De Water Phantom-opstelling met Electrometer is door DEMO gemaakt en getest bij Holland PTC. Met deze opstelling kan de intensiteit van een protonenbundel op verschillende posities in een waterbak worden gemeten.
De protonenbundel bij Holland PTC wordt gebruikt voor tumorbestraling en wetenschappelijk onderzoek. Het voordeel van protonenbestraling is dat de energie pas op een bepaalde diepte vrijkomt. Daarnaast kan de bundel met magneten worden afgebogen en met collimators worden verkleind, wat het mogelijk maakt om zeer gericht een specifiek volume te bestralen.
Deze opstelling is speciaal ontwikkeld voor de bundel die wordt gebruikt voor oogbehandelingen. Door de metingen in water uit te voeren, kunnen de effecten voor andere weefsels eenvoudig worden berekend. Daarom is gekozen voor een waterbak. Er wordt gemeten met twee ionisatiekamers: één in het water en één vlak voor de bak. De sensor buiten de bak corrigeert voor variaties in de bundelintensiteit tijdens een scan.
De PMMA-waterbak, speciaal ontworpen door DEMO voor deze opstelling, heeft een dunne wand aan de kant waar de bundel binnenkomt om de meting zo min mogelijk te beïnvloeden. Het mechanische ontwerp van de Water Phantom, inclusief de aandrijving en stellage voor positionering in de behandelkamer, is met zorg ontwikkeld.
Op de foto staat de Electrometer die de vereiste hoogspanning levert voor de ionisatiekamers en de zeer kleine lading kan meten die wordt opgewekt. Tijdens een meting beweegt de Electrometer de sensor in het water naar de volgende positie, totdat de scan voltooid is.
De assemblage van de elektronica is zorgvuldig uitgevoerd door DEMO, aangezien de te meten stroom kleiner is dan 1[pA] bij een bias spanning van 400[V]. Dit is alleen mogelijk als de PCB extreem schoon en goed afgeschermd is. Zo mag de ingang van de meetversterker nooit met de hand worden aangeraakt om verontreiniging te voorkomen.
De PC-software voor het uitvoeren, opslaan en live volgen van scans, evenals het merendeel van het FPGA-werk, is specifiek ontwikkeld om elke microseconde een meting van beide kanalen te verwerken. Tot slot zijn de elektronica en de software binnen het apparaat zelf ontworpen en geprogrammeerd om de meetprestaties nauwkeurig te ondersteunen.
