- Создан компактный изохронный циклотрон для протонной терапии. По своим характеристикам ускоритель находится на уровне лучших мировых аналогов и превосходит специализированные медицинские циклотроны IBA. В нем вдвое увеличена интенсивность выведенного пучка за счет снижения потерь при ускорении и выводе. Это позволяет использовать данный ускоритель для реализации новейших технологий протонной терапии, связанных с синхронизацией облучения и движения органов, а также с активным сканированием модулированным по интенсивности пучком. Циклотрон С235-V3 сертифицирован для клинического использования в госпитальных центрах протонной терапии в России.
- Структура магнитного поля сформирована с точностью (2-3)-10 Тл от изохронного поля циклотрона и обеспечивает эффективное ускорение пучка.
- Результаты пучковых испытаний ускорителя в ОИЯИ: эффективность ускорения -72%, эффективность вывода - 62%.
- Конфигурация созданного электростатического дефлектора выводной системы циклотронов С235 и С235-V3, позволившего увеличить эффективность вывода пучка с 50% до 75%.
- Результаты экспериментального исследования и численного моделирования динамики ускорения и вывода пучка в специализированном медицинском циклотроне С235 фирмы IBA. Установлено, что основной причиной потерь пучка при ускорении является наличие радиальной компоненты магнитного поля с уровнем (1-3)·10-4 Тл в средней плоскости ускорителя. Потери происходят на элементах магнитной системы в области вывода. Показано, что для улучшения эффективности ускорения пучка необходимо увеличить вертикальную фокусировку на конечных радиусах, повышая значение частоты вертикальных бетатронных колебаний с 0.25 до 0.45.
- Методики расчета магнитного поля, требуемого для ускорения в изохронных циклотронах со значительным (более 30°) углом спиральности секторов и высокой вариацией магнитного поля, а также расчета ускорения и заброса в выводную систему пучка в циклотронах с учетом действия магнитного поля, создаваемого при работе ускоряющей системы.
- Параметры выводной системы сверхпроводящего циклотрона С400, позволяющей выводить из ускорителя ионы 12C6+ с энергией 400 МэВ/нуклон и эффективностью 70%, а также протоны с энергией ~270 МэВ и эффективностью вывода, близкой к 100%.
2.Ю. Г. Аленицкий, С. А. Костромин, Н. Л. Заплатин, Л. М. Онищенко, Е. В. Самсонов, Циклотрон для лучевой терапии С220р (динамика ускорения и вывода пучка), материалы 11-го Международного совещания по применению ускорителей заряженных частиц в промышленности и медицине, Санкт-Петербург, 2005. С. 233-236
3.Yu. G.Alenitsky, S.B. Vorozhtsov, A.S. Vorozhtsov, A.A.Glazov, N.L. Zaplatin, G.A. Karamisheva, S.A. Kostromin, L.M. Onischenko, E.V. Samsonov, Specialized Cyclotron for Beam Therapy Application, RuPAC 2006, Novosibirsk, 2006
4.Ю. Г. Аленицкий, А. А. Глазов, Г. А. Карамышева, С. А. Костромин, Л. М. Онищенко, Е. В. Самсонов, С. Б. Ворожцов, А. С. Ворожцов, Н. Л. Заплатин, Протонный циклотрон для лучевой терапии, ХХ Международный семинар по ускорителям заряженных частиц, 2007г., Алушта, Крым
5.Yu. G.Alenitsky, S.B.Vorozhtsov, A.S.Vorozhtsov, A.A.Glazov, N.L.Zaplatin, S.A.Kostromin, G.A.Karamisheva, L.M.Onischenko, Isochronous cyclotron C250 for proton therapy application, RuPAC 2008, Звенигород
6.Ю. Г. Аленицкий, С. Б. Ворожцов, А. А. Глазов, Н. Л. Заплатин, С. А. Костромин, Г. А. Карамышева, Г. В. Мицын, А. Г. Молоканов, Л. М. Онищенко, Е. В. Самсонов, Циклотрон для лучевой терапии, Прикладная физика. 2005. № 5. С.50-54
7.Y. Jongen et al., IBA-JINR 400 MeV/U Superconducting Cyclotron For Hadrons Therapy, Proc. Cyclotrons 2010, Lanzhou, China
8.С.А. Костромин, Г.А. Карамышева, Е.В. Самсонов, И.Йонген, Влияние магнитного поля от ускоряющей системы на динамику пучка в циклотроне, Письма в ЭЧАЯ, 2012,. Т. 9, № 4-5, с.384-387
9.Y.Jongen, IBA, Louvain-la-Neuve, Belgium, E.Samsonov, G.Karamysheva, S.Kostromin, JINR, Influence of RF Magnetic Field on Ion Dynamics In IBA C400 Cyclotron, Proceedings of CYCLOTRONS 2010, Lanzhou, China
10.С.А. Костромин, Г.А. Карамышева, Е.В. Самсонов, И.Йонген, Влияние магнитной компоненты ВЧ-поля на движение пучка в циклотроне, Прикл Физика, с. 50, №3, 2012г.
11.С.А. Костромин, Л. М. Онищенко, Расчет ускорения и вывода пучка из Фазотрона ОИЯИ, Письма в ЭЧАЯ, 2012,. Т. 9, № 4-5, с.388-393
12.Г.А.Карамышева, О.В.Карамышев, С.А.Костромин, Н.А.Морозов, Е.В.Самсонов, Е.М.Сыресин, Г.Д.Ширков, С.Г.Ширков, Динамика пучка в циклотроне С235-V3 для протонной терапии, Журнал Технической Физики. 2012. Т. 82 вып.1 с.107
13.И. Енген, Г.А. Карамышева, С.А. Костромин, Н.А. Морозов, Е.В. Самсонов, Е.М. Сыресин, Г.Д. Ширков, С.Г. Ширков, Расчет вывода пучка из циклотрона С235 для протонной терапии, Письма в ЭЧАЯ , ISSN:1814-5957, eISSN:1814-5973 , Изд: ОИЯИ, 2010, т. 7, № 7(163), с. 821-826
14.Г.А. Карамышева, С.А. Костромин, Н.А. Морозов, Е.В. Самсонов, Е.М. Сыресин, Г.Д. Ширков, Вывод пучков из циклотронов с помощью электростатического дефлектора: от расчетов до экспериментальных результатов, Прикладная физика , ISSN:1996-0948, 4, 69-74, 2010
15.E. M. Syresin,…,S. Kostromin et al., Development of Radiation Medicine at DLNP JINR, Письма в ЭЧАЯ. 2011. Т. 8, № 4(167). С.635-646
16.Yu. G. Alenitsky, S. B. Vorozhtsov, A. A. Glazov, G. V. Mytsyn, A. G. Molokanov, N. L. Zaplatin, G. A. Karamysheva, S. A. Kostromin, L. M. Onischenko, E. V. Samsonov, Cyclotron for beam therapy application, RuPAC 2004, Dubna, 2004. P.162-164
17.Y. Jongen et al, Design Dtudies of the Compact Supercondacting Cyclotron for Hadron Therapy, Proc. of EPAC 2006, Edinburgh, Scotland
18.S. A. Kostromin, Development of code for simulation of acceleration of ions from internal source to end of extraction system in cyclotrons and preliminary design study of 8 MeV cyclotron for production of radioisotopes, EPAC 2006, Edinburgh, Scotland
19.Y. Jongen, W. Kleeven, G. A. Karamysheva, S. A. Kostromin, N. A. Morozov, E. V. Samsonov, Simulation of Ions Acceleration and Extraction in Cyclotron C400, EPAC’06. Edinburgh, 2006
20.Y. Jongen, D. Vandeplassche, S. Zaremba, G. Karamysheva, N. Morozov, E. Samsonov, Computer Modeling of Magnetic System for C400 Superconducting Cyclotron, EPAC’06, Edinburgh, 2006
21.Ю. Н. Денисов, С. Н. Доля, В. В. Калиниченко, Г. А. Карамышева, С. А. Костромин, С. Б. Федоренко, Физический пуск циклотрона ЦИТРЕК, Письма в ЭЧАЯ. 2005. Т. 2, №3(126). С.34-38
22.Ю. Г. Аленицкий, А. С. Ворожцов, С. Б. Ворожцов, А. А. Глазов, В. П. Дмитриевский, Н. Л. Заплатин, В. В. Калиниченко, Г. А. Карамышева, С. А. Костромин, Л. М. Онищенко, Е. В. Самсонов, Сильноточный циклотрон-инжектор для Фазотрона ОИЯИ, Письма в ЭЧАЯ. 2005. Т. 2, № 3(126). С.24-28
23.Yu. G.Alenitsky, …, S.A.Kostromin, et al., Positron Emission Isotope Production Cyclotron in DLNP JINR (status report), Письма в ЭЧАЯ, ISSN:1814-5957, eISSN:1814-5973, Изд:ОИЯИ, 5, 7, 41-44, 2008
24.Ю. Г. Аленицкий, А. С. Ворожцов, С. Б. Ворожцов, Н. Л. Заплатин, Г. А. Карамышева, С. А. Костромин, Л. М. Онищенко, Е. В. Самсонов, А. Ф. Чеснов, Циклотрон для лучевой терапии С220р (магнитная система), материалы 11-го Международного совещания по применению ускорителей заряженных частиц в промышленности и медицине, Санкт-Петербург, 2005. С. 228-232
25.G. Karamysheva, S. Kostromin, Beam dynamics study in the C235 cyclotron for proton therapy, Письма в ЭЧАЯ, т. 6, вып. №1 с.134-144, 2009
26.Syresin E. M. et al., Proc. Of RuPAC-2010, p. 402
27.Y. Jongen, M. Abs, W. Beeckman, A. Blondin, W. Kleeven, D. Vandeplassche, S. Zaremba, V. Aleksandrov, S. Gurskiy, G. Karamysheva, N. Kazarinov, S. Kostromin, N. Morozov, E. Samsonov, V. Shevtsov, G. Shirkov, E. Syresin, A. Tuzikov IBA C400 Cyclotron Project For Hadron Therapy, CYCLOTRONS 2007, Giardini Naxos, Italy, 2007
28.Y. Jongen… S. Kostromin Current Status of the IBA C400 Cyclotron Project For Hadron Therapy, EPAC 2008, Genoa, Italy
29.Y. Jongen, M.Abs, A. Blondin, W. Kleeven, S.Zaremba, D. Vandeplassche, IBA, Belgium V.Aleksandrov, S.Gursky, G.Karamysheva, N.Kazarinov, S.Kostromin, N.Morozov, V. Romanov, N. Rybakov, A. Samartsev, E.Samsonov, G.Shirkov, V.Shevtsov, E.Syresin, A.Tuzikov, JINR, Russia. Simulation And Design of The Compact Superconducting Cyclotron C400 For Hadron Therapy, HIAT09, Venice, Italy
30.Y. Jongen, M.Abs, A. Blondin, W. Kleeven, S.Zaremba, D. Vandeplassche, V.Aleksandrov, S.Gursky, O.Karamyshev, G.Karamysheva, N.Kazarinov, S.Kostromin, N.Morozov, E.Samsonov, G.Shirkov, «Compact Superconducting Cyclotron C400 for Hadron Therapy», Nuclear Instruments and Methods, Section A, V. 624, Issue 1, p.47-53, 2012
31.Y.Jongen, W.Beeckman, W.Kleeven, D.Vandeplassche, S.Zaremba, S.Kostromin, N.Morozov, E.Samsonov Simulation of Two Beams Extraction from Superconducting Cyclotron C400, CYCLOTRONS 2007, Giardini Naxos, Italy, 2007
32.Y. Jongen, M.Abs, W.Beeckman, A.Blondin, W. Kleeven, D.Vandeplassche, S. Zaremba, G. Karamysheva, N. Morozov, S. Kostromin, E. Samsonov Simulation of Extraction Magnetic Elements For C400 Superconducting Cyclotron, CYCLOTRONS 2007, Giardini Naxos, Italy, 2007
33.E. Syresin,…, S. Kostromin et al, Development Of The IBA-JINR Cyclotron C235-V3 For Dimitrovgrad Hospital Center Of The Proton Therapy, Proceedings of IPAC2011, San Sebastián, Spain
34.S. Kostromin, L. Onischenko, A. Chesnov, S. Shirkov, Simulation of Beam Dynamics in the Extraction System, Proceedings of RUPAC2012, Saint-Petersburg, Russia
35.S. Kostromin et al., Development of The IBA-JINR Cyclotron C235-V3 For Dimitrovgrad Hospital Center of The Proton Therapy, Proceedings of RUPAC2012, Saint-Petersburg, Russia
36.С.А. Костромин, Е.М. Сыресин, «Тенденции в ускорительной технике для адронной терапии», Письма в ЭЧАЯ, 2013