1.1.1 Radionuklide für die Strahlentherapie (Spez. Aktivität radioaktiver Strahler* 19)

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1 Inhalt 1 Strahlungsquellen in der medizinischen Radiologie 1.1 Radioaktive Strahler für die medizinische Radiologie Radionuklide für die Strahlentherapie (Spez. Aktivität radioaktiver Strahler* 19) Radionuklide für die Nuklearmedizin und Radionuklidgeneratoren (Der Technetiumgenerator 20, Weitere Radionuklidgeneratoren* 23, Erzeugung von Positronenstrahlern 24, Erzeugung von neutronenreichen Nukliden 24) 1.2 Die Röntgenröhre Entstehung der Röntgenbremsstrahlung Intensitätsspektren von Röntgenbremsstrahlung* (Bremsspektren an dünnen Folien 27, Bremsspektren an dicken Absorbern 28, Abhängigkeit der Röntgenspektren vom zeitlichen Spannungsverlauf 3 1) Wirkungsgrad bei der Erzeugung von Röntgenbremsstrahlung Charakteristische Röntgenstrahlung Winkelverteilungen von Röntgenstrahlung (Heel-Effekt 36) Technische Aspekte beim Aufbau von Rontgenstrahlern (Baufonnen von Röntgenröhren 38, Die Kathode 40, Die Anode 43) Abbildungseigenschafien von Röntgenstrahlern (Extrafokalstrahlung 47) 1.3 Elektronenlinearbeschleuniger Klinische Anforderungen an Elektronenbeschleuniger Prinzipieller Aufbau von Elektronenlinearbeschleunigern 1.3.3Hochfrequenzquellen Die Beschleunigungseinheit Die Elektronenkanone Energiegewinn der Elektronen bei der Hochfrequenzbeschleunigung* Das Wanderwellenprinzip Das Stehwellenprinzip Vergleich von Wander- und Stehwellenprinzip Der Strahlerkopf im therapeutischen Elektronenbetrieb 63

2 Grundlagen zur Strahloptik mit Magnetfeldern* Umlenkung und Fokussierung des Elektronenstrahlenbündels Homogenisiemng des Elektronenstrahlenbündels (Das Streufolienverfahren 72, Abhängigkeit der Streuwirkung von Ordnungszahl und Elektronenenergie* 72, Das Scanverfahren 76) Kollimation des Elektronenstrahls (Elektronentubusse 79, Bewegliche Elektronentrirnmer 80) Der Strahlerkopf im Photonenbetrieb Bremsstrahlungserzeugungund Auslegung des Bremstargets Homogenisiemng des Photonenstrahlenbündels Kollimation des Photonenstrahlenbündels (Konventionelle Kollimatoren 90, Larnellenkollimatoren 92) Das Doppelmonitorsystem Keilfilter zur Formung von Photonenfeldern (Externe Keilfilter 97, Zusammenhang von Keilfilterprofil, Dosisquerprofil und Isodosendel* 99, Motorische Keilfilter 103, Dynamische Keilfilter 104) Portal-Imaging-Sy steme 1.4 Weitere medizinische Beschleuniger 1.4.1Das Mikrotron Das Betatron Das Zyklotron 1.5 Kobaltbestrahlungsanlagen Kobaltquellen (Abschtitzung der Selbstabsorption von Kobaltquellen* 1 19) 1.5.2Der Strahlerkopf von Kobaltanlagen 1.6 Afterloadinganlagen 1.6.1Prinzip des medizinischen Afterloadings Strahlungsquellen für das medizinische Afierloading Erzeugung der therapeutischen Dosisleistungsverteilungen 1.7 Neutronenquellen Reaktorneutronen 130

3 1.7.2Neutronenquellen mit spontanen Spaltern Neutronenstrahler vom Typ (a,n) Neutronengeneratoren 2 Strahlungsdetektoren 2.1 Überblick über die Detektorarten 2.2 Detektoren mit Gasfüllung Ionisationskammern (Funktionsweise von Ionisationskammern 146, Bauformen von Ionisationskammern 148) Zählrohre 2.3 Flüssigkeits-Ionisationsdetektoren 2.4 Festkorperdetektoren Das Bändermodell fir Festkörper Ideale und reale Kristalle Anregung von Festkörpern (Lumineszenz 166, Fluoreszenz 166, Phosphoreszenz 167) Halbleiter (Dotiening von Halbleitern 168, Der p-n-libergang 169) Halbleiter-Ionisationsdetektoren (Bauformen von Halbleiterdetektoren 17 1) Leitfahigkeitsdetektoren Lumineszenzdetektoren Szintillatoren (Der Szintillations&ler 178) Leuchtschirme und Leuchtfolien (Leuchtschirme 181, Verstarkerfolien 182, Spcicherfolien 184, Rontgenbildverstarker 185) Thermolumineszenzdetektoren (Glowkurven 189, Dosimetrische Eigenschaften von niermolumineszenmterialien 191, Emissionsspektren von TLD 191, Struktur der Glowkurven 193) Radiophotolumineszenz-Detektoren 2.5 Chemische Detektoren (Oxidationsdetektoren 195, Verfarbungsdetektoren 197, Elektronenspinresinanz 197) 2.6 Filmemulsionen (Transmission und optische Dichte 199, Messung der optischen Dichte 199)

4 2.7 Kalorimeter, Lyolumineszenz- und Exoelektronendetektoren Kalorimeter Lyolumineszenz Exoelektronenemission Klinische Dosimetrie 3.1 Allgemeines zur klinischen Dosimetrie Anforderungen an die Genauigkeit der klinischen Dosimetrie Dosisbegnffe und Strahlungsfeldgrößen Dosimeter fur die klinische Dosimetrie Dosimetrische Äquivalenz (Phantome 221) Grundlagen der klinischen Ionisationsdosimetrie Strahlungsfeldbedingungen (Sekundarelektronengleichgewicht bei Photonenstrah- 222 lungsfeldem 223, BRAGGGRAY-Bedingungen 226) Photonendosismessungen unter Elektronengleichgewicht (Messung der Stan- 228 dardionendosis 228, Messung der Lufikerma 228, Das Luftkermakonzept fir Photonenstrahlung unter 600 kev 230, Das Wasserenergiedosiskonzeptfir Photonenenergien unter 3 MeV 23 1) Photonendosismessungen unter BRAGG-GRAY-Bedingungen (Charaktensie- 233 rung der Strahlungsqualität ultraharter Photonenstrahlung 233, Die CI-Methode fir Photonenstrahlung 234, Das Wasserenergiedosiskonzeptfür Photonenstrahlung unter Hohlraumbedingungen 235) Elektronendosismessungenunter BRAGG-GRAY-Bedingungen (Das Wasser- 236 energiedosiskonzept fir Elektronenstrahlung 237, Die CE-Methode 239) Kontrollen und Korrekturen bei der praktischen Ionisationsdosimetrie (Luft- 239 druck- und Temperaturkorrekturen 241, Luftfeuehtekorrektur 242, Polaritätskorrektur 242, Sättigungskorrektur 243, Feldstörung und Feldverdrängung 244, Richtungsabhängigkeit der Dosimeteranzeigen 247) 3.4 Praktische Aspekte der Thermolumineszenulosimetrie(Form von Thermolumines- 249 zenzdetektoren 249, Die Auswerteeinheit 249, Heizprofile 25 1, Kalibnerung von TLD 253, Dosismeßbereich und Linearität von TLD 255, Chemo- und Tribolumineszenz 258, Dosisleistungsabhängigkeit von TLD 258) 4 Dosisverteilungen perkutaner Photonenstrahlung 4.1 Absolute Dosisleistungen von Photonenstrahlungsquellen Definition und Messung der Kenndosisleistung 206

5 4.1.2 Feldgrößenabhängigkeit der Zentralstrahldosisleistungen (Phantomstreuung 265, Strahlerkopfstreuung in Kobaltanlagen 266, Strahlerkopfstreuung in Elektronenlinearbeschleunigern 269, Die Methode der äquivalenten Quadratfelder für Photonenstrahlung 272, Feldäquivalenz bei Kobaltanlagen 272, Feldäquivalenz bei Photonenstrahlung aus Beschleunigern 273) Das Abstandsquadratgesetz an perkutanen Photonenstrahlungsquellen (Gültigkeit des Abstandsquadratgesetzes an Kobaltanlagen 279, Gültigkeit des Abstandsquadratgesetzes für Photonenstrahlung aus Elektronenlinearbeschleunigern28 1) 4.2 Relative Photonen-Energiedosisverteilungen im homogenen Medium Photonen-Tiefendosisverteilungen Der Dosisaufbaueffekt von Photonen in Materie Entstehung der Phantomoberflächendosis Verlauf der Photonenenergiedosis in der Tiefe des Phantoms (Einfluß des Fokus-Haut-Abstandes 290, Einfluß der Strahlungsqualität 292) Weitere Tiefendosisgrößen (Rückstreufaktoren 295, Gcwebc-Luft-Verhältnisse und Gewebe-Maximum-Verhältnisse 297, Rechnerischer Zusammenhang der verschiedenen Dosis- und Ticfcndosisgrößen* 298) Dosisquerverteilungen (Einflüsse auf das Dosisquerprofil 301, Homogcnität und Symmetrie der Dosisverteilungen 303) Isodosendarstellung perkutaner Photonendosisverteilungen Auswirkungen von Inhomogenitaten auf die Dosisverteilungen* 4.3 Berechnung der Dosisverteilungen perkutaner Photoncnstrahlunga Die Monte-Carlo-Methoden Die Matrix-Verfahren Die Näheningsverfahren mit speziellen Funktionen Die Separationsverfahren 5 Dosisverteilungen perkutaner Elektronenstrahlung 5.1 Absolute Elektronendosisleistungen (Fcldäquivalcnz Kir Elektr~ncnstrahlun~, 320. Abstandsabhagigkeit der Ke~dosisieistung von Elektronenstrahlung 320) 5.2 Elektronen-Tiefendosisverteilungen Messung der Tiefendosisverteilungen (Mcßsoiidcn fur die Elektroncndosismcssung 322. Umrechnung von loncnticfcndosis in Encrgictiefcndosis 322) Einflüsse auf die Elektronentiefendosiskurven (Entstehung des Dosismaximums 325, Charakteristische Größen zur Bcschrcibung der Elektronen-Tiefcndosiskurvcn

6 327, EinfluD des Elektronenspektrums auf die Tiefendosiskurve 33 1, Kontamination des Elektronenstrahlenbündelsmit Bremsstrahlung 332, Abhangigkeit der Tiefendosis von der Feldgröße 333, Einfluß des Fokus-Haut-Abstandes auf die Tiefendosis 334) 5.3 Isodosenverteilungen 5.4 Auswirkungen von Inhomogenitäten auf Elektronendosisverteilungen 5.5 Berechnung der Elektronendosisverteilungen 6 Dosisverteilungen um Afterloadingstrahler 6.1 Kenndosisleistungen von Afterloadingquellen Charaktensiening der Strahlerstärke von Afterloadingstrahlern Messung der Kenndosisleistung von Afterloadingstrahlem (Kemdosisleistungsmessung mit einem PMMA-Zylinderphantom 349) 6.2 Messung der Energiedosisverteilungen um ruhende Afterloadingquellen (Matrixmethode 351, Zerlegungsmethode 352) 6.3 Berechnung der Dosisverteilungen* Die Quantisieningsmethode* Eine empirische Nähemngsformel zur Dosisleistungsberechnung* 7 Dosisverteilungen von Neutronenstrahlung 7.1 Dosimetrie von Neutronenstrahlung (Zwei-Detektoren-Methode 365, Methode der Meßsignalanalyse 366) 7.2 Energiedosisverteilungen in Wasser 8 Spektrometrie, Aktivitäts- und Personendosismessungen 8.1 Spektrometrie ionisierender Strahlungen 8.2 Aktivitätsmessungen 8.3 Personendosimetrie im Strahlenschutz 8.4 Biologischer Nachweis einer Strahlenexposition 8.5 Dosisleistungs- und Kontrminationsmessungen im Strahlenschutz 9 Hinweise zur praktischen klinischen Dosimetrie 9.1 Gesetzliche Vorschriften 9.2 Geräteausstattung für die Dosimetrie therapeutischer Bestrahlungsanlagen

7 9.3 Erstdosimetrie an einem Elektronenlinearbeschleuniger Physikalische Qualitätssicherung in der Strahlentherapie Dosimetrische Qualitätskontrollen und Sicherheitsüberprüfungen Geometrische Kontrollen an Lokalisationseinrichtungen Qualitätssichemng am Bestrahlungsplanungssystem Tabellenanhang 10.1 Verhältnisse von Massenenergieabsorptionskoeflizienten für Photonen Faktoren zur Umrechnung der Standardionendosis in Luft- und Wasserker- 399 ma 10.3 Umgebungskorrekturfaktoren für handelsübliche Ionisationskammern Faktoren zur Photonendosimetrie nach der CX-Methode Verhältnisse von MassenstoUbremsvermögen für Sekundärelektronen hoch- 402 energetischer Photonenstrahlung für verschiedene Phantommaterialien 10.6 Bestimmung der wahrscheinlichsten Elektronen-Eintrittsenergie aus der 403 Reichweite in Wasser 10.7 Verhältnisse von MassenstoRbremsverrnögen für Elektronen in Wasser und 404 Luft 10.8 Kammerfnktoren zur Elektronendosimetrie Verhältnisse von MassenstoUbremsverrnögenfür monoenergetische Elektro- 407 nen Atomare Zusammensetzung verschiedener Gewebe, Phantommaterialien und 408 Dosimetersubstanzen 11 Literatur 11.1 Lehrbücher und Monografien Deutsche Normen und Vorschriften zu Dosimetrie und Strahlenschutz Nationale und internationale Protokolle und Reports zu Dosimetrie und 412 Strahlenschutz 11.4 Wissenschaftliche Einzelarbeiten 415 Sachregister