Máy gia tốc và xạ trị Máy gia tốc và việc chữa bệnh ung thư 5/9/2005, Viết cho những bệnh nhân ung thư và người thân của họ ... Máy gia tốc, kể từ khi ra đời vào những năm 30 của thế kỷ trước đã và đang là công cụ vô cùng quan trọng không chỉ trong khoa học vật lý mà còn là một công cụ không thể thiếu được trong các nghành khoa học sinh học, khoa học vật liệu v.v. và trong thời gian gần đây, máy gia tốc đã tìm được chỗ đứng của mình trong y học, cụ thể là trong việc chữa trị bệnh ung thư. Có một vài cách phân loại các loại máy gia tốc, dựa vào trường điện, trường từ hoặc hình dạng của máy... Dễ hiểu nhất có lẽ là cách phân loại theo hình dạng của máy. Theo cách này ta có máy gia tốc thẳng và máy gia tốc tròn. Thực tế trong giới chuyên môn, nhiều khi ngừơi ta thích gọi tên cụ thể cho từng loại máy hơn là tuân theo cách gọi như ở trên, vì từng loại máy lại có những đặc điểm kỹ thuật rất riêng biệt so với những máy khác trong cùng nhóm. Một vài ví dụ về tên các loại máy gia tốc ở Việt Nam hoặc quốc tế là máy gia tốc điện tử linac (ở bệnh viện K-Hà Nội và bện viện Từ Dũ ?" Hồ Chí Minh), máy microtron điện tử (ở Trung Tâm Khoa học tự nhiên và công nghệ ?" Nghĩa Đô), các máy cyclotron, các máy synchrotron (ở Trung tâm nghiên cứu hạt nhân Châu âu hay ở FERMILAB-USA, hay ở Bắc Kinh hoặc Tokai- Nhật Bản) v.v. Rất nhiều trường đại học ở các nước Mỹ, Châu âu, Nhật hoặc Canada v.v. đều có các máy gia tốc loại thẳng hoặc tròn để tiến hành các nghiên cứu về khoa học hạt nhân, vật liệu, sinh học hoặc y học. Giá thành các loại máy gia tốc thường biến đổi theo năng lượng của hạt mà máy đó có thể gia tốc. Ví dụ một máy cyclotron gia tốc các ion có năng lượng 100 MeV/n có giá thành lên tới triệu đô la Mỹ. Mặc dù đa dạng về chủng loại, nhưng ta có thể nhìn thấy rằng bất cứ một cơ sở máy gia tốc nào cũng bao gồm các phần sau : 1) Nguồn phát ion hoặc electron : các loại nguồn ion phổ biến được sử dụng như nguồn ECR, nguồn multicusp etc. Bản chất, nguồn ion chính là nơi mà các ion dưới dạng plasma được giam bởi bẫy từ với năng lượng không quá vài KeV, sau đó được hút ra ngoài bởi điện thế không quá vài chục KV. Các nguồn điện tử thì đơn giản hơn, chúng chính là các súng phóng điện tử. Hiện có 3 nguyên tắc làm việc chung cho các súng phóng điện tử, đó là phát xạ nhiệt, hiệu ứng trường hoặc hiệu ứng quang điện. 2) Đường dẫn chùm hạt năng lượng thấp tới máy gia tốc : Nếu các nguồn phát hạt năng lượng thấp được đặt bên ngoài, cần phải dẫn chúng tử nguồn tới máy gia tốc. Đường dẫn này bao gồm các nam châm từ hay nam châm điện dùng để bảo toàn chất lượng của chùm hạt khi chúng di chuyển từ nguồn hạt tới máy gia tốc. Nếu nguồn đặt bên trong máy gia tốc thì đường dẫn sẽ không cần nữa. 3) Máy gia tốc : Nơi đây có các điện cực cao thế. Các hạt đi qua các trường cao thế này sẽ được gia tốc tới năng lượng mong muốn. Trường này có thể là trường tĩnh điện hoặc trường điện xoay chiều, hoặc có thể là trường gây ra bởi sóng điện từ. 4) Đường dẫn chùm năng lượng cao : Phần này có cấu trúc rất giống phần 2. Các hạt có năng lượng cao được dẫn tới các vị trí mong muốn. Thực tế còn rất nhiều phần quan trọng khác như phòng điểu khiển, phòng đặt chất tải nhiệt. phòng cách li an toàn bức xạ ... đã không được nhắc tới ở đây. Mặt khác giống như rất nhiều cơ sở phóng xạ khác, mọi hoạt động và kiến trúc xây dựng cần phải tuân thủ theo các khuyến cáo về an toàn của Cơ quan Năng Lượng Nguyên Tử Quốc Tế. Việc lựa chọn loại máy nào cho một cơ sở xạ trị của một quốc gia cụ thể, thực tế phụ thuộc rất nhiều vào các điều kiện kinh tế xã hội, trình độ khoa học kỹ thuật và quản lý của con người của đất nước đó. Tuy nhiên, kiến thức về các quá trình mất năng lượng của các chùm hạt khi di chuyển trong cơ thể con người lại là một trong các yêu cầu cơ bản đầu tiên giúp người ta không chỉ trong việc định hướng thiết kế máy gia tốc phù hợp với nhu cầu, mà còn là một trong những yếu tố vô cùng quan trọng cho việc chọn mua công nghệ và sử dụng các chùm hạt một cách hữu ích. Dưới đây là một ví dụ mô phỏng cho quá trình di chuyển của hạt proton với năng lượng 50 MeV, đâm xuyên qua lớp da người, cơ và đến vùng thyroid. Hình 1 là mô hình thyroid trung bình với chiều dày và mật độ tính bằng đơn vị g/cm3. Hình 2 là phân bố độ mất năng lượng theo chiều sâu. Từ hình này ta thấy, độ mất năng lượng cực đại đạt được trong vùng thyroid và proton đã tới được vùng thyroid. Điều này là vô cùng quan trọng cho việc dùng proton bắn phá các khối u nằm sâu phía trong thyroid. Việc xác định vị trí thật chính xác các khối u và tính toán sao cho vị trí của khối u phải trùng sát với vị trí mất mát năng lượng cực đại sẽ làm tăng khả năng diệt các khối u ác và giảm tối thiều khả năng giết chết các mô lành xung quanh. Hình 3 và hình 4 cho ta thấy rõ hơn quá trình di chuyển của proton khi được chiếu vào một cơ quan của cơ thể con người. Trong chuyên môn, quá trình này gọi là quá trình tương tác của proton với vật chất, bao gồm quá trình tán xạ đàn hồi, phi đàn hồi và phản ứng hạt nhân. Tuy nhiên các quá trình này sẽ không được trình bày kỹ tại bài viết này. Những nghiên cứu mô phỏng kiểu này dẫn đến yêu cầu về năng lượng và loại hạt cần thiết phải được gia tốc. Tại thời điểm này tại Việt Nam, hiện thời chưa có một máy gia tốc dùng cho việc xạ trị nào, ngoại trừ 2 máy gia tốc electron tại bệnh viện K Hà nội và bệnh viện Từ Dũ - Hồ Chí Minh. Gần đây, 2 dự án máy cyclotron nhằm gia tốc hạt proton cho việc chữa trị ung thư, một ở Hà nội, một cho TP Hồ Chí Minh đã được chính phủ phê duyệt. Hai máy gia tốc e có thể hoạt động ở hai chế độ : dùng trực tiếp dòng e hoặc dùng các tia gamma sinh ra do qua trình hãm các e. Máy gia tốc là một trong những loại máy có khả năng làm giảm rất nhiều nỗi đau của người bệnh ung thư. Nhưng để có thể làm chủ được công nghệ máy gia tốc, những người làm trong nghành khoa học này và những nghành liên quan vẫn phải nỗ lực và quyết tâm không ngừng trong các hoạt động chuyên môn của mình. Hàng ngàn bệnh nhân hoặc nhiều hơn nữa đang mong chờ kết quả hoạt động của họ. Nhiều thành viên gia đình hoặc bạn bè của những bệnh nhân này cũng đang hi vọng... Tham khảo: - A cyclotron proposal (2001), Võ Văn Thuận v.v. Institute for Nuclear Sciences and Techniques - VAEC. - http://cas.web.cern.ch/cas/CAS_Proceedings.html. - http://66.102.7.104/search?q=cache:...n+Vietnam&hl=en - http://www.srim.org/ Hình 1. Phantom: da- mô- cơ- thyroid- cơ Hình 2. Độ mất năng lượng theo chiều sâu Hình 3. Quỹ đạo của proton theo chiều sâu Hình 4. Tiết diện ngang của quỹ đạo tại độ sâu cực đại
e chào bác ạ! e vừa học môn Máy Gia Tốc xong nên cũng chẳng bít nhìu. Bác cho e hỏi thế Máy Gia Tốc có ứng dụng j trong bảo vệ môi trường ko? e đang fải làm cái đó mà chẳng bit bắt đầu từ đâu
anh không phải làm về cái đó nên không rõ nhưng anh có thấy chỗ họ nói tới việc dùng máy gia tốc để phân tích các chất có trong môi trường đấy. Em vào google thử tìm có thể có thêm tin đấy.
Ứng dụng trực tiếp thì e rằng không có, chẵng nhẽ lôi máy gia tốc ra bắn dòng e- để trung hoà ion trong không khí à? Có lẽ bạn hỏi về ứng dụng máy gia tốc trong môi trường, có đúng không? Hình như có 2 ứng dụng thì phải: 1 là để phân tích thành phần các chất theo cách phân tích kích hoạt, 2 là để là sạch nguồn nước và không khí khi cho luồng nước hay không khí bẩn đi qua dòng ion sẽ là ngưng đọng các chất bẩn ... Hiện nay máy gia tốc sử dụng riêng cho xạ trị chữa ung thư còn ít, nhưng số sử dụng cho các mục đích y học khác như chụp CT cắt lớp, chụp PET ... thì đã có khá nhiều. Các bệnh viện 103 và 108 đang nhập các máy gia tốc như vậy.
Chị Lucky vào google tìm, đọc thử rồi lọc cái nào hay rồi chỉ bảo đàn em bé bỏng cảu chị nhé. Mà không gì nhanh và tốt bắng hỏi thầy.
Tớ thấy bài này có liên quan tới máy gia tốc và môi trường này : (http://www.vaec.gov.vn/vn/thongtinkhcn/413/vn.aspx) ----- XỬ LÝ KHÓI CÔNG NGHIỆP BẰNG CÔNG NGHỆ BỨC XẠ Thứ hai, 5/12/2005, 12:28 GMT+7 Gửi bài viết qua e-mail Ô nhiễm môi trường là vấn đề toàn cầu. Sự phát tán các chất CO2, SO2 và NOx vào khí quyển từ các nhà máy điện chạy bằng than và dầu, cũng như từ các nhà máy công nghiệp khác, là một trong những nguồn gây ô nhiễm chủ yếu đối với bầu khí quyển. Các chất gây ô nhiễm này tạo ra những trận mưa axit và làm tăng hiệu ứng nhà kính dẫn tới tình trạng nóng dần lên của khí quyển Trái đất. Kỹ thuật xử lý khói bằng chùm electron là một kỹ thuật mới, có khả năng tách đồng thời các chất SO2 và NOx từ khói thải, đã được đưa vào sử dụng ở một số nước như Mỹ, Nhật, Ba Lan,... Cơ quan Năng lượng Nguyên tử quốc tế (IAEA) khuyến cáo và hỗ trợ kỹ thuật cho loại hình công nghệ mới này, điển hình là dự án Sczecin ở Balan. Dự án đưa vào hoạt động năm 1987 với 2 tổ máy gia tốc và được coi là dự án mẫu của IAEA. Dự án cũng nhận được sự hỗ trợ của hai nước khác là Mỹ và Nhật Bản. Nhiều nước đang quan tâm tới công nghệ mới mẻ này. Thiết bị hoạt động như sau: Khí thải phát ra từ nhà máy được làm nguội bằng cách phun các hạt nước kích thước nhỏ tới nhiệt độ 70oC. Khí này sau đó được trộn với khí amoniac (NH3) rồi cho qua buồng xử lý và được chiếu bằng chùm electron của máy gia tốc. Nhờ chùm electron, các phân tử nước, SO2 và NOx bị ion hoá, sau đó chúng phản ứng với nhau tạo thành axit tương ứng và cuối cùng tạo ra amoni sulfat và amoni nitrat. Các chất này được thu hồi bằng hệ thống máy tĩnh điện. Như vậy ngoài mục tiêu chính là phân huỷ các loại khí độc gây ô nhiễm môi trường, sản phẩm phụ của quy trình là phân bón hoá học phục vụ cho nông nghiệp. Thiết bị xử lý có thể gồm một vài tổ máy gia tốc electron, năng lượng 0,5 ?" 1,5 MeV, công suất 10 ?" 50 kW, dòng ~ 20 mA; nhiệt độ xử lý từ 60 ?" 150oC. Thiết bị có thể hoạt động liên tục, cho phép tách 95% khí SO2 và 80% khí NOx ra khỏi khói thải. Có thể kết hợp việc xử lý SO2 và NOx với việc xử lý CO2 bằng công nghệ thông thường là phun hỗn hợp qua dung dịch Ca(OH)2 để tạo ra canxi carbonat. Tính ưu việt của quy trình công nghệ có thể tóm tắt như sau: - Đây là quy trình duy nhất tách đồng thời SO2 và NOx - Sản phẩm phụ được dùng làm phân bón - Quy trình không đòi hỏi nhiều nước - Đáp ứng được các yêu cầu về tách SO2 và NOx. Qui trình này cạnh tranh được với các quy trình hiện đại về xử lý khí thải từ các nhà máy công nghiệp về mặt kinh tế, đặc biệt đối với các nhà máy nhiệt điện. Nhược điểm chính của quy trình là vốn đầu tư ban đầu tương đối lớn do sử dụng công nghệ cao. PGS.TS. Trần Đại Nghiệp Viện Khoa học và Kỹ thuật hạt nhân (Lược dịch)
