在质子疗法场景中评估横跨蒙特卡洛代码的流浪中子剂量变异性
Maite Romero-Expósito1, Luka Pasariček2, Nicolas Arbor3
1The Skandion Clinic, von Kraemers allé 26, Uppsala 752 37, Sweden; Oncology Pathology Department, Karolinska Institute, Solnavägen 1, Solna 171 77, Sweden.
在质子疗法中,中子剂量计算在蒙特卡洛 (MC) 代码之间因核数据的差异而有显著差异. 这项研究量化了这些变化,为准确的中子剂量预测提供了一个基准.
科学领域:
- 医学物理 医学物理
- 辐射剂量计 辐射剂量计
- 计算科学 计算科学
背景情况:
- 蒙特卡洛 (MC) 模拟对于质子疗法剂量测量至关重要.
- 在各种MC代码,核模型和横截面库中,中子剂量估计存在显著差异.
研究的目的:
- 为了比较5个MC代码 (PHITS,MCNP,FLUKA,GATE,TOPAS) 中的中子流动和剂量等效计算.
- 评估不同核数据库和模型对临床质子束这些计算的影响.
- 为预测中子剂量预测的预期变化提供参考.
主要方法:
- 在一个水幻影中模拟了扩散布拉格峰 (SOBP) 质子束.
- 在场外位置使用默认和替代核数据评估了中子流动光谱和剂量等价值.
- 研究了质子对中子截面和不同截面库的影响 (JENDL-5,JEFF-3.3,TENDL-2021).
主要成果:
- 质子剂量分布在代码之间显示出很高的一致性 (<2毫米的空间变化).
- 根据核数据,中子流动变化高达130%,剂量等价变化高达88%.
- 质子截面显著影响了中子光谱,而不是中子截面.
结论:
- 横截图库的选择是MC中子剂量计算变化的主要驱动因素.
- 虽然默认的MC设置显示内部一致性,但实验性基准测试对于质子疗法中准确的中子剂量预测至关重要.
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