی :
در صورتی که ذره باردار عمود بر میدان مغناطیسی حرکت کند نیروی مغناطیسی باعث حرکت ذره روی مسیر دایره ای به شعاع r می شود .

 



کمیت rB یک کمیت دم در علم شتابدهنده  می باشد و به آن سختی مغناطیسی یا magnetie Rigidity   گفته می شود .
- حرکت ذره در میدان مغناطیسی در حالت نسبیتی یعنی در حالتی که سرعت نزدیک به سرعت نور می باشد .

 

یعنی در سرعتهای بالا rB  مستقل از جرم ذره می باشد و در سرعتهای پائین rB متناسب است با             نتیجه اینکه در حالت نسبیتی rB برای ذرات با انرژی و بار یکسان مساوی است یعنی شتابدهنده الکترون و پروتون یکسان است و در حالت غیر نسبیتی rb ذره آلفا برابر با پروتون ، rB دوترون  
 برابر پروتون و rB الکترون      برابر پروتون است  .
اجزای اصلی شتابدهنده
یک شتابدهنده به طور کلی شامل قسمتهای زیر است
چشمه ذرات بار دار که معمولاً الکترون های حاصل از یک رشته فیلامان داغ یا اتمهای  یوننده حاصل از یک چشمه یون هستند .
میدان الکتریکی به منظور شتابدهی ذرات به کار می رود .
میدان الکتریکی که دو وظیفه بر عهده دارد : 1- به عنوان ابزار منحرف کننده برای به حرکت در آوردن الکترونها با ذرات پرتاب شده در راستای دلخواه 2- ابزار کانونی کننده برای غلبه بر تمایل طبیعی باریکه شتاب یافته به واگرا شدن بر اساس دفع بارهای همنام .
هرف (target ) که باریکه شتاب گر    در نهایت به آن برخورد می کند .