DE2402898A1

DE2402898A1 - Vorrichtung zur kontrolle der zentrierung, der intensitaet, der homogenitaet und der richtungsbuendelung eines ionisierenden strahlungsbuendels

Info

Publication number: DE2402898A1
Application number: DE2402898A
Authority: DE
Inventors: Rene Roux
Original assignee: CGR MEV SA
Current assignee: CGR MEV SA
Priority date: 1973-01-26
Filing date: 1974-01-22
Publication date: 1974-08-01
Also published as: DE2402898B2; CA995827A; FR2215701A1; GB1463891A; JPS49107284A; FR2215701B1; CH573603A5; US3942012A; NL160115C; JPS5416872B2; NL160115B; NL7400909A

Description

C.G.R.-Mev ' ·
13, Square Max Hytnans
PARIS /Eranlcreioh.

Unser Zeichen: 0 2985

Vorrichtung zur Kontrolle der Zentrierung, der Intensität/ der Homogenität und der Richtungsbüridelung eines ionisierenden Strahlungsbündels

Die Erfindung bezieht sich auf Vorrichtungen zur Kontrolle von ionisierenden Strahlungsbündeln und insbesondere auf eine Vorrichtung/ die es ermöglicht, die Lage eines solchen Bündels in bezug auf einen Auffänger bzw. eine Fangelektrode sowie seine Intensität, seine Homogenität und seine Richtungsbündelung genau, zu bestimmen .

Diese Vorrichtung kann ebenso gut für ein Strahlungs-

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ORIGINAL

bündel von geladenen Teilchen (aus Elektronen gebildete Betastrahlen) wie für ein Strahlungsbündel von nicht geladenen Teilchen (aus Photonen gebildete Röntgenstrahlen) verwendet werden.

Bei bestimmten Vorrichtungen, bei welchen ionisierende Strahlungsbündel verwendet werden, und insbesondere bei medizinischen Vorrichtungen für die Strahlentherapie ist es erforderlich, die Kennwerte des Strahlungsbündels (Lageι Intensität, Homogenität, Richtungsbündelung) genau zu kennen, da sonst ihre Verwendung zu schweren Komplikationen führen kann.

Die bekannten Meßvorrichtungen gestatten zwar, die Intensität des Sirahlenbündels und seine Lage in bezug auf den Mittelpunkt des zu bestrahlenden Auffängers zu bestimmen, sie liefern jedoch keine Anzeige über die Homogenität des Bündels.

Dieser Nachteil ist bei der Vorrichtung zur Kontrolle des Sirahlungsbündels, die die Erfindung schafft, nicht mehr vorhanden.

Gemäß der Erfindung ist eine Vorrichtung zur Kontrolle der Zentrierung, der Intensität, der Homogenität und der Richtungsbündelung eines ionisierenden, zum Bestrahlen eines Auffängers mit vorbestimmten Abmessungen vorgesehenen StraL· lungsbündels, mit mindestens einer Ionisationskammer, die mit einer Ionenfangelektrode versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Ionenfangelektrode eine Vielzahl von elektrisch leitenden und elektrisch voneinander isolierten Elementen aufweist, daß die Elemente derart mit Bezug aufeinander angeordnet,sind, daß sie die gleichzeitige Messung der ionisierenden Flüsse ermöglichen, die dem Mittelbereich und dem Umfangsbereich des Strahlungsbündels entsprechen, daß die Elemente mit Verarbeitungssohaltungen für die von ihnen erfaßten elektrischen Signale verbunden sind,

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und daß ein durch die Verarbeitungssohaltungen gesteuertes Sicherheitssystem das Strahlungsbündel regelt.

Anhand der folgenden Beschreibung und der beigefügten · Zeichnungen wird die Erfindung besser verständlich und werden sich weitere Merkmale derselben ergeben. Es zeigen:

Fig. 1 eine Ausführungsform einer Kontroll

vorrichtung nach der Erfindung,

Fj.g. 2 als Einzelheit die in Fig. 1 gezeigte

Elektrode,

die Fig. 3-6 weitere Ausführungsformen der Vorrichtung nach der Erfindung", und

Fig. 7 schematisch das Meßsystem, welches mit

den beiden Elementen einer Elektrode einer Kontrollvorrichtung nach der Erfindung verbunden ist.

Fig. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Kontrollvorrichtung nach der Erfindung. Diese Vorrichtung weist eine Ionisationskammer 1 auf, die aus einem Metallzylinder gebildet ist, der an seinen Enden durch eine dünne, für das ionisierende Strahlungsbündel durchlässige Wand geschlossen ist. Die Ionisationskammer 1 ist mit einer Elektrode 2 versehen, die aus acht voneinander elektrisch isolierten Elementen gebildet ist.

Fig. 2 zeigt mehr ins Einzelne gehend diese Elektrode 2, die aus einer Folie aus Polyäthylenterephtalat, die unter dem Warenzeichen "MYLAR" bekannt ist und auf die, beispielsweise durch Aufdampfen im Vakuum, eine Metall-

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schicht aufgebracht worden ist. Isolierende Bänder B (beispielsweise Teile der Folie, die nicht mit einem Metallüberzug versehen worden sind) trennen die einzelnen Elemente e-, e_, e_o, ..., e_Q/ die die Elektrode 2 bilden. Diese Elemente e,_r &?' ^e3' · * · ^efi ^s*-ⁿ& ^m^^t Ausgangsanschlüssen s- bzw. s„ bzw. S₃ ... bzw. s« verbunden, welche jeweils mit einem in dieser Figur nicht dargestellten Verstärker verbunden· sind, der aus den verhältnismäßig schwachen Ionenströmen, die durch. jedes der Elemente e.., e₂, e₃ ..., eg erfaßt werden, leicht auswertbare Signale herstellt.

Diese Ausführungsform erfordert acht Verstärker. Sie liefert jedoch keine Redundanz der Messungen, die manchmal verlangt wird.

Das in Fig. 3 dargestellte Ausführungsbeispiel der Vorrichtung nach der Erfindung ermöglicht eine Redundanz der Messung der Intensität des Strahlungsbündels. Diese Vorrichtung weist drei Ionisationskammern 11, 12, 13 auf, die mit Elektroden E₁₁ bzw. E₁₂ bzw. E₁₃ versehen sind, welche elektrisch voneinander isoliert sind. Die Elektroden E₁₁ und E₁₂ sind identisch; sie sind jeweils aus zwei halbkreisförmigen Elementen ^ei-j-jf ^e112 ^^zw* ^ei21' ^e122 9^ekildet, welche durch diametrale isolierende Bänder B₁₁ bzw. B₁₂ getrennt sind. Diese Bänder B₁₁ und B₁₂ sind rechtwinklig zueinander angeordnet.

Die Elektroden E₁₁ und E₁₂ ermöglichen es, die Zentrierung und die Intensität des ionisierenden Strahlungsbündels zu kontrollieren, während die Elektrode E₁₃ die Kontrolle der Homogenität und der Richtungsbündelung des Strahlungsbündels ermöglicht. Die Elektrode E₁₃ ist aus einem halbkreisförmigen Element e.. ₃₁ und aus einem ringförmigen Element e^ ₃₂ gebildet, das zu dem Element e..₃₁ konzentrisch ist. Die Ströme I₁₃-J und I₁₃₂/ die von den

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Elementen e..₃₁ bzw. e₁₃₂ erfaßt werden, ermöglichen es, unter Berücksichtigung der Fläche S₁₃₁ und S₁₃₃ dieser Elemente e..₃₁ bzw. e₁₃₂, die Homogenität des Strahlungsbündels zu kontrollieren, welches nacheinander die Ionisationskammern L₁, E-_o und E₁₀ durchquert. Die Homogenitätsbedingungen des Strahlungsbündels sind in diesem Fall gegeben durch:

¹ISI __ ^I132
^S131 ^S132

Elektronische .Meßschaltungen, die in Fig. 7 schematisch dargestellt sind, sind mit jeder der zwei Elemente aufweisenden Elektroden E₁₁, E₁₀ und E₁, verbunden.

Fig. 7 zeigt die mit den Elementen e..₃₁ und ^₁₃₃ der Elektrode e.., verbundenen Schaltungen. Zwei mit den in Fig. 7 dargestellten Schaltungen identische Schaltungen sind mit den Elektroden E₁₁ bzw. E₁₂ verbunden. Diese Schaltungen liefern aus der Summe S₁ und aus der Differenz D₁ der Signale I₁^₁ und I-,,.,# die jeweils durch die Elemente e₁₃₁ bzw. ^₁₃₃ empfangen und durch die Verstärker A₁ bzw. A₂ verstärkt werden,, die gewünschten Informationen über die Zentrierung, die Intensität, die Homogenität und die Richtungsbündelung des zum Bestrahlen eines Auffängers C vorgesehenen ionisierenden Strahlungsbündels .

Selbstverständlich können die Elektroden E₁₁ und E₁₂ durch eine einzige Elektrode E₃₁, die aus vier Elementen ^e211' ^e212' ^e213 ^un(* ^e214 b^esteht/ ersetzt werden, wie in Fig. 4 gezeigt. In diesem Fall weist die Kontrollvorrichtung nur zwei Ionisationskammern 21 und 22 und zwei Elektroden E₃₁ und E₃₃ auf. Die Elektrode E₃₃ ist mit der Elektrode E₁₃ des vorhergehenden Ausführungsbeispiels identisch.

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Es sind noch weitere Ausführungsformen der Elektroden möglich. In dem Fall von zwei Ionisationskammern kann man beispielsweise Elektroden E₃₁ und E₃₂, wie in Fig. dargestellt, verwenden, die jeweils vier Elemente ^₃₁-I, · ^e312' ^e313' ^e314 ^bzw* ^e321' ^e322' ^e323' ^e324 ^aufweisen. Man kann aber auch Elektroden E₄₁ und E₄₃, wie in Fig.

dargestellt, verwenden, die jeweils drei Elemente e......

^e412' ^e413 ^bzw* ^e421' ^e422' ^e423 ^au^^wei^sen· °i^e Erfindung ist nicht auf die angegebenen Beispiele beschränkt.

Die Vorrichtung nach der Erfindung gestattet die Kontrolle der Kennwerte sämtlicher ionisierenden Strahlungsbündel und insbesondere der Flußverteilung in der Strahlungskeule, die man von einer Platte erhält, welche unter dem Aufprall von Elektronen Röntgenstrahlen freisetzt.

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Claims

Patentansprüche

Vorrichtung zur Kontrolle der Zentrierung, der Intensität, der Homogenität und der Richtungsbündelung eines ionisierenden, zum Bestrahlen eines Auffängers mit vorbestimmten Abmessungen vorgesehenen Strahlungsbündels, mit mindestens einer Ionisationskammer, die mit einer Ionenfangelektrode versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Ionenfangelektrode eine Vielzahl von elektrisch leitenden und elektrisch voneinander isolierten Elementen aufweist, daß die Elemente derart mit Bezug aufeinander angeordnet sind, daß sie die gleichzeitige Messung der ionisierenden ZLüsse ermöglichen, die dem Mittelbereich und dem TJmfangsbereich des Strahlungsbündels entsprechen, daß die Elemente mit Verarbeitungsschaltungen für die von ihnen erfaßten elektrischen Signale verbunden sind, und daß ein durch die Verarbeitungsschaltungen gesteuertes Sicherheitssystem das Strahlungsbündel regelt.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine zylindrische Ionisationskammer vorgesehen ist, die mit einer kreisförmigen und im wesentlichen den Durchmesser des ionisierenden Strahlungsbündels aufweisenden Elektrode versehen ist, daß die Elektrode einen kreisförmigen leitenden Mittelteil und einen ringförmigen leitenden Umfangsteil aufweist, der zu dem Mittelteil konzentrisch ist, und daß der Mittelteil und der Umfängsteil jeweils diametral in vier gleiche Elemente unterteilt sind.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine erste, eine zweite und eine dritte Ionisationskammer vorgesehen sind, daß jede Ionisationskammer mit

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einer kreisförmigen Elektrode versehen ist, die aus zwei elektrisch voneinander isolierten Elementen gebildet ist, daß die erste Elektrode der ersten Ionisationskammer und die zweite Elektrode der zweiten Ionisationskammer zugeordnet ist, daß die erste und die zweite Elektrode jeweils zwei im wesentlichen halbkreisförmige Elemente aufweisen, die durch ein diametrales isolierendes Band voneinander getrennt sind, daß das isolierende Band der ersten Elektrode rechtwinkelig zu dem isolierenden Band der zweiten Elektrode angeordnet ist, und daß die der dritten Ionisationskammer zugeordnete dritte Elektrode ein kreisförmiges Zentralelement und ein zu diesem konzentrisches ringförmiges ümfangselement aufweist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Ionisationskammern vorgesehen sind, daß die eine dieser Ionisationskammern eine kreisförmige Elektrode aufweist, die in vier identische, jeweils im wesentlichen viertelkreisförmige Elemente unterteilt ist, und daß die andere Ionisationskammer eine kreisförmige Elektrode aufweist, die aus einem kreisförmigen Zentralelement und einem konzentrischen Ringelement besteht.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Ionisationskammern vorgesehen sind, die jeweils mit einer Elektrode versehen sind, welche in der Mitte zwei halbkreisförmige Elemente und am Umfang zwei halbringförmige Elemente aufweist, daß diese vier Elemente elektrisch voneinander isoliert sind und daß das die Elemente einer der Elektroden diametral isolierende Band senkrecht zu dem die Elemente der anderen Elektrode diametral isolierenden Band angeordnet ist.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch

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gekennzeichnet, daß die Verarbe itungs Schaltungen mit den Elementen der Elektroden derart verbunden sind, daß
sich durch Addition der durch sämtliche Elemente einer der Elektroden erfaßten Ströme die Gesamtintensität des. Strahlungsbündels und durch Subtraktion der durch die passend gewählten Elemente erfaßten Ströme eine Kontrolle der Zentrierung, der Homogenität und der Richtungsbündelung des Strahlungsbündels ergibt.

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