Ядерная техника
Физика
Ускорительная техника
Материаловедение
Медико-билогические науки
Многосенсорная система мониторинга пучков заряженных частиц и тяжелых ионов
Система диагностики распределения частиц в пучке
  • 25 мкм (микрон)
    толщина позолоченных вольфрамовых проволочек в сканирующей сетке сенсоров системы мониторинга пучка заряженных частиц
  • 2,5 мм
    на таком расстоянии друг от друга стоят проволочки в сканирующей сетке сенсоров системы мониторинга пучка заряженных частиц
  • 8 вертикальных и 8 горизонтальных
    столько проволочек в сканирующей сетке разработки физиков и инженеров СПбГУ
  • Протоны, дейтроны, альфа-частицы и тяжелые ионы
    для диагностики пучков таких частиц может применяться разработка физиков СПбГУ

О проекте

Физики СПбГУ разработали многосенсорную систему мониторинга пучка заряженных частиц и тяжелых ионов. Изобретение позволит прецизионно идентифицировать профиль и распределение частиц в пучке, а также оптимизировать процесс производства радиофармпрепаратов, применяемых в ядерной медицине.
Используемые сегодня системы мониторинга и диагностики пучков заряженных частиц на основе сеточных сенсоров имеют ряд недостатков. Цель физиков СПбГУ как раз и заключалась в том, чтобы создать устройство, свободное от недостатков применяемых сегодня на ускорителях сенсорных систем. Дело в том, что имеющиеся аналоги заточены под определенную задачу: работать с одним типом частиц в определенном диапазоне энергии. Физики и инженеры СПбГУ сделали прибор, который может работать на разных ускорителях, с разным типом частиц и с их разными энергиями. Важное преимущество разработки также заключается в ее универсальности. Ее можно установить на выведенном пучке практически любого ускорителя.

Еще одно преимущество заключается в том, что из сенсоров системы мониторинга пучка заряженных частиц можно извлекать коэффициенты вторичной электронной эмиссии материала (испускание электронов с поверхности металлов. — Прим. ред.), благодаря чему разработка физиков СПбГУ может применяться для научных исследований не только в области ядерной физики (взаимодействие излучений с веществом), но и в области материаловедения.
Достоинством разработки является ее конструктивная простота, воспроизвести которую несложно. Ее легко транспортировать и монтировать. К тому же потребуются материалы, доступные на внутреннем рынке. Опытный образец ученые изготовили и опробовали в лабораторных условиях СПбГУ.

Сама диагностическая система представляет собой тончайшую сканирующую сетку сенсоров из 16 позолоченных вольфрамовых проволочек (могут быть изготовлены и из другого материала) толщиной всего 25 мкм (микрон). Для сравнения — это толщина фольги для запекания. Проволочки-сенсоры стоят перпендикулярно пучку заряженных частиц — по 8 вертикальных и 8 горизонтальных с интервалом по 2,5 мм друг от друга.

Хотя многосенсорная система мониторинга заряженных частиц — в первую очередь научный прибор, она имеет значительный потенциал для применения в прикладных областях. В частности, может помочь увеличить количество и ассортимент нарабатываемых радионуклидов для последующего производства радиофармпрепаратов.

На изобретение получен патент №2830097.
Преимущества
  • Точность
    Разработка физиков СПбГУ точнее аналогов способна идентифицировать профиль пучка и проводить измерения распределения плотности частиц в нем
  • Универсальность
    Разработка физиков СПбГУ может работать на разных ускорителях, с разным типом частиц и с их разными энергиями
  • Простота
    Конструктивная простота многосенсорной системы мониторинга пучка заряженных частиц позволяет ее с легкостью воспроизводить
  • Мобильность
    Программный комплекс написан на распространенном языке программирования, что делает PAINeT простым для использования в сторонних инженерных приложениях
  • Польза для государства
    Разработка физиков СПбГУ способна помочь увеличить количество и ассортимент нарабатываемых радионуклидов для последующего производства радиофармпрепаратов
Пользователи
Государственные и частные медицинские организации, НИИ физических исследований
Цели

Разработать универсальную многосенсорную систему мониторинга пучка заряженных частиц и тяжелых ионов.

Выгоды
Применение многосенсорной системы мониторинга пучка заряженных частиц и тяжелых ионов позволит прецизионно идентифицировать профиль пучка и проводить измерения распределения плотности частиц в нем. Это способствует повышению точности результатов научных исследований и экспериментов, а также может помочь увеличить количество и ассортимент нарабатываемых радионуклидов для последующего производства радиофармпрепаратов.
Команда
  • Егор Олегович Землин
    ведущий инженер учебной лаборатории ядерных процессов СПбГУ
  • Владимир Иосифович Жеребчевский

    ведущий научный сотрудник, доцент, заведующий учебной лабораторией ядерных процессов СПбГУ, кандидат физико-математических наук

  • Николай Александрович Мальцев
    старший научный сотрудник, старший преподаватель СПбГУ (кафедра ядерно-физических методов исследования), кандидат физико-математических наук
История успеха
Изобретение позволит прецизионно идентифицировать профиль и распределение частиц в пучке, а также оптимизировать процесс производства радиофармпрепаратов.
Читать историю успеха
Больше возможностей
  • Индивидуальный расчет риска доклинических нейродегенеративных нарушений у пилотов гражданской авиации
    Подробнее
  • Эффективное и надежное устройство для уборки электропроводящего мусора на околоземных орбитах
    Подробнее
Слушать подкаст
Ученые СПбГУ отвечают на важные вопросы
Научно-популярные новости СПбГУ, исследования, видеолекции, интервью с учеными Университета
Ландау позвонит
Оставить заявку
Укажите контактную информацию, мы вам перезвоним и ответим на интересующие вопросы
Наши эксперты готовы ответить на ваши вопросы
Получить консультацию
Подписывайтесь на наши соцсети
Подпишитесь на соцсети СПбГУ, чтобы быть в курсе актуальных новостей
Простым языком об исследованиях и разработках ученых СПбГУ
Журнал «Санкт-Петербургский университет»