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Fragmentation of 400 MeV/u 12C on a thin graphite target

Schuy, Christoph :
Fragmentation of 400 MeV/u 12C on a thin graphite target.
Technische Universität, Darmstadt
[Ph.D. Thesis], (2015)

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Item Type: Ph.D. Thesis
Title: Fragmentation of 400 MeV/u 12C on a thin graphite target
Language: English
Abstract:

Detailed understanding of high energetic heavy ions interacting with matter is of great interest in basic research and applied physics especially in radiotherapy and space radioprotection. Radiotherapy with carbon ions showed great success especially in the treatment of deep seated tumors due to the favorable depth-dose profile and increased biological effectiveness compared to photons or protons. Due to nuclear interactions between the primary beam and the patient's body, usually only 50% of the carbon ions will reach the target location. Thus, a detailed knowledge of the changes in the radiation field is required for delivering a successful treatment. The radiation environment in space is composed of high energy charged particles and can lead to serious health risks for astronauts. The assessment and mitigation of radioinduced health complications cannot be accomplished without a good understanding of the interaction of the mixed radiation field with e.g. the hull of the spaceship or lunar soil. In this work the fragmentation of 400 MeV/u 12C on a thin graphite target was investigated. The resulting angular yield distributions and differential energy spectra of charged and uncharged particles are presented and compared to two different Monte Carlo codes (PHITS and GEANT4).

Alternative Abstract:
Alternative AbstractLanguage
In der physikalischen Grundlagenforschung sowie der angewandten Physik insbesondere im Bereich der Strahlentherapie und des Strahlenschutzes ist das detaillierte Verständnis der Interaktion hochenergetischer Schwerionen mit Materie von großem Interesse. Strahlentherapie mit Kohlenstoff zeigte vielversprechende Ergebnisse im klinischen Einsatz. Vor allem bei tiefsitzenden Tumoren im Kopf und Hals Bereich wirkt sich das inverse Tiefendosisprofil und die erhöhte biologische Wirksamkeit im Vergleich zu Photonen und Protonen positiv aus. Auf Grund von Wechselwirkungsprozessen im Körper des Patienten erreichen üblicherweise nur ca. 50% der ursprünglichen Kohlenstoffionen das geplante Ziel. Demzufolge ist für eine erfolgreiche Behandlung detailliertes Wissen über die Änderung des Strahlungsfeldes durch Interaktion von Kohlenstoff mit Materie erforderlich.Weiterhin ist die aus hochenergetischen geladenen Teilchen bestehende kosmische Strahlung ein ernstzunehmendes Gesundheitsrisiko für Astronauten. Eine Abschätzung der Gesundheitsrisiken sowie eine Verminderung jener lassen sich nur über die genaue Kenntnis des Strahlungsfeldes nach Interaktion, z.B. mit der Hülle eines Raumschiffes, durchführen. Diese Arbeit untersucht die Fragmentierung von 400 MeV/u 12C an einem dünnen Graphittarget. Die gemessenen Winkelverteilungen der Fragmente, deren Energiespektren, sowie ein Vergleich mit den gängigen Monte Carlo Codes (PHITS und GEANT4) werden präsentiert. German
Place of Publication: Darmstadt
Classification DDC: 500 Naturwissenschaften und Mathematik > 530 Physik
Divisions: 05 Department of Physics > Institute for condensed matter physics
05 Department of Physics > Institute for condensed matter physics > Bio Physics
Date Deposited: 07 May 2015 13:40
Last Modified: 07 May 2015 13:40
URN: urn:nbn:de:tuda-tuprints-45381
Referees: Durante, Prof. Dr. Marco and Enders, Prof. Dr. Joachim
Refereed: 19 May 2014
URI: http://tuprints.ulb.tu-darmstadt.de/id/eprint/4538
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