CERN ΚΑΙ ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ ΣΤΗΝ ΚΑΘΗΜΕΡΙΝΟΤΗΤΑ

Σχετικά έγγραφα
H έρευνα στο CERN και οι ιατρικές εφαρμογές (Διδακτική πρόταση για τη Φυσική Γενικής Παιδείας Γ Λυκείου)

ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ ΤΟΥ CERN ΣΤΟΝ 21ο ΑΙΩΝΑ

ΗΜΕΡΙΔΑ ΧΗΜΕΙΑΣ 2017 Ραδιενέργεια και εφαρμογές στην Ιατρική

ΔΕΛΤΙΟ ΤΥΠΟΥ «Επιταχύνοντας» την Επιστήμη Η διαδραστική έκθεση του CERN στην Αθήνα

HY Ιατρική Απεικόνιση. Στέλιος Ορφανουδάκης Κώστας Μαριάς. Σημειώσεις II: Πυρηνική Ιατρική

Καλώς Ήρθατε στο CERN

University of Cyprus Biomedical Imaging and Applied Optics. HMY 370 Εισαγωγή στη Βιοϊατρική Μηχανική. Πυρηνική Απεικόνιση

Πλησιάζοντας την ταχύτητα του φωτός. Επιταχυντές. Τα πιο ισχυρά μικροσκόπια

Το CERN, η Ελλάδα και η Διεθνής Συνεργασία

Κανονικη Εξεταστικη

Εισαγωγή στους ανιχνευτές στοιχειωδών σωματιδίων. Χρυσόστομος Βαλδεράνης Ludwig-Maximilians-Universität München

ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ. Περίληψη Πρόλογος Στόχοι Πορεία Μελέτη Πειράματος Διαδικασία Πειράματος Επιπτώσεις Βιβλιογραφία Επίλογος

ΠΥΡΗΝΙΚΗ ΙΑΤΡΙΚΗ ΚΑΙ ΤΟΜΟΓΡΑΦΙΑ SPECT

ΑΝΙΧΝΕΥΤΕΣ ΚΑΒΑΛΑΡΗ ΑΝΝΑ ΟΙΚΟΝΟΜΙΔΟΥ ΙΩΑΝΝΑ ΚΟΥΣΟΥΝΗ ΜΑΡΓΑΡΙΤΑ

4 ο Λύκειο Ζωγράφου & 5 ο Λύκειο Ζωγράφου

ΠΑΝΕΛΛΗΝΙΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ Γ ΤΑΞΗΣ ΗΜΕΡΗΣΙΟΥ ΓΕΝΙΚΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ ΤΕΤΑΡΤΗ 23 MAΪΟΥ 2012 ΕΞΕΤΑΖΟΜΕΝΟ ΜΑΘΗΜΑ: ΦΥΣΙΚΗ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙ ΕΙΑΣ ΣΥΝΟΛΟ ΣΕΛΙ ΩΝ: ΕΞΙ

ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ ΣΤΗΝ ΑΣΚΗΣΗ 2 ΤΗΣ ΙΑΤΡΙΚΗΣ ΦΥΣΙΚΗΣ Ι

δ. εξαρτάται µόνο από το υλικό του οπτικού µέσου. Μονάδες 4

ΠΑΝΕΛΛΗΝΙΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ Γ ΤΑΞΗΣ ΗΜΕΡΗΣΙΟΥ ΓΕΝΙΚΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ ΤΕΤΑΡΤΗ 23 MAΪΟΥ 2012 ΕΞΕΤΑΖΟΜΕΝΟ ΜΑΘΗΜΑ: ΦΥΣΙΚΗ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙ ΕΙΑΣ ΣΥΝΟΛΟ ΣΕΛΙ ΩΝ: ΕΞΙ

ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΗ ΦΥΣΙΚΗ, ΤΑ ΑΧΑΡΤΟΓΡΑΦΗΤΑ ΜΟΝΟΠΑΤΙΑ ΤΟΥ ΜΕΛΛΟΝΤΟΣ, ΑΠΟ ΤΗ ΦΥΣΙΚΗ ΤΩΝ ΣΤΟΙΧΕΙΩΔΩΝ ΣΩΜΑΤΙΔΙΩΝ ΣΤΗΝ ΙΑΤΡΙΚΗ ΦΥΣΙΚΗ ΚΑΙ ΤΗΝ ΝΑΝΟΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ

Το ατομικό πρότυπο του Βohr μπορεί να περιγράψει το γραμμικό φάσμα των στοιχείων α. Α και Β β. Β και Γ γ. μόνο του Α δ. μόνο του Β.

15/1/2018. Δρ. Σάββας Παρασκευόπουλος Χειρουργός Ουρολόγος Θεσσαλονίκη 2-5 /11/ ο Μακεδονικό Ουρολογικό Συμπόσιο

Κωστής Χαλκιαδάκης, φυσικός. Συσκάκης Γιάννης, φυσικός. 10 Ερωτήσεις και 10 απαντήσεις για το CERN

ΑΡΧΗ 2ΗΣ ΣΕΛΙ ΑΣ Γ ΤΑΞΗ

Η κατακόρυφη τομή...

To CERN (Ευρωπαϊκός Οργανισµός Πυρηνικών Ερευνών) είναι το µεγαλύτερο σε έκταση (πειραµατικό) κέντρο πυρηνικών ερευνών και ειδικότερα επί της σωµατιδι

ΑΡΧΕΣ ΚΑΙ ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ ΠΥΡΗΝΙΚΗΣ ΧΗΜΕΙΑΣ

Από το κυνήγι της καθαρής επιστημονικής. τεχνολογία αύριο. Μεγάλα πειράματα της σύγχρονης φυσικής: γνώσης σήμερα στην ευρείας χρήσης

ΡΑΔΙΟΧΗΜΕΙΑ 4. ΠΥΡΗΝΙΚΗ ΙΑΤΡΙΚΗ ΠΥΡΗΝΙΚΗ ΦΑΡΜΑΚΕΥΤΙΚΗ ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3. ΡΑΔΙΕΝΕΡΓΑ ΣΤΟΙΧΕΙΑ

Ραδιενέργεια Ένα τρομακτικό όπλο ή ένα μέσον για την έρευνα και για καλλίτερη ποιότητα ζωής; Για πόσο μεγάλες ενέργειες μιλάμε; Κ.-Α. Θ.

ΠΡΟΛΟΓΟΣ ΡΑΔΙΟΧΗΜΕΙΑ ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΡΑΔΙΕΝΕΡΓΩΝ ΑΠΟΒΛΗΤΩΝ ΤΟΞΙΚΟΤΗΤΑ ΡΑΔΙΕΝΕΡΓΩΝ ΙΣΟΤΟΠΩΝ. Τμήμα Χημικών Μηχανικών

Γιατί να Σπουδάσω Φυσική?

ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΗΣ ΕΠΙΣΚΕΨΗΣ ΤΩΝ ΜΑΘΗΤΩΝ : ΤΟΥ ΠΣΠΑ ΤΗΣ ΒΠΣ ΣΤΟ. public.web.cern.ch/ public/en/about/ About-en.html

Καλώς Ορίσατε στο CERN

Διαδίκτυο: δίκτυο διασυνδεμένων δικτύων Ξεκίνησε ως ένα μικρό κλειστό στρατιωτικό δίκτυο, απόρροια του Ψυχρού Πολέμου μεταξύ ΗΠΑ και ΕΣΣΔ.

Theory Greek (Cyprus) Μεγάλος Επιταχυντής Αδρονίων (LHC) (10 μονάδες)

Δύο Συνταρακτικές Ανακαλύψεις

ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΤΙ ΕΙΝΑΙ ΤΟ CERN ΣΤΟΙΧΕΙΩΔΗ ΣΩΜΑΤΙΔΙΑ ΙΣΤΟΡΙΑ ΤΟΥ CERN ΜΕΓΑΛΕΣ ΦΥΣΙΟΓΝΩΜΙΕΣ ΤΟΥ CERN ΚΑΙ ΤΗΣ ΣΩΜΑΤΙΔΙΑΚΗΣ ΦΥΣΙΚΗΣ ΕΠΙΤΑΧΥΝΤΕΣ ΠΕΙΡΑΜΑΤΑ

( ) ( 0 ) ( e. ( t) ( ) λ ( ) dn dt. Ιδανική ισορροπία! t, ο λόγος των ενεργοτήτων Β/Α: λ λ. N b. c b b. η ενεργότητα = 0. δεν ειναι λb. tmax.

ΘΕΜΑΤΑ ΑΚΤΙΝΟΠΡΟΣΤΑΣΙΑΣ ΣΕ ΤΜΗΜΑ. ΠΟΖΙΤΡΟΝΙΩΝ PET ή PET/CT

Ανιχνευτές σωματιδίων

ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΕΣ ΑΠΟΛΥΤΗΡΙΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ Γ ΤΑΞΗΣ ΕΝΙΑΙΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ ΤΡΙΤΗ 3 ΙΟΥΛΙΟΥ 2001 ΕΞΕΤΑΖΟΜΕΝΟ ΜΑΘΗΜΑ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙΔΕΙΑΣ : ΦΥΣΙΚΗ

ΤΕΛΟΣ 1ΗΣ ΑΠΟ 5 ΣΕΛΙ ΕΣ

ΠΑΝΕΛΛΑΔΙΚΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ Γ ΤΑΞΗΣ ΗΜΕΡΗΣΙΟΥ ΓΕΝΙΚΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ ΤΕΤΑΡΤΗ 20 ΜΑΪΟΥ 2015 ΕΞΕΤΑΖΟΜΕΝΟ ΜΑΘΗΜΑ: ΦΥΣΙΚΗ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙΔΕΙΑΣ

ΑΡΧΗ 1ΗΣ ΣΕΛΙΔΑΣ Γ ΗΜΕΡΗΣΙΩΝ

ΦΥΣΙΚΗ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙΔΕΙΑΣ

ΑΠΟΛΥΤΗΡΙΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ Γ ΤΑΞΗΣ ΕΝΙΑΙΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ ΤΡΙΤΗ 4 ΙΟΥΝΙΟΥ 2002 ΕΞΕΤΑΖΟΜΕΝΟ ΜΑΘΗΜΑ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙΔΕΙΑΣ: ΦΥΣΙΚΗ ΣΥΝΟΛΟ ΣΕΛΙΔΩΝ: ΕΞΙ

Knowledge Transfer Accelerating Innovation. N.Ziogas Knowledge Transfer Group

Σύγχρονη Φυσική : Πυρηνική Φυσική και Φυσική Στοιχειωδών Σωματιδίων

ΘΕΜΑΤΑ ΚΑΙ ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ ΠΑΝΕΛΛΑΔΙΚΩΝ ΕΞΕΤΑΣΕΩΝ 2012

Γιατί να Σπουδάσω Φυσική?

ΤΕΛΟΣ 1ΗΣ ΑΠΟ 5 ΣΕΛΙΔΕΣ

ΠΟΖΙΤΡΟΝΙΑΚΗ ΤΟΜΟΓΡΑΦΙΑ (PET) ΒΑΣΙΚΕΣ ΑΡΧΕΣ ΚΑΙ ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ

Η Τεχνολογία στην Ιατρική

ΘΕΜΑΤΑ ΕΡΓΑΣΙΩΝ ΡΑΔΙΟΧΗΜΕΙΑΣ Κωνσταντίνος Χαριτίδης

ΑΡΧΗ 1ΗΣ ΣΕΛΙ ΑΣ Γ ΗΜΕΡΗΣΙΩΝ ΕΣΠΕΡΙΝΩΝ

Ραδιενεργές διασπάσεις. Ραδιονουκλίδια στην ιατρική

ΘΕΜΑ 1 ο Στις ερωτήσεις 1-4 να γράψετε στο τετράδιό σας τον αριθμό της ερώτησης και δίπλα το γράμμα, που αντιστοιχεί στη σωστή απάντηση.

Σοιχεία Πυρηνικής Φυσικής και Στοιχειωδών Σωματιδίων 5ο εξάμηνο Μάθημα 1

ΑΡΧΗ 1ΗΣ ΣΕΛΙΔΑΣ Γ ΗΜΕΡΗΣΙΩΝ

ΑΡΧΗ 1ΗΣ ΣΕΛΙΔΑΣ Γ ΗΜΕΡΗΣΙΩΝ

ΕΛΙΝΑ ΒΑΓΙΑΝΟΥ ΓΛΥΚΕΡΙΑ ΔΕΝΔΡΙΝΟΥ 20-ΝΟΕ

Ένα Εργαστήριο για την Υφήλιο

Theory Greek (Greece) Μεγάλος Επιταχυντής Αδρονίων (LHC) (10 Μονάδες)

Φυσική Στοιχειωδών Σωματιδίων ΙΙ (8ου εξαμήνου)

ΕΚΦΩΝΗΣΕΙΣ. Στις παρακάτω ερωτήσεις 1-4, να γράψετε στο τετράδιό σας τον αριθµό της ερώτησης και δίπλα, το γράµµα που αντιστοιχεί στη σωστή απάντηση.

Αντιύλη. Μιχάλης Κορατζίνος CERN. Αντιύλη 1. Πρόγραμμα καθηγητών Φυσικής μέσης εκπαίδευσης του CERN, Αύγουστος 2011.

ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ. Το πείραμα στο CERN και ο σκοπός του. Το «πολυπόθητο» μποζόνιο Higgs. Μηχανισμοί ανίχνευσης του μποζονίου Higgs. και τι περιμένουμε;

HY Ιατρική Απεικόνιση. ιδάσκων: Kώστας Μαριάς

Βασίλειος Κοντογιάννης ΠΕ19

ΦΥΣΙΚΗ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙ ΕΙΑΣ 2012 ΕΚΦΩΝΗΣΕΙΣ

ΑΡΧΗ 1ΗΣ ΣΕΛΙ ΑΣ. 3. Ισότοποι ονοµάζονται οι πυρήνες που ανήκουν στο ίδιο χηµικό στοιχείο και έχουν τον ίδιο: α. µαζικό αριθµό β.

The Large Hadron CERN Εισαγωγή στη Φυσική Στοιχειωδών Σωματιδίων

Μαγνητικό πεδίο.

ΑΡΧΗ 1ΗΣ ΣΕΛΙ ΑΣ Γ ΗΜΕΡΗΣΙΩΝ ΕΣΠΕΡΙΝΩΝ

ΘΕΜΑ 1 ο Στις ερωτήσεις 1-4 να γράψετε στο τετράδιό σας τον αριθμό της ερώτησης και δίπλα το γράμμα, που αντιστοιχεί στη σωστή απάντηση.

Μιχάλης Κορατζίνος. Πρόγραμμα καθηγητών Φυσικής μέσης εκπαίδευσης του CERN, Ιούλιος Αντιύλη 1

Theory Greek (Greece) Μεγάλος Επιταχυντής Αδρονίων (LHC) (10 Μονάδες)

ΑΠΕΙΚΟΝΙΣΗΣ ΤΩΝ ΟΓΚΩΝ

Σύντομη αναφορά σχετικά με την εικονική επίσκεψη στον ανιχνευτή CMS

Διαδίκτυο είναι ένα σύστημα διασυνδεδεμένων δικτύων και υπολογιστών που απλώνεται σε όλο τον κόσμο και έχουν πρόσβαση σε αυτό εκατομμύρια χρήστες.

Ιοντίζουσες ακτινοβολίες. Τι είναι, σε τι χρησιμεύουν; Σταυρούλα Βογιατζή Τμήμα Αδειών & Ελέγχων. ΕΛΛΗΝΙΚΗ ΕΠΙΤΡΟΠΗ ΑΤΟΜΙΚΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ www.

ιστοσελίδα μαθήματος

Φυσικά ή τεχνητά ραδιονουκλίδια

ΑΡΧΗ 1ΗΣ ΣΕΛΙΔΑΣ Δ ΕΣΠΕΡΙΝΩΝ

ΠΑΝΕΛΛΗΝΙΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ Γ ΤΑΞΗΣ ΗΜΕΡΗΣΙΟΥ ΓΕΝΙΚΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ ΣΑΒΒΑΤΟ 14 MAΪΟΥ 2011 ΕΞΕΤΑΖΟΜΕΝΟ ΜΑΘΗΜΑ: ΦΥΣΙΚΗ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙ ΕΙΑΣ ΣΥΝΟΛΟ ΣΕΛΙ ΩΝ: ΕΞΙ

ΤΕΛΟΣ 1ΗΣ ΑΠΟ 5 ΣΕΛΙ ΕΣ

ΦΥΣΙΚΗ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙΔΕΙΑΣ ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ Α

Τεχνητές πηγές ακτινοβολιών και η χρήση τους από τον άνθρωπο

ΌΡΑΣΗ. Εργασία Β Τετράμηνου Τεχνολογία Επικοινωνιών Μαρία Κόντη

ΘΕΜΑ Α. Ι. Οδηγία: Στις ερωτήσεις 1-4 να γράψετε στο τετράδιό σας τον αριθμό της ερώτησης και δίπλα το γράμμα που αντιστοιχεί στη σωστή απάντηση.

Α1. Πράσινο και κίτρινο φως προσπίπτουν ταυτόχρονα και µε την ίδια γωνία πρόσπτωσης σε γυάλινο πρίσµα. Ποιά από τις ακόλουθες προτάσεις είναι σωστή:

i. 3 ii. 4 iii. 16 Ε 1 = -13,6 ev. 1MeV= 1, J.

Φυσικές Αρχές συστημάτων PET/CT Ποζιτρονιακή τομογραφία / Αξονική τομογραφία

ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΗ ΚΛΙΜΑΚΑ ΑΡΧΗ 1ΗΣ ΣΕΛΙ ΑΣ

ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΦΥΣΙΚΗΣ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙΔΕΙΑΣ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΚΥΡΙΑΚΗ 15 ΜΑΡΤΙΟΥ 2015

ΒΑΣΙΚΕΣ ΑΡΧΕΣ ΚΑΙ ΟΡΙΣΜΟΙ ΤΗΣ ΡΑ ΙΟΧΗΜΕΙΑΣ

Σύγχρονη Φυσική : Πυρηνική Φυσική και Φυσική Στοιχειωδών Σωματιδίων 18/04/16

Generated by Foxit PDF Creator Foxit Software For evaluation only.

1.2 Για το γυαλί ο δείκτης διάθλασης µπορεί να είναι α. 0. β. 1. γ. 1,5. δ. 0,9. Μονάδες 5

Transcript:

Χριστίνα Αναγνωστοπούλου Θοδωρής Θεολογίτης Μαρίνος Θεολογίτης Δήμητρα Κωνσταντοπούλου Γιούλη Χατζησάρρου B Aρσάκειο Λύκειο Εκάλης - Σχ.έτος 2015-2016 1

ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ Κεφ. Σελ. 1. ΕΙΣΑΓΩΓΗ... 3 2 ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ ΣΤΗΝ ΙΑΤΡΙΚΗ ΕΠΙΣΤΗΜΗ... 2.1 Επιταχυντές του CERN στη μάχη κατα του καρκίνου... 4 2.2 Εφαρμογές των επιταχυντών, από τις ακτίνες Χ στα ραδιοφάρμακα... 5 2.3 Τομογραφία Εκπομπής Ποζιτρονίων (PET)... 6 3 ΒΙΟΜΗΧΑΝΙΚΕΣ ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ... 8 4 ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ ΣΤΗ ΕΠΙΣΤΗΜΟΝΙΚΗ ΕΡΕΥΝΑ ΑΛΛΩΝ ΚΛΑΔΩΝ... 9 5 Το WWW... 10 6 Worldwide LHC Computing Grid (WLCG)... 11 2

1.ΕΙΣΑΓΩΓΗ Η πρωτοποριακή έρευνα που πραγματοποιείται και εξελίσσεται, στο πλαίσιο του πειράματος του CERN και οι επιπτώσεις της στην καθημερινότητά μας είναι μεγάλο θέμα. Στις ιατρικές εφαρμογές, που απορρέουν από την έρευνα στο CERN περιλαμβάνονται η χρήση των επιταχυντών στην ιατρική, στα ραδιοφάρμακα, στην Τομογραφία Εκπομπής Ποζιτρονίων (PET), και στους επιταχυντές πρωτονίων, που χρησιμοποιούνται για τη ραδιοθεραπεία. Στο πλαίσιο της παρουσίασης γίνεται αναφορά στη χρήση των επιταχυντών του cern στην ιατρική και συγκεκριμένα στην απεικόνιση και στη θεραπεία. Γίνεται επίσης αναφορά στα ραδιοφάρμακα, τα οποία αποτελούν την πλέον σύγχρονη μέθοδο διάγνωσης ασθενειών και επισημαίνεται ότι το CERN προμηθεύει με ραδιοφάρμακα το Νοσοκομείο του Καντονιού της Γενεύης στην Ελβετία. Ως παραδείγματα αναφέρονται είδη ραδιοφαρμάκων τα οποία χορηγούνται για την μελέτη της λειτουργικότητας του μυοκαρδίου αλλά και για τον έλεγχο λειτουργίας του θυρεοειδούς. Παρουσιάζεται στη συνέχεια η Τομογραφία Εκπομπής Ποζιτρονίων (PET), η οποία βασίζεται στο φαινόμενο της εξαϋλωσης, δίνει μια εικόνα στους γιατρούς για το πού ακριβώς καταλήγει το ραδιοφάρμακο μέσα στο σώμα, και τους επιτρέπει να δουν αν όλα λειτουργούν κανονικά. Επισημαίνεται στην ενότητα αυτή, ότι οι πρόδρομοι των ανιχνευτών που χρησιμοποιούνται σε πολλά συστήματα ΡΕΤ σχεδιάστηκαν για ένα πείραμα του CERN. Τέλος, γίνεται αναφορά στις πιο πρόσφατες εξελίξεις, σύμφωνα με τις οποίες, επιταχυντές πρωτονίων έχουν αρχίσει να χρησιμοποιούνται για τη ραδιοθεραπεία ή τη θεραπεία με αδρόνια, καθώς αυτό το αναπτυσσόμενο πεδίο έρευνας γίνεται ευρύτερα γνωστό. Σήμερα, με την εμπειρία που έχει συσσωρευτεί στις πρωτοποριακές του εγκαταστάσεις, το CERN σχεδιάζει έναν επιταχυντή πρωτονίων και ιόντων άνθρακα αποκλειστικά για ιατρικούς σκοπούς, γνωστό ως PIMMS (Συσκευή Ιατρικής Μελέτης Πρωτονίων Ιόντων, Proton Ion Medical Machine Study). Το πρόγραμμα αυτό είναι μια πραγματικά διεθνής συνεργασία που φέρνει κοντά ερευνητές από το CERN, το γερμανικό εργαστήριο GSI, το αυστριακό Med-AUSTRON, και τον ιταλικό οργανισμό TERA. 3

Μέσα απο την όλη παρουσίαση επιδιώκεται να προβληθούν ο κοινωνικός ρόλος του CERN και η συμβολή του στην βελτίωση της ποιότητας ζωής των ανθρώπων του πλανήτη μας. Τομογραφία εκπομπής ποζιτρονίων (PET) 2. ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ ΣΤΗΝ ΙΑΤΡΙΚΗ ΕΠΙΣΤΗΜΗ 2.1 Επιταχυντές του CERN στη μάχη κατα του καρκίνου Ο γιγαντιαίος επιταχυντής σωματιδιών του Ευρωπαικού Οργανισμού Πυρηνικής Έρευνας πιο γνωστού ως CERN χρησιμεύει για το άνοιγμα νέων οδών στην αντιμετώπιση του καρκίνου. Μια μικρή βρετανική επιχείρηση στοχεύει στην απόκτηση ενός φυγοκεντριστή που αναπτύχθηκε το 2007 απο το CERN ώστε να αποκτήσει νεές μεθόδους ραδιοθεραπείας για την καταπολέμηση των όγκων. Ο φυγοκεντριστής αυτός θα χρησιμοποιείται ως μέσο για την κατασκευή καινοτόμων επιταχυντών χαμηλού κόστους που εξυπηρετούν σκοπούς ακτινοθεραπείας πρωτονίων και συμβατικής ραδιοθεραπείας. Σε αντίθεση με τις παραδοσιακές ακτίνες Χ, οι ακτίνες πρωτονίων μπορούν να πλήξουν τους όγκους χωρίς να επηρεάσουν τον περιβάλλοντα ιστό. (μία μέθοδος ιδιαίτερα χρήσιμη όταν πρόκειται για όγκους στον εγκέφαλο, την σπονδυλική στύλη ή τα μάτια) Τα πρωτόνια είναι θεμελιώδη σωματίδια που εντοπίζονται εντός του πυρήνα του ατόμου και μπόρουν να εστιάσουν με πολύ μεγαλύτερη ακρίβεια από τις ακτίνες Χ. Στο μέλλον οι επιστήμονες του CERN πιστεύουν ότι θα μπορέσουν να κατασκευάσουν τέτοια μηχανήματα χαμηλού κόστους χρησιμοποιώντας έναν νέο τύπο γραμμικού επιταχυντή. 4

2.2 Εφαρμογές των επιταχυντών, από τις ακτίνες Χ στα ραδιοφάρμακα Οι επιταχυντές σωματιδίων επινοήθηκαν τη δεκαετία του 1920 ως εργαλεία της έρευνας στη Φυσική. Είναι διατάξεις, οι οποίες παράγουν δέσμες σωματιδίων υψηλής ενέργειας χρησιμοποιώντας ηλεκτρομαγνητικά πεδία. Από την εποχή της εφεύρεσής τους οι επιταχυντές έχουν διανύσει πολύ δρόμο. Αν και παραμένουν απαραίτητοι στη σωματιδιακή φυσική, χρησιμοποιούνται σήμερα και σε πολλούς άλλους τομείς της ζωής μας. Στις μέρες μας, υπολογίζεται ότι υπάρχουν περίπου 10.000 επιταχυντές σωματιδίων στον κόσμο, από τους οποίους οι μισοί και πλέον χρησιμοποιούνται στην ιατρική και μόνο λίγοι χρησιμοποιούνται στη βασική έρευνα. Στην ιατρική, οι επιταχυντές χρησιμοποιούνται με δύο τρόπους: στην απεικόνιση και στη θεραπεία. Επειδή τα ραδιοφάρμακα έχουν πολύ μικρό χρόνο ζωής, πρέπει να παράγονται κοντά στο νοσοκομείο που χρησιμοποιούνται. Η παραγωγή γίνεται με τη χρήση δεσμών πρωτονίων μεγάλης έντασης που προέρχονται από επιταχυντές. Το CERN προμηθεύει με ραδιοφάρμακα το Νοσοκομείο του Καντονιού της Γενεύης στην Ελβετία. 5

Η Πυρηνική Ιατρική χρησιμοποιεί τα ραδιοϊσότοπα, με τη μορφή ραδιοφαρμάκων, που χορηγούνται στον εξεταζόμενο με κατάποση, με ένεση ή με εισπνοή. Το ραδιοφάρμακο διαχέεται στο σώμα σύμφωνα με την κατάσταση του οργανισμού εκείνη τη στιγμή, αλλά και σύμφωνα με τους νόμους του μεταβολισμού. Κατάλληλα τοποθετημένος εξωτερικός ανιχνευτής (γ camera) συλλέγει την εκπεμπόμενη ακτινοβολία (που παράγεται κατά την αποδιέγερση του ραδιοϊσοτόπου), η οποία διαπερνά το σώμα του εξεταζόμενου και δημιουργεί εικόνες προβολής (ημι-διέλευσης). Π.χ. το χημικό στοιχείο θάλλιο έχει την τάση να συγκεντρώνεται στο μυοκάρδιο, αλλά δεν συγκεντρώνεται σε ισχαιμικές ή εμφραγματικές περιοχές του μυοκαρδίου. Έτσι αυτές οι περιοχές εμφανίζονται στην τελική εικόνα (μετά τη χορήγηση ραδιενεργού θαλλίου) ως ψυχρές και είναι ενδεικτικές της λειτουργικής κατάστασης του μυοκαρδίου. Το χημικό στοιχείο ιώδιο, επιλέγει και συγκεντρώνεται στον ιστό του θυρεοειδούς, επομένως το ραδιενεργό ιώδιο είναι κατάλληλο για να παραχθεί εικόνα εκπομπής του ίδιου του θυρεοειδούς, όπως και περιοχών του σώματος με τυχόν μετάσταση του καρκίνου του θυρεοειδούς. Ακτινοβόληση όγκου με πρωτόνια 2.3 Τομογραφία Εκπομπής Ποζιτρονίων (PET) Η Τομογραφία Εκπομπής Ποζιτρονίων (Positron Emission Tomography, PET) είναι μια μορφή ραδιοφαρμακευτικής διάγνωσης. Είναι μία δυναμική μέθοδος, η ανάπτυξη της οποίας οφείλεται σ ένα μεγάλο βαθμό στο CERN και στο Νοσοκομείο του Καντονιού της Γενεύης. Το ΡΕΤ επιτρέπει την 6

ανίχνευση μεταβολών σε ιστούς και όργανα που συνδέονται με ασθένειες, πολύ πριν εμφανιστούν σοβαρά συμπτώματα των ασθενειών αυτών. Στον ασθενή χορηγείται ένα ραδιοφάρμακο που εκπέμπει ποζιτρόνια, τα αντισωματίδια των ηλεκτρονίων. Τα ποζιτρόνια αυτά πολύ γρήγορα εξαϋλώνονται με τα ηλεκτρόνια που συναντούν στο σώμα του ασθενή. Με την εξαΰλωση αυτή απελευθερώνονται δύο ακτίνες γάμμα (φωτόνια), προσδιορίζοντας ακριβώς τη θέση που έγινε η εξαΰλωση. Το ΡΕΤ δίνει μία εικόνα στους γιατρούς για το πού ακριβώς καταλήγει το ραδιοφάρμακο μέσα στο σώμα, και τους επιτρέπει να δουν αν όλα λειτουργούν κανονικά. Εξαϋλωση ηλεκτρονίουποζιτρονίου, κατά την οποία απελευθερώνονται δύο φωτόνια Η τομογραφία εκπομπής ποζιτρονίων (Positron Εmission Tomography PET) με τη χρήση φθοριωμένης γλυκόζης (18FDG) είναι η τεχνολογία αιχμής της μεταβολικής απεικόνισης. Η αυξημένη κατανάλωση γλυκόζης από τα καρκινικά κύτταρα είναι η βάση για την αυξημένη πρόσληψη FDG στα λεμφώματα όπως και στους άλλους όγκους. Συγκέντρωση του ραδιοφαρμάκου παρατηρείται επίσης σε φυσιολογικούς ιστούς με αυξημένο μεταβολισμό γλυκόζης, όπως ο εγκέφαλος και το μυοκάρδιο, καθώς και στη μεταβολική οδό αποβολής του, που είναι οι νεφροί και το ουροποιητικό σύστημα. Η λειτουργία της Τομογραφίας Εκπομπής Ποζιτρονίων (PET) Πολλές μορφές ιατρικής απεικόνισης εξαρτώνται από ένα άλλο τεχνολογικό επίτευγμα της σωματιδιακής φυσικής: τους ανιχνευτές σωματιδίων. Οι πρόδρομοι των ανιχνευτών που χρησιμοποιούνται σε πολλά συστήματα ΡΕΤ σχεδιάστηκαν για ένα πείραμα του CERN. Είναι κατασκευασμένοι από κρυστάλλους που ακτινοβολούν όταν προσπίπτει πάνω τους άλλη ακτινοβολία όπως η γάμμα. 7

Η λειτουργία της Τομογραφίας Εκπομπής Ποζιτρονίων (PET) 3. ΒΙΟΜΗΧΑΝΙΚΕΣ ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ Για την αποστείρωση, το σπάσιμο των μοριακών δεσμών είναι αυτό που έχει σημασία. 'Όταν σπάνε δεσμοί σε ζωντανούς οργανισμούς όπως τα βακτήρια, ο οργανισμός συνήθως πεθαίνει, και το σπάσιμο δεσμών σε τοξικά υλικά τα καθιστά αβλαβή. Οι ηλεκτρονικοί υπολογιστές γίνονται ολοένα μικρότεροι σε διάσταση και πιο ισχυροί καθώς όλο και πιο πολύπλοκα κυκλώματα "στριμώχνονται" σε ένα και μοναδικό chip. Τριάντα χρόνια πριν, τα μεμονωμένα στοιχεία πάνω σε ένα chip είχαν μήκος περίπου ένα εικοστό του χιλιοστού, σήμερα είναι 100 φορές μικρότερα. Για να φτιαχτούν πρότυπα τόσο μικρά πάνω σε ένα chip πυριτίου χρειάζεται ένας επιταχυντής στον οποίο ηλεκτρόνια εξαναγκάζονται σε κυκλικές τροχιές, και γι' αυτό το λόγο εκπέμπουν ακτίνες-χ. Αυτές οι ακτίνες-χ χρησιμοποιούνται για να γίνουν τα πρότυπα τα οποία ακτινοβολούν μέσα από μια μάσκα τοποθετημένη με ακρίβεια μπροστά στο chip. Αυτή η διαδικασία ονομάζεται λιθογραφία, και οι μεγαλύτεροι κατασκευαστές ηλεκτρονικών υπολογιστών συνεργάζονται με φυσικούς για να σχεδιάσουν επιταχυντές που θα φτιάξουν τα chips του μέλλοντος. Στοιχεία δέκα φορές μικρότερα από αυτά των σημερινών υπολογιστών είναι ήδη κατασκευάσιμα, και καθώς η έρευνα προχωρά τα καλύτερα είναι ακόμα μπροστά μας. Μηχανές αεροσκαφών και τεχνητά ανθρώπινα μέλη είναι μόνο δύο από τα προϊόντα που επωφελούνται από την τεχνική που ονομάζεται εμφύτευση δέσμης ιόντων. Δέσμες που προέρχονται από επιταχυντές χρησιμοποιούνται για την εμφύτευση ιόντων ενός υλικού στην επιφάνεια ενός άλλου υλικού. Στις μηχανές αεροσκαφών, η τεχνική χρησιμοποιείται για την επικάλυψη 8

ρουλεμάν που περιστρέφονται σε υψηλές ταχύτητες με ένα λεπτό στρώμα βαφής για την προστασία τους από τη διάβρωση. Στους τεχνητούς μηρούς, ένα στρώμα βιολογικά συμβατού υλικού εμφυτεύεται στην άρθρωση, ώστε το τεχνητό μέλος να γίνει καλύτερα αποδεκτό από το σώμα και πιο ανθεκτικό στη χρήση. Ακριβώς όπως οι ακτίνες-χ μπορούν να δουν το εσωτερικό του ανθρώπινου σώματος, με τον ίδιο τρόπο μπορούν να αποκαλύψουν το περιεχόμενο αυτοκινήτων και δοχείων που περνούν από αεροδρόμια και λιμάνια. Οι σαρωτές μικρού μεγέθους είναι πολύ γνωστοί σε όποιον έχει ταξιδέψει με αεροπλάνο, για τον έλεγχο μικρών αποσκευών, αλλά σήμερα έχουν αρχίσει να μπαίνουν σε χρήση και σαρωτές στο μέγεθος ενός φορτηγού. Οι πρόδρομοι των ανιχνευτών στους οποίους βασίζονται αυτές οι μηχανές αναπτύχθηκαν στο CERN στα τέλη της δεκαετίας του '60 από τον George Charpak. Το 1992, η σημασία της επινόησης του Charpak τού αναγνωρίστηκε με το βραβείο Νόμπελ. Ακόμα πιο εξελιγμένες είναι οι μηχανές που ανιχνεύουν αυξημένη συγκέντρωση αζώτου, μιας ουσίας που συναντάμε πολύ συχνά στα ναρκωτικά και στα εκρηκτικά. Λειτουργούν σαρώνοντας το αντικείμενο με μια δέσμη σωματιδίων που αντιδρούν με το άζωτο παράγοντας διάφορα άλλα σωματίδια. Αυτά τα τελευταία σωματίδια ανιχνεύονται και μετρώνται, καταδεικνύοντας την ύπαρξη ναρκωτικών ή εκρηκτικών. 4. ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ ΣΤΗ ΕΠΙΣΤΗΜΟΝΙΚΗ ΕΡΕΥΝΑ ΑΛΛΩΝ ΚΛΑΔΩΝ Ο προσδιορισμός της ηλικίας κάποιου αντικειμένου μπορεί να γίνει με τη βοήθεια επιταχυντών με μια τεχνική που ονομάζεται φασματομετρία μάζας. Όλα τα ζωντανά πράγματα καταναλώνουν και απελευθερώνουν άνθρακα, αλλά υπάρχουν πολλά είδη άνθρακα γύρω μας. Τα περισσότερα άτομα άνθρακα περιέχουν 6 πρωτόνια και 6 νετρόνια, αλλά κάποια άτομα περιέχουν 2 νετρόνια παραπάνω. Η πιο συνηθισμένη μορφή άνθρακα ονομάζεται άνθρακας-12, και είναι σταθερή. Ο άνθρακας-14, που συναντάται πιο σπάνια, διασπάται αργά σε άζωτο-14 με χρόνο ημίσειας ζωής 5730 χρόνια. Αυτό σημαίνει ότι με όσα άτομα άνθρακα-14 ξεκινήσεις, 5730 χρόνια μετά θα έχουν μείνει τα μισά. Όταν ένα φυτό ή ένα ζώο είναι ζωντανό, περιέχει άνθρακα-12 και άνθρακα-14 σε σταθερή αναλογία μεταξύ τους. Αλλά όταν πεθαίνει η ποσότητα των ατόμων άνθρακα-14 που περιέχει μειώνεται σιγά-σιγά και η αναλογία μεταξύ άνθρακα-12 και άνθρακα-14 αλλάζει. Η φασματογραφία μάζας μέσω επιταχυντών, όπως του CERN, μετράει αυτή ακριβώς την 9

αναλογία, επιτρέποντας στους επιστήμονες να πουν πότε ένα αντικείμενο ήταν ακόμα ζωντανό. Με αυτόν τον τρόπο οι ερευνητές μπόρεσαν να πουν ότι το βαμβάκι από το οποίο υφάνθηκε το Ιμάτιο του Τορίνο καλλιεργήθηκε περίπου το 1325 π.χ. Η ανακάλυψη του πώς και γιατί λάμπουν τα άστρα είναι δουλειά των επιταχυντών του CERN που παράγουν δέσμες ασταθών σωματιδίων. Κι αυτό γιατί τα άστρα παράγουν ενέργεια μέσω της πυρηνικής σύντηξης - πυρήνες υδρογόνου συντήκονται για να δημιουργήσουν ήλιο, το ήλιο συντήκεται και δημιουργεί βηρύλλιο, και ούτω καθεξής, και σε κάθε σύντηξη απελευθερώνεται ενέργεια. Και για να έρθουμε σε πιο γήινα ζητήματα, οι επιταχυντές που βοηθούν στη μελέτη των άστρων είναι σημαντικοί και για την έρευνα των ημιαγωγών (chip). Οι ημιαγωγοί βασίζονται σε κάποιες ελάχιστες "ακαθαρσίες" που ονομάζονται προσμίξεις. Καθώς οι συσκευές που χρησιμοποιούν ημιαγώγιμα υλικά γίνονται ολοένα μικρότερες, είναι όλο και πιο σημαντικό να γνωρίζουμε σε ποιο ακριβώς σημείο βρίσκονται αυτές οι προσμίξεις και τι ρόλο παίζουν. Αντικαθιστώντας την πρόσμιξη με ένα ραδιενεργό ισότοπο του ίδιου στοιχείου και παρατηρώντας το καθώς διασπάται, η θέση της πρόσμιξης μπορεί να προσδιοριστεί με απόλυτη ακρίβεια. 5. ΤΟ WWW O Tim Berners-Lee, το 1990, ένας μηχανικός υπολογιστών του CERN εφηύρε το World Wide Web (τον Παγκόσμιο Ιστό). Ο "ιστός" αυτός είχε αρχικά κατασκευαστεί για τις μεγάλες συνεργασίες των φυσικών στοιχειωδών σωματιδίων οι οποίες απαιτούσαν την άμεση μετάδοση κάθε νέας πληροφορίας μεταξύ των συνεργαζομέμων επιστημόνων που είχαν βάση σε διαφορετικά Πανεπιστήμια και Ινστιτούτα σ' όλο τον κόσμο. Τώρα, ο ιστός έχει εκατομμύρια ακαδημαϊκούς και εμπορικούς χρήστες. Ο Tim Berners-Lee μαζί με τον Robert Cailliau έγραψαν τον πρώτο κώδικα για τον χρήστη του WWW (αυτό που λέμε σήμερα browser, μια "μηχανή πλοήγησης" στον ιστό), ο οποίος "έτρεχε" στο λειτουργικό σύστημα του NeXTStep (ένα είδος Unix), και τον πρώτο "εξυπηρετητή" WWW (server) μαζί με τα προγράμματα επικοινωνίας, ορίζοντας τα URL (ηλεκτρονική διεύθυνση του εξυπηρετητή), HTTP 10

(πρωτόκολλο μετάδοσης υπερ-κειμένου) και HTML (γλώσσα προγραμματισμού υπερ-κειμένου). Το Δεκέμβριο του 1993, το WWW πήρε το βραβείο IMA και το 1995 ο Tim και ο Robert μοιράστηκαν το βραβείο της Ομοσπονδίας Ηλεκτρονικού Λογισμικού (ACM) για την ανάπτυξη του WWW μαζί με τους M. Andreesen και E. Bina, από το NCSA. 6. Worldwide LHC Computing Grid (WLCG) Η Παγκόσμια LHC Computin Grid είναι μια παγκόσμια υπολογιστική υποδομή της οποίας η αποστολή είναι να παρέχει υπολογιστικούς πόρους για την αποθήκευση, τη διανομή και την ανάλυση των δεδομένων που παράγονται από το Μεγάλο Επιταχυντή Αδρονίων (LHC), καθιστώντας τα δεδομένα εξίσου προσβάσιμα σε όλους τους εταίρους, ανεξάρτητα από τους φυσική θέση. Η WLCG είναι η μεγαλύτερη υποδομή υπολογιστικού πλέγματος στον κόσμο. Υποστηρίζεται από πολλούς και συνδέεται εθνικά και διεθνή δίκτυα σε όλο τον κόσμο, όπως η Ευρωπαϊκή Πρωτοβουλία Grid (Ευρώπη-based) και Open Science Grid (με έδρα τις ΗΠΑ), καθώς και πολλά άλλα τοπικά δίκτυα. Η WLCG συντονίζεται από το CERN. Διαχειρίζεται και λειτουργεί από μια παγκόσμια συνεργασία μεταξύ των πειραμάτων (ALICE, ATLAS, CMS και LHCb) και από τα συμμετέχοντα κέντρα υπολογιστών. Αξιολογείται από μια επιτροπή από εκπροσώπους των φορέων χρηματοδότησης των συνεργαζόμενων χωρών και επιστημονικά εξετάζεται από την Επιτροπή πειραμάτων του LHC. 11