STUDIO E PROVE DI FUNZIONALITA' DI UN ACCELERATORE LINEARE COMPATTO PER PROTONTERAPIA ALIMENTATO CON MAGNETRON

Questa richiesta si colloca nell'ambito di un'attività di sviluppo di acceleratori lineari compatti per applicazioni in protonterapia. In una collaborazione con il CERN, la Fondazione TERA, l'INFN e l'Università di Napoli è stato realizzato un prototipo di acceleratore lineare (LIBO) a 3 GHz che utilizza come iniettore un ciclotrone da 60 MeV. Basandosi sugli eccellenti risultati di LIBO, è stato concepito un nuovo esperimento, ACLIP, finalizzato a progettare e verificare sperimentalmente un nuovo linac per protoni che potesse operare partendo da energie inferiori (30 MeV). Tale esperimento vede attive le Università di Milano, Napoli e Bari nonchè le rispettive sezioni INFN . Il Linac consiste di 5 moduli ognuno alimentato da una propria sorgente RF. L'alimentazione RF di questi LINAC rappresenta la componente più costosa. In tal senso lo studio di soluzioni più economiche è oggetto di sforzo rilevante. ACLIP attualmente è al punto in cui il primo modulo è terminato e ci si appresta ad una sua qualifica a bassa potenza RF. Nel contempo, si è progettato e definito un sistema di alimentazione RF che prevede l'utilizzo di un componente significativamente economico, quale il magnetron. Tale situazione è stata il risultato di una collaborazione, formalizzata in un accordo, con la ditta inglese e2V (Chelmsford) leader nella costruzione di questi apparati e interessata a verificarne l'applicabilità nel settore dei linac. L'accordo stipulato con questa azienda prevede i seguenti passi significativi: -possibilità di utilizzare un magnetron commerciale standard per effettuare test di accelerazione di protoni con il primo modulo di ACLIP, utilizzando un fascio disponibile presso i Laboratori Nazionali dell'INFN di Catania. -studio e possibile applicazione sperimentale di un meccanismo di "phase lock" fra più magnetron per poter operare l'intero linac utilizzando tali sorgenti. Le problematiche scientifiche sottostanti a questa ultima possibilità sono state studiate a livello di laboratorio ed i primi risultati sono promettenti e saranno presentati alla prossima European Particle Accerator Conference. (Giugno 2008). Utilizzando finanziamenti ottenuti dall'INFN, è in corso di realizzazione un secondo modulo di ACLIP che potrebbe quindi consentire una verifica sperimentale effettiva della possibilità in esame, oltre che consentire un test di accelerazione ancora più significativo per l'intero acceleratore. Questi test verranno svolti utilizzando un fascio di protoni da 30 MeV del ciclotrone superconduttore dei Laboratori Nazionali del Sud. Si verificherà l'effettiva capacità di accelerazione dei moduli, misurando con tecniche di tipo nucleare l'intensità e la distribuzione energetica dei protoni accelerati. Ciò ci permetterà di valutare la possibilità di utilizzo, in una struttura multimodulare, di sorgenti di alimentazioni di potenza RF come i magnetron.