Strahlungsquellen für Technik und Medizin
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Berlin
Springer Spektrum
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INHALT
ABSCHNITT I: TEILCHENBESCHLEUNIGER
1 UEBERBLICK UEBER DIE STRAHLUNGSQUELLEN 9
1.1 EINSATZBEREICHE IONISIERENDER STRAHLUNGSQUELLEN 9
1.2 ARTEN IONISIERENDER STRAHLUNGSQUELLEN 13
2 GRUNDLAGEN ZUR TEILCHENBESCHLEUNIGUNG UND STRAHLOPTIK 17
2.1 RELATIVISTISCHE ENERGIEN UND MASSEN 17
2.2 PRINZIP DER BESCHLEUNIGUNG GELADENER TEILCHEN 20
2.3 GRUNDLAGEN ZUR STRAHLOPTIK MIT ELEKTRISCHEN UND MAGNETISCHEN FELDERN
27
2.3.1 WIRKUNG ELEKTRISCHER FELDER AUF GELADENE TEILCHEN 29
2.3.2 WIRKUNG MAGNETISCHER FELDER AUF GELADENE TEILCHEN 34
2.3.3 TEILCHENFUEHRUNG MIT MAGNETFELDERN 40
2.3.4 SCHWACHE UND STARKE FOKUSSIERUNG MIT MAGNETFELDERN* 43
AUFGABEN 49
3 ELEKTRONEN- UND IONENQUELLEN 50
3.1 ELEKTRONENQUELLEN 50
3.1.1 DIE KATHODEN VON ROENTGENROEHREN 5 0
3.1.2 FOKUSSIERUNG DER ELEKTRONENSTRAHLENBUENDEL 5 7
3.1.3 ELEKTRONENKANONEN FUER BESCHLEUNIGER 60
3.2 QUELLEN FUER POSITIVE IONEN 65
3.2.1 EINSCHLUSSQUELLEN FUER HOHE IONENSTROEME 69
3.2.2 DIE PLASMATRONS 71
3.2.3 DIE PENNING-IONENQUELLEN 72
3.2.4 DIE HF-IONENQUELLEN 74
3.2.5 ELEKTRONENSTRAHL-IONENQUELLEN 78
3.3 QUELLEN FUER NEGATIVE IONEN 81
AUFGABEN 88
4 DIE ROENTGENROEHRE 89
4.1 ROENTGENSPEKTREN 92
4.1.1 ENTSTEHUNG DER ROENTGENBREMSSTRAHLUNG 92
4.1.2 INTENSITAETSSPEKTREN DER ROENTGENBREMSSTRAHLUNG* 93
4.1.3 WIRKUNGSGRAD BEI DER ERZEUGUNG VON ROENTGENBREMSSTRAHLUNG 99
4.1.4 CHARAKTERISTISCHE ROENTGENSTRAHLUNG 102
4.2 FILTERUNG VON ROENTGENSPEKTREN 105
4.3 DARSTELLUNG VON ROENTGENSPEKTREN IM WELLENLAENGENBILD 116
4.4 ABBILDUNGSEIGENSCHAFTEN VON ROENTGENSTRAHLEM 117
4.5 EXTRAFOKALSTRAHLUNG 121
4.6 WINKELVERTEILUNGEN VON ROENTGENSTRAHLUNG 123
4.7 BAUFORMEN VON ROENTGENROEHREN 126
4.8 TECHNISCHE ASPEKTE BEIM ANODENAUFBAU VON ROENTGENROEHREN 134
4.9 THEORIE ZUR THERMISCHEN BELASTBARKEIT DER ANODEN VON ROENTGENROEHREN*
142
AUFGABEN 147
5 GLEICHSPANNUNGSBESCHLEUNIGER 148
5.1 COCKCROFT-WALTON-BESCHLEUNIGER 148
5.2 MARX-GENERATOREN 150
5.3 VAN DE GRAAFF-BESCHLEUNIGER 151
5.4 GLEICHSPANNUNGSBESCHLEUNIGER MIT HF-GENERATOREN 155
AUFGABEN 158
6 HOCHFREQUENZGENERATOREN 159
6.1 DAS MAGNETRON 159
6.2 KLYSTRONS 161
7
HOHLWELLENLEITER UND HOHLRAUMRESONATOREN*
167
7.1 HOHLWELLENLEITER* 167
7.2 HOHLWELLENLEITER MIT IRISBLENDEN* 169
7.3 HOHLRAUMRESONATOREN* 170
AUFGABEN 174
8 LINEARBESCHLEUNIGER 175
. 8.1 PHASENFOKUSSIERUNG IN LINEARBESCHLEUNIGEM* 176
8.2 BESCHLEUNIGER MIT WIDEROEE-STRUKTUR 178
8.3 RF Q-BESCHLEUNIGER 180
8.4 BESCHLEUNIGER MIT ALVAREZ-STRUKTUR 182
8.5 ELEKTRONENLINEARBESCHLEUNIGER 184
8.5.1 ENERGIEGEWINN DER ELEKTRONEN BEI DER HOCHFREQUENZBESCHLEUNIGUNG*
184
8.5.2 DAS WANDERWELLENPRINZIP 185
8.5.3 DAS STEHWELLENPRINZIP 187
8.5.4 VERGLEICH VON WANDER- UND STEHWELLENPRINZIP 190
AUFGABEN 194
9 MEDIZINISCHE ELEKTRONENLINEARBESCHLEUNIGER
195
9.1 ANFORDERUNGEN AN MEDIZINISCHE ELEKTRONENBESCHLEUNIGER 195
9.2 AUFBAU VON MEDIZINISCHEN ELEKTRONENLINEARBESCHLEUNIGEM 197
9.3 DER STRAHLERKOPF IM THERAPEUTISCHEN ELEKTRONENBETRIEB 199
9.3.1 UMLENKUNG UND FOKUSSIERUNG DES ELEKTRONENSTRAHLENBUENDELS 201
9.3.2 HOMOGENISIERUNG DES ELEKTRONENSTRAHLENBUENDELS 204
9.3.3 KOLLIMATION DES ELEKTRONENSTRAHLS 212
9.4 DER STRAHLERKOPF IM PHOTONENBETRIEB 216
9.4.1 BREMSSTRAHLUNGSERZEUGUNG UND AUSLEGUNG DES BREMSTARGETS 216
9.4.2 HOMOGENISIERUNG DES PHOTONENSTRAHLENBUENDELS 219
9.4.3 KOLLIMATION DES PHOTONENSTRAHLENBUENDELS 224
9.5 DAS DOPPELDOSISMONITORSYSTEM 231
9.6 KEILFILTER ZUR FORMUNG VON PHOTONENFELDEM 233
9.7 PORTAL-IMAGING-SYSTEME 244
9.8 STRAHLENSCHUTZPROBLEME AN MEDIZINISCHEN
ELEKTRONENLINEARBESCHLEUNIGEM 248
9.8.1 BAULICHER STRAHLENSCHUTZ 249
9.8.2 APPARATIVER STRAHLENSCHUTZ 250
9.8.3 MATERIALAKTIVIEMNGEN 252
9.9 DAS CYBERKNIFE 256
AUFGABEN 263
10 RINGBESCHLEUNIGER 264
10.1 EINTEILUNG DER RINGBESCHLEUNIGER 264
10.2 DAS BETATRON 265
10.3 ZYKLOTRONS 271
10.3.1 FUNKTIONSWEISE UND BAUFORMEN VON KLASSISCHEN ZYKLOTRONS 271
10.3.2 RELATIVISTISCHE ZYKLOTRONS 277
10.3.3 ZYKLOTRONS FUER DIE PROTONENTHERAPIE 283
10.4 MIKROTRONS 294
10.5 SYNCHROTRONS 301
10.5.1 DIE RAEUMLICHE FOKUSSIERUNG DER TEILCHEN IM SYNCHROTRON* 304
10.5.2 PHASENFOKUSSIERUNG RELATIVISTISCHER TEILCHEN IM SYNCHROTRON* 306
10.6 DAS RHODOTRON FUER INDUSTRIELLE ANWENDUNGEN 308
AUFGABEN 310
11 SYNCHROTRONSTRAHLUNG UND SPEICHERRINGE* 311
11.1 ENTSTEHUNG DER SYNCHROTRONSTRAHLUNG* 311
11.2 SPEICHERRINGE ZUR ERZEUGUNG VON SYNCHROTRONSTRAHLUNG* 315
AUFGABEN 319
ABSCHNITT II: KERNREAKTOREN UND NEUTRONENQUELLEN
12 KERNREAKTOREN 320
12.1 GRUNDLAGEN ZUR KERNSPALTUNG 320
12.1.1 SPALTBARE MATERIALIEN 320
12.1.2 NEUTRONENINDUZIERTE KERNSPALTUNG 322
12.1.3 SPALTFRAGMENTVERTEILUNGEN 329
12.2 FUNKTIONSWEISE VON KERNREAKTOREN 331
12.3 UEBERBLICK UEBER TECHNISCHE BAUFORMEN VON KERNREAKTOREN 339
12.4 SONDERFORMEN VON KERNREAKTOREN 342
12.4.1 DIE GARCHINGER FORSCHUNGSREAKTOREN 342
12.4.2 DER NATUERLICHE REAKTOR IN GABUN 348
AUFGABEN 351
13 NEUTRONENQUELLEN UND IHRE ANWENDUNGEN
352
13.1 UEBERBLICK UEBER DIE NEUTRONENQUELLEN 352
13.2 ENERGIE VON NEUTRONEN 354
13.3 REAKTOMEUTRONEN 356
13.4 NEUTRONENQUELLEN MIT SPONTANEN SPALTERN 358
13.5 NEUTRONENERZEUGUNG MIT GELADENEN TEILCHEN AUS BESCHLEUNIGERN 359
13.5.1 SPALLATIONSQUELLEN 359
13.5.2 NEUTRONEN-FUSIONSGENERATOREN MIT DEUTERIUM UND TRITIUM 361
13.5.3 ZYKLOTRON-NEUTRONENQUELLEN 364
13.6 NEUTRONENQUELLEN UEBER DEN KEMPHOTOEFFEKT 367
13.7 RADIOISOTOP-NEUTRONENQUELLEN VOM TYP (A,N) 368
13.8 ANWENDUNGEN VON NEUTRONENSTRAHLUNGEN 372
13.8.1 NEUTRONEN-AKTIVIERUNGSANALYSEN 3 72
13.8.2 SCHWAECHUNG VON THERMISCHEN NEUTRONEN* 375
13.8.3 BILDGEBUNG MIT NEUTRONEN 379
13.8.4 ANWENDUNG VON NEUTRONEN IN DER MEDIZIN 3 82
AUFGABEN 384
ABSCHNITT III: RADIONUKLIDE UND IHRE ANWENDUNGEN
14 RADIONUKLIDERZEUGUNG
385
14.1 SPEZIFISCHE AKTIVITAET RADIOAKTIVER STRAHLER* 3 86
14.2 ERZEUGUNG NEUTRONENREICHER NUKLIDE DURCH KERNSPALTUNG 389
14.3 NEUTRONENAKTIVIERUNGEN 389
14.4 ERZEUGUNG VON POSITRONENSTRAHLEM 395
14.5 RADIONUKLIDGENERATOREN 397
14.5.1 DER MOLYBDAEN-TECHNETIUMGENERATOR 398
14.5.2 WEITERE RADIONUKLIDGENERATOREN* 402
AUFGABEN 406
15 RADIONUKLIDE IN DER MEDIZIN 407
15.1 RADIONUKLIDE FUER STRAHLENTHERAPEUTISCHE ANWENDUNGEN 407
15.2 RADIONUKLIDE FUER DIE NUKLEARMEDIZIN 411
AUFGABEN 415
16 KOBALTBESTRAHLUNGSANLAGEN FUER DIE MEDIZIN 416
16.1 KOBALTSTRAHLER 416
16.2 KONVENTIONELLE ISOZENTRISCHE KOBALTANLAGEN 419
16.3 DAS STEREOTAKTISCHE KOBALTBESTRAHLUNGSGERAET GAMMAKNIFE 422
AUFGABEN 424
17 AFTERLOADINGANLAGEN FUER DIE MEDIZIN 425
17.1 PRINZIP DES MEDIZINISCHEN AFTERLOADINGS 425
17.2 STRAHLUNGSQUELLEN FUER DAS MEDIZINISCHE AFTERLOADING 427
17.3 ERZEUGUNG DER THERAPEUTISCHEN DOSISLEISTUNGSVERTEILUNGEN 429
AUFGABEN 432
18 TECHNISCHE ANWENDUNGEN VON RADIONUKLIDEN
433
18.1 RADIONUKLIDBATTERIEN 433
18.2 MATERIALPRUEFUNGEN 436
18.3 FUELLSTANDSMESSUNGEN UND IONISATIONSRAUCHMELDER 439
18.4 STRAHLENSTERILISATION 440
18.5 KUNSTSTOFFERZEUGUNG UND MODIFIKATION 442
AUFGABEN 445
ABSCHNITT IV: ANHANG
19 TABELLENANHANG 446
19.1 EINHEITEN DES INTERNATIONALEN EINHEITENSYSTEMS 81, ABGELEITETE
EINHEITEN 446
19.2 PHYSIKALISCHE FUNDAMENTALKONSTANTEN 450
19.3 DATEN VON ELEMENTARTEILCHEN, NUKLEONEN UND LEICHTEN NUKLIDEN 451
19.4 STRAHLUNGSFELDGROESSEN 452
19.5 ELEMENTE DES PERIODENSYSTEMS 453
19.6 DATEN ZUR KERNSPALTUNG 456
19.6.1 RELATIVE SPALTAUSBEUTEN BEI DER THERMISCHEN SPALTUNG VON 235U FUER
456
BESTIMMTE MASSENZAHLEN A UND DIE WICHTIGSTEN SPALTFRAGMENTE
19.6.2 NEUTRONENZAHLEN PRO SPALTAKT UND NEUTRONENEINFANGQUERSCHNITTE 459
19.7 UEBERBLICK UEBER DIE DOSISGROESSEN 460
20 LITERATUR 462
20.1 LEHRBUECHER UND MONOGRAFIEN 462
20.2 WISSENSCHAFTLICHE EINZELARBEITEN 464
20.3 GESETZE, VERORDNUNGEN UND RICHTLINIEN ZUM STRAHLENSCHUTZ, GUELTIG
FUER DIE 469
BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND
20.4 NATIONALE UND INTERNATIONALE PROTOKOLLE UND REPORTS ZU
STRAHLUNGSQUELLEN 472
20.5 WICHTIGE INTEMETADRESSEN 473
21 AUFGABENLOESUNGEN 476
SACHREGISTER 497 |
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