بررسي تاثير اندازه ميدان فوتوني بر بيناب نوترون آلاينده در شتابدهنده خطي Elekta SL75/25 در انرژي MV18 به روش مونت كارلو

A Monte Carlo Investigation on the Effect of Field Size on Neutron Spectrum in Elekta SL 75/25 Linac on 18 MV

سابقه و هدف: فوتون هاي با انرژي بيش از 10-8 مگا ولت در شتابدهنده خطي در طول مسير خود از هدف تا سطح پوست بيمار با اجزاي مختلفي برخورد مي كنند كه مي تواند منجر به توليد آلودگي نوتروني گردد. با توجه به تضعيف نوترون به دليل بسته شدن زاويه فك هاي كوليماتور در اندازه ميدان هاي كوچك تر، اندازه ميدان مي تواند يك عامل موثر در تغيير بيناب نوترون باشد. از آن جايي كه اندازه گيري مستقيم شار و بيناب نوترون در داخل اتاق درمان نياز به اندازه گيري هاي پيچيده دارد، مونت كارلو يك روش جايگزين براي تعيين درست بيناب نوترون است. مواد و روش ها: هندسه سر شتابدهنده خطي Elekta SL25/75 در كد شبيه سازي FLUKA طراحي شد و مورد اعتبار سنجي قرار گرفت. بيناب نوترون توليد شده در اين شتابدهنده، در مركز چهار اندازه ميدان 20×20، 15×15، 10×10 و 5 ×5 سانتي متر مربع تعيين شد. جهت آناليز داده ها از آزمون آماري من ويتني استفاده شد. يافته ها: در حالت با فيلتر پهن كننده، فقط از اندازه ميدان 5 ×5 تا 15×15 سانتي متر مربع و 5 ×5 تا 20×20 سانتي متر مربع، اختلاف در بيناب نوترون معني دار است (0/05

Background and purpose: High-energy photon beams above 8-10 MV used in external radiation therapy produce neutron in dealing with the linear accelerator components and other parts in radiation field. The weakening of neutrons due to the closing jaws collimator angle, in smaller field sizes can also be a contributing factor in changing the neutron spectrum. Since a direct measurement of the neutron flux and spectrum require complex measurements in treatment room, the Monte Carlo is an alternative method for determining the true environmental neutron spectrum. Materials and methods: Geometry of linear accelerator Elekta SL75/25 was designed in FLUKA simulation code and its validation was tested. Spectrum of neutrons produced in the accelerator was determined in the center of four field sizes of 20 × 20, 15 × 15, 10 × 10, and 5 × 5 cm2. Data analysis was done applying Mann-Whitney test. Results: In the condition with flattening filter, significant differences was found in the neutron spectrum only in 5 × 5 to 15 × 15 cm2 and 5 × 5 to 20 × 20 cm2 field sizes (P<0.05). Conclusion: Our results of the neutron spectrum using FLUKA simulation code are in a good conformity with the results of practical dosimetry of other researchers; therefore, checking the neutron flux in radiotherapy by simulation can be an appropriate solution to improve patient treatment and protection issues. Since neutron dose increases with an increase in field size, so, we can conclude that field size influences secondary effects of treatment.