科学家发明离子促进疗法改善癌症治疗方法

科学报道：科学家发明离子促进疗法改善癌症治疗方法

超强准静态电场的新方法超强准静态电场可加速激光等离子体中的离子。这项工作的成果对医学，特别是质子治疗具有重要意义，这是一种治疗肿瘤疾病的先进方法。这篇科学论文发表在着名的科学杂志Scientific Reports上。据了解，治疗癌症疾病主要有三种方法：手术，化疗和放疗（放疗）。后者是电离辐射的作用。它不仅杀死肿瘤，还会对周围的健康组织造成致命伤害。这也限制了在放射治疗中使用伽马射线的能力。对于这种情况，使用质子更有优势。由于相对较大的质量，质子在组织中只有较少的横向散射，并且它们具有非常小的范围。因此，质子束可以非常准确地聚焦在肿瘤上，而不会损伤周围的健康组织。然而，需要带电粒子加速器来获得质子束。这种加速器是一种非常昂贵的大吨位装置。例如，法国奥赛医疗中心同步回旋加速器的总重量为900吨。因此，世界上许多大学正在研究产生超高速带电粒子束的替代方法。其中之一是基于使用激光加速器。
电荷粒子激光加速器实际上比传统的回旋加速器和同步加速器更加紧凑和便宜，但由于质子能量分散和功率范围广泛，用激光加速器获得的带电粒子束的质量仍然不足以满足大多数实际应用。不足。目前，发明激光加速新方法的竞争已经开始：获得了能量为1亿-2亿电子伏特的质子束，其色散范围不超过1％，这将开创一种新的激光医学时代。据莫斯科物理与工程研究院的科学家称，他们开发的理论有助于开发新的激光加速方法。 “我们在研究中做出了理论预测，并使用数值模拟充分展示了令人难以置信的结果：作用于带电粒子的辐射摩擦会发射电磁波，从而加速加速。“莫斯科物理和工程学院核物理副教授和极端光线基础设施光束线研究所（捷克共和国）副教授Ye Gehini Helfeldt。在普通机械系统中，摩擦总是会导致损失的动能和有序运动的衰减。辐射摩擦是以特殊的方式产生的，因为外场能量（在这种情况下是激光）转移到非常高频量子的能量并发生辐射摩擦。这种传输工作载体在从一个存储器到另一个存储器的能量传输过程中既可以减速又可以加速。“我们研究了超激光脉冲在等离子体中的传播。 。在功率等于或大于几瓦的电磁场中（1瓦=1015瓦，作为比较，世界上最大发电站的功率为22,500瓦，即小于约50,000倍）。电子通过大量密集的辐射，它们的运动不仅由洛伦兹力决定，而且由照射过程中产生的辐射摩擦决定。而且，后者的规模甚至可能超过洛伦兹力量。我们发现此时辐射摩擦使电子在垂直于激光束传播方向的平面上减速，导致它们猛烈地前进。由此，电荷在等离子体中更有效地分离并增强纵向电场。正是这个纵向电场加速了离子，所以我们获得的结果可以帮助实现更高质量的离子束。 “Ye Yee Gurney Helffield说。