مقایسه کدهای مونت کارلوی BEAMnrc و MCNP در شبیه سازی شتابدهنده های خطی NEPTUN 10pc برای انرژیهای مختلف باریکه های الکترونی

ضعف ناشی از الگوریتمهای تحلیلی محاسبه توزیع دز الکترون و کوتاه بودن زمان محاسبه دز الکترونی نسبت به دز فوتونی در روش های مونت کارلو، تکنیک مونت کارلو را به ابزاری عملی و مفید در طراحی درمان سه بعدی بیماری های سرطانی تبدیل کرده است. در این تحقیق، انرژیهای الکترونی 6، 8 و 10 MeV مربوط به شتابدهنده خطی پزشکی NEPTUN 10pc لهستانی توسط دو کد مونت کارلوی MCNP4C و BEAMnrc شبیه سازی شد و محاسبات ناشی از این دو کد با مقادیر عملی مورد مقایسه قرار گرفت. مواد و روشها: از الگوریتم شاخص انرژی ITS در MCNP4C استفاده گردید. از فایل phase-space به دست آمده توسط کد BEAMnrc که اطلاعات مربوط به باریکه الکترونی را در خود ذخیره میسازد، به عنوان ورودی کد DOSXYZnrc استفاده شد. منحنیهای درصد دز عمقی بر روی محور مرکزی پرتو (PDDs) و در خارج از محور مرکزی (off-axis profiles) برای سه انرژی 6، 8 و 10 MeV شبیه سازی شد و با استفاده از آشکارساز دیود p-type مخصوص الکترون در فانتوم آب به طور عملی اندازه گیری شد. در ابتدا پارامترهای شبیه سازی شده برای اندازه میدان 10 × 10 cm² به خوبی با پرامترهای تجربی تطبیق داده شدند و سپس برای چهار اندازه میدان دیگر مورد مقایسه قرار گرفتند. نتایج: با استفاده از چشمه نقطه ای با توزیع گوسی بهترین شبیه سازیها برای سه انرژی فوق الذکر به دست آمد. مقادیر FWHM برای انرژیهای 6، 8 و 10 MeV به ترتیب برابر با 1/2 و 1/6 و 2 MeV برای هر دو کد بود. تحت این شرایط، حداکثر اختلاف بین داده های اندازه گیری شده و محاسبه شده بین 2%/2 mm برای هر سه انرژی بود که این توافق با مقادیر توصیه شده توسط پروتوکل AAPM TG-53 هماهنگی دارد. نتیجهگیری: علیرغم برخی از تفاوتهای موجود در هندسه سر دستگاه NEPTUN 10pc و همچنین اپلیکاتور آن، شبیه سازی با موفقیت انجام شد. هرچند که محاسبات انجام شده توسط کد BEAMnrc/DOSXYZnrc سریعتر و هندسه سر دستگاه به شیوهای آسانتر نسبت به کد MCNP صورت پذیرفته است.