Preliminary investigations of Monte Carlo Simulations of neutron energy and LET spectra for fast neutron therapy facilities
没有快中子治疗设施已建成优化的射束质量的基础上，彻底了解中子谱及其产生的生物效应。已开始进行一项研究，以提供这种优化所需的信息。蒙特卡罗研究将用于模拟中子能谱和LET谱。这些研究将以现有快中子治疗设施的数据为基准。结果还将与放射生物学研究进行比较，以进一步支持射束质量优化。这些模拟，锚定这些数据，然后将被用来确定什么参数可能被优化，以充分利用快中子束的独特的LET属性。本文将介绍费米实验室快中子治疗装置产生能量和LET谱的初步工作。
2012-07-05 nucl-ex physics.acc-ph
Integration of a new Cryogenic Liquefier into the IB-1 Cryogenic Test Facility
针对测试活动增加的需求，本文介绍了集成至IB-1低温测试设施的新型氦低温液化器，其技术特性、调试结果及液氦传输细节，实现了设施间连接。
2023-08-29 physics.acc-ph
Simulation of stripping injection into HITFiL with carbon ion
在兰州重离子治疗装置（HITFiL）的强子治疗积累过程中，剥离注入是一个关键的阶段。为了模拟HITFiL中碳离子的剥离注入过程，研究了碳离子与金属箔的相互作用，并利用自行开发的程序进行了模拟，给出了HITFiL中注入束流参数和注入系统的优化方案。
2013-05-03 physics.acc-ph
First high gradient test results of a dressed 325 MHz superconducting single spoke resonator at Fermilab
一个新的超导RF腔测试设备已在费米实验室投入使用，并首次测试了325 MHz，β = 0.22的超导单辐腔，该腔配有氦护套和原型调谐器。该设施的描述和结果的全梯度，CW腔测试与高Qext驱动耦合器的报告。对Q病和外加磁场的敏感性进行了研究。将结果与在氢气脱气和焊接到氦气夹套中之前获得的裸腔结果进行比较。
2012-02-07 physics.acc-ph
A double multi-turn injection scheme for generating mixed helium and carbon ion beams at medical synchrotron facilities
针对强子治疗中碳离子束在线射程验证需求，提出双多圈注入方案在医用同步加速器中产生混合氦碳离子束，首次在MedAustron设施实现并验证其可行性，为临床应用提供技术基础。
2025-10-13 physics.acc-ph physics.med-ph
Simulation of a radiobiology facility for the Centre for the Clinical Application of Particles
正在研究粒子临床应用中心的放射生物学应用激光混合加速器设施，需要模拟新的加速器部件（如伽柏透镜捕获系统）、模拟探测器和模拟离子束与细胞的相互作用。LhARA的第一阶段将为体外研究提供高达15 MeV的质子。LhARA的第二阶段将使用固定场加速器来增加粒子的能量，以允许使用质子进行体内研究和使用较重离子进行体外研究。BDSIM是一个基于Geant 4的加速器模拟工具，已被用来进行粒子跟踪模拟，以验证由BeamOptics完成的束流光学设计，这些显示出良好的一致性。设计参数的定义基于EPOCH模拟的激光源和一系列的单能输入光束产生的BDSIM。跟踪结果表明，大角度扩展的输入光束（0.2 rad）可以传输几乎100%的传输，同时保持在终端站的发散度非常低（<0.1 mrad）。LhARA的遗产将是展示可以推动质子和光离子治疗（即耦合到Gabor透镜捕获和固定场加速器的激光源）的技术，以及能够提供全面实验数据集的系统，可用于增强质子和光离子治疗的临床应用。
2019-07-23 physics.acc-ph physics.med-ph
Supersonic gas curtain based real-time ionization profile monitor for hadron therapy
本研究开发了一种基于超音速气帘的实时电离束流剖面监测器，能在不扰动束流的情况下同时监测其位置、剖面、电流和能量，并在碳束实验中验证了其在不同参数下的2D测量性能与灵敏度。
2025-09-18 physics.acc-ph
Recent Progress of RF Cavity Study at Mucool Test Area
为了开发一种适用于μ子束冷却通道的射频腔，费米实验室建立了一个新的设备，称为Mucool测试区（MTA）。MTA是一个独特的设施，其目的是在各种条件下测试RF腔。有201和805兆赫的高功率源，一个4特斯拉的螺线管磁铁，一个低温系统，包括一个氦液化器，一个防爆装置，以操作气体/液氢，和一个束传输线发送一个强烈的H-束从费米实验室直线加速器到MTA大厅。本文件将讨论MTA最近的活动。
2012-01-27 physics.acc-ph
Design of the LBNF Beamline Target Station
长基线中微子设施（LBNF）项目将在费米实验室建立一条光束线，以产生适当能量范围的强中微子束，并将其瞄准南达科他州Lead的SURF设施的DUNE探测器。中微子的生产始于目标站，该站由一个固体目标、磁聚焦喇叭以及相关的子系统和屏蔽基础设施组成。质子撞击目标产生介子，然后被喇叭聚焦到充满氦的衰变管中，在那里它们衰变成μ子和中微子。目标和喇叭被包裹在主动冷却的钢和混凝土屏蔽中，在一个称为目标追逐的房间里。参考设计导管充满空气，但正在评估氮气和氦气作为替代品。一个可更换的射束窗口将衰变管与靶道分开。该设施的设计初始运行功率为1.2兆瓦，有能力升级到2.4兆瓦，并利用了费米实验室NuMI设施的运行经验。我们在这里讨论的设计状态，相关的挑战，以及正在进行的R&D和物理驱动的组件优化的目标站。
2016-12-21 physics.acc-ph physics.ins-det
Future Developments in Charged Particle Therapy: Improving Beam Delivery for Efficiency and Efficacy
带电粒子治疗（CPT）的物理和临床益处得到了广泛认可，最近的发展导致了设施的迅速出现，从而在全球范围内得到了更广泛的采用。尽管如此，CPT的可用性和剂量测定优势的充分利用仍然受到高设施成本和技术挑战的限制。有广泛的持续努力，以改善这些，这将导致更大的可及性，优质的交付，因此更好的治疗结果。这些方面中的几个可以通过对射束输送系统（BDS）的开发来解决，该系统确定整体成形和定时能力以提供高质量的治疗。现代分娩技术是必要的，但受到延长治疗时间的限制。能量层切换时间（ELST）是BDS的限制性约束，并且是束传递时间（BDT）的决定因素，以及加速器和其他因素。本综述详细评估了交付过程，介绍了BDS和相关加速器技术的局限性和发展，以减少BDT。由于延长的BDT影响运动并对治疗具有剂量学意义，我们讨论了最大限度地减少ELST的途径，并概述了大能量接受BDS的临床受益和可行性。这些发展支持了提供先进方法的可能性，如体积再扫描，FLASH和弧形治疗，并可以进一步降低成本，因为更快地提供更大范围的治疗适应症。还讨论了实现多离子、图像引导和自适应治疗的进一步工作。在这篇综述中，我们研究如何提高治疗效率和疗效可以实现与改进的BDS，以及如何这可能会导致更快，更高质量的治疗CPT的未来。
2021-09-21 physics.acc-ph physics.med-ph
Mechanical Design of a High Energy Beam Absorber for the Advanced Superconducting Test Accelerator (ASTA) at Fermilab
为费米实验室的先进超导试验加速器（ASTA）建造了一个高能束流吸收器。在该设施的初始配置中，电子束将通过3个TTF型或ILC型RF低温模块加速到750 MeV的能量。电子束将被引导到多个下游实验和诊断束线之一，然后沉积在两个束吸收器之一中。该设施的设计可容纳多达6个低温模块，这将产生一个75千瓦的1.5 GeV束流;这是束流吸收器的驱动设计条件。光束吸收器由水冷石墨、铝和铜层组成，这些层包含在充满氦气的外壳中。本文介绍了梁式吸收器的机械实现，重点是热设计和分析。此外，辐射诱导的石墨降解的潜力进行了讨论。
2013-01-23 physics.acc-ph
HIBISCUS: a new ion beam radio-frequency quadrupole cooler-buncher for high-precision experiments with exotic radioactive ions
本文介绍新型射频四极杆冷却-聚束器HIBISCUS，用于改善低能奇异放射性离子束光学性能并实现微秒级短束团引出，给出其技术特性、最佳工作参数及传输效率、能量展宽和时间宽度等性能结果。
2025-01-13 physics.acc-ph physics.ins-det
Status and update of the RaDIATE Collaboration R&D Program
加速器目标环境中的辐射损害（Radiate）合作成立于2012年，目前由全球50多个参与者和11个机构组成。由于目标设施中未来质子加速器源的功率不断增加，迫切需要进一步了解目标设施材料的物理和热机械辐射响应。因此，RaDIATE合作的主要目标是利用核材料和加速器靶领域的现有专门知识，生成新的有用材料数据，供加速器和裂变/聚变界应用。目前的合作研究活动包括对现有束线退役部件进行辐照后检查（PIE），如NuMI铍束窗和石墨NT-02靶材料。这些组件的PIE包括先进的微观结构分析（SEM/TEM、EBSD、EDS）和纳米压痕等微观力学技术，以帮助表征操作期间发生的任何微观结构辐射损伤。目前还在低能量和高能量射束设施上对各种候选材料进行新的辐照活动。在萨里大学进行的铍氦注入研究以及在布鲁克海文国家实验室的BLIP设施对各种材料进行的高能质子辐照研究已经开始。该计划还扩展到在CERN的HiRadMat设施使用高强度光束脉冲进行光束诱导热冲击实验，然后进行先进的PIE活动，以评估材料的抗热冲击性。将讨论正在进行的研究活动的初步结果，以及Radiate合作R&D计划的未来计划。
2018-03-22 physics.acc-ph
Proton FLASH irradiation platform for small animal setup at Chang Gung Memorial Hospital
背景资料：自从美国瓦里安公司最近宣布首次在人体内进行质子闪光治疗的临床试验以来，质子闪光治疗是放射治疗领域的一个紧急研究课题。然而，这方面的研究还需要做大量的工作，不仅要了解辐射生物效应的机制，而且要建立一个合适的剂量监测系统。目的：本研究在一台医用质子闪光机上建立了一个小动物质子闪光照射实验站。剂量监测系统能够提供实时的辐照剂量和辐照时间结构。研究方法：剂量监测系统包括自制透射式电离室（TIC）、塑料闪烁体束流位置监测器和法拉第杯（FC）。TIC和FC都配备了自制的快速读取电流的集成电子设备。该成像引导系统包括可移动的CT、激光器以及在小鼠体表附着的磁珠，可以准确地引导测试小动物就位。结果：剂量监测系统可提供1 ms时间分辨率的剂量率时间结构。实验测试结果表明，在100 Gy/s剂量率下，230 MeV质子在199 ms脉冲周期内，单脉冲可向靶输送的最高剂量约为20 Gy。结论：在长庚医院建立了一个质子研究照射平台，专门用于研究小动物闪光生物效应。最后的设置数据为光束用户规划实验以及改进设备提供了参考。
2023-01-05 physics.acc-ph physics.med-ph
MinT: A Fast Lightweight Envelope/Monte-Carlo Beam Optics Code for the Proton Beamlines of the Paul Scherrer Institute
本文介绍了新型快速轻量级线性束流传输程序MinT，它结合并扩展了TRANSPORT和TURTLE代码的能力，提供束流退化、多次散射和束流准直效应计算，旨在几秒内为HIPA和Proscan控制室提供支持。
2023-07-28 physics.acc-ph
The Laser-hybrid Accelerator for Radiobiological Applications
“用于放射生物学应用的激光混合加速器”，LhARA，被认为是一种新型的、灵活的设施，专门用于放射生物学研究。在LhARA中展示的技术具有广泛的应用，将被开发以允许在一个全新的制度中提供粒子束治疗，在一个单一的治疗部分中结合各种离子种类，并利用超高剂量率。LhARA将是一个混合加速器系统，其中激光相互作用驱动产生大量质子或轻离子，这些质子或轻离子使用等离子体（Gabor）透镜捕获并形成光束。激光驱动的源允许质子和离子被捕获的能量大大高于那些属于在传统的设施，从而避免了目前的空间电荷限制的瞬时剂量率，可以提供。因此，激光混合方法将允许放射生物学的巨大的“未知领域”，该领域决定了组织对电离辐射的响应，将使用各种各样的时间结构、光谱分布和空间配置，以高达并大大超过超高剂量率“FLASH”制度的瞬时剂量率，用质子和轻离子来研究。建议分两个阶段开发LhARA。在第一阶段，将使用能量在10 MeV和15 MeV之间的质子束进行体外放射生物学方案。在第二阶段，束流将使用固定场加速器（FFA）加速。这将使实验能够在体外和体内进行，质子束能量高达127 MeV。此外，能量高达33.4MeV/核子的离子束将可用于体外和体内实验。本文介绍了LhARA的概念设计和研发计划，LhARA财团寻求建立该设施。
2020-05-31 physics.acc-ph physics.bio-ph
The Continuous Electron Beam Accelerator Facility at 12 GeV
本文综述了 CEBAF 加速器升级至 12 GeV 的方案与性能，重点介绍新增高性能低温模块、束流循环磁铁改进、冷却扩容及新实验大厅建设，并总结了运行经验与未来可靠性提升规划。
2024-08-29 nucl-ex physics.acc-ph
