فهرست نشریات علمی دسترسی آزاد ایران

پروتون درمانی با سامانه‌های شتاب‌دهنده در ۳۰ سال گذشته مورد استفاده بوده تا تومورها را با تولید پرتوهای یونی بسیار پرانرژی از بین ببرد. اگر چه سامانه‌های مختلفی برای شتاب دادن به یون‌ها معرفی و طراحی شده است، شتاب دهندۀ سیکلوترون ابررسانا یکی از کارامدترین تجهیزات درمانی در مقایسه با سایر سامانه‌ها است. در این پژوهش، مطالعه طراحی سیکلوترون ابررسانای پروتون پزشکی ایران (IMSIC-250) مورد بررسی قرار گرفته شد. سامانۀ IMSIC-250 یک سیکلوترون با بسامد ثابت با چهار آهنربای مُقَطّع مارپیچی است که برای شتاب دادن به پروتون‌ها به شکل ذرات H2+ تا MeV/amu ۲۵۰ طراحی شده است. در مطالعۀ حاضر، فرایند طراحی آهنربای ابررسانا و ساختار سیم‌پیچ گزارش شده است. مدل سه بعدی آهنربای قطبی مارپیچی در کنار سیم‌پیچ ابررسانا مدل‌سازی شد. ویژگی‌های اصلی آهنربای سیکلوترون و ساختار سیم‌پیچ نیز مورد مطالعه قرار گرفت. نشان داده شد که آهنربای طراحی شده قادر است میدان مغناطیسی هم‌فاصله (isochronous) مورد نیاز برای شتاب بخشیدن به پروتون ها تا ۲۵۰ مگا‌ولت را تولید کند. پایداری فرایند شتاب با یک مقدار غیرمنفی فلاتر روی شتاب ذرات به‌دست آمد. برای ساختار سیم پیچ، چگالی جریان بر روی دورهای پیچه و نیروی اعمال شده مدل شده است. مفهوم فلاتر نیز برای بررسی پایداری فرایند شتابدهی استفاده شد. این موضوع آشکار شد که فلاتر در مقایسه با شتاب ذرات مقداری غیرمنفی دارد. در نهایت، پایداری یک سیم‌پیچ مغناطیسی در برابر نیروی مغناطیسی (لورنتز) اعمال شده، مورد بررسی قرار گرفت و نشان داده شد که میدان مغناطیسی اعمال شده روی ‌پیچه تأثیر مخربی بر ساختار ابررسانای سیم‌پیچ نخواهد داشت.