English Title: Tools for the investigation of the background of fluorescent nuclear track detectors

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Abstract

Gegenüber der konventionellen Strahlentherapie besitzt die Strahlentherapie mit Schwerionen eine Reihe von Vorteilen, die in starken Schwankungen der Energiedeposition in kleinskaligen Bereichen begründet sind. Der auf Aluminiumoxidkristallen basierende fluoreszierende Kernspurdetektor, FNTD, hat sich als vielversprechend herausgestellt, um Untersuchungen in diesen Skalen (μm) zu führen. Jedoch zeigt dieser auch in unbestrahlten Bereichen eine signifikante Fluoreszenz (”Hintergrund“). Untersuchungen zur Größe und Variation dieses Hintergrundes waren bisher durch die umständliche Anwendung der zu diesem Zweck einsetzbaren Routinen beschränkt. Deshalb wurden in dieser Bachelorarbeit Softwarewerkzeuge zur automatisierten Untersuchung hierfür bereitgestellt, überprüft und an einem Datensatz angewendet. Die bereits implementierten Routinen wurden dabei für den automatisierten Gebrauch angepasst und in eine Skriptsprache übertragen. Die Überprüfungen ergaben, dass die bereitgestellten Werkzeuge gleiche Ergebnisse liefern wie die zugrundeliegenden Routinen und damit korrekt angepasst und übertragen wurden. Die Anwendung am Datensatz zeigte, dass das Hauptwerkzeug zur Bestimmung des Hintergrundes mit optimalen Einstellungen den Hintergrund von FNTDs zufriedenstellend bestimmen kann, die nicht oder mit leichten Teilchen bis einschließlich 24Mg bestrahlt wurden. Bei FNTDs, die mit schwereren Teilchen bestrahlt wurden, scheitert das Werkzeug jedoch aus Gründen, die zwar eingeschränkt aber nicht geklärt werden konnten.

Translation of abstract (English)

Compared to the conventional radiotherapy the heavy ion radiotherapy offers a series of benefits, which are founded in strong fluctuations of the energy deposition in smallscaled regions. The fluorescent nuclear track detector, FNTD, based on aluminium oxide crystals turned out to be promising to make investigations in these scales (μm). However this detector exhibits a significant flourescence (“background”) also in unirradiated regions. Investigations of size and variation of this background were so far restricted by the laborious application of the routines applicable for this purpose. Therefore in this bachelor thesis tools for the automated investigation for this purpose were provided, tested and applied on a dataset. The already implemented routines were thereby adjusted to the automated usage and transferred to a scripting language. The tests showed that the provided tools yield the same results as the underlying routines and were therefore correct adjusted and transferred. The application on the dataset exhibited, that the main tool for the assignment of the background with optimal settings satisfactorily assigns the background of unirradiated and with light particles through 24Mg irradiated FNTDs. But for FNTDs irradiated with heavier particles the tool fails due to reasons, which could be limited but not resolved.