Бетатроны — самые маленькие циклические ускорители частиц. Они дешевле в производстве по сравнению с линейными ускорителями, более компактные и надежные в эксплуатации. Сегодня Томский политех является признанным лидером по производству малогабаритных бетатронов.
По заказу Северо-Восточного федерального университета ученые ТПУ создали бетатрон для лаборатории «Радиационные технологии». Он будет использоваться как источник высокоэнергетических электронов с энергией до 8,5 МэВ. Пучки высокоэнергетических электронов применяются для исследовательских целей.
Новый бетатрон разработан на основе медицинского бетатрона, который ученые модифицировали под задачи заказчика.
Бетатрон установлен в Якутском республиканском онкологическом диспансере, который является индустриальным партнером Северо-Восточного федерального университета. Ученые ТПУ провели его установку и обучение якутских коллег работе на новом оборудовании.Медицинский бетатрон работает в течение 4-5 минут, этого достаточно для достижения терапевтического эффекта. При проведении исследований требуются большие дозы облучения. Для того чтобы добиться такого эффекта, мы реализовали технические решения, которые ранее применяли для промышленных бетатронов: использовали новые электротехнические материалы, силовую электронику и микропроцессорную технику. Благодаря этому бетатрон работает с большей интенсивностью и большим циклом по времени: 45 минут работает, 15 минут отдыхает, и так в течение 24 часов,
С помощью бетатрона будет изучаться влияние электронного излучения на биологические объекты, в том числе на ткани и опухоли. Эти фундаментальные данные в перспективе могут использоваться для составления методик лечения онкологических заболеваний.
Еще одно медицинское применение пучков электронов — стерилизация искусственных суставов перед их установкой. Исследования при помощи бетатрона помогут составить эффективную технологию такого воздействия на сустав, чтобы при этом не происходило его повреждение.
Также бетатрон может использоваться для модификации физических свойств. Например, алмазы при облучении электронным пучком приобретают специфические свойства, в том числе меняют оттенок, что повышает их стоимость. Исследования на бетатроне позволят определить оптимальные параметры облучения — какими пучками и дозами их нужно облучать, а также дополнительные условия, такие как нагрев и давление.