بررسی تأثیر آلودگی الکترونی بر میزان دز جذبی در میدان های ۱۸ مگا-ولتی و توصیف آن با مدل چشمه صفحهای با مش بندی فضایی
Parallel Title Proper
Analysis of electron contamination effect on the absorbed dose in ۱۸ MV photon beams and its representation by using spatial mesh based surface source model
First Statement of Responsibility
/معصومه گوهری
.PUBLICATION, DISTRIBUTION, ETC
Name of Publisher, Distributor, etc.
: فیزیک
Date of Publication, Distribution, etc.
، ۱۳۹۷
Name of Manufacturer
، میرزائی
PHYSICAL DESCRIPTION
Specific Material Designation and Extent of Item
۸۵ص
NOTES PERTAINING TO PUBLICATION, DISTRIBUTION, ETC.
Text of Note
چاپی - الکترونیکی
DISSERTATION (THESIS) NOTE
Dissertation or thesis details and type of degree
کارشناسی ارشد
Discipline of degree
فیزیک هستهای
Date of degree
۱۳۹۷/۰۶/۱۹
Body granting the degree
تبریز
SUMMARY OR ABSTRACT
Text of Note
در درمان بیماری سرطان به روش رادیوصتراپی، محاسبه دز به دلیل لزوم درگیر نکردن بافتصهای اطراف تومور از اهمیت ویژهصای برخوردار است .محاسبه دقیق دز ذرات تابشی از شتابدهندهصهای خطی مشکل است زیرا این ذرات علاوه بر فوتونصهای اولیه شامل ذرات ثانویهص مانند الکترونصها هستند که از واکنش فوتونصهای اولیه با اجزای سر شتابدهنده تولید میصشوند .در میدانصهای مگاولتی با انرژی بالا، آلودگی الکترونی دز جذبی پوست و اندامصهای سطحی تا عمق چند سانتیصمتر را تحت تأثیر قرار میصدهد .لذا تعیین میزان آلودگی الکترونی از موضوعات مهم به شمار میصرود .استفاده از شبیهصسازی مونتصکارلو روشی دقیقص برای تعیین آلودگی الکترونی است .مشکل این روش نیاز آن به زمان طولانی است که استفاده از کامپیوترهای موازی، کاهش واریانس و استفاده از فایل فضای فاز میصتواند سرعت محاسبات را افزایش دهد .فایل فضای فاز میصتواند در محاسبات بعدی به عنوان چشمه مورد استفاده قرار گیرد .استفاده از فایل فضای فاز مؤثر بوده ولی این فایل دارای واریانس ذاتی است .برای کاهش واریانس ذاتی، مدلصهای چشمه از فایل فضای فاز بدست میصآیدند که ارتباط بین کمیتصهای فیزیکی را تا حدی حفظ میصکند .در این تحقیق هندسه شتابدهندهصی واریان C/D ۲۱۰۰ با استفاده از کد MCNPX شبیهصسازی شد .پارامترصهای محاسبه دز حاصل از شبیهصسازی تطابق خوبی) کمتر از۲ ص بیشینهصی دز در فاصله چشمه تا سطح ۱۰۰ سانتیصمتر (با مقدار اندازه گیری دارد .محاسبات نشان میصدهد که با افزایش اندازه میدان از cm۲ ۵ ۵ تا cm۲ ۴۰ ۴۰ ، دز جذبی حاصل از آلودگی الکترونی در سطح، از۶ ص تا۲۶ ص افزایش میصیابد .با افزایش عمق فانتوم، اثر آلودگی الکترونی بر دز جذبی کاهش میصیابد و در عمق ۱۰ سانتیصمتری فانتوم برای تمامی میدانصها به صفر میصرسد .در این پژوهش مدل چشمهصای برای آلودگی الکترونی با استفاده از فایل فضای فاز ارائه شد که وابستگی انرژی به جهت را در نظر میصگیرد و مستقل از اجزای شتابدهنده در بالای موازیصسازصهای ثانویه است .این مدل میصتواند برای هر فایل فضای فاز با تقارن دایروی استفاده شود .اعتبار سنجی این مدل با استفاده از فایل فضای فاز انجام شد که اختلاف پروفایلصهای دز حاصل از مدل چشمه و فایل فضای فاز، کمتر از ۵/۱ درصد دز بیشینه در فاصله چشمه تا سطح ۱۰۰ سانتیصمتر است .اختلاف بین مدل چشمه و فایل فضای فاز برای درصد دز عمقی نیز کمتر از ۵/۰ دز بیشینه در فاصله چشمه تا سطح ۱۰۰ سانتیصمتر است
Text of Note
Maximum dose delivery to cancerous tissue and minimizing the dose of the organs at risk is very important in radiotherapy. Treatment planning calculations of CLIACS is very complicated because of presence of electron contamination. Electron contamination is created by photon interactions in CLINAC head and surrounding air. At the high energy photon beams, electron contamination significantly affects the absorbed dose of the skin and the organs that were located at the first few centimeters in depth. Thus measuing or calculating of the electron contamination is very important. Monte Carlo simulation is one of the exact methods for calcaulationg the electron contamination. Computational speed is dominantly the limiting factor to apply the MC method in clinical settings. Parallelization, variance reduction techniques and using phase space files (PSF) are the tools which can be adapted to increase MC computational speed. The PSF is a file containing various particle variables stored at reference plane. The PSFs can be used in subsequent simulations as a radiation source by reading the particles characteristics from the scoring plane and modeling their subsequent transport. This method is effective but is hindered by its latent variance. In order to reduce this latent variance, source models were derived from those phase space files that compromise the correlation between the physical quantities to some extent. A Varian 2100C/D linear accelerator was simulated in MCNPX using manufacturer blueprints drawings and open literature data to obtain PSF. Agreement was within 2 of the maximum dose at 100 cm SSD for beam profiles at depths of 4 cm and 15 cm with respect to the original measurements. Our simulations showed that electron contamination effect on absorbed dose depends on field size. This effect on the skin dose is 6 for 5x5 cm2 field size and increases to 26 by increasing the field size to 40x40 cm2. By increasing the depth electron contamination efect is dereased and at the depth of 10 cm it can be assumed that this effect is negligibale. Also a source model was represented for electron contamination at this study. This source model is unique in that it accounts for a higher level of energy dependence on the particles direction and it is independent from accelerator components. The model can be applied to any arbitrary azimuthally symmetric beam. This model was benchmarked with respect to the original PSF calculations. Differences between the source model and the PSF were less than 1.5 of the maximum dose or 1.5 mm distance to agreement (DTA) at 100 cm SSD. This difference for the PDD calculation was less than 0.5
PARALLEL TITLE PROPER
Parallel Title
Analysis of electron contamination effect on the absorbed dose in ۱۸ MV photon beams and its representation by using spatial mesh based surface source model