ارزیابی آلودگی فوتونی ناشی از پرتوهای ترمزی در باریکه های الکترونی یک شتابدهنده خطی پزشکی نپتون مدل 10 PCبه روش مونت کارلو

در باریکه های الکترونی بالینی، اغلب پرتوهای ترمزیدر اثر برخورد الکترونها با ساختارهای مختلف سر شتابدهنده تولید می شوند. شکل هندسی و ترکیب هر یک از ساختارها بر دوز پرتوهای ترمزیموثر است. بنابراین، می توان انتظار داشت که دوز آلودگی فوتونی ناشی از پرتوهای ترمزیدر 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 آلودگی فوتونی ناشی از پرتوهای ترمزیدر این باریکه ها به روش مونت کارلو بود.

در این تحقیق برای شبیه سازی شتابدهنده خطی نپتون 10PC در مد الکترونی از کد مونت کارلوی BEAMnrc استفاده شده است. این شتابدهنده قادر به تولید سه باریکه الکترونی با انرژی های 10 و 8، 6 مگا الکترون ولت است. اطلاعات لازم برای شبیه سازی شتابدهنده، شامل هندسه و ترکیب ساختارهای مختلف سر شتابدهنده، توسط شرکت سازنده فراهم شد. در تمام شبیه سازی ها، انرژی های قطع برای ترابرد الکترون برابر با 521/0 مگا الکترون ولت و برای ترابرد فوتون 01/0 مگا الکترون ولت در نظر گرفته شد. جهت اعتبارسنجی مدلهای شبیه سازی شده، مقادیر درصد دوزهای عمقی و پروفایل های دوز محاسبه شده توسط روش مونت کارلو با مقادیر اندازه گیری شده مورد مقایسه قرار گرفت. برای این منظور از آزمون آماری KS استفاده شد. سپس، دوز مربوط به پرتوهای ترمزی برای سه انرژی باریکه های الکترونی شتابدهنده مورد بررسی در میدان مرجع به روش مونت کارلو محاسبه گردید.

آزمون آماری KS توافق بسیار خوبی را بین درصد دوزهای عمقی و پروفایل های دوز محاسبه شده و اندازه گیری شده نشان داد. مشخص شد که در سطح فانتوم دوز آلودگی فوتونی ناشی از پرتوهای ترمزی تولید شده از ساختارهای مختلف شتابدهنده نپتون در میدان مرجع برای سه انرژی شتابدهنده در حدود 5/0-2/0 درصد حداکثر دوز است.

با توجه به همخوانی خوب مشاهده شده بین نتایج حاصل از اندازه گیری وشبیه سازی در این تحقیق می توان گفت که روش شبیه سازی بکار رفته و مقادیر دوز پرتوهای ترمزی محاسبه شده از صحت و دقت خوبی برخوردار می باشند. با توجه به نتایج این تحقیق می توان گفت که دوز مربوط به آلودگی فوتونی در باریکه های الکترونی شتابدهنده نپتون قابل توجه نیست. بنابراین، به نظر می رسد که از این سیستم بتوان در تابش دهی کل پوست با الکترونها استفاده نمود.