Оценка дозиметрических характеристик нейтронного излучения, генерируемого медицинским линейным ускорителем электронов

УДК 615.849.1:614.876
Авторы Веренич Кирилл Александрович
Кутень Семен Адамович, кандидат физико-математических наук, старший научный сотрудник
Хрущинский Аркадий Аркадьевич, кандидат физико-математических наук
Макаревич Кристина Олеговна
Миненко Виктор Федорович, кандидат биологических наук, доцент
Аннотация Линейные ускорители электронов используются для лучевой терапии с использованием фотонов высокой энергии. Эти фотоны генерируются в виде тормозного излучения при попадании высокоэнергетичных электронов на мишень из тяжелого металла. Фотоны с энергией свыше 10 МэВ вызывают появление вторичного нейтронного излучения вокруг линейного ускорителя. В статье изложены результаты моделирования транспорта нейтронов через выходную головку линейного ускорителя Клинак 2300C/D и помещение бункера с применением метода Монте-Карло. Промоделированы энергетические спектры нейтронов и оценена эффективная доза облучения от нейтронов вокруг головки ускорителя. Результаты моделирования показывают, что средняя энергия прямых нейтронов от головки ускорителя составляют порядка 0,5 МэВ, а энергия рассеянных нейтронов от стен снижается до тепловой (0,025 эВ). Дозовые нагрузки от нейтронов на персонал во время работы ускорителя значительно меньше допустимых уровней облучения.
Ключевые слова медицинский ускоритель электронов; Монте-Карло моделирование; тормозное излучение; нейтроны; доза облучения; лучевая терапия
  Литература
1. Ma, A. Monte Carlo study of photoneutron production in the Varian Clinac 2100C linac / A. Ma and others // Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry. 2008. Vol. 276. No. 1. Pp. 119-123.
2. Zabihinpoor S. Calculation of Neutron Contamination from Medical Linear Accelerator in Treatment Room / S. Zabihinpoor and others // Adv. Studies Theor. Phys. 2011. Vol. 5. No. 9. Pp. 421-428.
3. Neutron Contamination from Medical Electron Accelerators. Recommendations of the National Council on Radiation Protection and Measurements. – NCRP Report No. 79. – Bethesda, MD. 1995. –132 p.
4. Публикация 103 Международной Комиссии по радиационной защите (МКРЗ). Пер с англ. / Под общей ред. М.Ф. Киселева и Н.К. Шандалы. – М.: Изд. ОООПКФ «Алана», 2009. – 344 с.
5. Donahue, R.J. Distribution of Induced Activity in Tungsten Targets / R.J. Donahue, W.R. Nelson // SLAC-PUB-4728. – Stanford: Stanford Linear Accelerator Center, 1988. – 11 p.
6. Bednarz B.P. Detailed Varian Clinac accelerator modeling for calculating intermediate- and low-level non-target organ doses from radiation treatments. Ph. D. thesis / B.P. Bednarz. – Troy, 2008. – 144 p.
7. Tiegel G. Спецификации для моделей ускорителей Клинак 2100C, 2100C/D& 2300 C/D. [текст] / G. Tiegel. – 2011.
8. Chu T.-C. The measurement of photoneutron in the vicinity of Siemens Primus Linear Accelerator. IRPA-10: 10. international congress of the International Radiation Protection Association. [Электронный ресурс] – Hiroshima, 2000. – Режим доступа: http://www.irpa.net/irpa10/cdrom/ 00101.pdf . – Дата доступа: 02.05.2017.
9. Briesmeister J.F., Ed. MCNP-A General Monte Carlo N-Particle Transport Code, Version 4B2 // Los Alamos, NM: Los Alamos National Laboratory. – 1997. – 736 p.
10. Кутень С.А. Применение методов Монте-Карло в решении задач радиационной защиты и ядерной безопасности / С.А. Кутень [и др.] // Фундаментальные и прикладные физические исследования. 2010 – 2016 гг. : сб. тр. / под ред. С.А. Максименко ; редкол. : С.А. Максименко (отв. ред.) [и др.]. – Минск : Изд. центр БГУ, 2016. – 424 с.
11. International Commission on Radiological Protection. Conversion coefficients for radiological protection quantities for external radiation exposures. ICRP Publication 116. / N. Petoussi-Henss [и др.]; Ed. C.H. Clement. – [б. м.]: Pergamon Press, 2010. – 257 p. – (Annals of the ICRP).