4. Abschnitt: Ablenkung von Ionen
In dieser Lektion sollen Sie die physikalischen Grundlagen zur gezielten Ablenkung von Ionen auf den Tumor kennenlernen und verstehen.
Ablenkung von Ionen im Plattenkondensator
Ein positiv geladenes Ion fliegt mit einer konstanten Anfangsgeschwindigkeit v0,x in x-Richtung in den Kondensator hinein und bewegt sich zunächst orthogonal zur y-Richtung des in rot dargestellten elektrischen Feldes E .

An diesem Kondensator mit dem Plattenabstand dy liegt die Spannung Uy mit der in der Abbildung angegebenen Polung an. Dadurch zeigt das E-Feld in negative y-Richtung und hat keine Komponente in x-Richtung.
Nach den Erläuterungen im Kapitel Beschleunigung von Ionen, wirkt auf diese Ladung nur eine Kraft Fy in negative y-Richtung, während die Bewegung in x-Richtung durch keine Kraft geändert wird und somit eine gleichförmige Bewegung darstellt. Damit ist die Geschwindigkeit vx in x-Richtung konstant.
a) Die Geschwindigkeiten
In x-Richtung:
vx = vx,0
da die Bewegung in x-Richtung gleichförmig ist, ändert sich die Geschwindigkeit nicht.
In y-Richtung:
vy =q•Uy /( mq•dy) •Δt
da vy,0 =0 ist.
Ist das Ion negativ geladen, so bleibt der Betrag von vy gleich, nur die Richtung der Geschwindigkeit kehrt ihr Vorzeichen um.
b) Die zurückgelegten Strecken in x- und y-Richtung
Die in der Zeit Δt des Durchflugs durch den Kondensator zurückgelegte Strecke in x-Richtung ist:
sx = vx,0•Δt
Die in der Zeit Δt des Durchflugs durch den Kondensator zurückgelegte Strecke in y-Richtung ist:
sy = ½·ay •Δt2
Mit der Beschleunigung
ay = q•Uy /(mq•dy ) (siehe Abb. oben, mit q der Ladung des Ions und mq dessen Masse)
folgt für die in der Zeitspanne Δt zurückgelegte Strecke in y-Richtung:
Trägt das Ion eine negative Ladung q, so bleibt der Betrag von sy gleich, nur die Ablenkung geschieht in die andere Richtung.