محاسبۀ کرنل‌ دزجذبی فوتون‌‌ در فانتوم همگن آب با استفاده از ابزار مونت کارلو geant4

امروزه یکی از روش‌های دزسنجی در پرتودهی‌ خارجی انجام محاسبات پیچش/برهم‌نهی با بهره‌گیری از کرنل دزجذبی فوتون‌ است. کرنل دزجذبی برابر با توزیع دزجذب شده حول محل برهم‌کنش فوتون بر واحد تعداد برهم‌کنش‌های اولیه انجام شده درون یک حجم کوچک از ماده است. هدف از انجام این پژوهش محاسبۀ کرنل دزجذبی فوتون و مطالعۀ رفتار شعاعی و زاویه‌ای آنها است. در این پژوهش کرنل دزجذبی با روش مبتنی‌بر ابزار مونت‌کارلو geant4 برای فوتون تک‌انرژی در بازۀ انرژیmev 5-mev0٫3 در یک مادۀ همگن در مختصات کروی محاسبه شده است. به‌منظور مطالعۀ دقیق، مقدار آن براساس ذرات باردار تولیدشده در برهم‌کنش‌های متوالی فوتون گروه‌بندی شد. با توجه به نتایج، مقدار کرنل دزجذبی با افزایش زاویه‌، نسبت به امتداد جهت فوتون اولیه، به سرعت کاهش می‌یابد. با افزایش فاصلۀ شعاعی از محل برهم‌کنش، مقدار آن افزایش و سپس شدیداً کاهش یافت. کرنل دزجذبی برای فوتون‌ با انرژی‌اولیۀ پایین حول محل برهم‌کنش تقریباً به صورت متقارن توزیع شد، درحالی که با افزایش ‌انرژی‌اولیه، در زاویه‌های روبه‌جلو توزیع شد.

calculation of photon absorbed dose kernel in a homogeneous water phantom by monte carlo geant4 toolkit

nowadays, convolution/superposition(c/s) is used to calculate absorbed dose distribution by using the absorbed dose kernel(adk). adk describes the absorbed dose distribution per number of interaction at a small volume around the point of photon interaction. the purpose of this study is to calculate adk and investigate its angular and radial behavior. in this study, adk is calculated in a homogeneous water phantom in the polar coordinates by using the monte carlo geant4 toolkit for monoenergetic photons with energies in the range 0.3mev-5mev. to study accurately, adk is divided into several groups in order of produced charged particle set in motion at each photon interaction. our result shows adk rapidly decreases as the polar angle, with respect to the incident photon direction, is increased. as the radial distance from the interaction point increases, adk is raised and then strongly decreased. adk is symmetrically distributed around the point of interaction for low incident photon energy while forward distributed for high incident energy photons.