npeЯдерная физика и инжинирингNuclear Physics and Engineering2079-56292079-5637МИФИ10.56304/S2079562924060253EWOEZUnpe-522Research ArticleМатематическое моделирование в ядерных технологияхMathematical Modeling in Nuclear TechnologiesОСОБЕННОСТИ БЫСТРОЙ РЕГУЛИРОВКИ ВЫХОДНОЙ ЭНЕРГИИ В ЛИНЕЙНОМ УСКОРИТЕЛЕ ДЛЯ ПРОТОННОЙ ТЕРАПИИFEATURES OF THE FAST VARIATION OF THE OUTPUT ENERGY IN A LINEAR ACCELERATOR FOR PROTON THERAPYОвчинниковаЛ. Ю.OvchinnikovaL. Yu.ДуркинА. П.DurkinA. P.ПарамоновВ. В.ParamonovV. V.Институт ядерных исследований РАНРоссияInstitute for Nuclear Research, Russian Academy of SciencesRussian Federation202519122025164467471Copyright © Овчинникова Л.Ю., Дуркин А.П., Парамонов В.В., 20252025Овчинникова Л.Ю., Дуркин А.П., Парамонов В.В.Ovchinnikova L.Y., Durkin A.P., Paramonov V.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://npe.elpub.ru/jour/article/view/522

Суммируются результаты исследований процессов при быстрой регулировке выходной энергии линейного ускорителя для протонно-лучевой терапии за время одного ВЧ импульса. Рассматриваются как особенности формирования необходимого импульса ВЧ питания, так и распространения ВЧ импульса в безынерционной дисперсной структуре на бегущей волне. Особое внимание уделено динамике частиц в нестационарном электромагнитном ВЧ поле. Применение рассматриваемого метода регулировки позволит многократно повысить скорость сканирования по глубине объекта облучения.

Results of studying processes accompanying the fast variation of the output energy of a medical proton linac during one microwave pulse have been summarized. Features of both the formation of a required microwave power pulse and the propagation of the microwave pulse in an inertialess dispersed traveling wave structure have been analyzed. Particular attention is paid to beam dynamics in a nonstationary electromagnetic microwave pulse. The application of the variation method under consideration will greatly increase speed of scanning along the depth in an irradiated object.

протонная терапияTW структуралинейный ускорительмоделирование динамики пучкаproton therapyTW linear acceleratorbeam dynamics simulationАвторы признательны А.А. Коломийцу за предоставленные данные о характеристиках сгустков протонов ЛУ в режиме номинального ускорения. Также авторы выражают благодарность С.М. Полозову за полезные замечания.ReferencesDegiovanni A., Stabile P., Ungaro D. // Proc. NAPAC'16. 2017. P. 1282–1286. https://doi.org/10.18429/JACoW-NAPAC2016-FRB1IO02Degiovanni A., Stabile P., Ungaro D. // Proc. NAPAC'16. 2017. P. 1282–1286. https://doi.org/10.18429/JACoW-NAPAC2016-FRB1IO02Picardi L. et al. // Phys. Rev. Accel. Beams. 2020. V. 23 (2). P. 020102. https://doi.org/10.1103/PhysRevAccelBeams.23.020102Picardi L. et al. // Phys. Rev. Accel. Beams. 2020. V. 23 (2). P. 020102. https://doi.org/10.1103/PhysRevAccelBeams.23.020102Paramonov V.V., Durkin A.P., Kolomiets A. // Proc. RuPAC'21. Alushta, Russia. 2021. P. 117–119. https://doi.org/10.18429/JACoW-RuPAC2021-FRB04Paramonov V.V., Durkin A.P., Kolomiets A. // Proc. RuPAC'21. Alushta, Russia. 2021. P. 117–119. https://doi.org/10.18429/JACoW-RuPAC2021-FRB04Paramonov V.V., Durkin A.P., Kolomiyets A.A., Kurilik A.S., Ovchinnikova L.Yu. // Phys. Part. Nucl. Lett. 2023. V. 20 (4). P. 850–853. https://doi.org/10.1134/S1547477123040544Paramonov V.V., Durkin A.P., Kolomiyets A.A., Kurilik A.S., Ovchinnikova L.Yu. // Phys. Part. Nucl. Lett. 2023. V. 20 (4). P. 850–853. https://doi.org/10.1134/S1547477123040544Xiao C.-C. et al. // Nucl. Sci. Tech. 2020. V. 31. P. 100. https://doi.org/10.1007/s41365-020-00806-6Xiao C.-C. et al. // Nucl. Sci. Tech. 2020. V. 31. P. 100. https://doi.org/10.1007/s41365-020-00806-6Komarov D.A., Yakushkin E.P., Paramonov Yu.N., Surkov S.V. // Proc. LaPlas-2022. 2022. P. 390. https://conf.laplas.mephi.ru/archive2022/information/.Komarov D.A., Yakushkin E.P., Paramonov Yu.N., Surkov S.V. // Proc. LaPlas-2022. 2022. P. 390. https://conf.laplas.mephi.ru/archive2022/information/.Овчинникова Л.Ю., Парамонов В.В. // Ядерн. физ. инжинир. 2025. Т. 16 (2). С. 178. https://doi.org/10.56304/S2079562924050361 [Ovchinnikova L., Paramonov V. // Phys. At. Nucl. 2023. V. 86 (12). P. 2675–2679. https://doi.org/10.1134/S1063778823110340].Овчинникова Л.Ю., Парамонов В.В. // Ядерн. физ. инжинир. 2025. Т. 16 (2). С. 178. https://doi.org/10.56304/S2079562924050361 [Ovchinnikova L., Paramonov V. // Phys. At. Nucl. 2023. V. 86 (12). P. 2675–2679. https://doi.org/10.1134/S1063778823110340].Овчинникова Л.Ю., Курилик А.С. // Ядерн. физ. инжинир. 2023. Т. 14 (5). С. 453. https://doi.org/10.56304/S2079562922050347 [Ovchinnikova L.Yu., Kurilik A.S. // Phys. At. Nucl. 2022. V. 85 (10). P. 1658–1660. https://doi.org/10.1134/S1063778822100404].Овчинникова Л.Ю., Курилик А.С. // Ядерн. физ. инжинир. 2023. Т. 14 (5). С. 453. https://doi.org/10.56304/S2079562922050347 [Ovchinnikova L.Yu., Kurilik A.S. // Phys. At. Nucl. 2022. V. 85 (10). P. 1658–1660. https://doi.org/10.1134/S1063778822100404].

The authors declare that there are no conflicts of interest present.