Hadron terapide biyomalzemelerin ikincil nötron üretimine etkisi
The effect of biomaterials on secondary neutron production in hadron therapy
- Tez No: 728346
- Danışmanlar: DOÇ. DR. MUSTAFA HİCABİ BÖLÜKDEMİR
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Fizik ve Fizik Mühendisliği, Physics and Physics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2022
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Gazi Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Fizik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 143
Özet
Hadron terapi hızlandırılmış iyonlarla tümörleri yok etmek için kullanılan bir yöntemdir. Hadron terapide dozun büyük kısmı, birincil parçacık tarafından tümör hacmine verilmesine rağmen, terapötik ışınlar ile hastanın dokuları arasındaki etkileşimlerle üretilen ikincil parçacıkların katkısı nedeniyle ihmal edilemeyecek miktarda ek doz bırakılmaktadır. Özellikle nötronlar, tedavi edilen alandan çok uzağa enerji aktararak ikincil kanser riskini artırabilmektedir. Bu nedenle hadronlarla tedavide üretilen ikincil nötronları karakterize etmek çok önemlidir. Üretilen ikincil nötronlar detektörler veya Monte Carlo (MC) benzetimi gibi yöntemlerle belirlenebilmektedir. Bu tez çalışmasında PHITS Monte Carlo benzetim kodu kullanılarak ilk önce protonlarla tedavide baş plaka fantomunda kranyum yerine kullanılan biyomalzemelerin, Bragg pik ve ikincil nötron verimine etkisi incelendi. Daha sonra kranyuma en yakın sonuç veren üç biyomalzemenin He ve C iyon ışınlarının Bragg pik ve ikincil nötron üretimine etkisi incelendi. Biyomalzemelerin derin doz eğrileri, ikincil nötron üretimi, ikincil nötron dozu ve toplam doz sonuçlarına etkisi kranyumdan elde edilen sonuçlarla karşılaştırılarak değerlendirilmiştir. Sonuç olarak baş plaka fantomunda kullanılan biyomalzemenin yoğunluğu arttıkça proton ışını menzilinde %2,28–70,51 arasında azalma gerçekleşirken, proton başına ikincil nötron verimlerindeki kranyuma göre artış % 8,74-391 arasında değişmektedir. Baş plaka fantomunda kullanılan biyomalzemeler için He iyon ışını menzilleri kranyuma göre %4,3–52 arasında azalırken, He iyonu başına ikincil nötron verimleri kranyuma göre %7–38,5 arasında artış göstermektedir. C iyon ışını menzilleri ise kranyuma göre %7,2–52 arasında azalırken, C iyonu başına ikincil nötron verimlerinin kranyuma göre %7,6-36 arasında artış gösterdiği bulunmuştur. İkincil nötron üretimi ve dozlarla ilgili değişimler göz önüne alındığında kranyuma en yakın sonuçlar veren biyomalzeme politetrafloroetilen (PTFE) olmuştur.
Özet (Çeviri)
Hadron therapy is a method used to destroy tumors with accelerated ions. Although the majority of the dose in hadron therapy is delivered to the tumor volume by the primary particle, a negligible amount of extra dose is left due to the contribution of secondary particles produced by the interactions between the therapeutic beams and the patient's tissues. In particular, neutrons can increase the risk of secondary cancer by transferring energy far away from the treated area. Therefore, it is very important to characterize the secondary neutrons produced in treatment with hadrons. The secondary neutrons produced can be detected by methods such as detectors or Monte Carlo (MC) simulation. In this thesis, using the PHITS Monte Carlo simulation code, firstly, the effect of biomaterials used instead of the cranium in the slab head phantom in the treatment with protons on the Bragg peak and secondary neutron yield was investigated. Then, the effects of the three biomaterials that give the closest results to the cranium on Bragg peak and secondary neutron production of He and C ion beams were examined. The effects of biomaterials on depth dose curves, secondary neutron production, secondary neutron dose, and total dose results were evaluated by comparing them with the results obtained from the cranium. As a result, as the density of the biomaterial used in the slab head phantom increased, while the proton beam range decreased by 2,28-70,51%, the increase in the secondary neutron yields per proton compared to the cranium ranged between 8,74-391%. For the biomaterials used in the slab head phantom, He ion beam ranges decrease between 4,3-52% compared to the cranium, while the secondary neutron yields per He ion increase between 7-38,5% compared to the cranium. Also, C ion beam ranges decreased by 7,2-52% compared to the cranium, while the secondary neutron yields per C ion increased by 7,6-36% compared to the cranium. Considering the changes in secondary neutron production and doses, the biomaterial that gave the closest results to the cranium was polytetrafluoroethylene (PTFE).
Benzer Tezler
- Proton ve karbon demetlerinin doku eşdeğeri hedeflerle etkileşmesinin incelenmesi
Investigation of interactions of proton and carbom beams with tissue equivalent targets
FATİH EKİNCİ
Doktora
Türkçe
2019
Fizik ve Fizik MühendisliğiGazi ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MUSTAFA HİCABİ BÖLÜKDEMİR
PROF. DR. AYŞE GÜNEŞ TANIR
- Simulation of a toroidal gantry for proton therapy by fluka
Proton terapide kullanılacak toroidal gentrinin fluka ile benzetimi
MOSLEH ALI MOHAMMAD
Doktora
İngilizce
2024
Fizik ve Fizik MühendisliğiSakarya ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MEHMET BEKTAŞOĞLU
- Monte Carlo benzetim kodu kullanarak karbon ve lityum iyonlarının pankreas organında doz dağılımının incelenmesi
Investigation of the dose distribution of carbon and lithium ions in the pancreas organic using Monte Carlo simulation code
ŞERİFE ÖZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Fizik ve Fizik MühendisliğiKaramanoğlu Mehmetbey ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MEHMET EMİN KORKMAZ
- Theoretical investigation of relative biological effectiveness of heavy ions on some biological targets
Ağır iyonların bazı biyolojik hedefler üzerindeki bağıl biyolojik etkinliğinin teorik incelenmesi
ABDULBASIT FAIQ MOHAMMED MOHAMMED
Yüksek Lisans
İngilizce
2021
Fizik ve Fizik MühendisliğiVan Yüzüncü Yıl ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ ÖMER FARUK ÖZDEMİR
- CMS deneyindeki hadronik dış kalorimetre QIE kartlarındaki gürültünün belirlenmesi
The noise analysis of the QIE cards in the hadronic outer of the CMS experiment
CANSU UĞURUYAR
Yüksek Lisans
Türkçe
2013
Fizik ve Fizik MühendisliğiÇukurova ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AYSEL KAYIŞ TOPAKSU