Accordatura del Quadrupolo a Radiofrequenza del progetto ANTHEM: algoritmi e procedure di misura

As part of the PNRR - Anthem (AdvaNced Technologies for Human-centred Medicine) project, INFN's activity will focus on Spoke 4 (“Preclinical and clinical breakthrough theranostic and treatments for cancer”), which will see the realization in Caserta a Research and Clinical Center for the study and application of Boron Neutron Capture Therapy (BNCT), an innovative radiotherapy that allows us to face the challenges of infiltrating, radioresistant or metastatic tumors. This will be possible thanks to the high technology of the RFQ proton accelerator designed at the Legnaro National Laboratories, operating at the frequency of 352.2 MHz with a current of 30 mA and a final energy of 5 MeV. In this context, one of the fundamental steps consists in the tuning of this RFQ. This procedure is essential for the correct functioning of the accelerator and consists in the implementation of appropriate parameter adjustment algorithms and Radiofrequency (RF) measurement procedures so that the electromagnetic quantities of interest (in particular the voltage between the electrodes and the frequency) allow an optimal configuration in terms of transmission and quality of the beam. This result is obtained through appropriate algorithms and RF measurement procedures. The activity at the LNL will consist, precisely, in the development and improvement of the tuning algorithms and the related RF measurement procedures through the use of appropriate calculation tools, in particular numerical calculation environments and three-dimensional electromagnetic simulators and their application to the real case study of the RFQ installed at LNL.

Nell’ambito del progetto PNRR - Anthem (AdvaNced Technologies for Human-centrEd Medicine), l’attività dell’INFN si concentrerà all’interno dello Spoke 4 (“Preclinical and clinical breakthrough theranostic and treatments for cancer”), che vedrà la realizzazione a Caserta un Centro di Ricerca e di Clinica per lo studio e l’applicazione della Boron Neutron Capture Therapy (BNCT), una radioterapia innovativa che permette di affrontare le sfide dei tumori infiltranti, radioresistenti o metastatici. Questo sarà possibile grazie all’alta tecnologia dell’acceleratore di protoni RFQ progettato ai Laboratori Nazionali di Legnaro, operante alla frequenza di 352.2 MHz con una corrente di 30 mA ed una energia finale di 5 MeV. In tale ambito, uno dei passaggi fondamentali consiste nell’accordatura (tuning) di tale RFQ. Tale procedura è essenziale per il corretto funzionamento dell’acceleratore e consiste nell’implementazione di opportuni algoritmi di regolazione dei parametri e procedure di misura a Radiofrequenza (RF) in modo che le grandezze elettromagnetiche di interesse (in particolare il voltaggio fra gli elettrodi e la frequenza) permettano una configurazione ottimale in termini di trasmissione e qualità del fascio. Tale risultato si ottiene attraverso opportuni algoritmi e procedure di misure RF. L’attività presso i LNL consisterà, per l’appunto, nello sviluppo e nel perfezionamento degli algoritmi di tuning e delle relative procedure di misura RF attraverso l’utilizzo di opportuni strumenti di calcolo, in particolare ambienti di calcolo numerico e simulatori elettromagnetici tridimensionali e la loro applicazione al caso di studio reale dell’RFQ installato presso LNL.