Projektbeschreibung
Neues Laserschema für leistungsfähigere Protonenbeschleuniger
Protonenbeschleuniger erzeugen hochenergetische Protonenstrahlen für eine breitgefächerte Palette von Anwendungen, wozu auch Krebsbehandlungen zählen. Protonenbeschleuniger, bei denen Hochleistungslaser zum Einsatz kommen, könnten im Vergleich zu den konventionellen Beschleunigern höhere Strahlendosen in extrem kurzen Zeiträumen (im Nanosekundenbereich) liefern. Das einer stärkeren Anwendung im Wege stehende Haupthindernis ist die große Streuung der lasergesteuerten Protonenstrahlen. Ziel des im Rahmen der Marie-Skłodowska-Curie-Maßnahmen finanzierten Projekts HLPA ist die Lösung dieses Problems durch die Erprobung einer neuartigen Anordnung, die (mit einem Laser der Petawatt-Klasse) ultrahohe Laserimpulsintensitäten gestattet. Das vorgeschlagene System dient der gezielten Anpassung des räumlichen und spektralen Profils des Strahls an der Quelle.
Ziel
Proton accelerators are in significant demand due to their widespread societal applications, for instance clinical cancer therapy, as the protons target deep-seated tumours with negligible damage to the surrounding healthy tissues. High capital and operational costs associated with the conventional accelerators make proton therapy poorly accessible, which has triggered interest in search for affordable alternatives. In this context, proton acceleration employing high power lasers has recently emerged as a promising alternative to the conventional techniques. In addition to their compactness and cost effectiveness, the laser-driven sources deliver high doses in an extremely short-time period (one billionth of the second), offering a unique prospect for radiobiological studies. The key challenge, however, is to overcome broad energy spread and large divergence of the laser-driven proton beams. This project aims to control these shortcomings by employing a novel target arrangement at PW class laser, which can effectively tailor the spatial and spectral profile of the beam at the source, importantly at high repetition rate (1 Hz). Transporting the beams to large distances away from the laser interaction region will be demonstrated by using a system of magnets, as a step towards building dedicated beamlines for multidisciplinary applications. The high-quality proton beams with energies required for therapeutic applications ( > 50MeV) will be deployed, for the first time, in in-vitro radiobiological studies on cancer breast cells at dose rate of ~ 100 Gy/min. The timeliness of the project is underpinned by the on-going developments of high-power laser facilities globally, e.g. the pillars of the pan-European Extreme Light Infrastructure, EPAC (UK), and ZEUS (USA). Notably, this cutting edge research would reinforce Europe's leading role in the development of 'all-optical' accelerators and and position me at the forefront of this emerging field.
Wissenschaftliches Gebiet (EuroSciVoc)
CORDIS klassifiziert Projekte mit EuroSciVoc, einer mehrsprachigen Taxonomie der Wissenschaftsbereiche, durch einen halbautomatischen Prozess, der auf Verfahren der Verarbeitung natürlicher Sprache beruht. Siehe: https://op.europa.eu/en/web/eu-vocabularies/euroscivoc.
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Schlüsselbegriffe
Programm/Programme
- HORIZON.1.2 - Marie Skłodowska-Curie Actions (MSCA) Main Programme
Aufforderung zur Vorschlagseinreichung
(öffnet in neuem Fenster) HORIZON-MSCA-2021-PF-01
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HORIZON-TMA-MSCA-PF-EF -Koordinator
182 21 Praha 8
Tschechien