كليدواژه :
فاكتور افزايش دز , نانو ذرات اكسيد روي , شبيه‌سازي مونت‌كارلو , دزيمتر PRESAGE
چكيده فارسي :
هدف از اين مطالعه بررسي تأثير نانو ذرات اكسيدروي آلاييده شده با گادولينيوم بر فاكتور افزايش دز، توسط دزيمتر PRESAGE و شبيه‌سازي مونت‌كارلو مي‌باشد. در ابتدا، دزيمتر PRESAGE ساخته شده و در مقابل يك اتاقك يونش كاليبره شد. سپس غلظت‌هاي مختلف از نانوذرات اكسيدروي آلاييده شده با گادولينيوم به تركيب PRESAGE اضافه شد و در ميدان‌هاي تابشي كوچك توسط فوتون‌هاي MV 6 تابش‌دهي شدند. دزيمترهاي ساخته شده توسط اسپكتروفوتومتر قرائت شدند. هم‌چنين شرايط مطالعه، توسط كد مونت‌كارلوي MCNPX شبيه‌سازي شدند. با مقايسه نتايج در حضور و عدم حضور نانوذرات، فاكتور افزايش دز به‌دست آمد. نتايج شبيه‌سازي نشان داد كه با استفاده از 125 ،500 و 1000 ميكروگرم بر ميلي‌ليتر از اين نانوذرات مي‌توان به‌ترتيب مقادير 06/1، 10/1 و 12/1 از فاكتور افزايش دز را در ميدان تابشي cm2 1 ×1، 07/1، 11/1 و 17/1 در ميدان تابشي cm2 2×2 و مقادير 09/1، 13/1 و 20/1 در ميدان تابشي cm2 3×3 به‌دست آورد. نتايج اسپكتروفوتومتر نشان داد كه استفاده از نانوذرات در غلظت‌هاي مطالعه شده به‌ترتيب مقادير 42/1، 48/1 و 50/1 از فاكتور افزايش دز را در ميدان تابشي cm2 1×1، مقادير 46/1، 49/1 و 54/1 در ميدان تابشي cm2 2×2، مقادير 46/1، 52/1 و 58/1 در ميدان تابشي cm2 3×3 سانتي‌مترمربع حاصل مي‌شود. فاكتور افزايش دز با اندازه ميدان افزايش مي‌يابد. پديده فوتوالكتريك براي فوتون‌هاي كم‌انرژي موجود در طيف پرتوي ايكس، پديده توليد زوج و حتي پراكندگي كامپتون مي‌توانند باعث ايجاد فاكتور افزايش دز در انرژي مگاولتاژ شوند.
چكيده لاتين :
The aim of this study is to evaluate the effects of ZnO nanoparticles (NPs) doped with Gd on dose enhancement factor (DEF) by using the PRESAGE dosimeter and Monte Carlo simulation. Initially, the water equivalent PRESAGE dosimeter was fabricated and calibrated against some dose levels. Then ZnO NPs doped with Gd were synthesized. At next step, various concentrations of the prepared nanoparticles were incorporated into the PRESAGE composition and irradiated in small radiation fields by 6 MV photons. The dosimeters were then read-out by spectrophotometer. Then the mentioned processes were simulated by Monte Carlo code. By comparing the results in terms of the presence and lack of NPs, DEF was acquired. Simulation results showed that at mentioned condition, the DEF of about 1.06, 1.10, 1.12 for 1×1 cm2 field size, 1.07, 1.11, 1.17 for 2×2 cm2 and 1.09, 1.13 and 1.20 for 3×3 cm2 could be derived, respectively. Also spectrophotometer measurements showed that by incorporating 125, 500 and 1000 µg.ml-1 ZnO NPs doped with Gd into PRESAGE structure the dose enhancement factor of about 1.42, 1.48, 1.50 for 1×1 cm2 field size, 1.46, 1.49, 1.54 for 2×2 cm2 and 1.46, 1.52 and 1.58 for 3×3 cm2 could be found, respectively. The results of this study showed that dose enhancement factor increases by increasing field size. Various reasons may cause the DEF for megavoltage photon beams such as photoelectric effect for low energy photon beams in continues X-ray spectrum, pair production effect and even Compton scattering.
