Description du projet
Un nouveau schéma laser permet de créer des accélérateurs de protons plus puissants
Les accélérateurs de protons génèrent des faisceaux de protons à haute énergie pour un large éventail d’applications, notamment le traitement du cancer. Les accélérateurs de protons qui utilisent des lasers de puissance pourraient administrer des doses de rayonnement plus élevées dans des laps de temps extrêmement courts (à l’échelle de la nanoseconde) par rapport aux accélérateurs traditionnels. L’obstacle majeur qui entrave leur mise en œuvre généralisée est la diffusion étendue des faisceaux de protons accélérés par laser. Financé par le programme Actions Marie Skłodowska-Curie, le projet HLPA entend remédier à ce problème en testant un nouvel arrangement qui permet de générer des intensités d’impulsion laser ultra élevées (un laser de la classe du pétawatt). L’arrangement proposé permettra d’adapter le profil spatial et spectral du faisceau à la source.
Objectif
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.
Champ scientifique (EuroSciVoc)
CORDIS classe les projets avec EuroSciVoc, une taxonomie multilingue des domaines scientifiques, grâce à un processus semi-automatique basé sur des techniques TLN. Voir: https://op.europa.eu/en/web/eu-vocabularies/euroscivoc.
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- sciences médicales et de la santémédecine cliniqueoncologie
- sciences naturellessciences physiquesoptiquephysique des lasers
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Programme(s)
- HORIZON.1.2 - Marie Skłodowska-Curie Actions (MSCA) Main Programme
Appel à propositions
(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) HORIZON-MSCA-2021-PF-01
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HORIZON-TMA-MSCA-PF-EF - HORIZON TMA MSCA Postdoctoral Fellowships - European FellowshipsCoordinateur
182 21 Praha 8
Tchéquie