Simulation of medical irradiation and X-ray detector signals [Elektronische Ressource] / vorgelegt von Björn Kreisler

Description

Simulation of Medical IrradiationandX-Ray Detector SignalsDer Naturwissenschaftlichen Fakult atder Friedrich-Alexander-Universit atErlangen-Nurn bergzurErlangung des Doktorgrades Dr. rer. nat.vorgelegt vonBj orn Kreisleraus Frankfurt am MainAls Dissertation genehmigtvon der Naturwissenschaftlichen Fakult atder Friedrich-Alexander Universit at Erlangen-Nurn bergTag der mundlic hen Prufun g: 8. Februar 2010Vorsitzender derPromotionskommission: Prof. Dr. Eberhard B anschErstberichterstatterin: Prof. Dr. Gisela AntonZweitberichterstatter: Prof. Dr. Stanislav PospisilContentsIntroduction 1I Semiconductor Detector Signals 51 Basics of the Signal Calculation for Semiconductor X-Ray Detectors 71.1 X-Ray Semiconductor Detectors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71.2 Electric Fields in Matter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81.2.1 Bias Field . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 91.2.2 Weighting Field . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 91.3 Charge Motion and Induced Currents . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101.4 Adjoint Solution . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 121.5 Generalised Adjoint Solution . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 142 Signal Simulation 152.1 Finite Element Simulation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 152.2 Static Electric Fields . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Sujets

• Physik

Informations

• Publié par: friedrich-alexander-universitat_erlangen-nurnberg
• Publié le: 01 janvier 2010
• Nombre de lectures: 11
• Langue: English
• Poids de l'ouvrage: 7 Mo

Extrait

Simulation

X-Ray

tion

of Medical Irradia and Detector Signals

DerNaturwissenschaftlichenFakulta¨t derFriedrich-Alexander-Universita¨t Erlangen-Nu¨rnberg

zur

Erlangung des Doktorgrades Dr. rer. nat.

vorgelegt von

Bjo¨rnKreisler aus Frankfurt am Main

Als Dissertation genehmigt vonderNaturwissenschaftlichenFakult¨at derFriedrich-AlexanderUniversita¨tErlangen-Nu¨rnberg

Tagdermu¨ndlichenPr¨ufung: Vorsitzender der Promotionskommission: Erstberichterstatterin: Zweitberichterstatter:

8. Februar 2010

Prof.Dr.EberhardB¨ansch Prof. Dr. Gisela Anton Prof. Dr. Stanislav Pospisil

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Basics of Medical Irradiation 5.1 Dose Definition . . . . . . . . . . . . . . 5.2 Tumour Treatment . . . . . . . . . . . . 5.2.1 Photons vs. Electrons . . . . . . 5.2.2 Multifield Irradiation . . . . . . .

Radiation Field of a Medical Linear Accelerator

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Detectors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

X-Ray . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

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Basics of the Signal Calculation for Semiconductor 1.1 X-Ray Semiconductor Detectors . . . . . . . . 1.2 Electric Fields in Matter . . . . . . . . . . . . . 1.2.1 Bias Field . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.2.2 Weighting Field . . . . . . . . . . . . . . 1.3 Charge Motion and Induced Currents . . . . . 1.4 Adjoint Solution . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.5 Generalised Adjoint Solution . . . . . . . . . .

Signal Simulation 2.1 Finite Element Simulation . . . . . . . . . . . 2.2 Static Electric Fields . . . . . . . . . . . . . . 2.3 Charge Motion and Electric Induction . . . . 2.4 Adjoint Solution and Charge Induction Map .

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Results 3.1 Electric Fields . . . . . . . . . . . 3.2 Currents and Collected Charges . 3.2.1 Different Bias Voltages . . 3.2.2 Different Initial Charge . 3.2.3 Different Pixel Pitch . . . 3.2.4 Different Pixel Electrodes 3.3 Steering Grid Geometry . . . . .

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I

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Semiconductor Detector Signals

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Introduction

Contents

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Summary and Discussion of Part I

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Simulation Setup 6.1 Basic Setup . . . . . 6.2 Electron Irradiation 6.3 Photon Irradiation . 6.4 Data Analysis . . . .

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II

Part

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Results 7.1 Electron Irradiation . . . . . . . . 7.1.1 Validation of the Simulation 7.1.2 Analysis of Parameters . . . 7.2 Photon Irradiation . . . . . . . . .

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Acknowledgements

Discussion

of

Summary

and

Summary

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Bibliography

Zusammenfassung

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