محاسبه دوز پرتوهای ایکس در باریکه های الکترونی شتابدهنده خطی نپتون PC10 به روش مونت کارلو

دوز ناخواسته پرتوهای ایکس در باریکه های الکترونی در نتیجه پرتوهای ترمزی تولید شده در باریکه های تابشی و به مقدار کمی در بدن بیمار است. اغلب پرتوهای ایکس تولید شده در باریکه های تابشی در اثر برخورد الکترونها با ساختارهای مختلف شتابدهنده، از جمله فویلهای پراکنده، کولیماتورهای پرتو ایکس، اپلیکاتورهای الکترونی و غیره تولید می شوند. شکل هندسی و ترکیب هر یک از ساختارهای شتابدهنده بر روی دوز پرتوهای ایکس در باریکه های الکترونی موثر است. بنابراین، می توان انتظار داشت که دوز پرتوهای ایکس در شتابدهنده های مختلف حتی برای باریکه های الکترونی با انرژی های یکسان با هم متفاوت باشد. هدف از این مطالعه شبیه سازی باریکه های الکترونی شتابدهنده نپتون و محاسبه دوز پرتوهای ایکس در این باریکه ها به روش مونت کارلو بود. مواد و روشها : در این تحقیق برای شبیه سازی شتابدهنده خطی نپتون PC10 در مد الکترونی از کد مونت کارلوی BEAMnrc استفاده شد. این شتابدهنده قادر به تولید سه باریکه الکترونی با انرژیهای 6 و 8 و MeV 10 است. به منظور مدل سازی شتابدهنده مورد نظر، اطلاعات ساختارهای مختلف شتابدهنده از شرکت سازنده فراهم گردید. در تمام شبیه سازی ها، انرژیهای قطع برای ترابرد الکترون برابر با ECUT=0.521 MeV و برای ترابرد فوتون PCUT=0.01 MeV در نظر گرفته شد. تعداد الکترونها در چشمه های تابشی برای محاسبه دوز پرتوهای ایکس 900 میلیون در نظر گرفته شد. به منظور اعتبارسنجی مدلهای شبیه سازی شده، منحنی های PDD و پروفایل های دوز محاسباتی و اندازه گیری شده با استفاده از آزمون KS مورد مقایسه قرار گرفتند. بدین منظور مقادیر دوزهای عمقی محور مرکزی و پروفایل های دوز در میدان مرجع ( 10 × 10) در حالت با اپلیکاتور برای سه انرژی شتابدهنده در فانتوم آب شبیه سازی شده توسط کد مونت کارلوی DOSXYZnrc محاسبه شد. برای اندازه گیری های تجربی از آشکارسازهای دیودی سیستم دوزیمتری Scanditronix و فانتوم آب RFA 300 استفاده شد. بعداز اعتبارسنجی مدلهای شبیه سازی شده، دوز مربوط به پرتوهای ایکس در سه انرژی شتابدهنده مورد بررسی در میدان مرجع به روش مونت کارلو محاسبه گردید. نتایج: مقایسه مقادیر منحنی های دوز عمقی و پروفایل های دوز محاسباتی با مقادیر اندازه گیری تجربی برای سه انرژی باریکه الکترونی شتابدهنده مورد بررسی در میدان مرجع ، سازگاری خیلی خوبی را ما بین آنها نشان داد. نتایج این تحقیق نشان داد که در سطح فانوتم دوز پرتوهای ایکس تولید شده از ساختارهای مختلف شتابدهنده نپتون برای سه انرژِ شتابدهنده در میدان مرجع بین 02/ - 0/5 درصد حداکثر دوز است. علاوه بر این، نشان داده شد که با افزایش انرژی باریکه های الکترونی شتابدهنده، دوز پرتوهای ایکس نیز افزایش می یابد. بحث و نتیجه گیری: با توجه به همخوانی خوب مشاهده شده بین نتایج اندازه گیری و شبیه سازی در این تحقیق می تواند گفت که روش شبیه سازی بکار رفته از صحت و دقت خوبی برخوردار بوده لذا مقادیر دوز پرتوهای ایکس محاسبه شده به روش مونت کارلو نیز از صحت و دقت خوبی برخوردار می باشند. با توجه به نتایج این تحقیق می توان گفت که دوز مربوط به پرتوهای ایکس در باریکه های الکترونی شتابدهنده نپتون قابل توجه نمی باشد.

کلیدواژه ها:

باریکه های الکترونی ، دوز پرتوهای ایکس ، روش مونت کارلو ، شتابدهنده خطی پزشکی