DE2749346A1

DE2749346A1 - Targetanordnung fuer teilchenbeschleuniger

Info

Publication number: DE2749346A1
Application number: DE19772749346
Authority: DE
Inventors: Hans Dr Fabian
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1977-11-04
Filing date: 1977-11-04
Publication date: 1979-05-10

Description

Targetanordnung für Teilchenbeschleuniger
In der Krebstherapie werden zur Zerstörung von hösartigen Tumoren Neutronenstrahlen eingesetzt. i)abei wird rlie Neutronenquelle, die nahezu kugensymmetrisch in jede Richtung Strahlen aussendet, mit einer Strah1enabschirmurq umhüllt. In dieser Abschirmung befindet sich ein Kanal, durch welchen ein der Abschirmung des Kanals entsprechendes möglichst enges Neutronenstrahlenbündel heraustreten und auf den Tumor auftreffen kann. Durch die Abschirmung werden die Neutronenstrahlen von anderen hrirperteilen fern,gehal ten. In der Fig. 1 ist eine Abschirmung 1 mit einer Neutronenquelle 2 und einem Kanal 3 beispielsweise dargestellt.
Zur Erzeugung von Neutronenguellen werden bekannterweise Teilchenbeschleuniger verwendet. In den Teilchenbeschleunigern werden Tritiumtargets eingesetzt, die mit Deuteronenstrahlen bombardiert werden.
Die dabei ausgelöste Kernreaktion T (d, n) He führt zum Freiwerden von Neutronen.
Eine Tritiumtargetanordnung besteht aus der Targetschicht, die beispielsweise aus Titan-Tritied sein kann, aus der Targetunterlage und aus der Targethalterung. Die Targetunterlage kann die Form einer Scheibe, oder eines Zylinders haben. Im weiteren können Targets stationär dem Deuteronenstratl ausgesetzt werden, oder während des [3etriebs bewegt, z. 8. im Targetgehäuse rotiert werden. Targets verschiedener Ausführung und Bauweise werden in den Schriften P 2331 850.5 P 2262 044.6 P 2042 538.1 beschrieben.
Heute bekannte Targets haben den Nachteil gemeinsam, daß sie kleine Targetfläche und foldgedessen kurze Lebensdauer bzw. Standzeit aufweisen und daß sie sperrig und voluminus gebaut sind, d. h. daß ic ungünstige Baugröße besitzen und teilweise nur die Erzeugung rvumlich ausgedehnter Neutronenquellen mit geringer Teilchendichte (n/cm2) ermbglichen.
Als Maß für die Baugröße eines Targets wird der Durchmesser jenes ilollres definiert, welches anliegend um die in Strahlungsposition monticrte Targetanordnung gelegt werden kann.
Die kurze Standzeit eines Targets bringt es mit sich, daß der Bestrahlungsbetrieb zur Erzeugung von Neutronenstrahlen wegen drr notwendigen Erneuerung des Targets häufig unterbrochen werden muss. Es ergibt sich daraus ein ungünstiges Verhältnis Strahl zeit zu Riistzeit, was einen routinemaßigen Bestrahlungsbetrieb zur Behandlung einer gro-Ben Anzahl von Patienten nicht ermüglicht.
Als Beispiel wird für 250 mm Durchmesser Targetgröße mit 200 cm² Targetfläche eine Strahlzeit von 8 Stunden (Halbwertszeit) und eine Rüstzeit von 48 Stunden angegeben.
Eine sperrige und voluminüse Bauweise der Targetanordnung wirkt sich nachteilig auf die Gestaltung der Strahlenabschirmung aus. Da die Wandstärke der Strahlabschirmung bestimmte Dicke aufweisen muß, wird das Gewicht der Abschirmung um so größer und deren Aufhängung und Pendelbewegung um so aufwendiger, je größer der abgeschirmte Raum, d. h. je größer die definitionsmäßige Baugröße des Targets ist.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Targetanordnung zu schaffen, die große Targetfläche und folglich lange Standzeit und zuzüglich kleine Baugröße aufweist.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Targetunterlage als verzahnter Zylinder, ähnlich einer verzahnten Welle ausgebildet wird urid auf diesem verzahnten Zylindermantel die Targetschicht aufgebracht wird, wobei der Zylinder im Tarqetgehäuse sowohl um seine Symmetrieachse rotiert, wie auch axial verschoben werden kann. Im weiteren wird das Targetgehäuse und der Targetzylinder derart geformt, daß die Lagerbuchse und die Antriebswelle des Targetzylinders räumlich innerhalb des Zylindermantels des Targetgehauses zum Linsen kommt.
Mit der Erfindung eird der Vorteil erzielt, daß eine große Target fläche in einer Targetanordnung geringer Baugröße untergebracht werden kann. Durch die Verlegung des Rotationsantriebs in das Innere der Targetfläche, wird die Baugröße der Targetanordnung nahezu ausschließlich von der Targetflache bestimmt. Für die Baugröße des erfindungsmäßig ausgeführten Targets von 250 mm Durchmesser ergibt sich nun eine Targetfläche von 1.40U cm2 und ein Strahlzcit - Rüstzeitverhältnis von 56 Stunden zu 48 Stunden.
Bei der Neutronenerzeugung wird nun der Targetzylinder um seine Zylinderachse rotiert und gleichzeitig entlang dieser Achse verschoben, derart, daß die gesamte Mantelfläche des Zylinders dem Deuteronenstrahl ausgesetzt werden kann.
Insgesamt ergibt sich daraus die Möglichkeit zur Aufrechterhaltung eines routinemäßigen Oetrahlungsbetriebs zur Behandlung einer gro-Ben Anzahl von Patienten.
Der Aufbau der Erfindung wird im folgenden anhand einer schematischen Darstellung in Fip 2 beschrieben.
Die Targetanordnung besteht aus dem Targetgehäuse 11 in welches durch die öffnung 12 der Deuteronenstrahl 13 eintritt und auf die Targetschicht 14 auftrifft. Während der flestrehlung wird die Targetunterlage 15 zusammen mit der Targetschicht 14 um die Zylinderwelle 16 zur Rotation gebracht und gleichzeitig axial verschoben. Hierdurch wird die gesamte auf der Zylindermantelfläche 15 vorhandene Targetschicht 14 dem Deuteronenstrahl 13 ausgesetzt. Der Antrieb zur Rotation und Translation des Targetzylinders ist in der Abb. 2 nicht dargestellt.
Ansprüche: Leerseite

Claims

A n s p r ü c h e : 1. Targetanordnung für Teilchenbeschleuniger mit zylindrischer Targetunterlage und einer auf dieser Zylindermantelfläche aufgebrachten Targetschicht, d od u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daU die zylindrische Targetunterlage zusammen mit der Targetschicht mit Hilfe einer Welle im Targetgehäuse um die Zylinderachse rotierbar und axial verschiebbar angeordnet ist.
2. Targetanordnung nach Anspruch 1 d a d u r c h 9 e k e n n -z e i c h n e t , daß die Mantelfläche der zylindrischen Targetunterlage verzahnt ausgebildet und die Targetschicht darauf aufgebracht ist.
3. Targetanordnung nach Anspruch 1 und 2 d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß das Targetgehäuse und die zylindrische Targetunterlage so auagebildet sind, daß die Zylinderwelle und die Wellenlagerung räumlich innerhalb des Zylindermantels des Targetgehäuses zum Liegen kommt.