德国开发高能粒子加速器用于医学研究

2021-01-28 14:17

粒子加速器除了对物理学基础研究具有重大意义外，对生产技术到医疗应用，例如肿瘤治疗和诊断也有广泛而实际的应用。

据了解，总部位于法国佩萨克的Amplitude激光公司日前宣布，将向德国卡尔斯鲁厄理工学院（KIT）提供60太瓦（TW）激光器。Amplitude的Pulsar TW激光器被形容为＂最先进的用于高能物理研究的高强度激光器＂。传统的加速器必须做成几百米甚至更长的庞然大物，以将粒子能量提升到粒子物理学家所需的程度。当今世界上最大、最著名的粒子加速器，一个长达27公里的大型强子对撞机，位于瑞士欧洲核子研究中心。在那里，科学家们用它来研究物质的结构。激光等离子技术可获得比传统加速器更高的加速梯度，从而为缩短加速度的长度带来可能，有望缩小加速器的体积。

法国Amplitude公司为德国ATHENA基地提供了Pulsar TW激光器，应用于开发创新的、紧凑的粒子加速器。加速器技术HElmholtz iNfrAstructure＂（ATHENA）研发平台由六个亥姆霍兹中心（DESY、Jülich研究中心、柏林亥姆霍兹中心、德累斯顿－罗森多夫亥姆霍兹中心HZDR、KIT和GSI与耶拿亥姆霍兹研究所）合作。目标旨在开发创新的、紧凑的粒子加速器，应用于科学和医学研究。赫尔姆霍兹协会作为战略发展措施为该项目提供2999万欧元的资助。

Amplitude激光公司表示，Pulsar TW提供了一流的性能，工业级的可靠性，和尽可能小的占地面积。该激光器系列的设计确保了飞秒和皮秒时间量度下的最高时间质量。由于高能泵浦激光器和放大器之间的最佳耦合，光束质量无与伦比。

Amplitude对此指出：＂今天的加速器在设置和操作方面成本很高。如果强大的加速器的体积大大缩小，这项技术就可以更多地被使用。＂

作为KIT主席的Holger Hanselka教授评论道：＂ATHENA为卡尔斯鲁厄的科学家们提供了基于等离子体的加速器的使用权。这对于KIT的加速器研究来说是非常理想的，我们追求的目标是在广泛的基础上为社会发展这项技术。＂

KIT的研究人员的另一个目的是在技术上实现超小型加速器系统在材料和生命科学领域的初步应用。Pulsar TW激光器还提供了嵌入式、灵活和用户友好的监测和控制软件，旨在提高用户体验和可靠性。根据需要提供一系列仪器和选件，扩大了系统的通用性。