Acelerador Linear

Definição

O acelerador linear, (ou LINAC), é uma máquina que usa eletricidade para formar um fluxo de partículas subatômicas em movimento rápido. Isso cria radiação de alta energia que pode ser usada para tratar o câncer.

Também chamado linac, acelerador linear de mega-tensão e acelerador linear MeV.

O que é

O acelerador linear, (ou LINAC), é um tipo de acelerador que proporciona a partícula sub-atômica carregada pequenos incrementos de energia quando passa através de uma seqüência de campos elétricos alternados.

Enquanto que o gerador de Van der Graaff proporciona energia a partícula em uma só etapa, o acelerador linear e o ciclotron proporcionam energia a partícula em pequenas quantidades que se vão somando.

O acelerador linear, foi proposto em 1924 pelo físico sueco Gustaf Ising. O engenheiro norueguês Rolf Wideröe construiu a primeira máquina desta classe, que acelerava íons de potássio até uma energia de 50.000 eV.

Durante a Segunda Guerra Mundial foram construídos potentes osciladores de radio freqüência, necessários para os radares da época.

Depois foram usados para criar aceleradores lineares para prótons que trabalhavam a uma freqüência de 200 MHz, enquanto que os aceleradores de elétrons trabalhavam a uma freqüência de 3000 MHz.

O acelerador linear de prótons desenhado pelo físico Luis Alvarez em 1946, tinha 875 m de comprimento e acelerava prótons até alcançar uma energia de 800 MeV (800 milhões).

O acelerador linear da universidade de Stanford é o maior entre os aceleradores de elétrons, mede 3.2 km de comprimento e proporciona uma energia de 50 GeV (50 bilhões).

Na industria e na medicina são usados pequenos aceleradores lineares, bem seja de prótons ou de elétrons.

Acelerador Linear – Dispositivo

Um acelerador linear é um dispositivo que acelera a matéria a uma alta velocidade, movendo-a por um caminho linear com campos eletromagnéticos.

O termo é mais comumente usado para se referir a um acelerador linear de partículas, ou linac, que acelera átomos ou partículas subatômicas.

“Acelerador linear” também pode se referir a dispositivos que usam eletromagnetismo para impulsionar objetos maiores, como pistolas e canhões.

Aceleradores lineares de partículas são comumente usados em medicina, indústria e experimentos científicos, e aceleradores eletromagnéticos para objetos maiores podem ter aplicações futuras para fins como viagens espaciais e armas.

Um acelerador linear de partículas dispara partículas carregadas magneticamente. Estes podem ser átomos carregados inteiros, chamados íons ou partículas subatômicas, como prótons e elétrons.

Primeiro, a partícula a ser acelerada é gerada por um dispositivo eletromagnético, como um cátodo ou fonte de íons, e liberada em uma câmara de vácuo em forma de tubo revestida com eletrodos.

Os eletrodos são então energizados para criar campos magnéticos oscilantes que transmitem energia à partícula e a aceleram pelo tubo em direção ao alvo do dispositivo. O arranjo preciso dos eletrodos dentro do tubo, a potência e a frequência da energia enviada para os eletrodos e o tamanho dos eletrodos variam de acordo com as partículas que estão sendo aceleradas e com a finalidade do dispositivo.

Um exemplo simples e muito comum é o tubo de raios catódicos, comumente usado em televisões, monitores e outras tecnologias de exibição.

O tubo de raios catódicos impulsiona elétrons pelo tubo até atingir um alvo sólido na extremidade do tubo, feito de materiais luminescentes chamados fósforos, que geralmente são compostos de sulfeto de metal.

Isso faz com que parte da energia dos elétrons seja liberada como uma emissão de energia eletromagnética nos comprimentos de onda que o olho humano detecta como luz visível.

As máquinas de raios-X usadas na medicina e na pesquisa biológica seguem um princípio semelhante, disparando fluxos de elétrons em cobre, molibdênio ou tungstênio para produzir emissões de raios-X que podem ser usadas para geração de imagens ou, com dispositivos mais poderosos, radioterapia.

Os aceleradores lineares de partículas também são usados em pesquisas científicas. Pequenos dispositivos são freqüentemente usados para geração de imagens em pesquisas biológicas e arqueológicas.

Os aceleradores lineares usados para pesquisas variam muito em tamanho e podem atingir dimensões verdadeiramente colossais devido aos níveis extremamente altos de energia necessários para produzir alguns dos fenômenos estudados na física moderna.

O maior acelerador linear de partículas da Terra, localizado no Laboratório Nacional de Aceleradores SLAC (Stanford Linear Accelerator Center) em Menlo Park, Califórnia, tem 3,21 Quilômetros de comprimento.

Eles também são usados em alguns processos industriais.

Alguns chips de silício usados na eletrônica moderna são fabricados em um processo que incorpora aceleradores que impulsionam átomos carregados inteiros em vez de partículas subatômicas, permitindo a colocação muito precisa de átomos durante a produção.

Os aceleradores também podem ser usados para implantar íons na superfície de materiais como aço, alterando a estrutura do material para torná-lo mais resistente a rachaduras na corrosão química.

O termo “acelerador linear” também é às vezes usado para dispositivos que impulsionam objetos maiores de maneira semelhante, usando o eletromagnetismo para acelerar um projétil por um caminho reto.

Eles funcionam movendo eletricidade através de uma bobina de metal enrolada no cano do dispositivo, um design chamado de pistola, driver de massa ou pistola Gauss, ou através de um par de trilhos de metal posicionados paralelos um ao outro, chamados de ferrovia. Um objeto feito de um material ferromagnético, como o ferro, pode ser acelerado no barril do dispositivo com os campos magnéticos produzidos por correntes elétricas no tempo adequado.

As espingardas foram propostas como uma maneira possível de lançar cargas da superfície da Terra para o espaço sideral, e as espingardas e ferroviárias estão sendo pesquisadas como possíveis armas.

Acelerador Linear – Terapia de radiação

Um acelerador linear, ou LINAC, é uma máquina comumente usada para fornecer tratamentos com radiação de feixe externo a pacientes com câncer.

Para atender às necessidades específicas de um paciente, um oncologista de radiação trabalhará com um dosimetrista e um físico médico para desenvolver um plano de tratamento individualizado, incluindo um método, cronograma e dosagem adequados para entrega de tratamento de radiação. O profissional médico que opera o LINAC é conhecido como terapeuta de radiação.

Para a administração personalizada da radioterapia, um acelerador linear é programado antes de cada sessão para fornecer raios-X de alta energia que estão em conformidade com o tamanho, forma e localização específicos de um tumor. Dessa forma, o LINAC pode direcionar e destruir células cancerígenas em uma área precisa do corpo de um paciente com exposição mínima ao tecido saudável circundante.

Para garantir a segurança do paciente, um acelerador linear possui várias medidas de proteção integradas, projetadas para impedir a administração de doses superiores à quantidade prescrita. Além disso, cada máquina é rotineiramente verificada quanto à operação adequada.

Por exemplo, usando um dispositivo chamado rastreador, um terapeuta de radiação pode confirmar que a intensidade do feixe de radiação é consistente.

Um acelerador linear pode ser usado para tratar o câncer em praticamente qualquer área do corpo.

Também pode ser usado para executar uma variedade de técnicas de aplicação de radiação, incluindo:

Radioterapia convencional por feixe externo
Radioterapia com intensidade modulada
Radioterapia guiada por imagem
Radioterapia estereotáxica corporal

Técnicas de entrega direcionadas para terapia de radiação são fundamentais para melhorar os resultados dos pacientes e a qualidade de vida.

No entanto, mesmo o acelerador linear mais avançado requer operação hábil para obter os melhores resultados.

Acelerador Linear de Partículas (LINAC)

Aceleradores lineares têm aplicações medicinais para terapia de radiação

Fonte: www.radiologyinfo.org/www.fisica.ufs.br/medical-dictionary.thefreedictionary.com/www.wisegeek.org/www.mercy.net/moffitt.org/www2.lbl.gov/www.cancer.gov