Beschleunigeranlage

Die Therapieeinrichtung wurde in einem Gebäude von 60 auf 80 Metern Grundfläche untergebracht. Das Herz der Anlage ist der Therapiebeschleuniger, bestehend aus einem kompakten Linearbeschleuniger als Injektor und einem Synchrotron für die Beschleunigung auf die jeweils gewünschte und von Puls zu Puls variierbare Endenergie.

Auf der Injektorseite kommen moderne Entwicklungen auf den Gebieten Ionenquellen und Beschleunigerstrukturen zum Einsatz. Nach der Beschleunigung auf die Injektionsenergie des Synchrotrons von 7MeV pro Nukleon durchlaufen die Ionen eine Stripperfolie, in der die gesamte Elektronenhülle abgestreift wird. Im anschließenden Synchrotron mit einem Durchmesser von etwa 20 Metern erfolgt die Beschleunigung auf die jeweils gewünschte Therapieenergie zwischen 50 und 430MeV pro Nukleon. Dies entspricht Eindringtiefen der Teilchenstrahlen zwischen 2 und 30cm.

An das Synchrotron schließt sich ein Strahlführungssystem an, das den Ionenstrahl in drei verschiedene Behandlungsräume lenkt. Zwei Behandlungsräume verfügen jeweils über ein horizontales Strahlrohr, im dritten Raum ist ein so genanntes Gantry-System untergebracht, dass eine Rotation des Therapiestrahls um die Körperlängsachse des Patienten erlaubt. Dies ermöglicht eine weitere Optimierung der Bestrahlungsplanung, insbesondere für Patienten mit Tumoren im Rumpfbereich. Die Konstruktion des Gantry-Systems für Ionenstrahlen bedeutet technologisches Neuland. Besondere Herausforderungen stellen dabei die Integration des für eine präzise Dosisapplikation unabdingbaren Rasterscan-Verfahrens in das Gantry-System, sowie die Positionsgenauigkeit der Komponenten auf einer drehbaren Strahlführung dar. Bis auf die Gantry-Entwicklung, für die bei der GSI ein komplettes Design ausgearbeitet wurde, ist das Know-how für alle übrigen Systeme entweder bei den Projektpartnern vorhanden, oder im Rahmen des Pilotprojektes erarbeitet worden.