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Linearbeschleuniger |
Blick in eine aufgeschnittene Wave-Guide
Bildquelle: Julia ImageX, Wikimedia commons |
| allgemeines |
Linearbeschleuniger (LB) werden in der Radioonkologie
und in der Atomphysik eingesetzt. |
LBs beschleunigen Elektronen im Gegensatz zu Ringbeschleunigern ohne wiederkehrende Bahn. |
Da die Elektronen die Bahn nur einmal durchlaufen, ist eine höhere Dosisleistung möglich. |
| gekrümmte Flugbahn |
Die Flugbahn der Elektronen im LB ist nicht ausschließlich linear sondern oft gekrümmt. |
Gekrümmte Teilstrecken werden eingebaut, um das Energiespektrum einzuengen. |
Zu schnelle Elektronen werden aus der Bahn gelenkt, zu langsame Elektronen fliegen eine zu enge Kurve
und prallen auf die innere Wandung. |
Ablenkmagneten eines Linearneschleunigers
Bildquelle: Uhlmann EM: 45-Millionen-Volt-Linearbeschleuniger als
Elektronenquelle. Strahlentherapie106;1958:319-334 |
| Radioonkologie |
In der Radioonkologie werden Linearbeschleuniger
eingesetzt, um therapeutische Photonen und Elektronen mit 4 - 25 MeV Energie
zu erzeugen. |
Linearbeschleuniger haben Telekobaltgeräte und
Betatrons als Standardtherapiegeräte abgelöst. |
| RP91 |
Akzeptanz - Kriterien für Diagnostik,
Nuklearmedizin und Strahlentherapie der European Federation of Organisations
for Medical Physics.
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| spezielle Geräte |
| Varian |
Clinac iX |
Clinac 2100C |
Clinac 6EX |
Halcyon |
| Electa |
Agility |
Synergy |
| Siemens |
Artist |
Oncor |
Primus |
Siemens hat die Therapie von Beschleunigern 2015 eingestellt |
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| Aufbau |
| Primärstrahl |
Es wird zunächst ein Elektronenstrahl erzeugt. Eine
negativ geladene Elektrode wird so stark erhitzt, dass Elektronen
freigesetzt werden |
| Beschleunigung |
Der Primärstrahl wird durch hochfrequente
Wechselfelder auf mehrere Millionen Elektronenvolt beschleunigt. |
| Umlenkung (Bending) |
Um aus der Horizontalen auf den Patienten zu
treffen, wird der Strahl mit Magneten um 90 oder 270° umgelenkt. |
| Target |
Zur Therapie kann man die Elektronen direkt
verwenden oder man erzeugt Photonen, die bei der Abbremsung der Elektronen
beim Aufprall auf ein Target entstehen (Bremsstrahlung). |
| Filter |
Zur Verbesserung der Strahlqualität müssen
niederenergetische Strahlen durch Filterung entfernt werden. Ein Streufilter
spreizt den millimeterdicken Strahl gleichmäßig auf das Strahlenfeld auf. |
| Kollimator |
Die endgültige Form bekommt der Strahl durch
eine seitliche Begrenzung. Bei Multi - Leaf - Kollimatoren fahren Zungen
aus, die beliebige Feldformen erzeugen können. |
| Magnetron |
Oszillator, der einen Gleichstrompuls in
hochenergetische Mikrowellen umwandelt. |
| Thyratron |
Hochenergie-Schaltröhre |
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| Ausgleichsfilter |
flattening filter |
Dient zur Erzeugung einer gleichmäßigen
Dosisleistung einer bestrahlten Fläche. Ohne Ausgleichsfilter ist die
Dosisleitung im Zentralstrahl am höchsten und fällt zu den Seiten
parabolisch ab.
Querverteilung eines Varian True-Beam mit und ohne Ausgleichsfilter. |
Mit neuen Planungssystemen sind auch Beschleuniger ohne
Ausgleichsfilter verwendbar. Vorteile sind die höhere Dosisleistung,
verringerte Streustrahlung und geringere Strahlerkopf-Leakage. |
| Kollimator |
MLC-160 (Siemens) |
2x80 Leafs |
5mm Leafbreite |
| Aktivierung |
Beim Auftreffen von Photonen hoher
Energie auf Materie können die Materialien aktiviert werden. |
Aktivierungen innerhalb des Gerätes
können den Servicetechniker belasten, wenn er z.B. den Strahlerkopf
entfernt. |
| Aktivierungen außerhalb des
Beschleunigers betreffen feste Teile wie Tisch und Lagerungshilfen oder die
Luft. |
Durch die Aktivierung fester Bauteile
kann unmittelbar nach Abschalten der Strahlung eine Dosisleistung von 1µSv
in 1m Entfernung gemessen werde. |
Durch Luftaktivierung kann in 9 Monaten
eine Belastung von < 1mSv entstehen. |
| Kernreaktion |
Es/MeV |
σM/10-27cm2 |
EM/MeV |
T1/2/Min. |
Bemerkungen |
| 160 (γ, n) 150 |
15,6 |
11,4 |
24,2 |
2,1 |
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| 160 (γ, 2 n) 140 |
28,9 |
0,09 |
28,9-,32,5 |
1,2 |
|
| 14N (γ, n) 13N |
10, 5 |
2, 84 |
24,2 |
10, 1 |
|
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| 12C (γ, n) 11C |
18, 7 |
7, 9 |
23,0 |
20, 5 |
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| Drift Tube |
1928 beschrieb Widerøe erstmalig das
Prinzip der Wanderwellen (1).
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Protonenbeschleuniger nach Widerøe
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| Quellen |
1.) Widerøe R:
Über ein neues Prinzip zur Herstellung hoher Spannungen.
Archiv für Elektrotechnik 1928; 21:
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Teil von |
Bestrahlungsgeräte |
Strahlen - Physik |
Radioonkologie |
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