p650. تاثير چگالي بر توان توقف و بردِ پروتون در گاز پروپانِ معادل بافت در سايتهاي ميكرودزيمتري

The effect of the density on proton stopping power and range in propane-based tissue equivalent gas in microdosimetry sites

ميكرودزيمتري شامل مطالعه خواص ميكروسكوپي تابش‎هاي يونيزان، برهم‎كنش‎هاي آن‎ها و در نهايت الگوي ذخيره انرژي آن‎ها با تاكيد بر برهم‎كنش‎هاي غيريكنواخت و تصادفي است. ميكرودزيمترها ابزارهايي در ابعاد ميكرون هستند. شبيه‎سازي نواحي ميكروسكوپيك در جامدها با حجم‎هاي گازي با ابعاد موثر معادل آن مشكل تعيين جذب انرژي در حجم‎هاي سايز ميكرومتر را برطرف مي‎كند. بنابراين مي‎توان از حجم‎هاي گازي بزرگ معادل با آن استفاده كرد كه بايستي شرايط حفره براگ گري در اين سايت‎ها برقرار باشد. با تغيير چگالي مي‎توان سايت‎هاي ميكرودزيمتري با ابعاد مختلف را شبيهسازي كرد، لذا در اين مقاله سايت كروي با قطر حفره 1.27 سانتي‎متر حاوي گاز معادل بافت پروپان، را در نظر مي‎گيريم و با تغيير چگالي سايت‎هايي، با ابعاد 1، 2 ، 8 و 23 ميكرومتر را بدست مي‎آوريم. توان توقف پروتون را در اين گاز با استفاده از كد SRIM بدست آورده و سپس با برنامهاي كه به زبان فرترن نوشتيم، برد را محاسبه كرديم. به بررسي تاثير تغيير چگالي اين گاز بر توان توقف و برد پروتون پرداختيم. با وجودي كه گاز پروپان معادل بافت در حالت عادي چگالي ناچيزي دارد، تغيير و كاهش چگالي اين گاز منحنيهاي توان توقف و برد را به شدت تغيير ميدهد. مشاهده كرديم در حجم فيزيكي يكسان، در سايتهاي با ابعاد كوچكتر، متناسب با چگالي منحني توان توقف كاهش و برد پروتون افزايش خواهد داشت. همچنين مشاهده مي‎شود كه تفاضل نسبي بردهاي سايت‎ها، بر حسب انرژي در سايت‎هاي مختلف ثابت است ولي با افزايش اين كميت اين نسبت با تغييرات چگالي تغيير نخواهد كرد. در سايت 5 نسبت به سايت 8 ميكرون اين تفاضل 1.093 برابر و در سايت 2 ميكرون نسبت به 5 ميكرون اين كميت ۱.۶ برابر مي‎شود.

Microdosimetry is the study of the physical microscopic properties of ionizing radiations, their interactions, and their patterns of energy deposition, with particular emphasis on the inhomogenetic and stochastic nature of the interactions. Proportional counters are the principal instruments of microdosimetry. Simulation of microscopic regions in solids by geometrically similar gas volumes of equal effective dimensions (i.e. equal products of diameter and density) avoids the problem of determining energy absorption in micrometer sized volumes. So, it is possible to use large gas volumes which are equivalent to them, which the conditions of the Bragg–Gray cavity theory should apply to this Sites. By changing the density, we can simulate microdosimetry sites of different dimensions. In this article, we consider the spherical site with a diameter of 1.27 centimeters containing propane-based tissue equivalent gas. By changing the density of this gas, we achieve sites with dimensions of 1, 2, 8 and 23 micrometers. The proton stopping power in this gas is calculated by using the SRIM code, then a computer code has been written using FORTRANs programming language to calculate the particle range. We examined the density change effect of this gas on the proton stopping power and range. Although the propane gas has a relatively small density in the normal state, changing and decreasing the density of this gas fundamentally changes the proton stopping power and range curves. We observed that in the same physical volume and in sites with smaller dimensions, the stopping power will decrease and proton range will increase Proportional to density. It is also observed that the relative difference of the ranges of sites versus energy is constant in different sites, but with increasing of this quantity, this ratio will not change with the density changes. For 5 micron site it is 1.093 times higher compared to 8 micron site, and on a 2 micron site, it is 1.6 times higher than 5 microns site.