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datestamp: 2013-03-06 14:45:42
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status_changed: 2013-03-06 14:45:42
type: doctoralThesis
metadata_visibility: show
creators_name: Tegami, Sara
title: LET measurements with a Liquid Ionization Chamber
title_de: LET-Messungen mit einer Flüssigkeitsionisationskammer
divisions: 851340
adv_faculty: af-13
abstract: Deep-seated tumors can be efficiently treated with heavy charged particles. The characteristic
depth dose profile inside the tissue (Bragg peak) allows to deliver
a high dose inside the tumor, while sparing the neighboring healthy tissue.
As compared to protons, heavy ions like carbon or oxygen produce a higher
amount of ionization events along their track (and in particular at the end
of the ion beam path), resulting in an irreparable damage to the DNA of the
tumor cells. The density of such ionization events is described in terms of
Linear Energy Transfer (LET), an important physical quantity, but difficult
to be measured directly. The aim of this work is to determine LET of hadrontherapy
beams by using Liquid Ionization Chambers (LIC). The ionization
signal in LICs is affected by recombination effects that depend on the LET
of the incident radiation. Differences in recombination effects in LICs and
air-filled ionization chambers can be exploited to obtain the recombination
index, which can be related to the LET, calculated by Monte Carlo methods.
We thus developed a method to construct a calibration curve, which relates
the recombination index with the LET at each depth in water. The result of
this work can be used for online monitoring of the ion beam quality.
abstract_translated_text: Tiefliegende
Tumore k¨onnen mit schweren geladenen Teilchen effizient behandelt
werden. Die Charakteristik der verursachten Energiedosis innerhalb des Gewebes
(Bragg Peak) erlaubt es, eine hohe Energiedosis innerhalb des Tumors
zu platzieren, w¨ahrend das umgebende gesunde Gewebe verschont bleibt.
Verglichen mit Protonen verursachen schwere Ionen wie Kohlenstoff oder
Sauerstoff eine h¨ohere Anzahl von Ionisationsereignissen entlang ihrer Bahn
(und insbesondere am Ende der Ionenstrahlbahn), was zu irreparablen Sch¨aden
in der DNS der Tumorzellen f¨uhrt. Die Dichte solcher Ionisationsereignisse
wird mittels des linearen Energie¨ubertrags (engl. Linear Energy Transfer,
LET) beschrieben, einer wichtigen physikalischen Gr¨oße, die jedoch schwer
direkt zu messen ist. Das Ziel dieser Arbeit ist die Bestimmung des LET der
Strahlen bei der Hadronentherapie unter Verwendung von Fl¨ussigkeitsionisationskammern
(engl. Liquid Ionization Chambers, LIC). Das Ionisationssignal
in LICs wird von starken Rekombinationseffekten beeinflusst, welche
vom LET der eintreffenden Strahlung abh¨angen. Die unterschiedlichen Rekombinationseffekte
in LICs und luftgef¨ullten Ionisationskammern k¨onnen
ausgenutzt werden um den sogenannten Rekombinationsindex zu erhalten,
welcher mit dem mit Monte Carlo Methoden berechneten LET verkn¨upft werden
kann. Wir haben daher eine Methode entwickelt eine Kalibrationskurve
zu erstellen, welche den Rekombinationsindex mit dem LET in jeder Tiefe innerhalb
des Gewebes in Verbindung bringt. Das Ergebnis dieser Arbeit kann
f¨ur die Online-¨Uberwachung der Ionenstrahlqualit¨at verwendet werden.
date: 2013
id_scheme: DOI
id_number: 10.11588/heidok.00014675
ppn_swb: 1652150196
own_urn: urn:nbn:de:bsz:16-heidok-146759
date_accepted: 2013-02-08
advisor: HASH(0x556120a51ee8)
language: eng
bibsort: TEGAMISARALETMEASURE2013
full_text_status: public
place_of_pub: Heidelberg
citation:   Tegami, Sara  (2013) LET measurements with a Liquid Ionization Chamber.  [Dissertation]     
document_url: https://archiv.ub.uni-heidelberg.de/volltextserver/14675/1/PhD%20Thesis%20-%20Sara%20Tegami.pdf