POTRÀ ESSERE IMPIEGATO PER L’ADROTERAPIA NELLA CURA DEL CANCRO
È quasi ultimata la costruzione del nuovo magnete superconduttore compatto del Cern, chiamato Fusillo per il suo caratteristico aspetto, che richiama il noto formato di pasta. Un magnete realizzato con una tecnologia che offre molti vantaggi, anche in termini di costi, e che potrebbe essere usata non solo per esperimenti di fisica ma anche in ambito medico
Si chiama proprio come uno dei formati di pasta più classici, Fusillo, il nuovo prototipo magnete superconduttore in via di sviluppo al Cern. Un concetto di forma sviluppato per adeguarsi a futuri acceleratori di particelle compatti, come il nuovo anello di accumulazione per l’esperimento Isolde del Cern, ma che ha già trovato un possibile impiego anche in campo medico, ad esempio nella terapia adronica per il trattamento del cancro.
Nell’immagine, il tecnico meccanico del Cern Frédéric Garnier controlla il processo di inserimento del former interno nel former esterno. Sono visibili le scanalature nella struttura esterna del magnete Fusillo, in cui è stato successivamente inserito il cavo. Crediti: M. Struik/CERN
La base del progetto di Fusillo è costituita da un cavo avvolto in due bobine annidate. Le bobine sono inclinate seguendo le scanalature del cosiddetto “former”, una sorta di stampo che potete vedere nell’immagine a destra. La bobina interna è inclinata in direzione opposta rispetto a quella esterna e insieme producono un dipolo all’interno del tubo. Si tratta di un nuovo approccio alla creazione di un campo di dipolo, testato per la prima volta con questo prototipo. Sebbene l’idea di base esista da molti decenni, la potenza di calcolo necessaria per la sua progettazione è stata disponibile solo negli ultimi anni. Per produrre un magnete che possa essere alimentato da una bassa corrente, il team del Cern guidato da Ariel Haziot ha deciso di attorcigliare più fili isolati in una specie di corda che viene poi avvolta intorno al former. I singoli fili sono collegati in modo da permettere alla corrente di fare molti giri intorno alle bobine, creando un elettromagnete con una forza utilizzabile elevata (3 tesla al centro), ma che richiede una quantità relativamente piccola di corrente (300 ampere).
Il concetto di Canted-Cosine-Theta – Cct, un magnete acceleratore che sovrappone campi di solenoidi annidati e inclinati in modo opposto – è un concetto che risale agli anni ’60 ed è in fase di sviluppo al Cern dal 2014. Il progetto di costruzione del dimostratore Cct curvo Fusillo ha già richiesto circa due anni e mezzo. La fase di costruzione sta per concludersi e i primi test su scala reale di questo nuovo magnete sono previsti per aprile. Dopo diverse valutazioni in scala ridotta, infatti, questi test confronteranno il comportamento del magnete con i risultati delle simulazioni e determineranno le fasi successive del processo di sviluppo. Come dicevamo, si prevede che i magneti come Fusillo saranno utilizzati nel nuovo anello di accumulazione (in inglese storage ring) per Hie-Isolde entro circa cinque anni e potrebbero poi essere ulteriormente sviluppati per altre applicazioni, tra cui la terapia adronica – o adroterapia.
L’adroterapia è un tipo di radioterapia che utilizza fasci di protoni o ioni leggeri per irradiare il tessuto canceroso. Rispetto ai raggi X, che utilizzano fasci di luce, i fasci di ioni rilasciano meno energia lungo il loro percorso e più energia in un punto specifico. Ciò provoca meno danni da radiazioni ai tessuti sani che circondano il tumore e consente di somministrare in modo sicuro un dosaggio più elevato, con conseguente distruzione più rapida del tumore. La riduzione dei danni ai tessuti circostanti comporta anche un tasso di tossicità inferiore, il che significa che il paziente si sentirà meglio durante e dopo il trattamento. Negli ultimi decenni, in tutto il mondo sono state costruite oltre cento strutture per la terapia adronica. Tuttavia, pochi centri medici hanno i mezzi per acquistare le macchine per questo trattamento, poiché i magneti necessari sono costosi e in genere richiedono risorse come correnti elevate e raffreddamento con elio. Finora la terapia adronica è offerta solo in alcuni paesi europei e asiatici e negli Stati Uniti, mentre non ne esistono in Africa e c’è solo un centro in costruzione in Sud America. Con il magnete Fusillo, il trattamento potrebbe diventare in futuro più accessibile: la nuova tecnologia richiede infatti una corrente molto più bassa, ha un costo relativamente contenuto ed è anche più compatta, grazie a un design semplificato che richiede meno componenti rispetto ad altri magneti. Si prevede inoltre che Fusillo possa essere raffreddato più facilmente “a secco”, senza utilizzare elio liquido, a differenza di molti altri magneti superconduttori.