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1 Einleitung bung.

1 Einleitung bung. Besonders liegt das Augenmerk darauf, wie gut die intensitätsmodulierten Bestrahlun- gen aufgrund unterschiedlicher Dosisgradienten gemessen bzw. gerechnet werden können. Das Ziel ist es einen klaren Vergleich herauszuarbeiten, woraus erkennbar ist, welche Me- thode sich ohne große Kompromisse am besten im klinischen Alltag einsetzen lässt. 6

2 Physikalische Grundlagen In diesem Kapitel wird erläutert, welchen physikalischen Phänomenen die medizinische Strahlentherapie zugrunde liegt. Ziel der teletherapeutischen Radioonkologie ist die Wachstumshemmung bzw. Zerstörung von Tumorgewebe. Dabei wird ionisierende elektromagnetische und auch Teilchen-Strahlung eingesetzt. Früher realisierte man das meist durch 60 Co-Strahler. 60 Co ist ein Radionuklid und sendet bei seinem Zerfall zwei γ−Quanten aus, mit jeweils einer Energie von 1,17 MeV und 1,33 MeV. Ab den 80er Jahren des vergangenen Jahrhunderts lösten Linearbe- schleuniger die γ−Strahler ab. Mit den Beschleunigern lassen sich Elektronen- und Rönt- genstrahlungen verschiedener Energien erzeugen. Weiterhin geht die Entwicklung auch zu Teilchenstrahlungen mit Neutronen, Protonen und Schwerionen. 2.1 Photonen-Teilchen Wechselwirkung Im Grundlegenden gilt für die Absorption der Röntgenstrahlung in Materie das Lambert- Beersche Gesetz [2]. Dieses beschreibt den Intensitätsverlust der Strahlung bei zunehmender Dicke der Materie. I(x) = I0e −µx (2.1) Hierbei bedeutet I0 die Anfangsintensität der Strahlung und I(x) die Intensität der Strahlung in der Materie in der Tiefe x. µ stellt den Schwächungskoeffizient dar, der sich aus den Tatsachen zusammensetzt „welche Strahlung“, „wie“, „in welchem Stoff“ absorbiert wird. Das „wie“ (s.o.) fundiert in den 3 Elementarprozessen: dem Photoeffekt, dem Comptoneffekt und der Paarbildung. So setzt sich µ zusammen aus: µ = µPhoto + µCompton + µPaar (2.2) Bei den hohen Energien, die in der Strahlentherapie genutzt werden, ist der Schwächungs- koeffizient für Luft sehr klein (≈ 10 −3 µWasser). Deshalb kann man die Wechselwirkung mit der Luft relativ zur festeren Materie vernachlässigen. Die genannten Elementarprozesse treten abhängig von der Energie der Photonen und der Ordnungszahl Z des Absorbers auf. Bei Energien kleiner 60 keV ist im Wasser vor allem der 7

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