Electrostatic design and beam transport for a folded tandem electrostatic quadrupole accelerator facility for accelerator-based boron neutron capture therapy

Within the frame of an ongoing project to develop a folded Tandem-Electrostatic-Quadrupole (TESQ) accelerator facility for Accelerator-Based Boron Neutron Capture Therapy (AB-BNCT), we discuss here the electrostatic design of the machine, including the accelerator tubes with electrostatic quadrupoles and the simulations for the transport and acceleration of a high intensity beam.Fil: Thatar Vento, Vladimir. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica; ArgentinaFil: Bergueiro, Javier R.. Comisión Nacional de Energía Atómica; ArgentinaFil: Cartelli, Daniel Enrique. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica; ArgentinaFil: Valda Ochoa, Alejandro Aníbal. Universidad Nacional de San Martín; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica; ArgentinaFil: Kreiner, Andres Juan. Comisión Nacional de Energía Atómica; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Universidad Nacional de San Martín. Escuela de Ciencia y Tecnología; Argentin

Status of low-energy accelerator-based BNCT worldwide and in Argentina

Existing and active low-energy Accelerator-Based BNCT programs worldwide will be reviewed and compared. In particular, the program in Argentina will be discussed which consists of the development of an Electro-Static-Quadrupole (ESQ) Accelerator-Based treatment facility. The facility is conceived to operate with the deuteron-induced reactions 9Be(d,n)10B and 13C(d,n)14N at 1.45 MeV deuteron energy, as neutron sources. Neutron production target development status is specified. The present status of the construction of the new accelerator development laboratory and future BNCT centre is shown.Fil: Cartelli, Daniel Enrique. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica; Argentina. Universidad Nacional de San Martín. Escuela de Ciencia y Tecnología; ArgentinaFil: Capoulat, Maria Eugenia. Comisión Nacional de Energía Atómica; Argentina. Universidad Nacional de San Martín. Escuela de Ciencia y Tecnología; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Baldo, M.. Comisión Nacional de Energía Atómica; ArgentinaFil: Suárez Sandín, J. C.. Comisión Nacional de Energía Atómica; ArgentinaFil: Igarzabal, M.. Comisión Nacional de Energía Atómica; ArgentinaFil: del Grosso, Mariela Fernanda. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica; ArgentinaFil: Valda, A. A.. Comisión Nacional de Energía Atómica; Argentina. Universidad Nacional de San Martín. Escuela de Ciencia y Tecnología; ArgentinaFil: Canepa, N.. Comisión Nacional de Energía Atómica; ArgentinaFil: Gun, M.. Comisión Nacional de Energía Atómica; ArgentinaFil: Minsky, Daniel Mauricio. Comisión Nacional de Energía Atómica; Argentina. Universidad Nacional de San Martín. Escuela de Ciencia y Tecnología; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Conti, G.. Comisión Nacional de Energía Atómica; ArgentinaFil: Erhardt, J.. Comisión Nacional de Energía Atómica; ArgentinaFil: Somacal, Héctor Rubén. Comisión Nacional de Energía Atómica; Argentina. Universidad Nacional de San Martín. Escuela de Ciencia y Tecnología; ArgentinaFil: Bertolo, A. A.. Comisión Nacional de Energía Atómica; ArgentinaFil: Bergueiro, J.. Comisión Nacional de Energía Atómica; ArgentinaFil: Gaviola, P. A.. Comisión Nacional de Energía Atómica; ArgentinaFil: Kreiner, Andres Juan. Comisión Nacional de Energía Atómica; Argentina. Universidad Nacional de San Martín. Escuela de Ciencia y Tecnología; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentin

Newly Developed Mg2+–Selective Fluorescent Probe Enables Visualization of Mg2+ Dynamics in Mitochondria

Mg2+ plays important roles in numerous cellular functions. Mitochondria take part in intracellular Mg2+ regulation and the Mg2+ concentration in mitochondria affects the synthesis of ATP. However, there are few methods to observe Mg2+ in mitochondria in intact cells. Here, we have developed a novel Mg2+–selective fluorescent probe, KMG-301, that is functional in mitochondria. This probe changes its fluorescence properties solely depending on the Mg2+ concentration in mitochondria under physiologically normal conditions. Simultaneous measurements using this probe together with a probe for cytosolic Mg2+, KMG-104, enabled us to compare the dynamics of Mg2+ in the cytosol and in mitochondria. With this method, carbonyl cyanide p-(trifluoromethoxy) phenylhydrazone (FCCP)–induced Mg2+ mobilization from mitochondria to the cytosol was visualized. Although a FCCP–induced decrease in the Mg2+ concentration in mitochondria and an increase in the cytosol were observed both in differentiated PC12 cells and in hippocampal neurons, the time-courses of concentration changes varied with cell type. Moreover, the relationship between mitochondrial Mg2+ and Parkinson's disease was analyzed in a cellular model of Parkinson's disease by using the 1-methyl-4-phenylpyridinium ion (MPP+). A gradual decrease in the Mg2+ concentration in mitochondria was observed in response to MPP+ in differentiated PC12 cells. These results indicate that KMG-301 is useful for investigating Mg2+ dynamics in mitochondria. All animal procedures to obtain neurons from Wistar rats were approved by the ethical committee of Keio University (permit number is 09106-(1))

Present status of Accelerator-Based BNCT

AimThis work aims at giving an updated report of the worldwide status of Accelerator-Based BNCT (AB-BNCT).BackgroundThere is a generalized perception that the availability of accelerators installed in hospitals, as neutron sources, may be crucial for the advancement of BNCT. Accordingly, in recent years a significant effort has started to develop such machines.Materials and methodsA variety of possible charged-particle induced nuclear reactions and the characteristics of the resulting neutron spectra are discussed along with the worldwide activity in suitable accelerator development.ResultsEndothermic 7Li(p,n)7Be and 9Be(p,n)9B and exothermic 9Be(d,n)10B are compared. In addition to having much better thermo-mechanical properties than Li, Be as a target leads to stable products. This is a significant advantage for a hospital-based facility. 9Be(p,n)9B needs at least 4–5[[ce:hsp sp="0.25"/]]MeV bombarding energy to have a sufficient yield, while 9Be(d,n)10B can be utilized at about 1.4[[ce:hsp sp="0.25"/]]MeV, implying the smallest possible accelerator. This reaction operating with a thin target can produce a sufficiently soft spectrum to be viable for AB-BNCT. The machines considered are electrostatic single ended or tandem accelerators or radiofrequency quadrupoles plus drift tube Linacs.Conclusions7Li(p,n)7Be provides one of the best solutions for the production of epithermal neutron beams for deep-seated tumors. However, a Li-based target poses significant technological challenges. Hence, Be has been considered as an alternative target, both in combination with (p,n) and (d,n) reactions. 9Be(d,n)10B at 1.4[[ce:hsp sp="0.25"/]]MeV, with a thin target has been shown to be a realistic option for the treatment of deep-seated lesions

Present status of Accelerator-Based BNCT

Aim: This work aims at giving an updated report of the worldwide status of Accelerator-Based BNCT (AB-BNCT). Background: There is a generalized perception that the availability of accelerators installed in hospitals, as neutron sources, may be crucial for the advancement of BNCT. Accordingly, in recent years a significant effort has started to develop such machines. Materials and methods: A variety of possible charged-particle induced nuclear reactions and the characteristics of the resulting neutron spectra are discussed along with the worldwide activity in suitable accelerator development. Results: Endothermic 7Li(p,n)7Be and 9Be(p,n)9B and exothermic 9Be(d,n)10B are compared. In addition to having much better thermo-mechanical properties than Li, Be as a target leads to stable products. This is a significant advantage for a hospital-based facility. 9Be(p,n)9B needs at least 4-5 MeV bombarding energy to have a sufficient yield, while 9Be(d,n)10B can be utilized at about 1.4 MeV, implying the smallest possible accelerator. This reaction operating with a thin target can produce a sufficiently soft spectrum to be viable for AB-BNCT. The machines considered are electrostatic single ended or tandem accelerators or radiofrequency quadrupoles plus drift tube Linacs. Conclusions: 7Li(p,n)7Be provides one of the best solutions for the production of epithermal neutron beams for deep-seated tumors. However, a Li-based target poses significant technological challenges. Hence, Be has been considered as an alternative target, both in combination with (p,n) and (d,n) reactions. 9Be(d,n)10B at 1.4 MeV, with a thin target has been shown to be a realistic option for the treatment of deep-seated lesions.Fil: Kreiner, Andres Juan. Comisión Nacional de Energía Atómica. Centro Atómico Constituyentes. Gerencia de Investigación y Aplicaciones; Argentina. Universidad Nacional de San Martín. Escuela de Ciencia y Tecnología; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Bergueiro, Rodolfo Javier. Comisión Nacional de Energía Atómica. Centro Atómico Constituyentes. Gerencia de Investigación y Aplicaciones; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Cartelli, Daniel Enrique. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Universidad Nacional de San Martín. Escuela de Ciencia y Tecnología; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Centro Atómico Constituyentes. Gerencia de Investigación y Aplicaciones; ArgentinaFil: Baldo, Matias Nicolas. Comisión Nacional de Energía Atómica. Centro Atómico Constituyentes. Gerencia de Investigación y Aplicaciones; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Castello, Walter Braulio. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Centro Atómico Constituyentes. Gerencia de Investigación y Aplicaciones; ArgentinaFil: Asoia, Javier Gomez. Comisión Nacional de Energía Atómica. Centro Atómico Constituyentes. Gerencia de Investigación y Aplicaciones; ArgentinaFil: Padulo, Javier. Comisión Nacional de Energía Atómica. Centro Atómico Constituyentes. Gerencia de Investigación y Aplicaciones; ArgentinaFil: Suárez Sandín, Juan Carlos. Comisión Nacional de Energía Atómica. Centro Atómico Constituyentes. Gerencia de Investigación y Aplicaciones; ArgentinaFil: Igarzabal, Marcelo. Comisión Nacional de Energía Atómica. Centro Atómico Constituyentes. Gerencia de Investigación y Aplicaciones; ArgentinaFil: Erhardt, Julian. Comisión Nacional de Energía Atómica. Centro Atómico Constituyentes. Gerencia de Investigación y Aplicaciones; ArgentinaFil: Mercuri, Daniel. Comisión Nacional de Energía Atómica. Centro Atómico Constituyentes. Gerencia de Investigación y Aplicaciones; ArgentinaFil: Valda, Alejandro A.. Comisión Nacional de Energía Atómica. Centro Atómico Constituyentes. Gerencia de Investigación y Aplicaciones; Argentina. Universidad Nacional de San Martín. Escuela de Ciencia y Tecnología; ArgentinaFil: Minsky, Daniel Mauricio. Comisión Nacional de Energía Atómica. Centro Atómico Constituyentes. Gerencia de Investigación y Aplicaciones; Argentina. Universidad Nacional de San Martín. Escuela de Ciencia y Tecnología; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Debray, Mario Ernesto. Comisión Nacional de Energía Atómica. Centro Atómico Constituyentes. Gerencia de Investigación y Aplicaciones; Argentina. Universidad Nacional de San Martín. Escuela de Ciencia y Tecnología; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Somacal, Héctor Rubén. Comisión Nacional de Energía Atómica. Centro Atómico Constituyentes. Gerencia de Investigación y Aplicaciones; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Universidad Nacional de San Martín. Escuela de Ciencia y Tecnología; ArgentinaFil: Capoulat, Maria Eugenia. Universidad Nacional de San Martín. Escuela de Ciencia y Tecnología; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Centro Atómico Constituyentes. Gerencia de Investigación y Aplicaciones; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Herrera, Maria Silvia. Universidad Nacional de San Martín. Escuela de Ciencia y Tecnología; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Centro Atómico Constituyentes. Gerencia de Investigación y Aplicaciones; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: del Grosso, Mariela Fernanda. Comisión Nacional de Energía Atómica. Centro Atómico Constituyentes. Gerencia de Investigación y Aplicaciones; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Gagetti, Leonardo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Universidad Nacional de San Martín. Escuela de Ciencia y Tecnología; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Centro Atómico Constituyentes. Gerencia de Investigación y Aplicaciones; ArgentinaFil: Suarez Anzorena, Manuel. Comisión Nacional de Energía Atómica. Centro Atómico Constituyentes. Gerencia de Investigación y Aplicaciones; ArgentinaFil: Canepa, Nicolas. Comisión Nacional de Energía Atómica. Centro Atómico Constituyentes. Gerencia de Investigación y Aplicaciones; ArgentinaFil: Real, Nicolas. Comisión Nacional de Energía Atómica. Centro Atómico Constituyentes. Gerencia de Investigación y Aplicaciones; ArgentinaFil: Gun, Marcelo. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ingeniería; ArgentinaFil: Tacca, Hernán Emilio. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ingeniería; Argentin

Present status of accelerator-based BNCT: Focus on developments in Argentina

In this work we provide some information on the present status of accelerator-based BNCT (AB-BNCT) worldwide and subsequently concentrate on the recent accelerator technology developments in Argentina.Fil: Cartelli, Daniel Enrique. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Universidad Nacional de San Martín. Escuela de Ciencia y Tecnología; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Centro Atómico Constituyentes. Gerencia de Investigación y Aplicaciones; ArgentinaFil: Capoulat, Maria Eugenia. Universidad Nacional de San Martín. Escuela de Ciencia y Tecnología; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Centro Atómico Constituyentes. Gerencia de Investigación y Aplicaciones; ArgentinaFil: Bergueiro, Rodolfo Javier. Comisión Nacional de Energía Atómica. Centro Atómico Constituyentes. Gerencia de Investigación y Aplicaciones; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Gagetti, Leonardo. Universidad Nacional de San Martín. Escuela de Ciencia y Tecnología; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Centro Atómico Constituyentes. Gerencia de Investigación y Aplicaciones; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Suárez Anzorena, M.. Comisión Nacional de Energía Atómica. Centro Atómico Constituyentes. Gerencia de Investigación y Aplicaciones; ArgentinaFil: del Grosso, Mariela Fernanda. Comisión Nacional de Energía Atómica. Centro Atómico Constituyentes. Gerencia de Investigación y Aplicaciones; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Baldo, M.. Comisión Nacional de Energía Atómica. Centro Atómico Constituyentes. Gerencia de Investigación y Aplicaciones; ArgentinaFil: Castell, W.. Comisión Nacional de Energía Atómica. Centro Atómico Constituyentes. Gerencia de Investigación y Aplicaciones; ArgentinaFil: Padulo, J.. Comisión Nacional de Energía Atómica. Centro Atómico Constituyentes. Gerencia de Investigación y Aplicaciones; ArgentinaFil: Suárez Sandín, J.C.. Comisión Nacional de Energía Atómica. Centro Atómico Constituyentes. Gerencia de Investigación y Aplicaciones; ArgentinaFil: Igarzabal, M.. Comisión Nacional de Energía Atómica. Centro Atómico Constituyentes. Gerencia de Investigación y Aplicaciones; ArgentinaFil: Erhardt, J.. Comisión Nacional de Energía Atómica. Centro Atómico Constituyentes. Gerencia de Investigación y Aplicaciones; ArgentinaFil: Mercuri, Dario Martin. Comisión Nacional de Energía Atómica. Centro Atómico Constituyentes. Gerencia de Investigación y Aplicaciones; ArgentinaFil: Minsky, Daniel Mauricio. Comisión Nacional de Energía Atómica. Centro Atómico Constituyentes. Gerencia de Investigación y Aplicaciones; Argentina. Universidad Nacional de San Martín. Escuela de Ciencia y Tecnología; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Valda, A.A.. Universidad Nacional de San Martín. Escuela de Ciencia y Tecnología; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Centro Atómico Constituyentes. Gerencia de Investigación y Aplicaciones; ArgentinaFil: Debray, Mario Ernesto. Universidad Nacional de San Martín. Escuela de Ciencia y Tecnología; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Centro Atómico Constituyentes. Gerencia de Investigación y Aplicaciones; ArgentinaFil: Somacal, Héctor Rubén. Comisión Nacional de Energía Atómica. Centro Atómico Constituyentes. Gerencia de Investigación y Aplicaciones; Argentina. Universidad Nacional de San Martín. Escuela de Ciencia y Tecnología; ArgentinaFil: Cánepa, Natalia Mabel. Comisión Nacional de Energía Atómica. Centro Atómico Constituyentes. Gerencia de Investigación y Aplicaciones; ArgentinaFil: Real, N.. Comisión Nacional de Energía Atómica. Centro Atómico Constituyentes. Gerencia de Investigación y Aplicaciones; ArgentinaFil: Gun, M.. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ingeniería; ArgentinaFil: Herrera, M. S. Universidad Nacional de San Martín. Escuela de Ciencia y Tecnología; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Centro Atómico Constituyentes. Gerencia de Investigación y Aplicaciones; ArgentinaFil: Tacca, Hernán Emilio. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ingeniería; ArgentinaFil: Kreiner, Andres Juan. Universidad Nacional de San Martín. Escuela de Ciencia y Tecnología; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Centro Atómico Constituyentes. Gerencia de Investigación y Aplicaciones; Argentin