CZT-Pixeldetektoren

Protonenstrahlen äußerst exakt einmessen

14. Oktober 2014, 14:16 Uhr | Alfred Goldbacher

Fortsetzung des Artikels von Teil 1

Strahlenbehandlung schont das umliegende Körpergewebe

CZT-Pixeldetektor auf flexible Leiterplatte aufgebracht
CZT-Pixeldetektor - auf flexible Leiterplatte aufgebracht
© Cicor AMS

Die Bestrahlung mit Protonen gilt als deutlich schonender als die konventionelle Behandlung mit ultraharten Röntgenstrahlen. Im Gegensatz zu Photonen zerstören die Protonen nur das Zellgewebe des Tumors und verschonen das Gewebe, welches sich im Einstrahlwinkel vor und hinter den Krebszellen befindet.

Die in der Protonentherapie eingesetzte Compton-Kamera fungiert als Strahlendetektor und basiert auf kleinen, positionsempfindlichen Detektoren. Ein Kamerasystem setzt sich aus 80 bis 160 Pixeldetektoren zusammen, die auf mindestens zwei Ebenen angeordnet sind. Mit diesen Sensor-Arrays wird die Strahlung kontinuierlich gemessen und so die genaue Fokussierung der Protonenstrahlen ermöglicht. Bei einer Größe von 20 × 20 mm2 besteht ein Pixeldetektor aus 8 × 8 Pixeln und basiert auf Cadmium-Zink-Tellurid (CZT).

Dieses Material zeichnet sich durch seine sehr guten Detektoreigenschaften aus: CZT ist ein intrinsischer II-VI-Halbleiter, bei dem auf die gezielte Änderung der elektrischen Leitfähigkeit des Ausgangsmaterials durch das Einbringen von Fremdatomen (Dotierung) verzichtet werden kann. Die ionische Bindung des Materials ist jedoch anfällig für Störungen im Kristallgitter und weist dadurch eine besondere Sprödigkeit auf, die das Handling erschwert. Das relativ hohe Eigengewicht der Chips – ca. 12 g – stellt zusätzliche Ansprüche an die angewandten Verarbeitungstechniken.

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  1. Protonenstrahlen äußerst exakt einmessen
  2. Strahlenbehandlung schont das umliegende Körpergewebe
  3. Extrem sprödes Basismaterial erschwert die Chipfertigung

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