Ionisierende Strahlung: Grundlagen und Anwendungen

Ionisierende Strahlung

Ionisierende Strahlung ist in der Lage, durch Photonen oder andere Partikel Elektronen aus Atomen zu entfernen. Dieser Prozess findet bei physikalischen Prozessen statt, die Energie übertragen und/oder Rechenleistung erbringen. Die folgenden Bedingungen müssen erfüllt sein:

Bedingungen für ionisierende Strahlung

• Substanz: Radioaktive Photonen müssen ausreichend Energie besitzen, um Reaktionen auszulösen.
• Energie: Die Energiemenge muss ausreichend sein, besonders wenn das Volumen klein ist. Wenn die Quelle eine beträchtliche Dicke hat, wird ein Teil der Strahlung absorbiert. Wenn die Quelle die Strahlung nicht absorbiert, ist ein Absorptionsfaktor im Alter zu berücksichtigen.
• Zeitraum: Es darf kein zu kurzer Zeitraum der Desintegration vorliegen, da dies die Quelle verändert.
• Gefahr: Es dürfen keine anderen gefährlichen Produkte entstehen.

Genutzte Isotope

• Cs137 (Pumpen Cs): Weniger Eindringen als Co 60 und eine Desintegrationsdauer von 30 Jahren.
• Co 60

Term Energie

Im klassischen Sinne kann Strahlung Energie in einem Ziel deponieren. Die Summe vieler Partikelmessungen führt zum Konzept der "absorbierten Dosis". Die Energie charakterisiert die Energie, die ein Partikel dieser Strahlung transportiert. Diese Energie wird in MeV gemessen.

CO59

CO59 hat einen nicht stabilen radioaktiven Kern. Durch Hinzufügen eines Neutrons zum Zellkern wird es aktiviert. Es ist nicht stabil und neigt dazu, spontan in stabile Produkte zu zerfallen.

Produkte des Co60-Zerfalls

Ni60 ist eine stabile Substanz. Es gibt drei Arten von Emissionen:

1. Beta-Strahlen: Elektronenenergie von 312 keV
2. Gamma-Emission von 1,17 MeV
3. Gamma-Emission von 1,33 MeV (1,25 MeV Durchschnitt)

Co-Maschine-Geräte

• Kopf: Befestigt am Arm und dreht sich um eine horizontale Achse.
• Arm: Ermöglicht Kopfbewegung um den Tisch herum.

In einem Theratron rotiert der Kopf um eine Achse, während der Arm horizontal fixiert ist. Der Patient wird auf einer Bahre gelagert, ohne sich zu bewegen.

Kobaltquellen

Zylindrische Behälter mit Abmessungen von 2x2cm. Die Aktivität der Quelle muss hoch genug sein, um zu vermeiden, dass Behandlungen zu lange dauern. Eine zu große Absorption ist zu vermeiden, da dies zu einer zu intensiven Strahlung innerhalb der Quelle führt. Der Durchmesser sollte nicht zu groß sein, da dies Schatten erzeugt und die Aktivierung im Reaktor teuer macht.

Vorteile radioaktiver Quellen

Sie sind sicherer und weniger anfällig für Pannen als Beschleuniger, die Strahlung erzeugen.

Kollimator

Ein Satz von Blättern aus sehr absorbierendem Wolframmaterial, getrennt durch Motoren oder manuell. Ein Stahldraht in der Strahlachse (IRRAD) kann um die motorisierte Achse gedreht werden.

Isozentrum

Wenn der Kopf nicht verdreht ist, schneidet die Strahlachse die Achse des Arms an einem Punkt. Dieser Punkt befindet sich in einem unveränderlichen Abstand von der Quelle (isozentrische Entfernung). Für Co60-Geräte beträgt dieser Abstand 80cm, für Beschleuniger 100cm.

Arten von Dämmerung in der Co60-Pumpe

• Geometrisch: An den Rändern des Strahls wird beobachtet, dass die Übertragung von der Quelle nicht vollständig möglich ist.
• Transmission: Reste von Strahlung, die durch den Kollimator gelangen und nicht absorbiert werden.
• Verbreitung: Strahlung, die in der Kollimatorfläche Wechselwirkungen mit dem Strahl erzeugt.

Konsequenzen der Dämmerung

• Sorgt für einen positiven Effekt auf den Übergang von Kanten behandelter Bereiche.
• Reduzierte Dosis ist niedriger und der Schatten ist nutzlos.

Gerätegrenzen Co

Quellen-Haut-Abstand 80cm: Keine Felder, die in Theratron 35x35cm überschreiten. Es ist notwendig, den Patienten von der Quelle abzuwenden, was die Strahlmerkmale und Dosimetrie erschwert und die Dauer erhöht.

Radioaktive Quellen mit hoher Rate können bestimmte Grenzwerte nicht überschreiten (bei langfristiger Behandlung sind die Zeiten unerschwinglich).

Brems-Photonen

Strahlung, die von einem Beschleuniger bereitgestellt wird. Kann alle Arten von Energie haben.

Kopfkomponenten Drossel

1. Pakete von Elektronen
2. Einige Nachzügler + oder - gefangen
3. Elektronen werden durch Löcher beschleunigt

Die Elektronen erhalten die gleiche Geschwindigkeit wie auf dem Gaspedal. Der Equalizer wird aus einer Blei-Legierung hergestellt und im Strahlengang der Photonen platziert, um die Energie in Bewegungsrichtung zu maximieren.

Vor- und Nachteile im Vergleich zu Co-Beschleunigern

Beschleuniger sind komplexere Maschinen.

Vorteile

1. Aufwandmenge hängt nicht von der Aktivität der Quelle ab.
2. Höhere Dosisleistung
3. Größere Felder
4. Röntgenstrahlen und Elektronen-Palette

Nachteile

1. Störanfällig
2. Häufige Überprüfung erforderlich
3. Höherer Preis als Co