synchrotron

Fonctionnement du synchrotron

Le synchrotron, qui est situé dans un bunker de 1600 mètres carrés au cœur du siège de la CNAO à Pavie, a la forme d'un anneau de 25 mètres de diamètre et 80 mètres de circonférence et est isolé du reste de la structure par un blindage en béton armé pour des radiations de 2 à 6 mètres d'épaisseur. Ces blindages sont nécessaires pour protéger les visiteurs du centre du danger des radiations.
Dans deux zones différentes à l'intérieur de la circonférence, il existe deux appareils appelés "sources", d'où naissent les faisceaux de particules nécessaires pour effectuer les séances d'hadronthérapie. À l'intérieur des sources se trouve le plasma formé par les atomes de gaz, qui ont perdu leurs électrons. Avec les champs magnétiques et les radiofréquences, ces atomes sont extraits et les protons et les ions carbone sont sélectionnés.
Ensuite, les "paquets" de faisceaux sont créés, chacun de milliards de particules. Ces paquets sont pré-accélérés et envoyés au synchrotron où ils voyagent initialement à environ 30 000 kilomètres par seconde. Ils sont ensuite accélérés à des énergies cinétiques de 250 MeV pour les protons et de 4800 MeV pour les ions carbone (le MeV, équivalent à un million d'électrons volts, est l'unité d'énergie utilisée dans les phénomènes à l'échelle atomique et nucléaire). Pour atteindre cette vitesse, ils parcourent environ 30 000 kilomètres en une demi-seconde, après quoi ils sont envoyés dans les trois salles de traitement.

Comment le patient est irradié

Le faisceau qui frappe les cellules tumorales est une brosse qui agit avec une précision de 200 micromètres (deux dixièmes de millimètre). Cette précision est possible grâce à:

• une surveillance continue du patient, grâce à des caméras infrarouges qui mesurent les déplacements en trois dimensions
• deux aimants à balayage qui, sur la base des indications du système de surveillance du faisceau, déplacent la brosse le long du contour de la tumeur.

De cette façon, la tumeur est affectée section par section : le passage d'une section à l'autre (plus profonde) est obtenu en augmentant l'énergie du faisceau.
L'irradiation entière dure quelques minutes et le nombre de séances varie selon la pathologie. Pour les protons en moyenne 35 séances et pour les ions carbone en moyenne 16 séances.

Comment est né le projet du synchrotron

Le projet CNAO a été réalisé à domicile avec une approche qui a permis d'économiser sur les coûts de construction tout en formant de hautes compétences professionnelles : c'est un prototype auquel beaucoup s'inspirent comme modèle à imiter. Au niveau international, près d'une dizaine de projets cherchent à obtenir des agréments et des financements et se tournent tous vers la CNAO comme à un partenaire capable d'apporter un soutien technique et médical à la réalisation de leurs objectifs. Ces initiatives présentent des avantages évidents à la fois en termes d'image et d'exportation de compétences et de technologies.