L2A2

A aceleración láser-plasma é unha tecnoloxía prometedora que permite a construción de aceleradores de partículas compactos para a investigación fundamental e aplicada. Os pulsos de láser ultra-intensos e ultra-curtos enfocados nun espazo moi pequeño, nunha capa de material micrométrico, xeran campos eléctricos mil veces máis intensos que os producidos con cavidades de radiofrecuencia, onde os electróns se aceleran a enerxías relativistas. A nube de electróns, que abandona o material obxectivo, ioniza os átomos na superficie e crea un gradiente eléctrico intenso onde os ións se aceleran, en particular os máis lixeiros, os protóns.

O equipo do IGFAE identificou esta tecnoloxía como unha oportunidade para transferir o coñecemento xerado na participación en grandes experimentos. Neste marco, promoviuse a construcción do Laboratorio de Láser para Aceleración e Aplicacións (L2A2), unha infraestrutura de investigación na Universidade de Santiago de Compostela que alberga un sistema láser de 50 TW e unha área radio-protexida para experimentos de aceleración de partículas por láser-plasma. A instalación está a ser utilizada por investigadores da USC e colaboradores externos que levan a cabo investigacións no campo da aceleración de partículas láser-plasma e aplicacións de pulsos láser de femtosegundo.

O programa de investigación liderado polo IGFAE no L2A2 céntrase nas aplicacións médicas das partículas aceleradas por láser. Na actualidade, este programa concéntrase en dúas iniciativas: a produción de radioisótopos por láser para a obtención de imaxes PET (LaserPET) e as novas fontes de raios X por láser e a súa aplicación na obtención de imaxes (LaseX).

LaserPet

O obxectivo do proxecto é desenvolver a tecnoloxía requirida para a produción competitiva de radioisótopos utilizados na tomografía por emisión de positróns (PET) mediante o uso de aceleradores de partículas láser. O principal argumento é que as tecnoloxías actuais para a produción de isótopos de PET baséanse nun esquema centralizado de produción e distribución debido ao elevado custo da infraestrutura requirida. Os aceleradores de láser compactos poderían converterse na tecnoloxía facilitadora para a produción baixo demanda de radioisótopos PET, o que abre a posibilidade de utilizar isótopos de curta duración, como o 11 C, 13 N ou 15O, de especial interese para o diagnóstico de enfermidades neurodexenerativas e cardiovasculares.

LaseX

Os pulsos de láser de baixa enerxía producidos en L2A2, enfocados de maneira eficiente en diferentes materiais obxectivo, xeran un plasma onde os electróns se aceleran ata decenas de kiloelectronvoltios. A interacción destes electróns co mesmo material obxectivo xera raios X dentro do mesmo rango de enerxías. A vantaxe destas novas fontes de raios X, respecto das convencionais, é o tamaño micrométrico do foco. Baixo estas condicións, poden producirse imaxes de raios X con moita mellor calidade e doses máis baixas. Ademais, tamén se poden xerar imaxes non só baseadas na técnica de absorción simple, senón tamén aproveitando a fase dos raios X producidos, a chamada “imaxe de contraste de fase”. Esta tecnoloxía achega unha sensibilidade adicional á densidade do obxecto exposto, o cal é particularmente interesante para as mostras biolóxicas.