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Berlin 2024 – scientific programme

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AKBP: Arbeitskreis Beschleunigerphysik

AKBP 7: Applied Physics with Accelerators

AKBP 7.5: Talk

Wednesday, March 20, 2024, 10:30–10:45, E 020

Hochleistungs-Röntgenquelle für die Krebstherapie mit Mikrostrahlen — •Anton Dimroth1, Stefan Bartzsch2, Johanna Winter2, Christian Petrich2, Thomas Beiser3, Ghaleb Natour1 und Kurt Aulenbacher31ZEA-1, Forschungszentrum Jülich — 2Klinikum rechts der Isar, TU München — 3Institut für Kernphysik, Universität Mainz

Mikrostrahltherapie (MST) ist eine Entwicklung der Radioonkologie, die Röntgenstrahlung alternierend als Peaks hoher Dosis und Bereiche niedriger Dosis moduliert. Präklinisch zeigte die Therapie eine wesentlich bessere Verträglichkeit bei gleicher Tumorkontrolle im Vergleich zur konventionellen Strahlentherapie. Aufgrund der Abhängigkeit von Synchrotronstrahlung, gelang bislang keine klinische Anwendung.

Wir entwickeln eine Linienfokus-Röntgenröhre, die MST in klinische Studien bringen soll. Dazu müssen Dosisraten von über 100 Gy/s erreicht werden. Die größte Herausforderung ist die niedrige Effizienz von Röntgenröhren und die resultierende hohe Wärmelast auf dem Target. Konventionell bestehen rotierende Röntgentargets aus Wolfram-Molybdän-Verbindungen. Die für unsere Anwendung notwendigen hohen Rotationsgeschwindigkeiten und enormen Temperaturen erfordern allerdings andere Materialkombinationen. Wir konstruieren daher ein Röntgentarget aus Titan, das lediglich eine dünne Mantelschicht aus Molybdänlegierung und Wolfram aufweist. Die niedrigere Dichte von Titan bei hoher Hitzebeständigkeit reduziert mechanischen Spannungen. Durch Ausnutzung des Wärmekapazitätslimit verbleibt die Temperatur im Brennfleck unterhalb der Schmelztemperatur von Wolfram.

Keywords: Strahlentherapie; Mikrostrahlen; FLASH Strahlentherapie; Röntgenquelle; Räumliche Fraktionierung

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