The betatron and its medical application

It is well known, that high-energy electrons can be used for tumor therapy. The so-called conventionel therapy with 100 through 250keV x· rays causes a great part of the x.rays to be scattered and absorbed in the sane tissue. In spite of the medicamental radiation prophylaxis additional radiation diseaes result by those compton scattered rays. By application of fast electrons and hard x.rays (so called gamma. rays) one tries to diminish those undesired side-effects and at the same time to increase the therapeutical effect of the ray treatment. As radiation source for fast electrons and hard gamma.rays one uses the Betatron, which was developed by NBRST in 1941 after preliminary operation of SLEPIAN, WALTON, WIDEROE and STEENDECK. The following statements are based on the references (1) through (6).</p

Spektrale messungen der gamma-zahlrate an einer neutronen bestrahlten salicyli-chinin-lithium-komnination

Eine Salieyl-Chinin-Lithium-Kombination wurde im Siemens Unterriehtsreaktor SUR 100 BE des Instituts fur Kernteehnik der Teehnisehen UniversiUit Berlin mit Neutronen aktiviert. AnsehlieBend erfolgte die Messung der spektralen Verteilung der Gamma-Zahlrate zu zwei versehiedenen Zeitpunkten naeh der Aktivierung. Es wird festgestellt, daB diese Salieyl-Chinin-Lithium-Kombination nur sehwaeh im SUR-Reaktor aktivierbar ist, vergliehen mit einer Goldsonde etwa 200 mal sehwaeher. Trotzdem konnten mit Hilfe eines 400-Kanal-Analysators die spektralen Verteilungen der Gamma-Energien dieses Praparates noch sehr genau bestimmt werden. Ein ausgepragter Gamma-Peak tritt auf bei der Energie 0.53 MeV. Er klingt ab mit einer Halbwertszeit von 1.6 h und ist vermut· lich auf ein Element der Tablettierhilfsstoffe zurUckzufUhren. Vom strahlenphysikalischen Gesichtspunkt ist das Praparat fUr die Human. medizin gut geeignet.</p

Strahlenpharmakologische untersuchungen mit neutronen an eisenhaltigen praparaten im Siemens unterrichtsreaktor SUR 100

Die stark eisenhaltigen Praparate Ferrlecit, Kobaltjerrlecit, Ferrojolsan, Ferrojolcamma und Irradian wurden im Siemens Unterrichtsreaktor SUR 100 des Instituts fur Kernenergetikder Universitat Struttgart und der Technischen Universitat, Berlin mit einem NeutronenfluB von ca. 5.l06n/cm2 sec bestrahlt. Es ollte dabei untersucht werden, wie stark eisenhaltige Praparate mit diesem Reaktor aktiviert werden konnen. Es wird festgestellt, daB Eisen praktisch kaum aktiviert wird. Die Ergebnisse zeigen, daB nur das Kobattjerrlecit und das Irradian starker durch Neutrosen aktiviert werden. Die hohere Aktivitat des Kobaltjerrlecit wird auf die darin enthaltenen Elemente Mangan, Kupfer und Kobalt zuruckgefuhrt, die mit thermischen Neutronen gut aktivierbar sind. Die hohere Aktivitat des Irradian geht hauptsachlich auf &#946;-Zerfalle zuruck. Das Phosphorisotop P-32 tragt einen gro&#946;en Anteil dazu bei. De r&#946;-Untergrund des Irradian bei hohen Energien, der mit einer kleinen Halbwertszeitabklingt, ist durch keines der angefuhrten Elemente im Irradian erklarbar. Der Mn-56Peak im Spektrum ist gut erkennbar, durch den &#946;-Untergrund wird er aber zu einer hoheren Energie hin verschoben.</p

Physikalische grund-lagen und medizinische anwendungen des siemens-unterrichts reaktors SUR 100

Die physikalischen Grundlagen eines Kernreaktors werden beschrieben. Als spezielles Beispiel wird Aufbau, Kontrolle und Betrieb des Siemens-Unterrichtsreaktors SUR 100 beschrieben. Dieser homogene polyathylenmoderierte Nullleistungsreaktor hat eine Leistung von nur 100 mW. Trotzdem-oder gerade deswegen-ist dieser Reaktor fur Ausbildungszwecke und als Ubungsmoglichkeit auf dem Gebiet der Reaktortheorie und der Kernenergie sehr gut geeignet, denn die Leistungsbeschrankung erlaubt eine einfache Installierung und Betriebsweise des Reaktors. Neben seiner Verwendung als Ausbildungsinstrument kann dieser Reaktor aber auch als Strahlenquelle benutzt werden. Hiermit wurden verschiedene medizinische Praparate, die auch im Strahlenschutz Verwendung finden, bestrahlt, und anschlieBend ihre Dosisrate bestimmt. AuBerdem werden noch weitere Anwendungsmoglichkeiten des Siemens-Unterrichtsreaktors SUR 100 deschrieben.</p

A time-invariant visco-elastic windkessel model relating blood flow and blood volume

The difference between the rate of change of cerebral blood volume (CBV) and cerebral blood flow (CBF) following stimulation is thought to be due to circumferential stress relaxation in veins (Mandeville, J.B., Marota, J.J.A., Ayata, C., Zaharchuk, G., Moskowitz, M.A., Rosen, B.R., Weisskoff, R.M., 1999. Evidence of a cerebrovascular postarteriole windkessel with delayed compliance. J. Cereb. Blood Flow Metab. 19, 679-689). In this paper we explore the visco-elastic properties of blood vessels, and present a dynamic model relating changes in CBF to changes in CBV. We refer to this model as the visco-elastic windkessel (VW) model. A novel feature of this model is that the parameter characterising the pressure-volume relationship of blood vessels is treated as a state variable dependent oil the rate of change of CBV, producing hysteresis in the pressure-volume space during vessel dilation and contraction. The VW model is nonlinear time-invariant, and is able to predict the observed differences between the time series of CBV and that of CBF measurements following changes in neural activity. Like the windkessel model derived by Mandeville, J.B., Marota, J.J.A., Ayata, C., Zaharchuk, G., Moskowitz, M.A., Rosen, B.R., Weisskoff, R.M., 1999. Evidence of a cerebrovascular postarteriole windkessel with delayed compliance. J. Cereb. Blood Flow Metab. 19, 679-689, the VW model is primarily a model of haemodynamic changes in the venous compartment. The VW model is demonstrated to have the following characteristics typical of visco-elastic materials: (1) hysteresis, (2) creep, and (3) stress relaxation, hence it provides a unified model of the visco-elastic properties of the vasculature. The model will not only contribute to the interpretation of the Blood Oxygen Level Dependent (BOLD) signals from functional Magnetic Resonance Imaging (fMRI) experiments, but also find applications in the study and modelling of the brain vasculature and the haemodynamics of circulatory and cardiovascular systems. (C) 2009 Elsevier Inc. All rights reserved

Results on hydrogen behaviour and mitigation in severe PWR accidents. Annual report 1996 of the Forschungszentrum Karlsruhe hydrogen program

hydrogen production, hydrogen distribution, missile generation, hydrogen mitigation, next generation program studies. Ergebnisse zum Wasserstoffverhalten und zu Gegenmaßnahmen bei schweren DWR-Unfällen (Jahresbericht 1996) Dieser Bericht beschreibt die wesentlichen Ergebnisse des FZK-Wasserstoffprogramms das innerhalb des Projekts Nukleare Sicherheit (PSF) durchgeführt wird. Die Ziele des Arbeitsvorhabens sind: die Entwicklung von verifizierten numerischen Programmen zur Beschreibung des Wasserstoffverhaltens bei schweren LWR-Unfällen, die Untersuchung des gesamten Spektrums möglicher Gegenmaßnahmen, insbesondere von katalytischen Rekombinatoren, Funkenzündern, CO2-Verdünnung und verstärkte Strukturen, die Erarbeitung von gestaffelten Sicherheitskonzepten zur Lösung des H2-Problems in zukünftigen und bestehenden Reaktoranlagen. Der Bericht faßt die 1996 erzielten Ergebnisse in folgenden Forschungsbereichen zusammen: Wasserstoffproduktion Wasserstoffverteilung Wasserstoffverbrennung mit den Unterpunkten Programmentwicklung, Experimente und Programmverifikation Deflagrations-Detonations-Übergänge Geschoßbildung Wasserstoffgegenmaßnahmen mit CO2 Reaktoranwendungsrechnungen Studien zu zukünftigen Simulationstechniken. Die Ergebnisse werden dazu benutzt werden das Risiko für frühes Containmentversagen durch H2-Verbrennungslasten bei schweren LWR-Unfällen stark zu reduzieren oder ganz auszuschließe

GASFLOW-MPI: A Scalable Computational Fluid Dynamics Code for Gases, Aerosols and Combustion. Band 1 (Theory and Computational Model (Revision 1.0) und Band 2 (Users\u27 Manual). (KIT Scientific Reports ; 7710 und 7711)

Karlsruhe Institute of Technology (KIT) is developing the parallel computational fluid dynamics code GASFLOW-MPI as a best-estimate tool for predicting transport, mixing, and combustion of hydrogen and other gases in nuclear reactor containments and other facility buildings. GASFLOW-MPI is a finite-volume code based on proven computational fluid dynamics methodology that solves the compressible Navier-Stokes equations for three-dimensional volumes in Cartesian or cylindrical coordinates

Pathophysiological Interference with Neurovascular Coupling – When Imaging Based on Hemoglobin Might Go Blind

Assessing neuronal activity by non-invasive functional brain imaging techniques which are based on the hemodynamic response depends totally on the physiological cascade of metabolism and blood flow. At present, functional brain imaging with near infrared spectroscopy (NIRS) or BOLD-fMRI is widely used in cognitive neuroscience in healthy subjects where neurovascular coupling and cerebrovascular reactivity can be assumed to be intact. Local activation studies as well as studies investigating functional connectivity between brain regions of the resting brain provide a rapidly increasing body of knowledge on brain function in humans and animals. Furthermore, functional NIRS and MRI techniques are increasingly being used in patients with severe brain diseases and this use might gain more and more importance for establishing their use in the clinical routine. However, more and more experimental evidence shows that changes in baseline physiological parameters, pharmacological interventions, or disease-related vascular changes may significantly alter the normal response of blood flow and blood oxygenation and thus may lead to misinterpretation of neuronal activity. In this article we present examples of recent experimental findings on pathophysiological changes of neurovascular coupling parameters in animals and discuss their potential implications for functional imaging based on hemodynamic signals such as fNIRS or BOLD-fMRI. To enable correct interpretation of neuronal activity by vascular signals, future research needs to deepen our understanding of the basic mechanisms of neurovascular coupling and the specific characteristics of disturbed neurovascular coupling in the diseased brain