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의료용중입자가속기소개

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의료용중입자가속기란?

  • 의료용중입자가속기는 중이온(헬륨, 탄소, 질소, 우라늄 등)을 높은 속도로 가속시키는 장치로써 핵물리학, 입자물리학 연구에 주로 이용되어 왔으며 현재는 생명과학, 의학, 핵공학, 물성물리학 등 다양한 분야에서 응용되어지고 있다. 빛의 속도에 가깝게 가속된 탄소는 광선의 형태로 바뀌어 암세포를 파괴하여 치료에 사용됨.

의료용중입자가속기란?

  • 의료용중입자 가속기는 중입자 중 탄소를 수천도로 가열해서 음이온을 분리(이온화)하면 탄소 이온이 만들어지는데, 이것을 빛의 속도 가까이 가속하여 얻은 에너지로 암을 치료하는 최첨단 의료기기이다.

의료용중입자가속기의 원리

터널을 원형으로 만들어 자기장을 걸면 전하를 띤 입자를 놓으면 양전하의 경우 전기장의 방향으로, 음전하의 경우는 전기장의 반대 방향으로 전위차에 의해 힘을 받아 가속되어 움직인다. 이를 조금씩 가속시켜 빠른 속도로 가속을 시킨다. 이 때의 에너지를 표시하는 기본 단위는 전자볼트(eV)이다. 보통, 밀리-, 킬로-, 메가-, 기가 -, 테라-, 페타- 등의 SI 접두어(국제 단위계)와 결합하여 meV, keV, MeV, GeV, TeV, PeV 의 형태로 많이 쓰인다.

의료용중입자가속기의 원리

이온원(ECRIS)에서 발생된 12C4+, H3+ 이온빔을 초기 고주파 가속장치(RFQ+DTL)를 이용하여 7 MeV/u까지 초기 가속하고,
stripper를 통과시켜 12C6+와 양성자로 변환한 후 주 가속장치인 싱크로트론에 입사한다.
입사된 이온빔은 고정된 빔 궤도를 따라 원하는 에너지(탄소는 110~430MeV/u, 양성자는 60~230 MeV)까지 가속한 후 서서히 인출한다.
인출된 이온빔은 고에너지 빔 수송라인을 따라 치료실까지 수송된다.

최종수정일 :2015/04/20
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