Modelagem computacional de um acelerador linear e da sala


 Linacs – funcionamento e principais componentes



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2.2. Linacs – funcionamento e principais componentes 
 
Em função do alto custo dos materiais e da complexidade envolvida no projeto 
e  construção  dos  linacs,  existem  poucos  fabricantes  desses  equipamentos  no  mundo. 
Cada  um  incorpora  aos  produtos  suas  próprias  soluções  tecnológicas  mas,  no  geral, 
pode-se afirmar que um acelerador linear de uso médico típico possui, comumente, pelo 
menos os componentes ilustrados na figura 2.1. O conjunto de componentes destacadas 
à  esquerda  da  figura  tem  a  finalidade  de  fornecer  energia  e  suporte  estrutural  ao 
cabeçote (destacado à direita da figura), além de produzir e acelerar o feixe de elétrons 
primários  que  serão  posteriormente  utilizados  no  cabeçote.  Ao  conjunto  de 
componentes  móveis  que  dão  suporte  ao  cabeçote  do  acelerador  dá-se  o  nome  de 
gantry,  que  pode  ser  rotacionado  ao  redor  de  um  eixo  horizontal  em  praticamente 


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qualquer ângulo  de  forma  a  permitir  o  melhor  posicionamento  do  feixe  com  relação  à 
região  a  ser  tratada  no  paciente.  A  figura  2.2  apresenta  um  esquema  ilustrativo  da 
disposição  dos  diferentes  componentes  no  interior  de  um  linac.  A  figura  2.3  mostra 
alguns  dos  componentes  internos  listados  nas  figuras  anteriores.  Sabe-se  que  embora 
esses  componentes  produzam  alguma  quantidade  de  radiação  durante  o  processo  de 
aceleração dos elétrons, isso representa apenas uma fração muito pequena da quantidade 
total  produzida  no  equipamento.  Portanto,  por  não  influenciarem  significativamente  a 
dose  sobre  o  paciente,  essas  estruturas  não  receberam  maior  atenção  ao  longo  deste 
trabalho. 
 
Figura 2.1 – Ilustração de um linac típico e seus componentes principais. Adaptado da 
tese de PhD de BEDNARZ (2008) 
 
Figura  2.2  –  Ilustração  esquemática  dos  principais  componentes  de  um  linac  típico. 
Adaptado de PODGORSAK et al. (1985) 
Fonte de alimentação 
Pulsed modulator 
Klystron ou Magnetron 
AFC servo (opcional) 
Circulador (opcional) 
Canhão de elétrons 
Estruturas do acelerador 
Sistema de vácuo 
Magneto de deflexão 
Alvo 
Suporte do alvo 
Colimador primário 
Flattening filter 
Colimador secundário (jaws) 
MLC 
Blindagem radiológica 
Canhão de 
elétrons 
Acelerador de 
guia de ondas 
Suporte 
Gerador de 
potência RF 
Gantry 
Trajetória dos 
elétrons 
Alvo 
Isocentro 
Eixo do 
gantry 
Mesa de 
tratamento 
Eixo da 
mesa 


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Figura 2.3 – Alguns componentes internos de um linac. a) Alvo. b) canhão de elétrons. 
c) acelerador de guia de ondas. Fonte: (PODGORSAK, 2005) 
 
O conjunto conhecido como cabeçote possui diversos componentes. O bending 
magnet  (ou  magneto  de  deflexão)  é  utilizado  para  alterar  a  trajetória  dos  elétrons 
primários fazendo  com  que  sejam  direcionados  contra  um  alvo  visando  à  produção  de 
raios  X  em  um  processo  conhecido  como  radiação  de  bremsstrahlung  (do  alemão 
bremsen = quebrar, e strahlung = radiação). Ao atingirem o alvo, os elétrons interagem 
com  o  campo  elétrico  dos  núcleos  atômicos  ou  com  a  eletrosfera  destes,  sendo 
defletidos.  A  energia  cinética  perdida  nessa  deflexão  é  convertida  nos  fótons  de 
frenamento  que  comporão  o  feixe  útil  do  equipamento.  O  alvo  é  geralmente  feito  de 
cobre  ou  tungstênio.  Como  o  processo  de  conversão  de  elétrons  em  fótons  de 



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