DESENVOLVIMENTO DE ALGORITMOS SIMULADORES DE FONTES RADIOATIVAS PLANARES PARA USO EM MODELOS COMPUTACIONAIS DE EXPOSIÇÃO
Algumas das irradiações a que o homem é submetido podem ser modeladas por um fantoma de voxels acoplado a um código Monte Carlo (MC) que simule o transporte da radiação pelos órgãos e tecidos do fantoma, a interação desta com os átomos constituintes do meio e a avaliação da energia depositada em reg...
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| Main Authors: | , , , |
|---|---|
| Format: | Article |
| Language: | English |
| Published: |
Brazilian Radiation Protection Society (Sociedade Brasileira de Proteção Radiológica, SBPR)
2013-10-01
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| Series: | Brazilian Journal of Radiation Sciences |
| Subjects: | |
| Online Access: | https://bjrs.org.br/revista/index.php/REVISTA/article/view/10 |
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| author | José Wilson Vieira Viriato Leal Neto José de Melo Lima Filho Fernando Roberto de Andrade Lima |
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| author_sort | José Wilson Vieira |
| collection | DOAJ |
| description | Algumas das irradiações a que o homem é submetido podem ser modeladas por um fantoma de voxels acoplado a um código Monte Carlo (MC) que simule o transporte da radiação pelos órgãos e tecidos do fantoma, a interação desta com os átomos constituintes do meio e a avaliação da energia depositada em regiões de interesse. Fantomas de voxels são objetos do trabalho de diversos pesquisadores e, atualmente, há modelos disponíveis para crianças, adolescentes e adultos dos dois gêneros. Há fantomas baseados em dados anatômicos e fisiológicos sugeridos pela ICRP bem como para pessoas fora destes padrões. Os códigos MC utilizados são muito bem referenciados, atualizados a cada nova versão e, portanto, confiáveis para utilização em pesquisa de dosimetria numérica. Em alguns códigos, como o EGSnrc, o pesquisador precisa, adicionalmente, desenvolver algoritmos para simular a fonte radioativa usada no seu modelo computacional de exposição (MCE). Este trabalho apresenta como algoritmo de uma fonte radioativa planar e isotrópica por rotação a função densidade de probabilidade (FDP) gaussiana padrão, submetida a um método de translação que desloca seu máximo ao longo do seu domínio, muda a sua intensidade e torna a sua dispersão em torno da média assimétrica à direita. O algoritmo foi usado para gerar amostras de fótons que emergem de um plano e atingem um semicírculo envolvendo um fantoma de voxels. A FDP que descreve este tipo de problema já é conhecida, mas a função geradora de números aleatórios (GNA) a ela associada não pode ser deduzida por técnicas MC diretas. Este é um problema importante porque pode ser ajustado para simulações envolvendo a radiação natural terrestre ou acidentes em clínicas ou indústrias onde o material radioativo se espalha em um plano. Algumas tentativas de se obter um GNA para a FDP do problema já foram implementadas pelo Grupo de Pesquisa em Dosimetria Numérica (GDN) de Recife-PE, Brasil, sempre usando a técnica MC de amostragem por rejeição. Este artigo seguiu metodologia dos trabalhos anteriores, exceto em um ponto: A FDP do problema foi substituída por uma FDP normal transladada. Para realizar comparações dosimétricas, foram utilizados dois MCEs: o MSTA (Mash STAnding, composto pelo fantoma de voxels adulto masculino em posição ortostática, MASH (MAle meSH), disponível pelo Departamento de Energia Nuclear (DEN) da Universidade Federal de Pernambuco (UFPE), acoplado ao código MC EGSnrc e com o GNA da fonte planar baseado na técnica de rejeição) e o MSTA_NT. Os dois MCEs são similares em tudo, exceto no GNA usado na fonte planar. Os resultados apresentados e comentados neste trabalho estabelecem o novo algoritmo para uma fonte planar a ser usado pelo GDN. |
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| institution | Kabale University |
| issn | 2319-0612 |
| language | English |
| publishDate | 2013-10-01 |
| publisher | Brazilian Radiation Protection Society (Sociedade Brasileira de Proteção Radiológica, SBPR) |
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| series | Brazilian Journal of Radiation Sciences |
| spelling | doaj-art-9a3f401b45c4433a923bd66ae0a5eefd2025-08-20T03:50:59ZengBrazilian Radiation Protection Society (Sociedade Brasileira de Proteção Radiológica, SBPR)Brazilian Journal of Radiation Sciences2319-06122013-10-011110.15392/bjrs.v1i1.107DESENVOLVIMENTO DE ALGORITMOS SIMULADORES DE FONTES RADIOATIVAS PLANARES PARA USO EM MODELOS COMPUTACIONAIS DE EXPOSIÇÃOJosé Wilson Vieira0Viriato Leal NetoJosé de Melo Lima Filho1Fernando Roberto de Andrade Lima2Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de Pernambuco Universidade de Pernambuco Universidade Federal de PernambucoInstituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de Pernambuco Av. Prof. Luís Freire, 500, CEP 50740-540 Recife, PE Departamento de Energia Nuclear - Universidade Federal de Pernambuco Av. Prof. Luís Freire, 1000, CEP 50740-540 Recife, PEEscola Politécnica de Pernambuco - Universidade de Pernambuco Rua Benfica, 455, CEP 50750-470 Recife, PE Departamento de Energia Nuclear - Universidade Federal de Pernambuco Av. Prof. Luís Freire, 1000, CEP 50740-540 Recife, PE Centro Regional de Ciências Nucleares - Comissão Nacional de Energia Nuclear Av. Prof. Luís Freire, 200, CEP 50740-540 Recife, PEAlgumas das irradiações a que o homem é submetido podem ser modeladas por um fantoma de voxels acoplado a um código Monte Carlo (MC) que simule o transporte da radiação pelos órgãos e tecidos do fantoma, a interação desta com os átomos constituintes do meio e a avaliação da energia depositada em regiões de interesse. Fantomas de voxels são objetos do trabalho de diversos pesquisadores e, atualmente, há modelos disponíveis para crianças, adolescentes e adultos dos dois gêneros. Há fantomas baseados em dados anatômicos e fisiológicos sugeridos pela ICRP bem como para pessoas fora destes padrões. Os códigos MC utilizados são muito bem referenciados, atualizados a cada nova versão e, portanto, confiáveis para utilização em pesquisa de dosimetria numérica. Em alguns códigos, como o EGSnrc, o pesquisador precisa, adicionalmente, desenvolver algoritmos para simular a fonte radioativa usada no seu modelo computacional de exposição (MCE). Este trabalho apresenta como algoritmo de uma fonte radioativa planar e isotrópica por rotação a função densidade de probabilidade (FDP) gaussiana padrão, submetida a um método de translação que desloca seu máximo ao longo do seu domínio, muda a sua intensidade e torna a sua dispersão em torno da média assimétrica à direita. O algoritmo foi usado para gerar amostras de fótons que emergem de um plano e atingem um semicírculo envolvendo um fantoma de voxels. A FDP que descreve este tipo de problema já é conhecida, mas a função geradora de números aleatórios (GNA) a ela associada não pode ser deduzida por técnicas MC diretas. Este é um problema importante porque pode ser ajustado para simulações envolvendo a radiação natural terrestre ou acidentes em clínicas ou indústrias onde o material radioativo se espalha em um plano. Algumas tentativas de se obter um GNA para a FDP do problema já foram implementadas pelo Grupo de Pesquisa em Dosimetria Numérica (GDN) de Recife-PE, Brasil, sempre usando a técnica MC de amostragem por rejeição. Este artigo seguiu metodologia dos trabalhos anteriores, exceto em um ponto: A FDP do problema foi substituída por uma FDP normal transladada. Para realizar comparações dosimétricas, foram utilizados dois MCEs: o MSTA (Mash STAnding, composto pelo fantoma de voxels adulto masculino em posição ortostática, MASH (MAle meSH), disponível pelo Departamento de Energia Nuclear (DEN) da Universidade Federal de Pernambuco (UFPE), acoplado ao código MC EGSnrc e com o GNA da fonte planar baseado na técnica de rejeição) e o MSTA_NT. Os dois MCEs são similares em tudo, exceto no GNA usado na fonte planar. Os resultados apresentados e comentados neste trabalho estabelecem o novo algoritmo para uma fonte planar a ser usado pelo GDN.https://bjrs.org.br/revista/index.php/REVISTA/article/view/10dosimetriamodelos computacionais de exposiçãoegsnrcfantoma de voxelsdistribuição normalmétodo de translação |
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