Nel progetto UE ENEFRF, i ricercatori del laboratorio Ångström stanno lavorando per migliorare gli amplificatori a radiofrequenza che renderanno più efficiente la tecnologia per la diagnostica del cancro, accessibile, e conveniente. "Stiamo assistendo a un drammatico aumento del numero di scansioni PET e quindi dei costi per la società. Con una tecnologia aggiornata, i costi di manutenzione e funzionamento saranno ridotti, "dice Dragos Dancila, Docente in Fisica Applicata.

L'Università di Uppsala ha una lunga tradizione nello sviluppo di tecnologie avanzate per scopi medici. È stato a Uppsala che 61 anni fa un tumore è stato curato per la prima volta utilizzando radiazioni protoniche presso il Gustaf Werner Institute for Nuclear Chemistry, GWI, oggi Il Laboratorio Svedberg, TSL. Ora i ricercatori del laboratorio Ångström stanno sviluppando amplificatori a radiofrequenza ad alte prestazioni per la tecnologia di imaging medico come la diagnostica del cancro.

Dragos Dancila della Divisione di Elettronica a Stato Solido e FREIA è a capo del progetto Eurostars ENEFRF. Il piano è sviluppare amplificatori a radiofrequenza per nuovi ciclotroni in collaborazione con GE Healthcare di Uppsala. Gli acceleratori di particelle come i ciclotroni vengono utilizzati per produrre isotopi radio. Questi vengono quindi utilizzati come marcatori nella tomografia a emissione di positroni, ANIMALE DOMESTICO, scansioni, per tracciare e identificare i tumori nei pazienti.

Però, la tecnologia dei tubi elettronici oggi utilizzata si basa su un singolo elemento, che è problematico in termini di affidabilità, afferma Dragos Dancila.

"Se questo componente si guasta, ci vuole molto tempo per ripristinare le operazioni. Ma se invece usiamo più componenti, sotto forma di diverse dozzine di transistor ad alta potenza, sarà più facile sostituire ogni singolo componente, e in questo modo mantenere la produzione di radioisotopi."

Può essere gestito dal personale ospedaliero

Un altro vantaggio è che i transistor con livelli di tensione inferiori possono essere gestiti anche da personale senza conoscenze specialistiche. Il risultato del progetto sono anche ciclotroni più convenienti che possono anche essere spediti in aree remote, secondo Dragos Dancila.

"Poi puoi installare diversi ciclotroni vicino a moltissimi pazienti in diversi ospedali, invece di avere solo un singolo ciclotrone centralizzato."

Gli amplificatori a radiofrequenza che lui e i suoi colleghi di ricerca stanno sviluppando presso il laboratorio di Ångström saranno alimentati da transistor con una densità dieci volte superiore a quella attualmente disponibile. Dovranno comunque aumentare i livelli di potenza.

"Proprio adesso, stiamo sviluppando amplificatori di potenza basati sulla tecnologia dei semiconduttori per diverse frequenze e ricerche sul miglioramento dell'efficienza. La sfida è raggiungere livelli di tensione sufficientemente elevati e far funzionare gli amplificatori con la massima efficienza e affidabilità possibile, " dice Dragos Dancila. Aggiunge:

"Nel futuro, questo tipo di sorgenti a microonde ad alte prestazioni sarà anche fondamentale per il funzionamento di strutture di ricerca come ESS a Lund".

ENEFRF sta per Energy Efficient Positron Emission Tomography (PET) Cancer Diagnostics-Nuova sorgente RF per la produzione di radioisotopi.

L'obiettivo del team di progetto presso il laboratorio FREIA è raggiungere più di 1 kW per amplificatore a transistor con circa l'80% di efficienza.

Il continuo miglioramento dei transistor consente una sostituzione della tecnologia a tubi elettronici nella gamma di frequenza 100-2000 MHz.