Estudo da contribuição do espalhamento nuclear não elástico de prótons na dose depositada em alvos com composição homogênea

Abstract

Due the differences between interaction physics process with matter for protons and photons, the proton beam tomography (pCT) has some vantages to comparison with conventional tomography. Also it is confirmed that usually pCT has better dose distribution and highest contrast resolution. The pCT allow not only view the internal structure of an object without destroying it, but also directly measure of volume density of electrons. Also it is confirmed that usually pCT has better dose distribution and highest contrast resolution. At the same time, there are many scientific and technical aspects to a detailed study: the capacity and limitations of the pCT methods are not well clarified. Through computations, based on Monte Carlo Method was carried out a detailed study of the contribution of non-elastic nuclear spreading, and together was compared with an analytical model for the deflection angle and the lateral deflection of protons in the target volume. The programs used were SRIM 2006 code and MCNPX v.2.50 code

Devido à diferença entre processos físicos de interação com a matéria para prótons e fótons, a tomografia com feixe de prótons (pCT) tem algumas vantagens em comparação com a tomografia convencional. A pCT permite não somente visualizar a estrutura interna de um objeto sem destruí-lo, mas também medir diretamente a distribuição de densidade volumétrica dos elétrons. Essa característica é muito significativa para algumas aplicações, por exemplo, o planejamento em radioterapia. Também está confirmado de modo geral que a pCT tem uma melhor utilização de dose e mais alta resolução em contraste. Ao mesmo tempo, existem ainda muitos aspectos científicos e técnicos para um estudo profundo: as capacidades e as limitações do método pCT não são bem esclarecidas. Através de cálculos computacionais, baseados no Método de Monte Carlo, foi realizado um estudo detalhado da contribuição do espalhamento nuclear não-elástico, bem como a influência de partículas secundárias (contribuição de prótons secundários na dose depositada), e junto foi comparado um modelo analítico para o ângulo de deflexão e a deflexão lateral do próton no volume alvo. Os programas utilizados foram o código SRIM 2006 e o código MCNPX v.2.50