Modelagem computacional de um acelerador linear e da sala



Baixar 5.1 Kb.
Pdf preview
Página40/110
Encontro30.04.2021
Tamanho5.1 Kb.
1   ...   36   37   38   39   40   41   42   43   ...   110
# d

p
u
b
li
caç
õe

Ano 
Monte Carlo+linac
Monte Carlo


31 
 
2.4.1.  Modelagens do Beam-Line 
 
Conforme  mencionado  previamente,  um linac  é  um  equipamento  complexo  e 
de alto custo cujo desenvolvimento é feito apenas por uns poucos fabricantes. Foge ao 
escopo  deste  trabalho  apresentar  em  detalhes  as  características  de  cada  componente 
interno  de  um  linac  pois  o  funcionamento  geral  desses  aparelhos,  do  ponto  de  vista 
usual  das  simulações  computacionais  para  fins  de  transporte  da  radiação,  começa 
efetivamente com a geração dos elétrons primários.  Esses se originam em componentes 
fixos (fonte de alimentação, modulador, circulador. klystron/magnetron, dentre outros) e 
móveis  (canhão  de  elétrons,  bomba  de  vácuo,  guias  de  onda,  estrutura  aceleradora, 
dentre outros) do linac e são acelerados e conduzidos para o cabeçote através do gantry 
por  um  tubo  de  vácuo  até  alcançar  o  alvo.  Contudo,  nas  simulações  computacionais 
usualmente se representa a criação dos elétrons primários como uma fonte posicionada 
nas imediações do alvo contra o qual as partículas são lançadas. Maior aprofundamento 
sobre  os  diferentes  linacs  e  informações  específicas  sobre  teoria  e  funcionamento  de 
cada  um  de  seus  componentes  podem  ser  obtidas  a  partir  de  consagradas  publicações 
disponíveis  na  literatura  (GREENE  e  WILLIAMS,  1997,    HANNA,  2012, 
KARZMARK et al., 1993, DYK, 1999). 
Modelagens  computacionais  que  incluam  somente  os  componentes  do  beam 
line  são  úteis  para  diversas  finalidades  e  vários  estudos  já  foram  publicados  segundo 
esse enfoque. Credita-se (BEDNARZ, 2008) a McCALL et al. (McCALL et al., 1979) 
uma  dessas  publicações  pioneiras  mas,  segundo  ROGERS  (2006),  o  primeiro  estudo 
publicado  no  periódico  Physics  in  Medicine  and  Biology  (PMB)  envolvendo  uma 
aplicação  do  método  de  Monte  Carlo  (para  cálculo  da  resposta  de  um  detector  NaI 
usado para medir o espectro de um feixe de fótons usado em radioterapia) teria ocorrido 
mais de uma década antes (BENTLEY et al., 1967). De qualquer forma, àquela época 
pelo  menos  dois  grupos  dedicaram-se  a  criar  modelos  de  linacs  específicos 
considerando apenas os componentes do beam line. McCALL et al. (1979) estudaram a 
produção  de  fotonêutrons  no  próprio  linac,  ao  passo  que  PATAU  et  al.  (1978) 
apresentaram  resultados  de  espectros  de  energia  e  distribuições  angulares  de  fótons 
antes e depois de atravessarem o flattening filter
Muitos outros estudos apresentando modelagens mais ou menos complexas se 
seguiram (CHANEY et al., 1994, DING, 2002,  HUANG et al., 1981,  LOVELOCK et 
al., 1995, MOHAN et al., 1985), tendo em comum a ênfase em parâmetros relacionados 
ao  feixe  de  fótons  principal.  Pode-se  dizer  que  esses  tipos  de  modelagens  visando  à 
obtenção  de  parâmetros  dentro  do  campo  de  tratamento  (in–field)  vêm  sendo  bastante 
exploradas  desde então  e  formam a maior  parte  da  literatura  disponível.  A  figura 2.17 
ilustra uma modelagem do tipo beam line de um linac Varian. Nesse estudo, ZOUBAIR 
et  al.  (2013)  utilizaram  o  código  MCNPX  para  investigar  técnicas  de  redução  de 
variância  aplicáveis  à  simulação  de  linacs,  criar  arquivos  de  espaço  de  fase  (conceito 
que  será  abordado  na  próxima  seção)  e  validar  feixes  de  fótons  por  comparação  dos 


32 
 
resultados calculados para PDD e perfis laterais de dose com dados experimentais. No 
Brasil, reduzido é o número de publicações de estudos referentes à criação de modelos 
computacionais de linacs utilizando códigos baseados no método de Monte Carlo. Até o 
presente momento, o mais recente trabalho nesse sentido foi a modelagem, utilizando o 
código  MCNPX,  do  linac  Varian  600C/D  operando  a  6  MeV  (CANCINO,  2016).  A 
validação dos feixes de fótons para os campos de 5 x 5, 10 x 10 e 20 x 20 cm
2
 foi feita 
por comparação dos resultados calculado de PDD e perfis laterais de dose com medidas 
experimentais feitas com a utilização de uma câmara de ionização. 
 
 
Figura  2.17  –  Vista  3D  do  modelo  computacional  do  beam  line  do  cabeçote  de  um 
acelerador Varian. O cubo na parte inferior da figura é a representação de um fantoma 
de água de 30 x 30 x 30 cm
3
  (ZOUBAIR et al., 2013) 
 
2.4.2.  Modelagem Detalhada De Aceleradores Lineares 
 
Apesar de modelagens baseadas apenas no beam line serem úteis para diversas 
finalidades,  obviamente  apresentam  restrições  devido  à  ausência  de  um  ou  mais 
componentes da blindagem. Esses modelos simplificados não podem ser utilizados para 
calcular distribuições de dose devido a fótons ou nêutrons, fora do campo de tratamento
oriundas  da  radiação  espalhada  pelo  equipamento.  Comparativamente  aos  modelos  de 



Compartilhe com seus amigos:
1   ...   36   37   38   39   40   41   42   43   ...   110


©historiapt.info 2019
enviar mensagem

    Página principal