WO2013107860A1 - Arrangement and method for generating accelerated particles from targets for radiotherapy - Google Patents

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WO2013107860A1
WO2013107860A1 PCT/EP2013/050941 EP2013050941W WO2013107860A1 WO 2013107860 A1 WO2013107860 A1 WO 2013107860A1 EP 2013050941 W EP2013050941 W EP 2013050941W WO 2013107860 A1 WO2013107860 A1 WO 2013107860A1
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WO
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laser
chamber
target
cutting
free target
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PCT/EP2013/050941
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Leonhard Karsch
Michael SCHÜRER
Jörg PAWELKE
Karl Zeil
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Technische Universität Dresden
Helmholtz-Zentrum Dresden - Rossendorf E.V.
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    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61N—ELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
    • A61N5/00—Radiation therapy
    • A61N5/10—X-ray therapy; Gamma-ray therapy; Particle-irradiation therapy
    • A61N5/1042—X-ray therapy; Gamma-ray therapy; Particle-irradiation therapy with spatial modulation of the radiation beam within the treatment head
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05H—PLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
    • H05H15/00—Methods or devices for acceleration of charged particles not otherwise provided for, e.g. wakefield accelerators
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
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    • A61N5/00—Radiation therapy
    • A61N5/10—X-ray therapy; Gamma-ray therapy; Particle-irradiation therapy
    • A61N2005/1085—X-ray therapy; Gamma-ray therapy; Particle-irradiation therapy characterised by the type of particles applied to the patient
    • A61N2005/1087—Ions; Protons
    • A61N2005/1088—Ions; Protons generated by laser radiation
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    • G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21K—TECHNIQUES FOR HANDLING PARTICLES OR IONISING RADIATION NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; IRRADIATION DEVICES; GAMMA RAY OR X-RAY MICROSCOPES
    • G21K1/00—Arrangements for handling particles or ionising radiation, e.g. focusing or moderating
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    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05H—PLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
    • H05H2277/00—Applications of particle accelerators
    • H05H2277/10—Medical devices
    • H05H2277/11—Radiotherapy

Definitions

  • the invention relates to devices and methods for generating accelerated particles from radiotherapy targets.
  • targets which are acted upon by a focused pulsed laser beam. Particles are mostly protons. These are called targets
  • structured metal foils for example foils with blocks of organic substances, or
  • the document DE 1 814 888 discloses a method and a device for producing a thin, self-supporting, high-vacuum gaseous material at room temperature, such as hydrogen.
  • a metal body having a hole whose diameter is so small that can form a lamella in the hole of the liquefied material cooled in a space containing the material in a gaseous state below the liquefaction temperature of the material until that at the surface condensing and draining liquefied material forms a liquid lamella spanning the opening of the metal body. Then, the temperature of the metal body is further lowered until the liquid fin solidifies.
  • Document 10 2004 003 854 A1 relates to methods and apparatus for producing solid filaments in a vacuum chamber.
  • a filamentary filament is produced from liquefied gases with increased temporal and spatial stability.
  • the procedure and the device serve to provide long filaments.
  • the invention specified in the claims 1 and 12 is based on the object to provide accelerated particles with largely the same energy for radiotherapy by converting a target.
  • the devices and methods for generating accelerated particles from targets for radiotherapy are characterized in particular by the fact that by converting a target particles of largely the same energy are generated for radiotherapy.
  • the device has at least one laser
  • a free-floating or falling target emerges from the body.
  • the properties of the particle beam are essentially determined by the properties of this target.
  • the cutting of the target and the generation with subsequent acceleration of the particles takes place by applying laser radiation to the body of at least one laser.
  • the application of the body and the target from the body can be effected successively by laser beams of the laser or by lasers.
  • a laser for cutting and a laser for generating and accelerating the particles are thus present.
  • a laser with a split laser beam can also be used, wherein a partial beam can be used for cutting and the other partial beam for generating and accelerating particles.
  • Beam splitters for laser beams are known. In this case, partial beams of different intensity can be generated and used.
  • laser beam guiding devices are known, so that laser beams can be deflected for cutting, for example with a movable mirror or molded with an axicon.
  • the accelerated particles are used in radiation therapy.
  • a tumor is irradiated during its treatment with the accelerated and thus high-energy particles. This is conveniently done in tumors that are either too deep in the body or surrounded by sensitive organs.
  • the particle therapy allows for a more tumor-compatible dose distribution within the region to be irradiated compared to other types of radiation.
  • the particles are protons.
  • the device meets the following requirements: a) fast target change
  • the transformation into a plasma destroys the target at least locally. If the target is, for example, a foil, depending on the total area only a few pulses of proton radiation can be generated until the foil has to be changed and during this time a radiation break to be avoided occurs. This can be done by cutting and immediately generating and accelerating the particles. Conveniently, several devices for supplying bodies or of liquid / gaseous bodies transferred into a solid phase in the chamber can also be provided for this purpose. b) Generation of particles of largely the same energy
  • the position of the focal point of the laser for generating and accelerating the particles is only about as well defined as its size.
  • the acceleration process depends, however also from the angles between the laser beam and the target surface.
  • the target can have at least a flat surface. Even more advantageous is a target with two parallel surfaces, as it has a target as a target.
  • a slice of the ball or the film is cut.
  • a thread may be cut into slices, where the shape of the cross section may be a circle, an ellipse or a polygon.
  • liquid or gaseous substances are used as bodies, which can be converted into the solid phase.
  • Particles are preferably protons. In addition, however, particles may also be deuterons, ions of the atomic particles of the substances or combinations thereof.
  • a favorable substance is according to the embodiment of claim 2 hydrogen, methane, oxygen, nitrogen, deuterium, carbon oxides or nitrogen oxides or a mixture of substances consisting of a combination of these substances.
  • the target has according to the embodiment of claim 3 advantageously in the form of a spherical cap, a drop cap, a disc or a cuboid, so that at least a flat surface for the escape of the protons is present.
  • the target according to the embodiment of claim 4 has the shape of a disc
  • the chamber is according to the embodiment of claim 5 at least one holder for the body.
  • the body With the holder, the body is arranged so that the laser beams of the laser cut the body and the resulting disc is separated as a free target from the holder.
  • At least two holders for body are arranged so that the body of a holder cut and the body of the other holder is separated from this.
  • the cutting leads to flat and correspondingly arranged cut surfaces.
  • the holder is according to the embodiment of claim 7 advantageously simultaneously a nozzle for supplying either the body or the liquid / gaseous and in the solid phase to be transferred body.
  • At least one aperture is arranged so that a drop of liquid substance reaches the closed by slats aperture and adheres to it by adhesion.
  • the lamellae are coupled to a drive in such a way that a thin foil forms from the material when the aperture is opened and the foil freezes due to the expansion and evaporation of some molecules.
  • a device for cutting out the laser beam of the laser is arranged so that a slice is cut out of the film by the laser beams.
  • the laser beam can be controlled guided or shaped.
  • the former can be done via a scanner.
  • this is given by the generation of a laser beam with the cross section of a circular ring.
  • at least two apertures coupled to at least one drive mechanism are arranged in the chamber, so that the apertures successively reach the positions for applying the drop of liquid and cutting out the disk as well as for producing and accelerating particles from the nozzle get free target. This largely generates a particle stream with a higher frequency in the Hz range.
  • laser beam-guiding and / or laser-beam-splitting devices are arranged so that the laser beam of the laser is used both for cutting a disk of a ball, a thread or a film and for generating and accelerating particles from the free target.
  • At least one laser beam guiding device is located according to the embodiment of claim 11 in the beam path of a first laser for cutting a disk of a ball, a thread or a film and in the beam path of a second laser for generating and accelerating particles from the free target. Furthermore, the laser beam-guiding devices are connected to a control device such that immediately after cutting with laser beams of the first laser, the particles are generated and accelerated from the free target with laser beams of the second laser.
  • Fig. 2 shows a nozzle with a free target of a cylindrical thread of frozen hydrogen for the generation of accelerated protons
  • Fig. 3 shows a screen with a free target of a film of frozen hydrogen for the generation of accelerated protons.
  • a device for generating accelerated particles for radiotherapy Hydrogen targets 1 as body 1 consists essentially of
  • At least one laser for cutting a disc 1 as a body 1 and thus as a free target 3 and for generating and accelerating protons 5 as particles.
  • the chamber is provided with at least one device for supplying frozen hydrogen bodies 1 or liquid hydrogen freezing in the chamber.
  • balls 1 or drops 1 are thus produced as a body 1 on a nozzle 2 or via a nozzle 2.
  • FIG. 1 shows a realization of a disk as a free target 3 from a sphere 1 of frozen hydrogen for the production of accelerated protons 5 in a basic representation.
  • the sphere 1 is a hydrogen sphere 1 with a diameter of, for example, 50 ⁇ m.
  • a liquid jet is known to be pressed out of the nozzle 2.
  • the nozzle 2 is further excited with ultrasound, so that the liquid jet is not quite uniform. Due to the surface tension and the increasingly higher speed, the jet breaks off in drops 1. Because of the surface tension, these are largely spheres 1, which then freeze due to the evaporation of the high-energy hydrogen molecules as the body 1.
  • the ultrasound serves to reproduce the body 1.
  • a thread 1 is generated in the chamber as a body 1 of frozen hydrogen.
  • 2 shows a nozzle 2 with a free target 3 of a cylindrical thread 1 of frozen hydrogen for the production of accelerated protons 5 in a basic representation.
  • the thread 1 in this case has the shape of a circle or an ellipse in cross section.
  • the laser radiation of the laser are provided by the cuts S1 and S2 corresponding to each other and flat surfaces.
  • section S3 a section is separated as a disc and thus free target 3.
  • the existing according to the section S3 free target 3 in the chamber is converted by means of the laser radiation 4 of the laser or another laser in a plasma and accelerates the released protons 5.
  • the device for supplying liquid hydrogen is arranged in a second embodiment so that liquid hydrogen enters the chamber drop by drop.
  • the chamber there is at least one closed by slats aperture 6, to which a drop of hydrogen passes.
  • FIG. 3 shows a diaphragm 6 with a free target 3 of a foil 7 of frozen hydrogen for the production of accelerated protons 5 in a basic representation.
  • the drop adheres to the slats of the panel 6.
  • the latter are coupled to a drive. With the opening and enlargement of this opening caused by the drive, a thin film 7 now spans out as a body 1 of hydrogen. By the expansion and evaporation of some hydrogen molecules, the film 7 freezes.
  • the diaphragm 6 and thus the film 7 are brought to the target position and cut out a circular disk as a free target 3 from the film 7 as a body 1 with laser beams of at least one laser.
  • the laser radiation is guided circularly by means of a scanner or an axicon is arranged in the laser radiation.
  • the laser beam 4 or the laser radiation 4 of a second laser is focused on the target 3 floating freely for a moment after cutting, wherein
  • At least a portion of the target 3 is converted into a plasma

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Abstract

The invention relates to arrangements and methods for generating accelerated particles from targets for radiotherapy. Such arrangements and methods are particularly characterised in that particles of largely equivalent energy are generated for radiotherapy upon conversion of a target. Provided for this purpose is a chamber comprising at least one device for supplying - on the one hand, solid bodies from substances which are liquid or gaseous under normal conditions or - on the other hand, liquid or gaseous substances to be converted into a solid state in the chamber, so that at least one solid body of the substance is present in the chamber. The arrangement further comprises at least one laser - for cutting a free target from the body and also - for generating and accelerating particles from the target, which becomes free immediately after cutting, by irradiating the free target. Immediately after cutting, a freely suspended or falling target thus emerges from the body, which substantially determines the properties of the particle beam.

Description

Einrichtung und Verfahren zur Erzeugung beschleunigter Teilchen aus Targets zur Strahlentherapie  Apparatus and method for generating accelerated particles from radiotherapy targets
Die Erfindung betrifft Einrichtungen und Verfahren zur Erzeugung beschleunigter Teilchen aus Targets zur Strahlentherapie. The invention relates to devices and methods for generating accelerated particles from radiotherapy targets.
Die Erzeugung von Teilchen zur Strahlentherapie erfolgt mittels Targets, die mit einem fokussierten gepulsten Laserstrahl beaufschlagt werden. Teilchen sind dabei meistens Protonen. Dazu werden als Targets The generation of particles for radiation therapy by means of targets, which are acted upon by a focused pulsed laser beam. Particles are mostly protons. These are called targets
a) Metallfolien,  a) metal foils,
b) Wasserstoffpellets in Form kleiner Tröpfchen in Form von Kugeln,  b) hydrogen pellets in the form of small droplets in the form of spheres,
c) strukturierte Metall-Folien, beispielsweise Folien mit Quadern aus organischen Stoffen, oder  c) structured metal foils, for example foils with blocks of organic substances, or
d) spezielle Formen in Einzelanfertigungen  d) special forms in one-off production
verwendet. used.
Die damit verbundenen Nachteile bestehen The associated disadvantages exist
- in der geringen Reproduzierbarkeit der Protonenanzahl bei a) und d),  in the low reproducibility of the number of protons in a) and d),
- in der geringen Reproduzierbarkeit der Flugrichtung und dem Strahlöffnungswinkel bei b),  in the low reproducibility of the direction of flight and the beam opening angle at b),
- in der Kontaminierung des gewünschten Protonenstrahls mit anderen Teilchen bei a), c) und d) und  in the contamination of the desired proton beam with other particles in a), c) and d) and
- dem aufwändigen Targetwechsel bei a), c) und d).  - The complex target change in a), c) and d).
Durch die Druckschrift DE 1 814 888 ist ein Verfahren und eine Einrichtung zum Herstellen einer dünnen, freitragenden, im Hochvakuum aus bei Raumtemperatur gasförmigen Material, wie Wasserstoff bekannt. Dazu wird ein Metallkörper, der ein Loch aufweist, dessen Durchmesser so klein ist, dass sich im Loch eine Lamelle aus dem verflüssigten Material bilden kann, in einem das Material in gasförmigem Zustand enthaltenden Raum unter die Verflüssigungstemperatur des Materials abgekühlt, bis das an der Oberfläche des Metallkörpers kondensierende und herablaufende verflüssigte Material eine die Öffnung überspannende Flüssigkeitslamelle bildet. Dann wird die Temperatur des Metallkörpers weiter erniedrigt, bis die Flüssigkeitslamelle erstarrt. The document DE 1 814 888 discloses a method and a device for producing a thin, self-supporting, high-vacuum gaseous material at room temperature, such as hydrogen. For this purpose, a metal body having a hole whose diameter is so small that can form a lamella in the hole of the liquefied material, cooled in a space containing the material in a gaseous state below the liquefaction temperature of the material until that at the surface condensing and draining liquefied material forms a liquid lamella spanning the opening of the metal body. Then, the temperature of the metal body is further lowered until the liquid fin solidifies.
Die Druckschrift 10 2004 003 854 A1 betrifft Verfahren und Vorrichtungen zur Erzeugung fester Filamente in einer Vakuumkammer. Dabei wird ein fadenförmiges Filament aus verflüssigten Gasen mit erhöhter zeitlicher und räumlicher Stabilität erzeugt. Das Verfahren und die Vorrichtung dienen zur Bereitstellung langer Filamente. Document 10 2004 003 854 A1 relates to methods and apparatus for producing solid filaments in a vacuum chamber. In this case, a filamentary filament is produced from liquefied gases with increased temporal and spatial stability. The procedure and the device serve to provide long filaments.
Der in den Patentansprüchen 1 und 12 angegebenen Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, beschleunigte Teilchen mit weitestgehend gleicher Energie zur Strahlentherapie durch Umwandlung eines Targets bereitzustellen. The invention specified in the claims 1 and 12 is based on the object to provide accelerated particles with largely the same energy for radiotherapy by converting a target.
Diese Aufgabe wird mit den in den Patentansprüchen 1 und 12 aufgeführten Merkmalen gelöst. This object is achieved with the features listed in the claims 1 and 12.
Die Einrichtungen und Verfahren zur Erzeugung beschleunigter Teilchen aus Targets zur Strahlentherapie zeichnen sich insbesondere dadurch aus, dass durch Umwandlung eines Targets Teilchen weitestgehend gleicher Energie zur Strahlentherapie erzeugt werden. The devices and methods for generating accelerated particles from targets for radiotherapy are characterized in particular by the fact that by converting a target particles of largely the same energy are generated for radiotherapy.
Dazu ist eine Kammer mit wenigstens einer Vorrichtung zur Zuführung For this purpose, a chamber with at least one device for feeding
- zum Einen von festen Körpern aus bei Normalbedingungen flüssigen oder gasförmigen Stoffen oder  - On the one hand by solid bodies of liquid or gaseous substances under normal conditions or
- zum Anderen von in der Kammer in die feste Phase zu überführenden flüssigen oder gasförmigen Stoffen ausgestattet, so dass in der Kammer mindestens ein fester Körper des Stoffes vorhanden ist.  - On the other hand equipped in the chamber in the solid phase to be transferred liquid or gaseous substances, so that in the chamber at least one solid body of the substance is present.
Weiterhin weist die Einrichtung mindestens einen Laser Furthermore, the device has at least one laser
- zum Schneiden eines freien Targets aus dem Körper sowie  - for cutting a free target from the body as well
- zum Erzeugen und Beschleunigen von Teilchen aus dem unmittelbar nach dem Schneiden vorhandenen freien Target durch Bestrahlung des freien Targets auf.  to generate and accelerate particles from the free target present immediately after cutting by irradiation of the free target.
Unmittelbar nach dem Schneiden entsteht somit ein frei schwebendes oder fallendes Target aus dem Körper. Die Eigenschaften des Teilchenstrahls werden wesentlich von den Eigenschaften dieses Targets bestimmt. Immediately after cutting, a free-floating or falling target emerges from the body. The properties of the particle beam are essentially determined by the properties of this target.
Das Schneiden des Targets und die Erzeugung mit nachfolgender Beschleunigung der Teilchen erfolgt durch Beaufschlagen des Körpers mit Laserstrahlen wenigstens eines Lasers. Dazu kann das Beaufschlagen des Körpers und des Targets aus dem Körper nacheinander durch Laserstrahlen des Lasers oder von Lasern erfolgen. Im letzteren Fall sind damit ein Laser zum Schneiden und ein Laser zum Erzeugen und Beschleunigen der Teilchen vorhanden. Darüber hinaus kann auch ein Laser mit einem geteilten Laserstrahl verwendet werden, wobei ein Teilstrahl zum Schneiden und der andere Teilstrahl zum Erzeugen und Beschleunigen von Teilchen einsetzbar ist. Strahlteiler für Laserstrahlen sind bekannt. Dabei können auch Teilstrahlen unterschiedlicher Intensität erzeugt und eingesetzt werden. The cutting of the target and the generation with subsequent acceleration of the particles takes place by applying laser radiation to the body of at least one laser. For this purpose, the application of the body and the target from the body can be effected successively by laser beams of the laser or by lasers. In the latter case, a laser for cutting and a laser for generating and accelerating the particles are thus present. In addition, a laser with a split laser beam can also be used, wherein a partial beam can be used for cutting and the other partial beam for generating and accelerating particles. Beam splitters for laser beams are known. In this case, partial beams of different intensity can be generated and used.
Darüber hinaus sind laserstrahlführende Einrichtungen bekannt, so dass Laserstrahlen zum Schneiden beispielsweise mit einem bewegbaren Spiegel abgelenkt oder mit einem Axikon geformt werden können. In addition, laser beam guiding devices are known, so that laser beams can be deflected for cutting, for example with a movable mirror or molded with an axicon.
Vorteilhafterweise werden die beschleunigten Teilchen in der Strahlentherapie eingesetzt. Dabei wird ein Tumor bei dessen Behandlung mit den beschleunigten und damit hochenergetischen Teilchen bestrahlt. Das erfolgt günstigerweise bei Tumoren, die entweder zu tief im Körper sitzen oder von empfindlichen Organen umgeben sind. Die Teilchentherapie ermöglicht gegenüber anderen Strahlenarten eine tumorkonformere Dosisverteilung innerhalb der zu bestrahlenden Region. Bevorzugt sind die Teilchen Protonen. Advantageously, the accelerated particles are used in radiation therapy. In this case, a tumor is irradiated during its treatment with the accelerated and thus high-energy particles. This is conveniently done in tumors that are either too deep in the body or surrounded by sensitive organs. The particle therapy allows for a more tumor-compatible dose distribution within the region to be irradiated compared to other types of radiation. Preferably, the particles are protons.
Mit der Einrichtung werden die folgenden Anforderungen erfüllt: a) schneller Targetwechsel The device meets the following requirements: a) fast target change
Durch die Umwandlung in ein Plasma wird das Target zumindest lokal zerstört. Ist das Target beispielsweise eine Folie, so können abhängig von der Gesamtfläche nur einige Pulse von Protonenstrahlen erzeugt werden, bis dass die Folie gewechselt werden muss und währenddessen eine zu vermeidende Bestrahlungspause auftritt. Das kann durch Schneiden und unmittelbares Erzeugen und Beschleunigen der Teilchen erfolgen. Günstigerweise können dazu auch mehrere Vorrichtungen zur Zuführung von Körpern oder von flüssigen/gasförmigen in der Kammer in eine feste Phase überführten Körper vorgesehen werden. b) Erzeugung von Teilchen weitestgehend gleicher Energie  The transformation into a plasma destroys the target at least locally. If the target is, for example, a foil, depending on the total area only a few pulses of proton radiation can be generated until the foil has to be changed and during this time a radiation break to be avoided occurs. This can be done by cutting and immediately generating and accelerating the particles. Conveniently, several devices for supplying bodies or of liquid / gaseous bodies transferred into a solid phase in the chamber can also be provided for this purpose. b) Generation of particles of largely the same energy
Werden Teilchen auf sehr verschiedenen Energien beschleunigt, ist im Teilchenstrom ein Filter vorzusehen, wobei Teilchen mit unerwünschter Energie aus dem Strahl entfernt werden müssen. Dadurch wird aber eine unerwünschte Untergrundstrahlung erzeugt. Mittels der in der Erfindung angegebenen Targets werden vorteilhafterweise sofort monoenergetische Strahlen erzeugt. Das wird dadurch erreicht, dass das Target frei ist und keine oder zumindest eine minimale Verbindung zur umgebenden Materie aufweist. c) Reproduzierbarkeit  If particles are accelerated at very different energies, a filter is to be provided in the particle stream, whereby particles with undesirable energy have to be removed from the beam. As a result, however, an undesirable background radiation is generated. By means of the targets specified in the invention advantageously monoenergetic rays are generated immediately. This is achieved in that the target is free and has no or at least a minimal connection to the surrounding matter. c) reproducibility
Die Position des Fokuspunktes des Lasers zum Erzeugen und Beschleunigen der Teilchen ist nur etwa so genau definiert, wie seine Größe ist. Der Beschleunigungsprozess hängt aber auch von den Winkeln zwischen Laserstrahl und Targetoberfläche ab. Um die größtmögliche Stabilität zu erreichen, kann das Target wenigstens eine ebene Oberfläche besitzen. Noch vorteilhafter ist ein Target mit zwei parallelen Oberflächen, wie sie eine Scheibe als Target aufweist. Dazu wird eine Scheibe aus der Kugel oder der Folie geschnitten. Ein Faden kann zu Scheiben geschnitten werden, wobei die Form des Querschnitts ein Kreis, eine Ellipse oder ein Mehreck sein kann. The position of the focal point of the laser for generating and accelerating the particles is only about as well defined as its size. The acceleration process depends, however also from the angles between the laser beam and the target surface. In order to achieve the greatest possible stability, the target can have at least a flat surface. Even more advantageous is a target with two parallel surfaces, as it has a target as a target. For this purpose, a slice of the ball or the film is cut. A thread may be cut into slices, where the shape of the cross section may be a circle, an ellipse or a polygon.
Das wird vorteilhafterweise durch ein Verfahren zur Erzeugung beschleunigter Teilchen aus Targets zur Strahlentherapie mit den Schritten This is advantageously accomplished by a method of generating accelerated particles from radiotherapy targets with the steps
- Zuführung mittels wenigstens einer Vorrichtung entweder zum Einen von festen Körpern aus bei Normalbedingungen flüssigen oder gasförmigen Stoffen in eine Kammer oder zum Anderen von in einer Kammer in die feste Phase zu überführenden flüssigen oder gasförmigen Stoffen, so dass in der Kammer mindestens ein fester Körper des Stoffes vorhanden ist,  Feeding by means of at least one device either to solid bodies of liquid or gaseous substances under normal conditions into a chamber or to liquid or gaseous substances to be transferred into the solid phase in a chamber, so that at least one solid body of the body Substance is present,
- Schneiden eines freien Targets aus dem festen Körper mit einem Laser und  - Cutting a free target from the solid body with a laser and
- Erzeugen und Beschleunigen von Teilchen aus dem unmittelbar nach dem Schneiden vorhandenen freien Target durch Bestrahlung des freien Targets mit dem Laser oder einem weiteren Laser  Generating and accelerating particles from the free target immediately after cutting by irradiating the free target with the laser or another laser
erreicht. reached.
Zum Einsatz kommen dazu flüssige oder gasförmige Stoffe als Körper, die in die feste Phase überführbar sind. For this purpose, liquid or gaseous substances are used as bodies, which can be converted into the solid phase.
Teilchen sind bevorzugt Protonen. Darüber hinaus können Teilchen aber auch Deuteronen, Ionen der Atomteilchen der Stoffe oder Kombinationen daraus sein. Particles are preferably protons. In addition, however, particles may also be deuterons, ions of the atomic particles of the substances or combinations thereof.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Patentansprüchen 2 bis 11 angegeben. Advantageous embodiments of the invention are specified in the claims 2 to 11.
Ein günstiger Stoff ist nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 2 Wasserstoff, Methan, Sauerstoff, Stickstoff, Deuterium, Kohlenstoffoxide oder Stickoxide oder ein Stoffgemisch bestehend aus einer Kombination dieser Stoffe. A favorable substance is according to the embodiment of claim 2 hydrogen, methane, oxygen, nitrogen, deuterium, carbon oxides or nitrogen oxides or a mixture of substances consisting of a combination of these substances.
Zur Therapie werden daraus jeweils die Ionen der entsprechenden Atomteilchen der Gase in Form von Protonen, Deuteronen, Kohlenstoffionen, Sauerstoffionen, Stickstoffionen oder deren Mischungen genutzt. Das Target besitzt nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 3 vorteilhafterweise die Form einer Kugelkappe, einer Tropfenkappe, einer Scheibe oder eines Quaders, so dass wenigstens eine ebene Oberfläche für den Austritt der Protonen vorhanden ist. Therapy uses the ions of the corresponding atomic particles of the gases in the form of protons, deuterons, carbon ions, oxygen ions, nitrogen ions or mixtures thereof. The target has according to the embodiment of claim 3 advantageously in the form of a spherical cap, a drop cap, a disc or a cuboid, so that at least a flat surface for the escape of the protons is present.
Günstigerweise besitzt das Target nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 4 die Form einer Scheibe aus Conveniently, the target according to the embodiment of claim 4 has the shape of a disc
- einer Kugel mit korrespondierend zueinander abgeschnittenen Kugelkappen,  a ball with correspondingly cut off spherical caps,
- einem abgeschnittenen Bereich eines Fadens oder  - a cut off area of a thread or
- einem aus einer Folie herausgeschnittenen Bereich.  - A cut out of a film area.
In der Kammer befindet sich nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 5 wenigstens ein Halter für den Körper. Mit dem Halter ist der Körper so angeordnet, dass die Laserstrahlen des Lasers den Körper schneiden und die dadurch entstandene Scheibe als freies Target vom Halter getrennt ist. In the chamber is according to the embodiment of claim 5 at least one holder for the body. With the holder, the body is arranged so that the laser beams of the laser cut the body and the resulting disc is separated as a free target from the holder.
In der Kammer sind nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 6 wenigstens zwei Halter für Körper so angeordnet, dass der Körper eines Halters geschnitten und der Körper des anderen Halters von diesem getrennt wird. Das Schneiden führt zu ebenen und korrespondierend zueinander angeordneten Schnittflächen. Mittels des Trennens werden die freie Scheibe und damit das freie Target erzeugt. In the chamber according to the embodiment of claim 6 at least two holders for body are arranged so that the body of a holder cut and the body of the other holder is separated from this. The cutting leads to flat and correspondingly arranged cut surfaces. By means of separating the free disc and thus the free target are generated.
Der Halter ist nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 7 vorteilhafterweise gleichzeitig eine Düse zur Zuführung entweder des Körpers oder des flüssigen/gasförmigen und in die feste Phase zu überführenden Körpers. The holder is according to the embodiment of claim 7 advantageously simultaneously a nozzle for supplying either the body or the liquid / gaseous and in the solid phase to be transferred body.
In der Kammer ist nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 8 wenigstens eine Blende so angeordnet, dass ein Tropfen flüssigen Stoffes auf die durch Lamellen geschlossene Blende gelangt und durch Adhäsion an dieser haftet. Die Lamellen sind an einen Antrieb so gekoppelt, dass sich beim Öffnen der Blende eine dünne Folie aus dem Stoff ausbildet und durch die Expansion und Abdampfung einiger Moleküle die Folie gefriert. In the chamber according to the embodiment of claim 8 at least one aperture is arranged so that a drop of liquid substance reaches the closed by slats aperture and adheres to it by adhesion. The lamellae are coupled to a drive in such a way that a thin foil forms from the material when the aperture is opened and the foil freezes due to the expansion and evaporation of some molecules.
Eine den Laserstrahl des Lasers zum Schneiden auskoppelnde Einrichtung ist so angeordnet, dass durch die Laserstrahlen eine Scheibe aus der Folie ausgeschnitten wird. Dazu kann der Laserstrahl gesteuert geführt oder geformt werden. Ersteres kann über einen Scanner erfolgen. Im zweiten Fall ist das durch die Erzeugung eines Laserstrahls mit dem Querschnitt eines Kreisringes gegeben. In der Kammer sind nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 9 mindestens zwei mit wenigstens einem Antriebsmechanismus gekoppelte Blenden angeordnet, so dass die Blenden nacheinander in die Positionen zum Aufbringen des Tropfen flüssigen Stoffes und sowohl zum Ausschneiden der Scheibe als auch zum Erzeugen und Beschleunigen von Teilchen aus dem freien Target gelangen. Damit wird weitestgehend ein Teilchenstrom mit höherer Frequenz im Hz-Bereich erzeugt. A device for cutting out the laser beam of the laser is arranged so that a slice is cut out of the film by the laser beams. For this purpose, the laser beam can be controlled guided or shaped. The former can be done via a scanner. In the second case, this is given by the generation of a laser beam with the cross section of a circular ring. According to the embodiment of claim 9, at least two apertures coupled to at least one drive mechanism are arranged in the chamber, so that the apertures successively reach the positions for applying the drop of liquid and cutting out the disk as well as for producing and accelerating particles from the nozzle get free target. This largely generates a particle stream with a higher frequency in the Hz range.
Nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 10 sind laserstrahlführende und/oder laserstrahlteilende Einrichtungen so angeordnet, dass der Laserstrahl des Lasers sowohl zum Schneiden einer Scheibe aus einer Kugel, eines Fadens oder einer Folie als auch zum Erzeugen und Beschleunigen von Teilchen aus dem freien Target verwendet wird. According to the embodiment of claim 10, laser beam-guiding and / or laser-beam-splitting devices are arranged so that the laser beam of the laser is used both for cutting a disk of a ball, a thread or a film and for generating and accelerating particles from the free target.
Jeweils wenigstens eine laserstrahlführende Einrichtung befindet sich nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 11 im Strahlengang eines ersten Lasers zum Schneiden einer Scheibe aus einer Kugel, eines Fadens oder einer Folie und im Strahlengang eines zweiten Lasers zum Erzeugen und Beschleunigen von Teilchen aus dem freien Target. Weiterhin sind die laserstrahlführenden Einrichtungen so mit einer Steuereinrichtung verbunden, dass unmittelbar nach dem Schneiden mit Laserstrahlen des ersten Lasers die Teilchen aus dem freien Target mit Laserstrahlen des zweiten Lasers erzeugt und beschleunigt werden. In each case at least one laser beam guiding device is located according to the embodiment of claim 11 in the beam path of a first laser for cutting a disk of a ball, a thread or a film and in the beam path of a second laser for generating and accelerating particles from the free target. Furthermore, the laser beam-guiding devices are connected to a control device such that immediately after cutting with laser beams of the first laser, the particles are generated and accelerated from the free target with laser beams of the second laser.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen jeweils prinzipiell dargestellt und werden im Folgenden näher beschrieben. Embodiments of the invention are illustrated in principle in the drawings and will be described in more detail below.
Es zeigen: Show it:
Fig. 1 eine Realisierung einer Scheibe als freies Target aus einer Kugel gefrorenen Wasserstoffes für die Erzeugung beschleunigter Protonen,  1 shows a realization of a disk as a free target of a sphere of frozen hydrogen for the generation of accelerated protons,
Fig. 2 eine Düse mit einem freien Target aus einem zylinderförmigen Faden gefrorenen Wasserstoffes für die Erzeugung beschleunigter Protonen und  Fig. 2 shows a nozzle with a free target of a cylindrical thread of frozen hydrogen for the generation of accelerated protons and
Fig. 3 eine Blende mit einem freien Target aus einer Folie gefrorenen Wasserstoffes für die Erzeugung beschleunigter Protonen.  Fig. 3 shows a screen with a free target of a film of frozen hydrogen for the generation of accelerated protons.
In den nachfolgenden Ausführungsbeispielen werden jeweils eine Einrichtung und ein Verfahren zur Erzeugung beschleunigter Teilchen aus Targets zur Strahlentherapie zusammen näher erläutert. In the following exemplary embodiments, in each case a device and a method for generating accelerated particles from targets for radiotherapy are explained together in more detail.
Eine Einrichtung zur Erzeugung beschleunigter Teilchen zur Strahlentherapie aus Wasserstofftargets 1 als Körper 1 besteht im Wesentlichen aus A device for generating accelerated particles for radiotherapy Hydrogen targets 1 as body 1 consists essentially of
- einer Kammer,  - a chamber,
- einer Vorrichtung zur Zuführung von gefrorenen Wasserstoffkörpern 1 oder von flüssigen in der Kammer gefrierenden Wasserstoff und  - A device for supplying frozen hydrogen bodies 1 or liquid in the chamber freezing hydrogen and
- mindestens einem Laser zum Schneiden einer Scheibe 1 als Körper 1 und damit als freies Target 3 und zum Erzeugen und Beschleunigen von Protonen 5 als Teilchen.  - At least one laser for cutting a disc 1 as a body 1 and thus as a free target 3 and for generating and accelerating protons 5 as particles.
In einem ersten Ausführungsbeispiel ist die Kammer mit wenigstens einer Vorrichtung zur Zuführung von gefrorenen Wasserstoffkörpern 1 oder von flüssigen in der Kammer gefrierenden Wasserstoff versehen. In a first embodiment, the chamber is provided with at least one device for supplying frozen hydrogen bodies 1 or liquid hydrogen freezing in the chamber.
In einer ersten Ausführungsform werden damit Kugeln 1 oder Tropfen 1 als Körper 1 an einer Düse 2 oder über eine Düse 2 erzeugt. In a first embodiment, balls 1 or drops 1 are thus produced as a body 1 on a nozzle 2 or via a nozzle 2.
Die Fig. 1 zeigt eine Realisierung einer Scheibe als freies Target 3 aus einer Kugel 1 gefrorenen Wasserstoffes für die Erzeugung beschleunigter Protonen 5 in einer prinzipiellen Darstellung. 1 shows a realization of a disk as a free target 3 from a sphere 1 of frozen hydrogen for the production of accelerated protons 5 in a basic representation.
Die Kugel 1 ist eine Wasserstoffkugel 1 mit einem Durchmesser von beispielsweise 50 μηη. The sphere 1 is a hydrogen sphere 1 with a diameter of, for example, 50 μm.
Dazu wird bekannterweise ein flüssiger Strahl aus der Düse 2 herausgepresst. Die Düse 2 wird weiterhin mit Ultraschall angeregt, so dass der Flüssigkeitsstrahl nicht ganz gleichmäßig ist. Durch die Oberflächenspannung und die zunehmend höhere Geschwindigkeit reißt der Strahl in Tropfen 1 ab. Wegen der Oberflächenspannung sind das weitgehend Kugeln 1 , die dann durch die Verdunstung der energiereichen Wasserstoffmoleküle als Körper 1 einfrieren. Der Ultraschall dient zur Reproduzierbarkeit der Körper 1. For this purpose, a liquid jet is known to be pressed out of the nozzle 2. The nozzle 2 is further excited with ultrasound, so that the liquid jet is not quite uniform. Due to the surface tension and the increasingly higher speed, the jet breaks off in drops 1. Because of the surface tension, these are largely spheres 1, which then freeze due to the evaporation of the high-energy hydrogen molecules as the body 1. The ultrasound serves to reproduce the body 1.
Durch die Laserstrahlung des Lasers werden zwei Kugelsegmente durch die Schnitte S1 und S2 so abgeschnitten, dass daraus eine flache Zylinder-Scheibe mit einem Durchmesser von 50 μηη und einer Dicke von 10 μηη übrigbleibt. Unmittelbar danach wird diese abgetrennte Scheibe 1 als freies Target 3 durch die Einwirkung der Laserstrahlung 4 des Lasers oder eines weiteren Lasers in ein Plasma umgewandelt und die dabei frei gesetzten Protonen 5 beschleunigt. Due to the laser radiation of the laser, two spherical segments are cut through the cuts S1 and S2 so that a flat cylindrical disc with a diameter of 50 μm and a thickness of 10 μm remains therefrom. Immediately thereafter, this separated slice 1 is converted as a free target 3 by the action of the laser radiation 4 of the laser or another laser in a plasma and accelerates the released protons 5.
In einer zweiten Ausführungsform wird in der Kammer ein Faden 1 als Körper 1 gefrorenen Wasserstoffes erzeugt. Die Fig. 2 zeigt eine Düse 2 mit einem freien Target 3 aus einem zylinderförmigen Faden 1 gefrorenen Wasserstoffes für die Erzeugung beschleunigter Protonen 5 in einer prinzipiellen Darstellung. In a second embodiment, a thread 1 is generated in the chamber as a body 1 of frozen hydrogen. 2 shows a nozzle 2 with a free target 3 of a cylindrical thread 1 of frozen hydrogen for the production of accelerated protons 5 in a basic representation.
Der Faden 1 besitzt hierbei im Querschnitt die Form eines Kreises oder einer Ellipse. Mittels der Laserstrahlung des Lasers werden durch die Schnitte S1 und S2 korrespondierend zueinander angeordnete und ebene Flächen geschaffen. Durch den Schnitt S3 wird ein Abschnitt als Scheibe und damit freies Target 3 abgetrennt. Das nach dem Schnitt S3 vorhandene freie Target 3 in der Kammer wird mittels der Laserstrahlung 4 des Lasers oder eines weiteren Lasers in ein Plasma umgewandelt und die dabei frei gesetzten Protonen 5 beschleunigt. The thread 1 in this case has the shape of a circle or an ellipse in cross section. By means of the laser radiation of the laser are provided by the cuts S1 and S2 corresponding to each other and flat surfaces. By section S3, a section is separated as a disc and thus free target 3. The existing according to the section S3 free target 3 in the chamber is converted by means of the laser radiation 4 of the laser or another laser in a plasma and accelerates the released protons 5.
Die Vorrichtung zur Zuführung von flüssigem Wasserstoff ist in einem zweiten Ausführungsbeispiel so angeordnet, dass flüssiger Wasserstoff tropfenweise in die Kammer gelangt. In der Kammer befindet sich wenigstens eine durch Lamellen geschlossene Blende 6, auf die ein Tropfen Wasserstoff gelangt. The device for supplying liquid hydrogen is arranged in a second embodiment so that liquid hydrogen enters the chamber drop by drop. In the chamber there is at least one closed by slats aperture 6, to which a drop of hydrogen passes.
Die Fig. 3 zeigt eine Blende 6 mit einem freien Target 3 aus einer Folie 7 gefrorenen Wasserstoffes für die Erzeugung beschleunigter Protonen 5 in einer prinzipiellen Darstellung. Durch Adhäsion haftet der Tropfen auf den Lamellen der Blende 6. Letztere sind an einen Antrieb gekoppelt. Mit der durch den Antrieb verursachten Öffnung und Vergrößerung dieser Öffnung spannt sich nun eine dünne Folie 7 als Körper 1 aus Wasserstoff auf. Durch die Expansion und Abdampfung einiger Wasserstoffmoleküle gefriert die Folie 7. Die Blende 6 und damit die Folie 7 werden auf die Targetposition gebracht und mit Laserstrahlen wenigstens einen Lasers eine Kreisscheibe als freies Target 3 aus der Folie 7 als Körper 1 herausgeschnitten. Dazu wird die Laserstrahlung über einen Scanner kreisförmig geführt oder in der Laserstrahlung ist ein Axikon angeordnet. Auf das für einen Moment nach dem Schneiden frei schwebende Target 3 wird diese Laserstahlung 4 oder die Laserstrahlung 4 eines zweiten Lasers fokussiert, wobei FIG. 3 shows a diaphragm 6 with a free target 3 of a foil 7 of frozen hydrogen for the production of accelerated protons 5 in a basic representation. By adhesion, the drop adheres to the slats of the panel 6. The latter are coupled to a drive. With the opening and enlargement of this opening caused by the drive, a thin film 7 now spans out as a body 1 of hydrogen. By the expansion and evaporation of some hydrogen molecules, the film 7 freezes. The diaphragm 6 and thus the film 7 are brought to the target position and cut out a circular disk as a free target 3 from the film 7 as a body 1 with laser beams of at least one laser. For this purpose, the laser radiation is guided circularly by means of a scanner or an axicon is arranged in the laser radiation. The laser beam 4 or the laser radiation 4 of a second laser is focused on the target 3 floating freely for a moment after cutting, wherein
- wenigstens ein Bereich des Targets 3 in ein Plasma umgewandelt wird und  - At least a portion of the target 3 is converted into a plasma and
- die dabei frei gesetzten Protonen als Teilchen gleichzeitig beschleunigt werden.  - The released protons are accelerated as particles simultaneously.

Claims

Patentansprüche claims
1 . Einrichtung zur Erzeugung beschleunigter Teilchen aus Targets (3) zur Strahlentherapie mit 1 . Device for generating accelerated particles from targets (3) for radiotherapy with
einer Kammer mit wenigstens einer Vorrichtung zur Zuführung zum Einen von festen Körpern (1 ) aus bei Normalbedingungen flüssigen oder gasförmigen Stoffen oder zum Anderen von in der Kammer in die feste Phase zu überführenden flüssigen oder gasförmigen Stoffen, so dass in der Kammer mindestens ein fester Körper (1 ) des Stoffes vorhanden ist, und  a chamber with at least one device for supplying to one of solid bodies (1) under normal conditions liquid or gaseous substances or on the other hand in the chamber in the solid phase to be transferred liquid or gaseous substances, so that in the chamber at least one solid body (1) the substance is present, and
mindestens einem Laser zum Schneiden eines freien Targets (3) aus dem Körper (1 ) sowie zum Erzeugen und Beschleunigen von Teilchen (5) aus dem unmittelbar nach dem Schneiden vorhandenen freien Target (3) durch Bestrahlung des freien Targets (3).  at least one laser for cutting a free target (3) from the body (1) and for generating and accelerating particles (5) from the free target (3) immediately after cutting by irradiating the free target (3).
2. Einrichtung nach Patentanspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Stoff Wasserstoff, Methan, Sauerstoff, Stickstoff, Deuterium, Kohlestoffoxide oder Stickoxide oder ein Stoffgemisch bestehend aus einer Kombination dieser Stoffe ist. 2. Device according to claim 1, characterized in that the substance is hydrogen, methane, oxygen, nitrogen, deuterium, carbon oxides or nitrogen oxides or a mixture of substances consisting of a combination of these substances.
3. Einrichtung nach Patentanspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Target (3) eine Form einer Kugelkappe, einer Tropfenkappe, einer Scheibe oder eines Quaders mit wenigstens einer ebenen Oberfläche besitzt. 3. Device according to claim 1, characterized in that the target (3) has a shape of a spherical cap, a drop cap, a disc or a cuboid having at least one planar surface.
4. Einrichtung nach Patentanspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Target (3) in Form einer Scheibe 4. Device according to claim 1 and 3, characterized in that the target (3) in the form of a disc
eine Kugel mit korrespondierend zueinander abgeschnittenen Kugelkappen, ein abgeschnittener Bereich eines Fadens oder  a ball with correspondingly cut off ball caps, a cut off portion of a thread or
ein aus einer Folie herausgeschnittener Bereich ist.  is a cut out of a film area.
5. Einrichtung nach Patentanspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass sich in der Kammer wenigstens ein Halter für den Körper (1 ) befindet und dass der Körper (1 ) so angeordnet ist, dass die Laserstrahlen des Lasers den Körper (1 ) schneiden und die dadurch entstandene Scheibe als freies Target (3) vom Halter getrennt ist. 5. Device according to claim 1, characterized in that in the chamber at least one holder for the body (1) and that the body (1) is arranged so that the laser beams of the laser cut the body (1) and thereby resulting disc as a free target (3) is separated from the holder.
6. Einrichtung nach Patentanspruch 1 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass in der Kammer wenigstens zwei Halter für jeweils einen Körper (1 ) so angeordnet sind, dass der Körper (1 ) eines Halters geschnitten und der Körper (1 ) des anderen Halters von diesem getrennt wird. 6. Device according to claim 1 and 5, characterized in that in the chamber at least two holders for one body (1) are arranged so that the body (1) cut a holder and the body (1) of the other holder of this is disconnected.
7. Einrichtung nach Patentanspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Halter eine Düse (2) zur Zuführung entweder des Körpers (1 ) oder des flüssigen oder gasförmigen Stoffes ist. 7. Device according to claim 5, characterized in that the holder is a nozzle (2) for supplying either the body (1) or the liquid or gaseous substance.
8. Einrichtung nach Patentanspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass in der Kammer wenigstens eine Blende (6) als ein Halter so angeordnet ist, dass ein Tropfen flüssigen Stoffes auf die durch Lamellen geschlossene Blende (6) gelangt und durch Adhäsion an dieser haftet, dass die Lamellen an einen Antrieb so gekoppelt sind, dass sich beim Öffnen der Blende (6) eine dünne Folie (7) aus dem Stoff ausbildet und durch die Expansion und Abdampfung einiger Moleküle die Folie (7) als Körper (1 ) gefriert, und dass eine den Laserstrahl des Lasers zum Schneiden auskoppelnde Einrichtung so angeordnet ist, dass durch die Laserstrahlen eine Scheibe und damit das freie Target (3) aus der Folie (7) ausgeschnitten wird. 8. Device according to claim 1, characterized in that in the chamber at least one aperture (6) is arranged as a holder so that a drop of liquid substance on the closed by slats aperture (6) and adheres by adhesion to this the lamellae are coupled to a drive in such a way that a thin film (7) forms from the material when the panel (6) is opened and the film (7) as body (1) freezes due to the expansion and evaporation of some molecules, and a device coupling out the laser beam of the laser for cutting is arranged such that a disk and thus the free target (3) are cut out of the film (7) by the laser beams.
9. Einrichtung nach Patentanspruch 1 und 8, dadurch gekennzeichnet, dass in der Kammer mindestens zwei Blenden (6) mit wenigstens einem Antriebsmechanismus gekoppelt sind, so dass die Blenden (6) nacheinander in die Positionen zum Aufbringen des Tropfens flüssigen Stoffes und sowohl zum Ausschneiden der Scheibe als freies Target (3) als auch zum Erzeugen und Beschleunigen von Teilchen (5) aus dem freien Target (3) gelangen. 9. Device according to claim 1 and 8, characterized in that in the chamber at least two apertures (6) are coupled to at least one drive mechanism, so that the apertures (6) successively in the positions for applying the drop of liquid substance and both for cutting the disc as a free target (3) and for generating and accelerating particles (5) from the free target (3) reach.
10. Einrichtung nach Patentanspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass laserstrahlführende und/oder laserstrahlteilende Einrichtungen so angeordnet sind, dass der Laserstrahl des Lasers sowohl zum Schneiden einer Scheibe aus einer Kugel, eines Fadens oder einer Folie als auch zum Erzeugen und Beschleunigen von Teilchen (5) aus dem freien Target (3) verwendet wird. 10. Device according to claim 1, characterized in that laser-beam-guiding and / or laser-beam-splitting devices are arranged so that the laser beam of the laser both for cutting a disc of a ball, a thread or a foil as well as for generating and accelerating particles (5 ) from the free target (3) is used.
1 1 . Einrichtung nach Patentanspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass sich jeweils wenigstens eine laserstrahlführende Einrichtung im Strahlengang eines ersten Lasers zum Schneiden einer Scheibe aus einer Kugel, eines Fadens oder einer Folie und im Strahlengang eines zweiten Lasers zum Erzeugen und Beschleunigen von Teilchen (5) aus dem freien Target (3) befindet und dass die laserstrahlführenden Einrichtungen so mit einer Steuereinrichtung verbunden sind, dass unmittelbar nach dem Schneiden mit Laserstrahlen des ersten Lasers Teilchen (5) aus dem freien Target (3) mit Laserstrahlen (4) des zweiten Lasers erzeugt und beschleunigt werden. 1 1. Device according to claim 1, characterized in that in each case at least one laser beam guiding device in the beam path of a first laser for cutting a disk of a ball, a thread or a film and in the beam path of a second laser for generating and accelerating particles (5) from the free target (3) is located and that the laser beam guiding means are connected to a control device that immediately after cutting with laser beams of the first laser particles (5) from the free target (3) with laser beams (4) of the second laser generates and accelerates become.
12. Verfahren zur Erzeugung beschleunigter Teilchen aus Targets (3) zur Strahlentherapie mit den Schritten: 12. A method for generating accelerated particles from targets (3) for radiotherapy comprising the steps of:
Zuführung mittels wenigstens einer Vorrichtung entweder zum Einen von festen Feeding by means of at least one device either to one of solid
Körpern (1 ) aus bei Normalbedingungen flüssigen oder gasförmigen Stoffen in eine Kammer oder zum Anderen von in einer Kammer in die feste Phase zu überführenden flüssigen oder gasförmigen Stoffen, so dass in der Kammer mindestens ein fester Körper (1 ) des Stoffes vorhanden ist, Bodies (1) of liquid or gaseous substances under normal conditions into a chamber or else of liquid or gaseous substances to be transferred into the solid phase in a chamber so that at least one solid body (1) of the substance is present in the chamber,
Schneiden eines freien Targets (3) aus dem festen Körper (1 ) mit einem Laser und  Cutting a free target (3) from the solid body (1) with a laser and
Erzeugen und Beschleunigen von Teilchen (5) aus dem unmittelbar nach dem Schneiden vorhandenen freien Target (3) durch Bestrahlung des freien Targets (3) mit dem Laser oder einem weiteren Laser.  Generating and accelerating particles (5) from the free target (3) present immediately after cutting by irradiating the free target (3) with the laser or another laser.
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