اثر پارامترهاي فيزيكي موجود در شتابدهنده هاي خطي پزشكي بر ميزان آلودگي نوتروني

The effect of physical parameters in linear accelerators on neutron contamination production

آلودگي نوتروني به سبب اثر بيولوژيكي نسبي بسيار بالاي نوترون براي بيماران تحت پرتودرماني بسيار خطرناك است. هد شتابدهنده هاي خطي پزشكي از مواد با عدد اتمي بالا ساخته شده اند. از آنجايي كه آستانه توليد نوترون در اين مواد سنگين بالا است، آلودگي نوتروني در اجزاي هد شتابدهنده بسيار اهميت دارد. در اين پژوهش كليه قسمت هاي هد شتابدهنده مثل تارگت، فيلتر مسطح كننده، كوليماتور اوليه و ثانويه، فك ها،MLC و حفاظ اطراف هد توسط كد مونت كارلوييFLUKA شبيه سازي شده است. نتايج نشان مي دهد فيلتر مسطح كننده و MLC خود تشديد كننده توليد آلودگي نوتروني هستند و به صورت موضعي، شار نوترون را افزايش مي دهند. همچنين حفاظ اطراف هد لينك علي رغم نقش مناسب در كنترل بيم فوتوني، نقشي در كنترل شار نوترون ندارد، بلكه تشديد كننده توليد آن نيز مي باشد. ساير المان ها مثل فك ها، كوليماتورهاي اوليه و ثانويه علي رغم هدايت مناسب بيم فوتوني به سمت ميدان درماني بيمار، نقشي در كنترل شار نوترون نداشته و تشديد كننده ي توليد نوترون نيز مي باشند. بنابراين آلودگي نوتروني به هيچ عنوان قابل چشم پوشي نيست و پارامترهاي تاثير گذار در تشديد آن بايد به دقت مورد بررسي قرار گيرند و با اقدامات حفاظتي مناسب آسيب هاي ناشي از آن را كاهش داد.

The neutron contamination is very dangerous for the patients under radiotherapy due to the very high relative biological effect of the neutron. The medical linear accelerators head are made up of materials with a high atomic number. Since the threshold energy of neutron production in these heavy materials is high, the neutron contamination in the accelerator head is very important. In this research all parts of the accelerator’s head, such as Target, flattening filter, primary and secondary colimators, jaws, MLC, and the shield around the head are simulated by the FLUKA Monte Carlo code system.The results show that the flattening filter and MLC exacerbate the neutron contamination production and topically increase the neutron flux. Furthermore, the surrounding shield, in spite of its proper role in controlling the photon flux, plays no role in controlling the neutron flux, but also exacerbates it. Other elements, such as jaw and primary and secondary colimators, despite their role in guiding photon beam through the patient treatment field, they have no role in controlling the neutron flux, but also they exacerbating the production of neutrons. Therefore, the neutron contamination can not be neglected in any way, and the effective parameters in neutron contamination exacerbation should be thoroughly investigated, and the harmful effects of the neutron contamination should be minimizde by the appropriate protective shields.