محاسبه مقادیر نسبت معادل آب چند ماده دزیمتری پلاستیکی مورد استفاده در یون‌درمانی با باریکه یون هلیوم

نویسنده

پژوهشکده کاربرد پرتوها، پژوهشگاه علوم وفنون هسته‌ای، کرج، البرز

چکیده

در این پژوهش مقادیر نسبت معادل آب (WER) برای باریکه یون‌های هلیوم، در گستره مناسب انرژی و در مواد دزیمتری رایج، منحنی دز-عمق و مقادیر WER برای مواد پلاستیکی پلی‌کربنات(PC)، پارافین (PA)، پلی‌‌پروپیلن(PP)  و پلی‌‌اتیل‌‌متاکریلیت PMMA)) در بازه انرژی MeV/u250-25 یون‌های هلیوم با استفاده از کد کامپیوتری MCNP < /span> X محاسبه شد. از میان مواد مورد مطالعه PC و PP < /span> با مقادیر متوسط WER برابر 979/0 و 177/1 بر کل بازه انرژی، به ترتیب کم‌ترین و بیش‌ترین تفاوت را با آب نشان دادند. در مواد مورد مطالعه با افزایش چگالی جرمی مقدار WER افزایش و با کاهش آن WER کاهش می‌یابد. مقادیر محاسبه شده، توافق خوبی با نتایج ارائه شده در سایر مقالات نشان می‌دهد (اختلاف کمتر از 8/0%).

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Calculation of WER values of some dosimetric plastic materials applied at helium ion beam therapy

نویسنده [English]

  • Nahid Hajiloo
چکیده [English]

In this research, water equivalent ratios (WER) at helium ion beam energy ranging 25-250 MeV/u for four potential plastic dosimetric materials: polycarbonate (PC), polypropylene (PP), polymethyl methacrylate (PMMA), and paraffin have been calculated using MCNPX Monte Carlo code. Among studied materials, PC and PP with 0.979 and 1.177 show minimum and maximum differences with water respectively. In mentioned materials by increasing mass density, WER values increase and by decreasing mass density they decrease. Calculated values are in good agreement with the results published in literatures.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Ion therapy
  • Water Equivalent Ratio (WER)
  • Helium ion beam
  • Beam profile

مراجع

[1] R.R. Wilson. Radiological use of fast protons, Radiology, 47 (1946) 487-491. [3] D. Schardt, T. Elsaasser and D. Schulz. Heavy-ion tumor therapy:physical and radiobiological Benefits, Rev. Mod. Phys. 82 (2010) 383–425. [4] O. Sokol, E. Scifoni, W. Tinganelli, W. Kraft-Weyrather, J. Wiedemann, A. Maier, D. Boscolo, T. Friedrich, S. Brons, M. Durante and M. Kramer. Oxygen beams for therapy: advanced biological treatment planning and experimental verification, Phys. Med. Biol. 62 (2017) 7798–7813. [5] T. Tessonnier, A. Mairani, W. Chen, P. Sala, F. Cerutti, A. Ferrari, T. Haberer, J. Debus and K. Parodi. Proton and helium ion radiotherapy for meningioma tumors: a Monte Carlo-based treatment planning comparison, Radiation Oncology, 13(2) (2018). [6] R. Bagheri, A.K. Moghaddam, B. Azadbakht, M.R. Akbari and S.P. Shirmardi. Determination of water equivalent ratio for some dosimetric materials in proton therapy using MCNPX simulation tool, Nuclear Science and Techniques, 30(31) (2019). [7] W. Newhauser, J. Fontenot, Y. Zheng, J. Polf, U. Titt, N. Koch, X. Zhang and R. Mohan. Monte Carlo simulations for configuring and testing an analytical proton dose-calculation algorithm, Physics in Medicine & Biology, 52 (2007) 4569. [8] R. Zhang, P.J. Taddei, M.M. Fitzek and W.D. Newhauser. Water equivalent thickness values of materials used in beams of protons, helium, carbon and iron ions, Physics in Medicine & Biology, 55 (2010) 2481. [9] M.R. Akbari, H. Yousefnia and E. Mirrezaei. Calculation of water equivalent ratio of several dosimetric materials in proton therapy using FLUKA code and SRIM program, Applied Radiation and Isotopes, 90 (2014) 89-93. [10] H. Safigholi and W.Y. Song. Calculation of water equivalent ratios for various materials at proton energies ranging 10–500 MeV using MCNP, FLUKA, and GEANT4 Monte Carlo codes, Physics in Medicine & Biology, 63 (2018) 155010. [11] M. Berger, M. Inokuti, H. Andersen and H. Bichsel. Stopping powers and ranges for protons and alpha particles ICRU Report 49 (1993).

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار