Циклотроны, ускоряющие заряженные частицы до низких и средних энергий, являются основным инструментом для проведения исследований в области физики атомного ядра и ядерных реакций.
Циклотроны зарекомендовали себя не менее значимо и для прикладных применений, в частности, они нашли широкое применение в медицине: при непосредственном использовании пучка ускоренных ионов для лечения онкологических заболеваний, для производства короткоживущих изотопов, востребованных в диагностике, медицинских исследованиях и лечении, наконец, для наработки трековых мембран. Применяться такие мембраны могут в химической, металлургической промышленности, однако главным потребителем такой продукции в настоящее время является медицина.
Циклотроны, предназначенные для медицинских применений, различаются по целому ряду параметров, таких как интенсивность пучка, тип ускоряемых частиц, конечная энергия ускоренных ионов, однако общим остается одно — повышенные требования ко всем системам ускорителя.
Циклотрон является составной частью ПЭТ-центра которые в нынешнее время находят широкое применение в диагностике онкологических заболеваний.
Структура ПЭТ-центра:
- Циклотрон для наработки изотопов, излучающих позитроны.
- Радиохимический комплекс для производства радиофармпрепаратов (РФП) меченных изотопами, для инъекций и контроля их качества
- Радиодиагностическое отделение, оснащённое позитрогнно-эмиссионным томографом.
Циклотрон предназначен для получения радиоизотопов, на базе которых основана ядерная медицина.
Радиоизотопы используют для диагностики онкологических, кардиологических и психоневрологических заболеваний, а также в фундаментальных научных исследованиях.
В России изготовлением циклотронов и организацией ПЭТ-цнтров занимаются петербургский НИИЭФА им.Д.В. Ефремова, подмосковный Объединенный Институт ядерных исследований в Дубне и московский Научно-исследовательскому институту технической физики и автоматизации (НИИТФА).
В Петербурге работает шесть циклотронов:
- Центральный научно-исследовательский рентгенорадиологический институт. (два);
- Радиевый институт им. В.Г. Хлопина, в СПбГУ;
- Санкт-Петербургский государственный политехнический университет;
- Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе.
- Стоимость циклотрона составляет не менее $1 млн.
Стоимость инфраструктуры для циклотрона (сооружения и оборудование) может превышать стоимость циклотрона в 2 раза.
1. Компактный циклотронный комплекс СС-18/9
Два циклотрона СС-18/9 в 2005-2006 гг. введены в эксплуатацию в ПЭТ-центре г. Турку (Финляндия) и в медицинском центре п. Песочный (Санкт-Петербург).
Сотрудничество в рамках проекта:
- Головной заказчик: НИИЭФА им. Д.В. Ефремова
- Изготовитель: НИИЭФА им. Д.В. Ефремова
- Специалисты ФОРСС КОНСАЛТИНГ принимали участие в разработке отдельных элементов комплекса и общей компоновке оборудования.
2. Циклотронный комплекс Ц-80. Система транспортировки циклотронного комплекса Ц-80.
Физический пуск установки был осуществлён в институте ПИЯФ, г. Гатчина, 2017 год.
Циклотронный комплекс предназначен для наработки изотопов, использование для облучении компонентов работающих в радиационных условиях, а также использовании в офтальмологии при лечении глаукомы.
В рамках проекта специалистами ФОРСС КОНСАЛТИНГ выполнен следующий объём работ:
- Разработаны электронные макеты электромагнитного оборудования, вакуумной системы транспортировки пучка, вспомогательного оборудования и произведена общая компоновка изделия.
- На базе электронных макетов была выпущена конструкторская документация (РКД)
- На стадии изготовления осуществлялся авторский надзор и связь с технологическими службами завода изготовителя.
Сотрудничество в рамках проекта:
- Головной заказчик: ПИЯФ (Петербургский институт ядерной физики им. Б.П. Константинова)
- Изготовитель: НИИЭФА им. Д.В. Ефремова.
- Разработчик: ФОРСС КОНСАЛТИНГ совместно со специалистами НИИЭФА им. Д.В. Ефремова.
Компактный циклотронный комплекс для изохронного ускорения ионов до энергии 3МэВ, СС1-3МэВ. Сербия, г. Белград
В рамках проекта специалистами ФОРСС КОНСАЛТИНГ выполнен следующий объём работ:
- Разработаны электронные макеты электромагнитного оборудования
- На базе электронных макетов была выпущена конструкторская документация (РКД)
- На стадии изготовления осуществлялся авторский надзор и связь с технологическими службами завода изготовителя.
Сотрудничество в рамках проекта:
- Головной заказчик: Росатом и НИИЭФА им. Д.В. Ефремова
- Изготовитель: НИИЭФА им. Д.В. Ефремова
- Разработчик: ФОРСС КОНСАЛТИНГ совместно со специалистами НИИЭФА им. Д.В. Ефремова.