Clinica con Acceleratori Convenzionali:
- Sorgenti Ioniche
- Acceleratori metallici in banda W e acceleratori Dielettrici
- Adroterapia
- Accelerazione da interazione laser-materia
- Acceleratori di ioni pesanti
Sorgenti Ioniche:
Progetti:
- Sviluppo sorgenti di protoni (e ioni leggeri monocarichi) ad alta intensità (>100 mA), di tipo Microwave Discharge Ion Sources, per LINAC di potenza (progetto PS-ESS);
- Sviluppo di Sorgenti Ioniche di tipo ECR – Electron Cyclotron Resonance per ioni leggeri e pesanti ad alto stato di carica (progetto AISHa - Advanced Ion Source for Hadrotherapy)
- Sviluppo di diagnostica di plasma per sorgenti ioniche: interferometri a microonde, interferopolarimetri a microonde, spettroscopia X, spettroscopia X spazialmente risolta (pin-hole camera)
- Modeling di plasmi magnetizzati tramite tecniche PIC-Particle in Cell
Strumentazione:
- Piattaforme alta tensione per test sorgenti ioniche
- Test-bench per diagnostica di plasma consistente in una trappola magnetica di tipo Simple Mirror e denominata Flexible Plasma Trap (FPT) operante fino a 7+14 GHz di frequenza, 400 W max.
- Generatori RF fino a 50 GHz e Amplificatori di Microonde di tipo TWT e Klystron nelle bande 4-7 GHz, 13.75-14.5 GHz, 8-18 GHz
- Vectorial Network Analyzers operative fino a 50 GHz
- Spectrum Analyzers nell abanda 10 kHz -30 GHz
- Interferopolarimetro a Microonde (VESPRI) nella banda 16-28 GHz
- Sonde di Langmuir per la misura resistiva dei parametri di plasma
- Visori per diagnostica di fascio al BrF operativi a bassa energia (10-200 keV)
- Competenze
- Progettazione di trappole magnetiche a magneti permanenti, in rame, o superconduttivi
- Utilizzo di strumentazione a microonde per le linee di iniezione di potenza in cavità RF
- Caratterizzazione elettromagnetica di cavità risonanti a microonde con la tecnica del bead-pull
- Spinning a partire da lastre o tubi
Acceleratori metallici in banda W e acceleratori Dielettrici (Torrisi, Sorbello)
Progetti:
- DEMETRA (DiElectric and METallic Radiofrequency Accelerator (Dielectric Accelerator)
Competenze:
- Progettazione di cavità in banda W (~100 GHz) in tecnologia “open” ad alto gradiente accelerante per studi di breakdown RF
- Progettazione di mode Launcher (converter) in banda X da modo TE10 a modo accelerante TM01 Quadrupole-free per applicazioni ad alta brillanza
- Progettazione di sezione acceleranti dielettriche planari (2D) basate sulla tecnologia a cristalli fotonici alle frequenze ottiche
- Progettazione di guide d’onda (3D) a cristalli fotonici in configurazione “woodpile” per acceleratori dielettrici
- Progettazione di guide d’onda dielettriche “Hollow Core” a band gap elettromagnetica (EBG) per alimentazione e DC-break in sorgenti di ioni.
- Caratterizzazione elettromagnetica di guide d’onda dielettriche con la tecnica del bead-pull
- Sviluppo di metodi analitici e numerici per il controllo di errore sulla frequenza di risonanza e le perdite conduttive in cavità cilindriche
- Utilizzo dei simulatori elettromagnetici CST MW Studio, Ansys HFSS e del package MIT Photonic−Bands (MPB), per il calcolo della relazione di dispersione in sistemi ottici
Adroterapia Clinica con Acceleratori Convenzionali (Cirrone)
Progetti:
Competenze:
- Simulazione, progettazione e realizzazione di elementi di trasporto per linee di protonterapia passive tipiche del trattamento del melanoma oculare.
- Competenze nei relativi sistemi dosimetrici e di sicurezza.
- Su questo fronte va fatto notare l'accordo che è in corso di finalizzazione con la Ditta Best Cyclotron alla quale forniremo proprio le conpetenze relativi a questi aspetti
- Realizzazione di rivelatori 2D per distribuzioni di dose di fasci di protoni/ioni per adroterapia e di rivelatori per microdosimetria.
- Simulazione di sistemi di trasporto per linee di protonterapia anche attive.
- Accelerazione da interazione laser-materia (Cirrone)
Progetti:
- ELIMED (accelerazione da laser e linea di selezione energetica e trasporto di fasci ionici per adroterapia oncologica)
Competenze:
- Studio e realizzazione di targhette e schemi di interazione laser-targhette specifici per l'incemento della produzione di fasci di protoni e di fasci di particelle alfa in plasmi
- Simulazione, progettazione e realizzazione di sistemi magnetici dedicati al trasporto di fasci di protoni/ioni di energia fino a 250 AMeV generati da interazione laser-target.
- Sviluppo e realizzazione di rivelatori per dosimetria ad altissimi dose rate e impulsati come quelli che possono provenire dalla generazione laser-target o da acceleratori ad alta intensità che stanno trovando applicazione nella flash radiotherapy.
- Simulazione Monte Carlo di sistemi di trasporto di fasci di ioni per la realizzazione di linee di protonterapia, per l'ottimizzazione delle dosi al paziente e per lo studio degli aspetti radioprotezionistici
Acceleratori di ioni pesanti (Cosentino et al.)
Progetti:
- Nuove Sorgenti ECR per ioni negativi (in particolare, da gas nobili)
- Sviluppo di forni e vaporizzatori fino a 1400 °C per la produzione di fasci metallici da sorgenti ECR
- fasci in batch da elementi radioattivi
- low energy/low intensity e RIBs beam diagnostics
- radioactive beam diagnostics
- amplificatori RF a stato solido
- computer control acceleratori e linee di fascio
Strumentazione:
- caratterizzazione di apparati RF di potenza
- Vuoto e criogenia
- computer control
- elettronica analogica low frequency
- low energy/low intensity e RIBs beam diagnostics
Danilo Rifuggiato
Competenze:
- Dinamica dei fasci di ioni in ciclotroni
- Iniezione assiale di fasci di ioni in ciclotroni
- Estrazione di fasci di ioni per deflettore elettrostatica e per stripping in ciclotroni
- Selezione di fase in ciclotroni
- Misure ed analisi di campi magnetici in ciclotroni
- Shimming del campo magnetico in ciclotroni
- Produzione di fasci di ioni in ciclotroni
- Produzione di fasci di protoni per protonterapia
- Trasporto di fasci di ioni nelle linee di fascio fino al punto misura
- Produzione di fasci radioattivi in un sistema ISOL
- Disegno di un separatore di massa per un sistema ISOL
- Produzione di fasci radioattivi per frammentazione in-flight
- Disegno di ciclotroni ad alta intensità
Progetti:
Nell'ambito del Potenziamento del Ciclotrone Superconduttore dei LNS per fasci di potenza massima 10 kW:
- Approvvigionamento magnete superconduttivo (bobine s.c., schermo azoto e criostato)
- Sviluppo di un sistema di movimentazione e sostituzione di fogli di grafite (stripper)
- Disegno di canali magnetici per l'estrazione per stripping
- Sviluppo di sistemi di diagnostica di fasci ad alta intensità
- Sviluppo di sistemi di sicurezza per MPS
Ottimizzazione del matching Sorgente - Ciclotrone Superconduttore
Strumentazione:
- Sistemi di misura del campo magnetico ad alta precisione
- Sistemi convenzionali di diagnostica del fascio (FC e BPM)
- Sistemi custom di diagnostica del fascio in ciclotroni
Lorenzo Neri
Progetti:
