Dozymetria promieniowania jonizujÄ…cego
efekty perturbacyjne
Paweł Franciszek Kukołowicz
Zakład Fizyki Medycznej
Świętokrzyskie Centrum Onkologii
Frank H. Attix
Å‚
Å‚
Å‚
Å‚
Air
Nakładka zapewniająca
równowagę
Åšcianka komory
elektronowÄ…
wall
air air
ëÅ‚ öÅ‚ ëÅ‚ öÅ‚
S L"
air
D = Dwall Å"ìÅ‚ ÷Å‚ = Dwall Å"ìÅ‚ ÷Å‚
ìÅ‚ ÷Å‚ ìÅ‚ ÷Å‚
Á Á
íÅ‚ Å‚Å‚wall íÅ‚ Å‚Å‚wall
Dawka w wodzie
Gdy komora nie powoduje zmian strumienia.
ëÅ‚ Scol öÅ‚ ëÅ‚ Scol öÅ‚
Dwater = M Å" ND Å"ìÅ‚ ÷Å‚ ìÅ‚ ÷Å‚
ìÅ‚ ÷Å‚ ìÅ‚ ÷Å‚
Á Á
íÅ‚ Å‚Å‚water íÅ‚ Å‚Å‚air
Po uwzględnieniu zaburzenia, jakie wywołuje obecność komory
i zmianie notacji.
water
ëÅ‚ Scol öÅ‚
Dwater = M Å" ND Å"ìÅ‚ ÷Å‚ Å" pu
ìÅ‚ ÷Å‚
Á
íÅ‚ Å‚Å‚air
Scol L"
"
"
"
Efekty perturbacyjne - pu
" Stosunek dawki jaką strumień elektronów
obecny w punkcie pomiarowym w wodzie
wytworzyłby w powietrzu i rzeczywistej
średniej dawki we wnęce
Fotony
efekty perturbacyjne  pu
pu = prepl Å" pwall
prepl  opisuje zaburzenie dawki wywołane obecnością wnęki
powietrznej; ta poprawka zale\
y tylko od wielkości i
geometrii komory
pwall  ścianki komory są wykonane z innego materiału ni\

absorbent,
w którym są wykonywane pomiary; widmo elektronów jest
zatem trochÄ™ inne ni\
w absorbencie (med. - woda).
Poprawka pwall
water
ëÅ‚ Scol öÅ‚
Dwater = M Å" ND Å"ìÅ‚ ÷Å‚
ìÅ‚ ÷Å‚
Á
íÅ‚ Å‚Å‚air
Średnia dawka pochłonięta
we wnęce powietrznej
Warunek
Bragga-Greya
pwall
" Gruba ścianka (równowaga elektronowa)
 Dmed/Dwall = ?
" Dawka w ściance komory w porównaniu
do dawki we wnęce powietrznej
 Dwall/Dair = ?
Analiza sytuacji
" Åšcianka nie jest wystarczajÄ…co gruba, aby
zapewnić równowagę elektronową
" część elektronów powstaje w ściance, część w
otaczajÄ…cym absorbencie (zwykle wodzie)
 widmo elektronów jest widmem
charakterystycznym dla ścianki i otaczającego
absorbenta
" Warunek Bragga-Greya powinien zawierać inny
stosunek średnich zderzeniowych zdolności
hamowania
pwall
" Gruba ścianka (równowaga elektronowa)
med
µabs
ëÅ‚ öÅ‚
ìÅ‚ ÷Å‚
 Dmed/Dwall =
ìÅ‚ ÷Å‚
Á
íÅ‚ Å‚Å‚wall
" Dawka w ściance komory w porównaniu
do dawki we wnęce powietrznej
wall
med
wall
L" µabs
ëÅ‚ öÅ‚ ëÅ‚ öÅ‚
ëÅ‚ öÅ‚
L"
ìÅ‚ ÷Å‚
ìÅ‚ ÷Å‚
 Dwall/Dair = Dmed/Dair= ·
ìÅ‚ ÷Å‚
ìÅ‚ ÷Å‚ ìÅ‚ ÷Å‚
ìÅ‚ ÷Å‚
Á Á
íÅ‚ Å‚Å‚wall íÅ‚ Å‚Å‚air
Á
íÅ‚ Å‚Å‚air
pwall
med wall
µabs L"
ëÅ‚ öÅ‚ ëÅ‚ öÅ‚
ìÅ‚ ÷Å‚ Å"ìÅ‚ ÷Å‚
ìÅ‚ ÷Å‚ ìÅ‚ ÷Å‚
Á Á
íÅ‚ Å‚Å‚wall íÅ‚ Å‚Å‚air Gdy wszystkie elektrony
pwall =
med
pochodzą ze ścianki
L"
ëÅ‚ öÅ‚
ìÅ‚ ÷Å‚
ìÅ‚ ÷Å‚
Á
íÅ‚ Å‚Å‚air
Gdy część ą elektronów
pochodzi ze ścianki
med wall
1-Ä… z absorbenta, w
µabs L"
ëÅ‚ öÅ‚ ëÅ‚ öÅ‚
ìÅ‚ ÷Å‚ Å"ìÅ‚ ÷Å‚
którym określamy dawkę
ìÅ‚ ÷Å‚ ìÅ‚ ÷Å‚
Á Á
íÅ‚ Å‚Å‚wall íÅ‚ Å‚Å‚air + (1-Ä…)
pwall =
med
L"
ëÅ‚ öÅ‚
ìÅ‚ ÷Å‚
ìÅ‚ ÷Å‚
Á
íÅ‚ Å‚Å‚air
Wzór mógłby wyglądać tak:
îÅ‚ëÅ‚ µabs öÅ‚med ëÅ‚ L" öÅ‚wall Å‚Å‚
Dmed = M Å" ND Å" ìÅ‚ ÷Å‚ Å"ìÅ‚ ÷Å‚ + (1-Ä…)
ïÅ‚ìÅ‚ śł
÷Å‚ ìÅ‚ ÷Å‚
Á Á
ïÅ‚íÅ‚ Å‚Å‚wall íÅ‚ Å‚Å‚air śł
ðÅ‚ ûÅ‚
Poprawka prepl
analiza sytuacji
" Wprowadzenie wnęki powietrznej prowadzi do
sytuacji, w której strumień elektronów jest
większy ni\
w rzeczywistości
 elektrony uzyskujÄ… energiÄ™ kinetycznÄ… powy\
ej
punktu pomiarowego (środek komory)
Tu średnio elektrony uzyskują
tu mierzymy dawkÄ™
energiÄ™ kinetycznÄ…
Poprawka gradientowa
Poło\
enie efektywnego punktu pomiarowego
obliczyć średnią wartość fluencji elektronów w komorze
Fluencja na
osi komory Åš0
Wnęka
komory
Elektrony poruszają się tylko do przodu, stały gradient fluencji elektronów.
Poprawka prepl
" UmieszczajÄ…c komorÄ™ w punkcie na
głębokości d wyznaczamy dawkę, jaka
została pochłonięta powy\
ej tego punktu
" Dlatego Raport Wiedeński 277 mówi o
tzw. efektywnym punkcie pomiarowym
 dla Co60 0,5 promienia komory w kierunku
z
ródÅ‚a (+0,5·rinner)
 dla wy\
szych energii 0,75 promienia komory
w kierunku z
ródÅ‚a (+0,75·rinner)
Poprawka na elektrodÄ™ centralnÄ…
" Elektroda centralna mo\
e być wykonana z
ró\
nych materiałów
 grafit, plastik, aluminium
" nie odpowiada zatem powietrzu i wprowadza
zaburzenie
 grafit i plastik wprowadza zaniedbywalne
zaburzenie
 aluminium (?)
Aluminiowa elektroda centralna
(Farmer NE 2571)
" Zasadnicze pytanie odnosi siÄ™ do sposobu
kalibracji
 gdy uwzględniana jest perturbacja to nale\
y
uwzględniać ją w pomiarze
 Je\
eli nie to poprawka ta mo\
e zostać
zaniedbana
Efekt perturbacyjny  pu
elektrony
" pwall  powszechnie przyjmuje siÄ™, \
e je\
eli tylko ścianki komory
cylindrycznej są wykonane z materiału o niskim Z to pwall jest bliskie 1.
" pdis  Gradient dawki zmienia wraz z głębokością. Dlatego stosowanie
poprawki jako mno\
nika jest niepraktyczne. Raport 277 zaleca ustawianie
komory w efektywnym punkcie pomiarowym. Wartość efektywnego punktu
pomiarowego wynosi 0,5 · r.
" pcav  Dla wiązek elektronowych to zagadnienie jest dość zło\
one. Poprawka
silnie zale\
y od energii wiązki i głębokości na jakiej wykonano pomiaru. Dla
niskich energii i komór o du\
ej średnicy poprawka mo\
e osiągnąć wartość
nawet 0,96. Dlatego dla niskich energii zaleca się stosowanie komór
płaskich.
" pcel  Ta poprawka ma niewielki wpływ na niepewność pomiaru <0,2%.
Poprawka pcav
analiza sytuacji
" Poprawka fluencyjna nie pozwala na uwzględnienie
całego zaburzenia wynikającego z wprowadzenia wnęki
powietrznej
Elektrony są rozpraszane do wnętrza obszaru,
w którym znajdzie się wnęka powietrzna komory
z obszaru otaczajÄ…cego i sÄ… (woda) rozpraszane
na zewnÄ…trz; nie sÄ… (powietrze) rozpraszane za zewnÄ…trz.
STRUMIEC
ELEKTRONÓW W KOMORZE
JEST WI
KSZY NIÅ› W WODZIE
Podsumowanie
" Efekty perturbacyjne
 komora zaburza fluencję elektronów
" Poprawki na
 budowę ścianki komory
 zmianÄ™ spowodowanÄ… wprowadzeniem
obszaru powietrznego
 zmianÄ™ gradientu strumienia
 elektrodÄ™ centralnÄ…