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http://www.bdtd.uerj.br/handle/1/22389
Tipo do documento: | Tese |
Título: | Caracterização dos espectros de raios X de média energia através do método Monte Carlo |
Título(s) alternativo(s): | Characterization of X-ray energy spectra medium-energy using Monte Carlo method |
Autor: | Contreras, Eder Humberto Aguirre |
Primeiro orientador: | Almeida, Carlos Eduardo Veloso de |
Primeiro membro da banca: | Mota, Carla Lemos da Silva |
Segundo membro da banca: | Salata, Camila |
Terceiro membro da banca: | Teixeira, Flavia Cristina da Silva |
Resumo: | Este trabalho caracteriza os espectros de dois tubos de raios X utilizando o método Monte Carlo, através do código PENELOPE. O método Monte Carlo é utilizado em diferentes áreas das ciências exatas, sendo uma ferramenta comum na área de física médica. O método Monte Carlo é conceitualmente simples em sua abordagem, conseguindo uma solução de um sistema macroscópico por meio da simulação das suas interações microscópicas, representando uma modelagem da natureza através da simulação direta da dinâmica essencial do sistema em estudo. Dois tubos de raios X de média energia foram modelados de acordo com as especificações do fabricante, e as simulações foram divididas em duas fases devido ao tempo computacional. Na primeira fase, foram obtidos os espectros de raios X logo na saída do tubo para quatros qualidades de radiação. Na segunda fase, foram registrados os espectros de fótons após modelar o arranjo experimental para obter as Camadas Semi-Redutoras (CSRs). Foi feita uma avaliação dos espectros obtidos na segunda fase com os espectros do software SpekCalc, programa que faz o cálculo teórico desses espectros em condições de boa geometria, utilizando o teste estatístico t-student. Os valores médios de energia juntamente com a primeira e segunda CSR de cada energia foram determinados com as respectivas diferenças entre eles. Diferentes discrepâncias foram encontradas na maioria dos casos e, portanto, é de vital importância considerar cada situação de forma independente. Por fim, foram apresentados os espectros de energia dos elétrons secundários da segunda fase de cada qualidade com suas respectivas energias médias, parâmetro importante considerado na deposição de dose das diferentes geometrias experimentais que utilizam tais qualidades. Uma estimativa do impacto nas doses na solução Fricke para cada tipo de feixe é apresentada no final do trabalho como uma maneira de estabelecer um grau de influência dos elétrons secundários para cada qualidade. |
Abstract: | This work characterizes the spectra of two X-ray tubes using the Monte Carlo method, specifically, the PENELOPE code. The Monte Carlo method is found in different areas of the exact sciences, being a common resource in medical physics. This method is essentially simple in its approach, achieving a solution of a macroscopic system through the simulation of its microscopic interactions, representing a modeling of nature through direct simulation of the essential dynamics of the system under study. Two medium-energy X-ray tubes were modeled according to the manufacturer’s specifications, and the simulations were divided into two stages due to the computational time. In the first stage, X-ray spectra were obtained right at the tube exit for four qualities of radiation. In the second stage, photon spectra were recorded after modelling the experimental arrangement to obtain the half-value layers (HVLs). An evaluation of the spectra obtained in the second stage was carried out with the spectra from the SpekCalc software, a program that performs the theoretical calculation of spectra under conditions of good geometry, using the t-student statistical test. Mean energy values along with the first and second half-value layer (HVL) of each energy were determined with the respective differences between them. Different discrepancies were found in most cases, and so it is vitally important to consider each situation independently. Finally, secondary electron energy spectra in the second stage of each quality were presented with their respective mean energies, an important parameter considered in the dose deposition of the different experimental geometries that use such qualities. An estimate of the dose impact on Fricke solution of each type of beam is presented at the end of the work to establish a degree of influence of secondary electrons. |
Palavras-chave: | Radiotherapy Energy spectrum Monte Carlo simulation Radioterapia Espectro em energia Simulação Monte Carlo Terapia por Raios X Monte Carlo, Método de |
Área(s) do CNPq: | CIENCIAS BIOLOGICAS |
Idioma: | por |
País: | Brasil |
Instituição: | Universidade do Estado do Rio de Janeiro |
Sigla da instituição: | UERJ |
Departamento: | Centro Biomédico::Instituto de Biologia Roberto Alcantara Gomes |
Programa: | Programa de Pós-Graduação em Biociências |
Citação: | CONTRERAS, Eder Humberto Aguirre. Caracterização dos espectros de raios X de média energia através do método Monte Carlo. 2023. 72 f. Tese (Doutorado em Biociências) – Instituto de Biologia Roberto Alcântara Gomes, Universidade do Estado do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, 2023. |
Tipo de acesso: | Acesso Aberto |
URI: | http://www.bdtd.uerj.br/handle/1/22389 |
Data de defesa: | 20-Dez-2023 |
Aparece nas coleções: | Doutorado em Biociências |
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