Bremsvermögen von Wasser für Kohlenstoffionen im Braggpeak-Bereich

Aufgrund ihrer besonders hohen Trennschärfe der Dosisverteilung im Bereich des Tumors werden Kohlenstoffionen in zunehmendem Maße in der Strahlentherapie eingesetzt. Im Rahmen des DFG‑Projektes BA5371‑3‑1 wurden die Bremsquerschnitte von Wasser für Kohlenstoffionen mit Energien im Braggpeak‑Bereich experimentell bestimmt. Diese Daten sind von Bedeutung für die Ermittlung der biologisch effektiven Reichweite von ¹²C‑Therapiestrahlen am distalen Ende.

Die Ergebnisse des Projektes sind in Abbildung 1 im Vergleich zu anderen semiempirischen und theoretischen Daten dargestellt. Die Daten oberhalb von 6 MeV sind mithilfe des semiempirischen Ansatzes von Paul und Schinner [1] extrapolierte Werte. Für die Energien oberhalb des Maximums des Bremsquerschnitts stimmen die vorliegenden Ergebnisse im Rahmen der experimentellen Unsicherheiten mit den neu empfohlenen Daten der ICRU [2] gut überein. Unterhalb des Maximums geben die in Errata und Addenda des ICRU‑Berichts Nr. 73 [3] angegebenen Werte die Ergebnisse dieser Arbeit besser wieder. Es ist auffallend, dass der SRIM‑2013‑Code [4] deutlich höhere Werte als andere Codes und das vorliegende Experiment für kinetische Energien über 3 MeV vorhersagt.

Die Abbildung 1 zeigt, dass die Ergebnisse dieser Arbeit, die neu von der ICRU empfohlenen Daten [2] und die mittels des CASP‑Codes [5] berechneten Werte bei hohen Energien konvergieren. Da sowohl die Berechnung des Bremsquerschnitts mittels des CASP‑Codes als auch die neuen ICRU‑Daten auf dem I‑Wert von 78 eV für Waser basieren, untermauert die vorliegende Messung diesen I‑Wert.

Referenzen

[01]    H. Paul and A. Schinner, Nucl. Instr. and Methods Phys. Res. B 195, 166 (2002).

[02]    ICRU Report 90, International Commission on Radiation Units and Measurements, J. ICRU 14, No. 1, (Oxford Univ. Press, 2014).

[03]    P. Sigmund, A. Schinner, and H. Paul, Errata and Addenda for ICRU Report 73 (2009).

[04]    J. F. Ziegler, M. D. Ziegler, and J. P.  Biersack, Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. B 268, 1818 (2010).

[05]    G. Schiwietz and P. L. Grande, Phys. Rev. A 84, 052703 (2011).

Ansprechpartner

W. Y. Baek, Fachbereich 6.3, Arbeitsgruppe 6.36