يشبه علاج السرطان بحزمة البروتونات الرماية بالقوس: يجب أن تصيب الهدف بدقة دون أن تمس ما حوله. تطلق البروتونات طاقتها في نهاية مسارها، لذلك لا تتأثر الأنسجة السليمة تقريبًا. ولكن لضمان سلامة الإصابة، يتم فحص كل خطة علاج مسبقًا — لقياس الجرعة التي سيحصل عليها الورم وما سيصيب الأعضاء المجاورة.
الكواشف المعتادة لهذا الفحص — غرف التأين — كبيرة وبطيئة. إنها تعمل بشكل سيئ مع الحزم المائلة ولا تُظهر كيف تتغير الجرعة مع العمق. اقترح العلماء أداة مختلفة: كاشفًا من أكسيد الغاليوم — وهو بلورة شبه موصلة تتغير مقاومتها تحت تأثير الإشعاع. البلورة صغيرة بحجم الظفر وتستجيب للبروتونات فورًا.
أظهرت الاختبارات على المسرع MEVION S250i أن كاشف أكسيد الغاليوم يعطي إشارة تتناسب طرديًا مع جرعة البروتونات. عند طاقات مختلفة للحزمة، تطابقت قراءاته مع بيانات غرفة التأين ومع التوزيعات المحسوبة للجرعة. هذا يعني أن البلورة يمكن استخدامها للتحقق من خطط العلاج البروتوني — فهي دقيقة وسريعة ولا تخاف من الحزم المائلة.
هذا الكاشف يشبه حارسًا مصغرًا عند بوابات المسرع. إنه يلتقط كل نبضة بروتونية ويخبرنا بكمية الطاقة التي وصلت إلى الهدف. وكلما كان هذا الفحص أدق، زادت ثقة الأطباء في ضبط العلاج، وقلّ الخطر على المريض.
أكسيد الغاليوم مادة تُستخدم في إلكترونيات القدرة، والآن تساعد في قياس الإشعاع. البلورة نفسها يمكن أن تعمل في شاحن وفي كاشف بروتونات.