Contenidos Específicos

PARTE I :: ACELERACIÓN DE PARTÍCULAS

I.A. Introducción general: motivación; usos: ciencias, medicina e industria; estado del arte; proyecciones. Clasificación, rasgos generales y aplicaciones de: Aceleradores Electrostáticos; Ciclotrones y Sincrociclotrones; Linacs y Sincrotrones; Aceleradores por Plasma.

I.B. Utilización de campos eléctricos y magnéticos. Electrodinámica de la población de partículas. Ecuaciones de Maxwell aplicadas, aceleración y óptica de haces, cavidades y guías de onda, utilización de radiofrecuencias. Energía y corriente; perfil, emitancia y brillo del haz; densidad espacial de carga; haces continuos y pulsados. Tubo de aceleración. Transporte del haz, estabilidad y direccionamiento, utilización de cuadrupolos eléctricos y magnéticos. Fuentes de suministro eléctrico, generación de alta tensión y radiofrecuencias. Sistemas auxiliares, vacío y refrigeración. Sistemas diagnósticos, copa de Faraday, ionización del gas residual, pantallas luminiscentes, cables sensores; corrientes, densidades, fase, tiempo de vuelo. Equipos de seguridad.

I.C. Tipos de partículas aceleradas y especificaciones asociadas. Partículas primarias: cargadas livianas y cargadas pesadas. Partículas secundarias: espectro diverso de partículas que surgen a partir de reacciones de las primarias con un blanco. Intensidades y espectros de energías. Mecanismos y blancos para producción de partículas secundarias, activación y experimentación, y requerimientos asociados. Sistemas dirigidos por aceleradores.

I.D. Fuentes de partículas cargadas. Pistola de electrones, formas de emisión, componentes y materiales de soporte y emisión. Fuentes de Iones, positivos y negativos. Sistemas strippers e intercambio de cargas. Calidad y rendimiento de las fuentes. Sistemas inyectores, aceleración en múltiples etapas.

PARTE II :: TECNOLOGÍAS

II.A. Aceleradores Electrostáticos. Energías y corrientes características, tamaños, aplicaciones. Electrostática y sistemas de generación y acumulación de cargas. Distribución de voltajes. Aceleradores Tándem y Electrostático-Cuadrupolares. Strippers e intercambiadores de carga. Estabilidad, óptica y transporte del haz.

II.B. Ciclotrones y Sincrociclotrones. Energías y corrientes características, tamaños, aplicaciones. Campos magnéticos y eléctricos. Electrodos, gaps de aceleración y radiofrecuencia, cavidades resonantes. Imanes y electro-imanes; principales, de focalización y auxiliares; superconductores. Trayectorias circulares espiraladas, foco transversal y movimiento longitudinal. Variación de radiofrecuencia. Variación de campos magnéticos. Conformación del haz, emitancia y perfil, lentes y matrices de transformación. Extracción del haz.

II.C. Linacs y Sincrotrones. Energías y corrientes características, aplicaciones. tamaños, Conceptos y constituyentes específicos. Rol como fuentes de electrones y iones pesados. Física de partículas de altas energías. Cavidades de aceleración acopladas. Tubos de aceleración Radiofrecuencia-Cuadrupolares. Configuraciones, ondas estacionarias y ondas viajeras, formas de agrupamiento, velocidad de grupo. Fuentes de partículas. Generación de rayos-X y neutrones, blancos.

II.D. Aceleradores por Plasma. Energías y corrientes características, aplicaciones. tamaños, Máximo campo eléctrico en el plasma. Aceleración basada en láser. Intensidad, pulso del láser. Fuerza ponderomotriz. Ionización. Regímenes de aceleración de lámina, y aceleración por presión de radiación. Aceleración basada en haces de partículas cargadas masivas, electrones y iones pesados. Inyectores de partículas. Partículas cargadas y ondas de plasma.

PARTE III :: APLICACIONES

III.A. Física experimental. Estudios sobre estructuras y reacciones nucleares; niveles de energía secciones eficaces. Espectrometría de masas. Estudios de colisiones atómicas e interacción de las partículas con la materia. Evaluación de daños por radiación sobre materiales. Análisis por emisión de rayos-X y gamma inducida por partículas, espectrometría de retrodispersión, microscopía de transmisión.

III.B. Radioterapia con haces externos de electrones y fotones, Linacs. Radioterapia con haces externos de iones pesados, ciclotrones y sincrotrones. Terapia por Captura Neutrónica en Boro (BNCT), producción de neutrones, aceleradores electrostáticos, Linacs, ciclotrones. Energías, constituyentes, tamaños de los sistemas. Características de los sistemas de aceleración. Manipulación del haz, colimación, modulación, ajuste de energía, modalidades de tratamiento. Sistemas de blindaje. Rendimiento, tasa de dosis, estabilidad y precisión del haz de tratamiento. Costos.

III.C. Producción de radioisótopos para Tomografía por Emisión de Positrones (PET), Tomografía por Emisión de Fotón Único (SPECT) y para terapias por medicina nuclear. Ciclotrones, Linacs y aceleradores electrostáticos. Diversidad de partículas aceleradas, energías, constituyentes, tamaños de los sistemas. Tecnología de blancos, gaseosos, líquidos y sólidos. Características y aplicaciones de los radioisótopos producidos. Rendimiento, tasas de producción. Costos.