مطالعه‌ی آهنگ دز جذبی کل پرتوهای گسیل شده از چشمه‌ی براکی‌تراپی Cf-252 به روش مونت‌کارلو

نویسندگان

دانشگاه صنعتی شاهرود

10.22052/7.3.29

چکیده

چشمه‌ی براکی‌تراپی 252Cf یک چشمه‌ی شکافت خودبه‌خودی می‌باشد که از آن به عنوان یک چشمه‌ی گسیلنده‌ی نوترون استفاده می‌شود. علاوه بر نوترون‌های گسیل شده از این چشمه، پرتوهای گاما با متوسط انرژی MeV ۱ گسیل می‌شوند. در این مطالعه با استفاده از کد مونت‌کارلوی MCNPX، ابتدا میزان دز جذبی نوترون‌ها، گامای اولیه و گاماهای ثانویه که در نتیجه‌ی گیراندازی نوترون حرارتی با هیدروژن آب تولید می‌شوند در فواصل مختلف از چشمه در فانتوم آب محاسبه شد. سپس میزان دز معادل کل، نوترون و گاما در فواصل مختلف از چشمه به دست آمد. نتایج نشان می‌دهند که، پرتوهای گامای حاصل از این چشمه می‌توانند انرژی قابل توجهی در فواصل نزدیک به چشمه به جا بگذارند که باید سهم این پرتوها در مقادیر دز جذبی کل در استفاده از این چشمه و یا چشمه‌هایی که تنها به‌عنوان گسیلنده‌ی نوترون شناخته شده‌اند در نظر گرفته شود. آهنگ‌های دز نوترون و گامای کل با افزایش فاصله از چشمه کاهش پیدا کرده و در فواصل نزدیک به چشمه بیشترین میزان انرژی خود را به جا می‌گذارند. دز معادل ناشی از نوترون‌ها در فواصل نزدیک (کمتر از cm ۲) با اختلاف، نسبت به پرتوهای گاما بیشترین میزان تأثیر، در دز معادل کل دارد به طوریکه مقادیر آن در فواصل cm ۵/۰ تا cm ۲ از چشمه از cSv/h.µg ۳۰/۴۶ به مقدار cSv/h.µg ۹۵۰/۲ می‌رسد، در حالی که میزان دز معادل گاماها در فواصل cm ۵/۰ تا cm ۲ از چشمه cSv/h.µg ۳۰۰/۴ تا  cSv/h.µg۲۷۲/۰ است.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Study of the absorbed dose rate of all rays emitted from the 252Cf brachytherapy source by the Monte Carlo method

نویسندگان [English]

  • Ome Leila Ahmadi
  • Hossein Tavakoli-Anbaran
چکیده [English]

The 252Cf brachytherapy source is a spontaneous fission decay source, which is used as a neutron-emitting source. In addition to neutrons emitted from this source, gamma rays are also emitted with the average energy of 1 MeV. In this study, using the Monte Carlo N-Particle code (MCNPX), the absorbed dose rates of the neutrons, the primary gamma and the secondary gamma that generated by thermal neutron capture in the hydrogen of the water were calculated at different distances from the source in the water phantom. Also, the equivalent dose rates of the total, the neutrons, and the gammas were obtained at different intervals from the source. The results indicate that gamma rays from this source can provide significant energy at distances close to the source, so the contribution of these rays to total absorption doses should be calculated. The neutron dose rate and total gamma decrease with increasing distance from the source and at the distances close to the source are deposited the most energy. The equivalent dose of neutrons at distances close to the source (lower than 2cm) with differences to gamma rays has the highest effect at the equivalent total dose. So, the values at the distances of 0.5 to 2.0 cm from the source reach the value of 46.30 cSv/h.µg to 2.95 cSv/h.µg, while the equivalent dose rate of gamma at distances of 0.5 to 2.0 cm from the source is 4.30 cSv/h.µg to 0.272 cSv/h.µg.

 

کلیدواژه‌ها [English]

  • Cf-252
  • equivalent dose
  • Neutron dose
  • Primary Gamma
  • Secondary gamma

مراجع

[1] A.K. Yengeni. Californium-252 Neutron Sources. Appl. Radiat. 1sot. 48 10(12) (1997) 1563–1566. [2] M.J. Rivard, J.G. Wierzbicki, F. Van den Heuvel. Clinical brachytherapy with neutron emitting 252Cf sources and adherence to AAPM TG-43 dosimetry protocol. Med. Phys. 26 (1999) 87–96. [3] D. Hei et al. Design of a setup for a 252Cf neutron source for storage and analysis purpose. Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B. 386 (2016) 1–3. [4] J.W. Poston. Neutron depth dose distribution in heterogeneous phantoms. Georgia Institute of Technology (1971). [5] A. Yadollahpour, M. Zahihzadeh and A. Ahmadabad. Calculation of Dose Distribution Around a Clinical 252Cf Source for Neutron Therapy Based on AAPM, TG-43 Protocol. Biomedical & Pharmacology Journal. 6(2) (2013) 137–143. [6] J. Ghassoun, D. Mostacci and V. Molinari. Detailed dose distribution prediction of 252Cf brachytherapy source with boron loading dose enhancement. Applied Radiation and Isotopes. 68 (2010) 265–270. [7] J.l.m. Venselaar, D. Baltas, A.S. meigooni and P.J. Hoskin. A Comprehensive Brachytherapy Physical and Clinical Aspects. CRC Press.ck. (2012). [8] V. Samerdokiene, K.P. Valuckas, E. Janulionis, V. Atkocius and M.J. Rivard. Second primary malignancies after radiotherapy including HDR 252Cf brachytherapy for cervical cancer. Brachytherapy. 14 (2015) 898–904. [9] S.F. Brandao and T.P.R. Campos. Intracavitary moderator balloon combined with 252Cf brachytherapy and boron neutron capture therapy, improving dosimetry in a brain tumor and infiltrations. Published by the British Institute of Radiology. (2015). [11] I. Al-Saihati and A.A. Naqvi. Neutron and gamma-ray doses from a 252Cf brachytherapy source in a water phantom. J Radioanal Nucl Chem. 296 (2013) 963–966. [12] D. Pelowitz. MCNPX user’s manual, LA-CP-07-1473 Version 2.6.0.Los Alamos National Laboratory. 13 (2008). [13] C. Wang and R. Kelm. Determination of Neutron and Gamma Dose Rates in Water Surrounding a New Interstitial 252Cf Brachytherapy Source. Med. Phys. 36 (2009). [14] C. Wang and R. Kelm. Determination of Neutron and Gamma Dose Rates in Water Surrounding a New Interstitial 252Cf Brachytherapy Source. Med. Phys. 36 (2009). [15] L.L Anderson. Status of dosimetry for 252Cf medical neutron sources. Phys. Med. Biol. 18 (1973) 779–799. [16] E. Fortune, I. Gauld and C. Wang. Gamma Dose near a New Miniature Cf‐252 Brachytherapy Source. Med. Phys. 37 (2010). [17] R.D. Colvett, H.H Rossi1 and V. Krishnaswamy. Dose distributions around a californium-252 needle. Phys. Med. Biol. 17(3) (1972) 356.

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار