هل تستخدم المسارعات الخطية لمسارعة النيوترونات

تستخدم المسارعات الخطية لمسارعة النيوترونات

الإجابة هي: عبارة خاطئة، لا تستخدم المسارعات الخطية لمسارعة النيوترونات، بل لمسارعة البروتونات والإلكترونات.

يستخدم المسارع الخطي أو مسرع الجسيمات الخطي linear particle accelerator في المجالات الطبية والأجهزة العلاجية خاصة علاج الأورام والقضاء على الخلايا السرطانية، من خلاله تنتج الإلكترونات والأشعة السينية بطاقة مرتفعة، لذلك المسارعات الخطية مثالية لمسارعة البروتونات والإلكترونات، في مجال الفيزياء الخاصة بالجسيمات، بهدف الحصول في النهاية على طاقة وحركية مرتفعة عالية الأداء.

تعريف المسارعات الخطية

تعرف أجهزة المسارعات الخطية باسم LINAC، وهي المستخدمة في العلاج الإشعاعي الخاصة بمرضى السرطان، حيث تقوم بمسارعة الإلكترونات والبروتونات، لإنشاء حركة أو طاقة حركية كبيرة، لتوجيه الإشعاع نحو الأورام السرطانية، لعلاجها أو إتلاف الحمض النووي بداخلها، مع الحفاظ على الخلايا السليمة وعدم الإضرار بها.

تستخدم أجهزة ال LINAC في علاج الكثير من أنواع السرطانات المستعصية مثل البروستاتا، المثانة، الكبد، العظام، العمود الفقري، سرطان المعدة، المريء، الرحم، المستقيم، المخ، الرقبة وغيرها، اخترعت أجهزة المسارعات الخطية في عام 1930، ثم استغرق خروج الجهاز إلى الواقع الفعلي ما يقرب من 4 عقود أي 40 عاماً والذي أخرج هذا المشروع للنور هو البروفيسور بيتر فيسيندن في عام 1972.

الهدف الرئيسي من اختراع المسارعات الخطية التي تستخدم لمسارعة الإلكترونات والبروتونات، هو العلاج بالإلكترون والعلاج بالأشعة السينية في جهاز طبي واحد، أي في الأساس استخدمت أجهزة المسارع الخطي في تجربة كيفية علاج الأورام السرطانية بنوعين مختلفين من الإشعاع.[1][2]

كيف يعمل المسارع الخطي

• في البداية تقوم المصادر الأيونية بإعطاء جرعة من الإلكترونات بعد العمل على تسارعها في اتجاه المجرى الأول في الأنبوب ذو الشحنات السلبية مع المجرى الثانية للأنبوب ذو الشحنات الإيجابية.
• في الوقت الذي تدخل فيه الإلكترونات إلى الأنبوب، تقوم الترددات أو التيارات اللاسلكية بتغيير معدل الاستقطاب الخاص بها.
• ثم يشحن المجرى الأول في الأنبوب بشحنات سلبية، ثم يشحن المجرى الثاني من الأنبوب بشحنات إيجابية.
• وبسبب القصور الذاتي تخرج الإلكترونات من الأنبوب، وبالتالي تدفع الإلكترونات في اتجاه مجرى الأنبوب الأول ثم تجذبها في نفس الوقت مجرى الأنبوب الثاني في نفس الاتجاه الخاص بها.
• يجب أن تكون الأنابيب الخاصة بالمسارع الخطي طويلة للغاية، يمكن أن تتسارع الإلكترونات والبروتونات، حتى تزيد سرعتها بشكل أكبر وتقطع مسافات أطول في الحركة.[1]

معلومة هامة: يمكنك من خلال الفيديو التالي مشاهدة كيف يعمل جهاز التسارع الخطي المستخدم في الأجهزة العلاجية الإشعاعية.

ما هي مكونات المسارع الخطي

• من مكونات المسارع الخطي مكان توليد الإلكترونات: لتوليد وتوجيه الإلكترونات والعمل على تسارعها أو زيادة طاقتها الحركية.
• ناقل الحزم الإشعاعية: هو المسئول عن نقل وتحريك الإلكترونات نحو الهدف أو الوجهة الخاصة بها.
• مكون تسارع الإلكترونات: المسئول عن زيادة الطاقة الحركية الخاصة بها.
• مرشحات وغرف للتأين وموازه الإشعاع: وظيفة هذه المكونات تعديل الإشعاعات المستخدمة في العلاج قبل تطبيقها في الأجهزة الطبية.
• المكون المسئول عن تعديل النبض: هو المسئول عن إنشاء طاقة محددة لمولد الأشعة اللاسلكية ومدفع الإلكترونات electron gun.
• مولد للترددات اللاسلكية: لإنتاج الموجات الكهرومغناطيسية.
• لوحة التحكم: وهي اللوحة التي يمكن من خلالها التحكم في وظيفة مسارع الجسيمات.[2]

تطبيقات المسارع الخطي لتسارع الإلكترونات

كما ذكرنا من قبل أن المسارعات الخطية أو LINAC هي المبدأ الذي تقوم عليها الاجهزة المعالجة للأورام السرطانية في مختلف أجزاء الجسم، التي تستخدم الإشعاع في تدمير الحمض النووي داخل الخلايا السرطانية والأورام، من أمثلة هذه الاجهزة:

• المعالجة الإشعاعية الموجهة بالصور IGRT.
• العلاج الإشعاعي ذو الشدة المعدلة IMRT.
• الجراحة الإشعاعية التجسيمية SRS.

كل هذه الأجهزة هي تطبيقات من المسارعات الخطية، التي تستخدم لتسريع حركة الإلكترونات، من أجل الحصول على طاقة حركية، لاستخدام العلاج الإشعاعي بمختلف أنواعه، في علاج الأورام السرطانية في مختلف أنحاء الجسم، في نفس الوقت الحفاظ على الخلايا السليمة دون إتلافها.[3]

هل اجهزة المسارعات الخطية أمنة على المرضى

الطبيب المختص هو من يحدد جرعة الإشعاع والوقت العلاجي على حسب حالة مرضى السرطانات، لكن المسارعات أو LINAC التي تستخدم لمسارعة الإلكترونات لتوليد طاقة كبيرة من الإشعاع، من الممكن أن تسبب الضرر للمرضى، لتجنب ذلك يجب اتباع الآتي:

• طبيب الأورام هو من يحدد الاستراتيجية العلاجية الصحيحة وفقاً لتقارير المريض الطبية عن حالته.
• ثم تنفذ الخطة العلاجية تحت إشراف متخصص في العلاج الإشعاعي.
• استخدام جهاز التتبع الذي يفحص هل أجهزة المسرع الخطي تعمل بالشكل الصحيح، بجانب سرعة وكثافة جرعة الإشعاع وهل هي مناسبة للمريض أم لا.[1][2]

هل يوجد أنواع من أجهزة مسرع الجسيمات

نعم، يوجد نوعان من أجهزة المسرعات وهما:

• المسارعات الخطية Linear Particle accelerator: الذي يستخدم لتوجيه حركة الجسيمات في شكل خطي أو اتجاه مستقيم.
• المسارعات الدائرية Circular Particle Accelerator: المستخدم في تسارع الجسيمات في شكل دائري.[2]