Laboratori Nazionali del Sud

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Clinica con Acceleratori Convenzionali:

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:

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:

Lorenzo Neri

Progetti: