Ortsdosimetrie in gepulsten Strahlungsfeldern

In dem Bericht werden Methoden und Ergebnisse experimenteller Untersuchungen an verfügbaren Ortsdosisleistungsmessgeräten in Feldern gepulster, ionisierender Strahlung beschrieben. Es zeigte sich, dass die meisten Messgeräte nur erheblich eingeschränkt für die Messung dieser Art Strahlung geeignet sind. Ionisationskammern, soweit einsetzbar, stellen das geeignetste der untersuchten Messprinzipien dar. Felder gepulster Strahlung treten bei einer Vielzahl industrieller, medizinischer und wissenschaftlicher Anwendungen auf. Die Veröffentlichung richtet sich an die in diesen Bereichen tätigen Strahlenschützer

Entwicklung kompakter, gepulster Elektro-Dipolmagnete für die laserbasierte Protonentherapie

Hintergrund Die strahlentherapeutische Behandlung von Krebserkrankungen erfolgt zurzeit hauptsächlich durch eine Bestrahlung mit hochenergetischen Photonen und Elektronen aus kompakten Therapie-Linearbeschleunigern. Seltener werden auch Protonenstrahlen eingesetzt. Diese besitzen gegenüber Photonen und Elektronen vorteilhaftere physikalische und strahlenbiologische Eigenschaften, die besonders bei der Bestrahlung von tiefliegenden Tumoren in der Nähe von lebenswichtigen, strahlenempfindlichen Organen von Bedeutung sind. Die Behandlung mit Protonen erfordert jedoch sehr große und teure Bestrahlungsanlagen, weshalb es weltweit bisher nur ca. 50 solcher Anlagen an großen Zentren gibt. In den letzten Jahren wurde das völlig neuartige Prinzip der Teilchenbeschleunigung durch Hochleistungslaser soweit entwickelt, dass eine medizinische Anwendung zur Krebstherapie vorstellbar ist. Die laserbasierte Teilchenbeschleunigung verspricht deutlich kompaktere und kostengünstigere Protonenbeschleuniger, erzeugt jedoch im Unterschied zu herkömmlichen Beschleunigern sehr kurze (~ps) hochintensive Protonenpulse mit großer Strahldivergenz und breitem Energiespektrum. Im Rahmen des Verbundprojektes onCOOPtics wird die klinische Anwendbarkeit derartiger laserbeschleunigter Protonenstrahlen untersucht, was nicht nur die Entwicklung des notwendigen Laser-Teilchen-Beschleunigers, sondern auch die Entwicklung eines geeigneten Strahlführungssystems beinhaltet

Entwicklung kompakter, gepulster Elektro-Dipolmagnete für die laserbasierte Protonentherapie

Hintergrund Die strahlentherapeutische Behandlung von Krebserkrankungen erfolgt zurzeit hauptsächlich durch eine Bestrahlung mit hochenergetischen Photonen und Elektronen aus kompakten Therapie-Linearbeschleunigern. Seltener werden auch Protonenstrahlen eingesetzt. Diese besitzen gegenüber Photonen und Elektronen vorteilhaftere physikalische und strahlenbiologische Eigenschaften, die besonders bei der Bestrahlung von tiefliegenden Tumoren in der Nähe von lebenswichtigen, strahlenempfindlichen Organen von Bedeutung sind. Die Behandlung mit Protonen erfordert jedoch sehr große und teure Bestrahlungsanlagen, weshalb es weltweit bisher nur ca. 50 solcher Anlagen an großen Zentren gibt. In den letzten Jahren wurde das völlig neuartige Prinzip der Teilchenbeschleunigung durch Hochleistungslaser soweit entwickelt, dass eine medizinische Anwendung zur Krebstherapie vorstellbar ist. Die laserbasierte Teilchenbeschleunigung verspricht deutlich kompaktere und kostengünstigere Protonenbeschleuniger, erzeugt jedoch im Unterschied zu herkömmlichen Beschleunigern sehr kurze (~ps) hochintensive Protonenpulse mit großer Strahldivergenz und breitem Energiespektrum. Im Rahmen des Verbundprojektes onCOOPtics wird die klinische Anwendbarkeit derartiger laserbeschleunigter Protonenstrahlen untersucht, was nicht nur die Entwicklung des notwendigen Laser-Teilchen-Beschleunigers, sondern auch die Entwicklung eines geeigneten Strahlführungssystems beinhaltet

Neue Verfahren der Präzisions-Strahlentherapie

Das Ziel strahlentherapeutischer Behandlung ist es, Tumoren zu vernichten und dabei das gesunde Gewebe weitgehend zu schonen. Eine Präzisions-Radiotherapie erfordert eine möglichst konforme Bestrahlung des Tumors mit der für die Heilung notwendigen Dosis. Für die heute gebräuchlichsten therapeutischen Strahlenquellen – Elektronen-Linearbeschleuniger, welche Elektronen- und harte Röntgenstrahlen bereitstellen – wurden dafür die Methoden der intensitätsmodulierten und bildgeführten Radiotherapie entwickelt. Der nächste Schritt zur Verbesserung der Tumorkonformität ist die klinische Anwendung von Partikelstrahlen (Protonen, leichte Ionen). Entsprechende Anlagen erfordern einen hohen Investitionsaufwand. Eine Reduktion dieses Aufwandes könnte der Einsatz außerordentlich kompakter Beschleunigungsstrukturen eröffnen, welche auf der Wechselwirkung hochintensiver Laserstrahlen mit Materie beruhen.The goal of radiotherapeutic treatment is complete tumour destruction, while sparing the healthy tissue as far as possible. Precision radiotherapy requires tumour-conform irradiation with a curative dose. For electron linear accelerators, the most common therapeutic radiation source at present, delivering beams of electrons and hard X-rays, the methods of intensity-modulated and imageguided radiotherapy have been developed. The next level in improving tumour conformity is the clinical application of particle beams (protons and light ions). Such facilities require substantial investments. The outlay could be reduced, however, by using very compact accelerating structures based upon the interaction of highly intensive laser beams with matter

Spectral and spatial shaping of laser-driven proton beams using a pulsed high-field magnet beamline

Intense laser-driven proton pulses, inherently broadband and highly divergent, pose a challenge to established beamline concepts on the path to application-adapted irradiation field formation, particularly for 3D. Here we experimentally show the successful implementation of a highly efficient (50% transmission) and tuneable dual pulsed solenoid setup to generate a homogeneous (8.5% uniformity laterally and in depth) volumetric dose distribution (cylindrical volume of 5 mm diameter and depth) at a single pulse dose of 0.7 Gy via multi-energy slice selection from the broad input spectrum. The experiments have been conducted at the Petawatt beam of the Dresden Laser Acceleration Source Draco and were aided by a predictive simulation model verified by proton transport studies. With the characterised beamline we investigated manipulation and matching of lateral and depth dose profiles to various desired applications and targets. Using a specifically adapted dose profile, we successfully performed first proof-of-concept laser-driven proton irradiation studies of volumetric in-vivo normal tissue (zebrafish embryos) and in-vitro tumour tissue (SAS spheroids) samples.Comment: Submitted to Scientific Report

Legislative Documents

Also, variously referred to as: House bills; House documents; House legislative documents; legislative documents; General Court documents