LaserPET

  1. Inicio
  2. Experimentos
  3. LaserPET

Laser PET – Aceleración de partículas láser-plasma en IGFAE

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 nuns poucos microns cadrados nunha capa de material micrométrico, xeran campos eléctricos mil veces máis intensos que os producidos con cavidades de radiofrecuencia, onde os electróns aceléranse 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 aceléranse, en particular os máis lixeiros, os protóns.

Ademais do seu interese intrínseco, os investigadores de IGFAE tamén identificaron a aceleración láser-plasma como unha oportunidade para transferir o coñecemento xerado a través da súa participación en experimentos internacionais a gran escala. Esas foron as motivacións para promover a construción do Laboratorio de Láser para Aceleración e Aplicacións (L2A2). Esta é 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.

O programa de investigación dirixido por IGFAE en L2A2 enfócase en aplicacións médicas de partículas aceleradas por láser. Na actualidade, este programa concéntrase en dúas iniciativas: produción por láser de radioisótopos para imaxes PET (LaserPET) e novas fontes de raios X por láser e a súa aplicación en imaxes (LaseX).

Máis información en www.igfae.usc.es/laserpet

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 (1 mJ, 25 fs, 1 kHz), enfocados de maneira eficiente (-10 μm2) en diferentes materiais obxectivo, xeran un plasma onde os electróns aceléranse ata algunhas 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, con respecto ás convencionais, é o tamaño micrométrico do foco. Baixo tales condicións, pódense producir imaxes de raios X con moita mellor calidade e doses máis baixas. Ademais, tamén se poden producir 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 proporciona unha sensibilidade adicional á densidade do obxecto exposto, o cal é particularmente interesante para as mostras biolóxicas.