Avantages économiques en médecine
Une feuille d'aluminium et un laser peuvent être suffisantes pour faire un grand pas en avant dans le traitement du cancer.
On utilise habituellement des électrons à haute énergie ou des rayons gamma provenant d'accélérateurs linéaires pour rayonner et détruire des tumeurs. Cependant, ceux-ci agissent sur d'autres électrons qu'ils trouvent sur leur chemin à la tumeur et perdent beaucoup d'énergie sur la route. Les protons, cependant, n'interagissent pas de cette façon et la plupart de leur énergie l'utilisent pour détruire la tumeur. Cependant, pour accélérer les protons, il faut des cyclotrons gigantesques dont le coût est énorme.
Un groupe de chercheurs de l'Université Michigan vient de développer un moyen plus économique de créer et d'accélérer protons: La feuille d'aluminium de 10 micromètres d'épaisseur est irradiée par des impulsions laser de 400 femtosecondes. Le puissant champ électromagnétique généré par le laser extrait les électrons des atomes d'hydrogène des molécules d'eau condensées sur l'aluminium et les éjecte dans la direction du rayon. Les noyaux d'hydrogène qui sont restés sans électrons, les protons, se repoussent violemment et tirent les rayons avec les électrons. Le résultat est une impulsion de 10 milliards de protons et 2 méga-électron-volts d'énergie. Pour détruire les cellules tumorales, il faut une source d'énergie centenaire, mais les chercheurs pensent qu'avec un laser de plus grande puissance et des impulsions de 20 femtosecondes, on peut obtenir cette énergie 100 fois par seconde.
Les inventeurs s'attendent à ce que l'appareil soit prêt à être utilisé dans les hôpitaux dans les cinq ans. Il a de grands avantages par rapport au cyclotron, en plus de l'avantage économique mentionné: le gréement a besoin de beaucoup moins d'espace et génère un rayon plus fin, 10 micromètres de large contre quelques millimètres du cyclotron. Par conséquent, il peut être particulièrement indiqué pour le traitement des tumeurs cérébrales.
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