DE2203769B1 - Kollimator fuer energiereiche strahlen - Google Patents

Description

• Wie aus der Fig. 2, in der die beispielsweise mit Kernen gefüllten Zellen dunkel angelegt sind, hervorgeht. kann ein beliebig geformter Querschnitt des Nutzstrahlenbündels erzielt werden. der damit weitgehend der Form des zu behandelnden Krankheitsherdes angepaßt werden kann.
• Die in die Zellen eingebrachten Kerne müssen nun in ihrer Lage gehalten werden, wofür beispielsweise hier nicht dargestellte, mechanische Arretierungen vorgesehen sein können. Eine besonders bevorzugte Arretierung der Kerne soll auf elektromagnetischem Wege erfolgen. Dazu ist um das Blendensystem 5 eine elektrische Spule 6 derart angeordnet, daß bei Stromfluß im Innern des Blendensystems ein inhomogenes Magnetfeld erzeugt wird, dessen Feldstärke an der dem Target 2 zugewandten Seite der Spule größer ist. als an der dem Target abgewandten Seite.
• Damit aber die Spule auf die Kerne 7 eine magnetische Kraft ausüben kann, soll das Material der Kerne, zumindest im Bereich der Spulenwicklung, aus einem weichmagnetischen Material, vorzugsweise Weicheisen bestehen.
• Um nun das gewünschte Strahlenfeld herzustellen, werden entsprechend den geometrischen Forderungen eine Anzahl von Zellen 5.1 bis 5.n mit den zugehörigen Kernen 7.1 7.n gefüllt. Wird jetzt der Spulenstrom eingeschaltet, so werden die eingesetzten Kerne durch das Magnetfeld der Spule magnetisch fest in die Zellen hineingezogen und dadurch in diesen zentriert und arretiert. Die ausgeübte Kraft ist dabei um so größer, je inhomogener das Feld ist. Die Kraft muß aber in jedem Fall größer als die gegebenenfalls auf die Kerne wirkende Schwerkraft sein.
• Auf diese Weise ist es möglich. mit einem einzigen Schaltvorgang eine Vielzahl von Kernen zu arretieren bzw. zu lösen, so daß Felder unterschiedlicher Geometrie mit verhältnismäßig wenig Handgriffen und innerhalb kurzer Zeit hergestellt und aufrechterhalten werden können.

Claims (3)

1. Patentansprüche: 1. Kollimator für energiereiche Strahlen, der zur Abschirmung einer in seinem Innern angeordneten Strahlenquelle gegen die Umgebung aus einem Strahlung abschirmenden Material besteht und eine Blende für den Austritt der Nutzstrahlen aufweist, die bis auf den gewünschten, willkürlich wählbaren Durchlaß für das Nutzstrahlbündel mit einem Abschirmmaterial ausfüllbar ist, wobei die Blende aus einer Vielzahl von einzelnen Zellen besteht, die zur Erzielung des gewünschten Durchlasses für das Nutzstrahlbündel unabhängig voneinander mit dem Abschirmmaterial ausfüllbar sind, nach Patentanmeldung P 21 18 426.9, d a -durch gekennzeichnet, daß in die Zellen (5.1 bis 5.n) der Zellenform entsprechende Kerne (7.1 bis 7.n) aus Abschirmmaterial einbringbar sind.
2. 2. Kollimator nach Anspruch 1 mit einem aus mehreren Absorberschichten bestehenden Kollimatorblock, dadurch gekennzeichnet, daß die Kerne (7.1 bis 7.n) einen dem Kollimatorblock (3) entsprechenden Schichten-Aufbau aufweisen.
3. 3. Kollimator nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kerne (7.1 bis 7.n) zumindest teilweise aus weichmagnetischem Material bestehen und daß eine ringförmig um die Blende (5) angeordnete Spule (6) vorgesehen ist, die bei Stromfluß ein inhomogenes Magnetfeld erzeugt, durch das die Kerne innerhalb der Zellen zentriert und arretiert werden.

   Die Erfindung betrifft einen Kollimator für energiereiche Strahlen, der zur Abschirmung einer in seinem Innern angeordneten Strahlenquelle gegen die Umgebung aus einem Strahlung abschirmenden Material besteht und eine Blende für den Austritt der Nutzstrahlen aufweist, die bis auf den gewünschten, willkürlich wählbaren Durchlaß für das Nutzstrahlbündel mit einem Abschirmmaterial ausfüllbar ist, wobei die Blende aus einer Vielzahl von einzelnen Zellen besteht, die zur Erzielung des gewünschten Durchlasses für das Nutzstrahlbündel unabhängig voneinander mit dem Abschirmmaterial ausfüllbar sind, nach Patentanmeldung P 21 18426.9.

   Nach der Hauptpatentanmeldung wird ein Kollimator für energiereiche Strahlen geschaffen, bei dem das jeweilig gewünschte Strahlenfeld durch Füllen oder Nichtfüllen der einzelnen Zellen der Blende mit einem abschirmenden Material hergestellt wird, so daß eine automatische Strahlenbehandlung bei unterschiedlichen Strahlenquerschnitten ohne den sonst notwendigen Wechsel kompletter Blendeneinsätze möglich ist.

   Die Hauptpatentanmeldung sieht in einer weiteren Ausgestaltung dieser Idee vor, daß an jeder Zelle eine mit Ventilen versehene Schlauch- oder Rohrleitung angeschlossen ist, die zur Einbringung oder Absaugang des die Strahlen abschirmenden Materials, z. B.

   von Flüssigkeiten, Emulsionen, Pasten sowie pulver-und granulatförmiger Substanzen, dienen.

   Eine besonders zweckmäßige und vorteilhafte Weiterbildung der in der Hauptpatentanmeldung angegebenen Lehre ist dadurch gekennzeichnet, daß an Stelle dessen erfindungsgemäß in die Zellen der Zellenform entsprechende Kerne aus Abschirmmaterial einbringbar sind.

   Dabei kann es sich bei einem Kollimator mit einem aus mehreren Absorberschichten bestehenden Kollimatorblock als besonders vorteilhaft erweisen, wenn die Kerne einen dem Kollimatorblock entsprechenden Schichten-Aufbau aufweisen, d. h. so in gleicher Weise wie der Kollimator geschichtet sind.

   Gemäß einer weiteren Ausbildungsform der Erfindung sollen die Kerne zumindest teilweise aus weichmagnetischem Material, d. h. aus Material mit geringer Remanenz, bestehen, und es soll eine ringförmig um die Blende angeordnete Spule vorgesehen sein, die bei Stromfluß ein inhomogenes Magnetfeld erzeugt, durch das die Kerne innerhalb der Zellen zentriert und arretiert werden.

   Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung werden an Hand eines in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels erläutert.

   Dabei zeigt F i g. 1 einen Schnitt durch einen Neutronen-Kollimator mit der Blende nach der Erfindung, Fig.2 eine Draufsicht auf die Blendenöffnung (Horizontalschnitt nach F i g. 1).

   Der Neutronenkollimator weist ein mit 1 bezeichnetes Strahlrohr eines Ionenbeschleunigers mit einem die Neutronen-Quelle bildenden Target 2 auf, das im Mittelpunkt eines zylindrischen Kollimatorblocks 3 angeordnet ist. Der Kollimatorblock 3 besteht vorzugsweise aus mehreren Schichten, von denen eine erste Schicht Neutronen abbremst, eine zweite Schicht die gestreuten Neutronen weiter abbremst und absorbiert und eine dritte Schicht die erzeugte Gammastrahlung absorbiert. Die Abschirmung von Neutronen ist nämlich besonders wirksam, wenn sie aus mehreren, beispielsweise drei Schichten aufgebaut ist, von denen die erste und dritte Schicht aus Stahl und die zweite Schicht aus einem Material mit hohem Wasserstoffgehalt pro Volumeinheit besteht. Um die energiereiche Wasserstoff- und Eisen-Einfangstrahlung zu reduzieren, enthalten die zweite und dritte Schicht darüber hinaus Bohrzusätze.

   Der Kollimator weist eine Öffnung 4 zur Aufnahme eines den Neutronennutzstrahl ausblendenden Blendensystems 5 auf. Das Blendensystem 5 ist aus einer Vielzahl von pyramidenstumpfförmigen Zellen 5.1, 5.2,... 5.n mit beispielsweise rechteckigen Grundflächen aufgebaut. Die Wandstärke jeder Zelle ist so gering wie möglich gehalten.

   Der wirksame Querschnitt des aus dem Kollimator austretenden Nutzstrahlenbündels kann nun dadurch verändert werden, daß in eine entsprechende Zahl von Zellen der Zellenform angepaßte Kerne 7.1 bis 7.n aus Abschirmmaterial eingebracht werden.

   Den pyramidenstumpfförmigen Zellen 5.1 bis 5.n sind daher pyramidenstumpfförmige feste Kerne 7.1, 7.2>... 7.n zugeordnet. Die Abmessungen der Kerne sind so gewählt, daß sie mit möglichst wenig Spiel in die zugehörigen Zellen passen. Um eine möglichst gleichmäßige Abschirmung der Neutronen zu erzielen, soll der Aufbau der Kerne dem Aufbau des Kollimatorblocks 3 entsprechen, d. h., die Kerne sollen eine gleiche Schichtung wie der Kollimatorblock 3 aufweisen.