بررسي مونت كارلويي محاسبه منحني هاي عمق - دز براي باريكه هاي الكتروني كم انرژي

Monte Carlo Study of Depth Dose Calculation for Low Energy Clinical Electron Beams

روش مونت كارلو معمولا يك روش محاسباتي دقيق براي استفاده در شبيه سازي هاي پزشكي مي باشد. كدهاي مونت كارلويي مانند MCNP و EGS با داده هاي تجربي ارزيابي شده اند. در اين كار، كد چند منظوره FLUKA براي دانستن محدوديتها و اشكالات و پرهيز از خطاهاي سيستماتيك در شبيه سازي و همچنين پيشنهادات بيشتر براي بهبود كدهاي محاسباتي، با كدهاي مونت كارلوي EGSPre , MCNP4C و ETRAN مقايسه شده است. منحني عمق-دز الكتروني از هر كد در بازه انرژي 10ke تا 20MeV در فانتوم آب بدست آمده است. تفاوت هاي كوچكي ميان اين كدها وجود دارد. فيزيك، سطح مقطع و توانايي هاي هر كد با ارزيابي نتايج مقايسه شده است. تمامي كدها تطابق خوبي در صعود و نزول منحني هاي عمقي دز با افزايش انرژي نشان مي دهند. قله منحي دز با افزايش انرژي بسمت عمق هاي بيشتر جابجا شده و همچنين پهن تر مي گردد. اين كدها تفاوت هايي در شيب صعود و نزول منحني عمق در خصوصا براي انرژي هاي بيش از MeV 10 را نشان مي دهند.

Monte Carlo method is the most accurate calculation method commonly used in clinical simulations. Although this method is worldwide used for treatment planning and dose calculation, there are still some debating problems due to the accuracy and calculation time of each code. Monte Carlo codes like MCNP and EGS has been calibrated with experimental data. In this work we have compared recent multipurpose FLUKA code with EGSnrc, MCNP4C, and ETRAN Monte Carlo codes for understanding their limitations, and to avoid systematic errors in the simulation, and to suggest further improvement for the codes. The electron depth dose obtained from each code has been compared with energy interval between 10keV to 20Mev in the water phantom. There are minor disagreements between the codes, the physics and cross section of each code has been compared to evaluate the results. Their timing and further capabilities of each code has been compared. All codes show great agreement in predicting the depth dose rise up and fall out, with energy increase. The depth dose peak shifts toward the deeper depths, and spreads with energy increase. The codes show difference in regard to the slope of rise and fall, which is more observable at energies above 10 MeV.