Influence of Focused Shock Waves Upon a Sonosensitive Material

0310138 - ÚFP 2009 US eng A - Abstract
Hoffer, Petr - Šunka, Pavel - Štraus, Jaroslav - Koláček, Karel - Beneš, J. - Pouckova, P.
Influence of Focused Shock Waves Upon a Sonosensitive Material.
[Vliv fokusovaných rázových vln na sonosenzitivní materiál.]
IEEE Conference Records – Abstracts, ICOPS 2008, The 35th IEEE international Conference on Plasma Science. Piscataway: IEEE Operations Center, 2008. s. 296-296. ISSN 0730-9244.
[ICOPS 2008, 35th IEEE International Conference on Plasna Science. 15.06.2008-19.06.2008, Karlsruhe]
R&D Projects: GA ČR GA202/05/0685
Institutional research plan: CEZ:AV0Z20430508
Keywords : focused shock waves * cavitations * sonodynamic * cancer * melanoma * B16 * sonosensitizers
Subject RIV: BL - Plasma and Gas Discharge Physics

Interaction of two successive shock waves (tandem shocks) in water focused to a common focal point has been investigated. Amplitude of the compression part of the wave is as high as 100 MPa, while amplitude of the dilution part of the wave reaches down to -25 MPa in the focus. At that underpressure numerous cavitations are produced. It was demonstrated that the acoustical inhomogeneity created in water by the first wave strongly modifies propagation of the second one. Measurements of waveforms by PVDF shock gauges at the focus indicate that the second wave is strongly attenuated at some time delays between shocks. At time delays in the interval 50-500 micro s the second wave is totally damped at the focus. Schlieren photography of the focal region demonstrates that the interaction of two successive shocks results in creation of a very complex pressure field at the focus to which contribute many secondary spherical short wavelength shocks that originate in collapsing cavitations.

Byla zkoumána interakce dvou po sobě jdoucích rázových vln (tandemové šoky) ve vodě, fokusovaných do společného ohniska. Přetlaková část vlny dosahuje v ohnisku amplitudy 100MPa, zatímco podtlaková až -25MPa. Tento podtlak vede na vznik mnoha kavitací. Je ukázáno, že akustické nehomogenity vytvořené ve vodě první vlnou značně ovlivňuje šíření vlny následující. Měření průběhu tlaku pomocí tlakové měrky PVDF v ohnisku ukazuje, že druhá vlna je při určitém intervalu mezi oběma šoky značně tlumena. Při intervalu mezi 50 a 500 micro s je druhá vlna v ohnisku zcela potlačena. Šlírové fotografie znázorňují vznik složitého tlakového pole v ohniskové oblasti, jako důsledek interakce mezi oběma šoky, ke kterému náleží mnoho sekundárních krátkovlnných kulových šoků, majících původ v zanikajících kavitacích. Tandemové rázové vlny mohou být potenciálně využity při sonodynamické terapii nádorových onemocnění. Byl zkoumán účinek tandemových šoků na buňky melanomu B16.
Permanent Link: http://hdl.handle.net/11104/0162085