დაბალენერგეტიკული პროტონული ტომოგრაფის მათემატიკური მოდელირება და კალორიმეტრის ელემენტების შესასწავლი სტენდის შექმნა

ავტორი: გიორგი ლომიძე
საკვანძო სიტყვები: ფიზიკა, პროტონული ტომოგრაფი
ანოტაცია:

დაბალენერგეტიკული პროტონული ტომოგრაფის მათემატიკური მოდელირება და კალორიმეტრის ელემენტების შესასწავლი სტენდის შექმნა ანოტაცია: დღეისათვის, მსოფლიოს მასშტაბით არაერთი სამეცნიერო ჯგუფი მუშაობს პროტონული ტომოგრაფის შექმნასა და დახვეწაზე, რაც გარკვეულ სირთულეებთან და, ამასთან ერთად, მატერიალურ - ტექნიკური რესურსების მობილიზებასთან არის დაკავშირებული. მე - 20 საუკუნის მეორე ნახევარსა და 21 - ე საუკუნეში მნიშვნელოვნად დაიხვეწა სხივური დიაგნოსტიკისა და თერაპიის მეთოდები. დღეს ყველა საშუალო და მაღალი დონის სამედიცინო დაწესებულება აღჭურვილია დიაგნოსტიკის ისეთი აპარატურით, როგორებიცაა: რენტგენის აპარატი (XR), კომპიუტერული ტომოგრაფი (CT), მაგნიტურ - რეზონანსული ტომოგრაფი (MRI), პოზიტრონ - ემისიური ტომოგრაფი (PET). სხივური თერაპიის ცენტრებში განთავსებულია წრფივი ამაჩქარებლები, რომელთა საშუალებითაც ხდება პაციენტთა სიმსივნური წარმონაქმნების დასხივება მაღალი ენერგიის ფოტონებით, რაც თანამედროვეობის ერთ - ერთ პრაქტიკულ საშუალებას წარმოადგენს (აღნიშნული ამაჩქარებლები საკმაო რაოდენობითაა საქართველოშიც, რამდენიმე სამედიცინო ცენტრში). ბოლო წლებში, მსოფლიოში გაჩნდა სხივური თერაპიის ახალი საშუალება - თერაპია ადრონებით. მისი უპირატესობა ფოტონებით თერაპიასთან შედარებით ისაა, რომ ფოტონები ორგანიზმში შეღწევისას და ქსოვილის ატომებთან ურთიერთქმედებისას ატომთა იონიზაციისათვის საკმარის ენერგიას გადასცემენ მათ შორის ჯანმრთელი ქსოვილის ატომებსაც. ამავდროულად, ფოტონები საკმაოდ განიბნევიან ატომებზე და განჭოლავენ სამიზნე მოცულობასთან შედარებით მნიშვნელოვნად მეტ მოცულობას. ადრონებით (მაგალითად, პროტონებით) თერაპიის შემთხვევაში, ნივთიერებაში გავლისას, მათთვის დამახასიათებელი ენერგიის სპეციფიკური კარგვის თვისების გამო, ენერგიის უდიდეს ნაწილს ტოვებენ ორგანიზმის კონკრეტულ არეალში, რაც შესაძლებელს ხდის მაქსიმალური დოზით დასხივდეს პათოლოგიური წარმონაქმნი, ხოლო ორგანიზმის ჯანმრთელმა ქსოვილმა მიიღოს დასხივების მინიმალური დოზა. ადრონების ამგვარი თვისების გამო, დღეისათვის, მსოფლიოში არაერთი სამეცნიერო ჯგუფი ცდილობს გამოიყენოს ისინი სხივურ დიაგნოსტიკაშიც - შეიქმნას პროტონული ტომოგრაფი, რომლის მიერ ჩატარებული დიაგნოსტიკური კვლევის ხარისხი შედარებით ხელსაყრელი იქნება ადრონული თერაპიისთვის. ამასთან, მოსალოდნელია, რომ პროტონული ტომოგრაფის მიერ უარყოფითი ზემოქმედება ორგანიზმის ქსოვილებზე იქნება გაცილებით ნაკლები, ვიდრე რენტგენის სხივების ზემოქმედებაა. შესაბამისად, პროტონული ტომოგრაფით დიაგნოსტიკური კვლევა გაცილებით მრავალჯერ იქნება შესაძლებელი, ვიდრე ეს შესაძლებელია რენტგენოდიასგოსტიკით. 2022 წლიდან, თსუ - მაღალი ენერგიების ფიზიკის ინსტიტუტის სამეცნიერო ჯგუფმა დაიწყო მუშაობა დაბალენერგეტიკული ადრონული კალორიმეტრის შექმნაზე, რომელიც პროტონული ტომოგრაფის ერთ - ერთი მნიშვნელოვანი ნაწილია. წინამდებარე ნაშრომში მოცემულია კალორიმეტრის სატესტო მოდელის ელემენტების პარამეტრების შესწავლის გზები და მეთოდები. კოსმოსური სხივების საშუალებით შესწავლილ იქნა სცინტილატორული დეტექტორების პარამეტრები. მონაცემების დამუშავების შედეგად დადგინდა დეტექტორების მუშაობისათვის ოპტიმალური სამუშაო ძაბვა, რომლის დროსაც მიღებულ მონაცემებში ფონური სიგნალების წილი მინიმალურია, ხოლო დეტექტორების მიერ რეალური სიგნალების აღრიცხვის ეფექტურობა - მაქსიმალური. კვლევის ფარგლებში გაიმართა დეტექტორებიდან მონაცემების მიღება - დამუშავების სისტემა, რაც მომავალში გამოყენებული იქნება ადრონული კალორიმეტრის სცინტილატორული დეტექტორების პასპორტიზაციისათვის.

მიმაგრებული ფაილები:

დაბალენერგეტიკული პროტონული ტომოგრაფის მათემატიკური მოდელირება და კალორიმეტრის ელემენტების შესასწავლი სტენდის შექმნა [ka]