Determinación de coeficientes de dispersión en paciente y curvas de atenuación de dosis para haces de acelerador de 4 y 6 MV

Abstract

En el contexto de diseño de áreas controladas para haces de menos de 10 MV se produjeron curvas de atenuación en concreto y coeficientes de dispersión en paciente con valores de incertidumbre inferiores al 1%, mediante el uso de Geant4. Herramienta que nos permitió evaluar diferentes configuraciones geométricas, teniendo como parámetros de estudio los espectros del haz utilizados, las composiciones y densidades de los materiales usados y las dimensiones de los diferentes elementos físicos involucrados (barreras, volúmenes detectores, etc.).

Los resultados encontrados se dividen en dos líneas. Por un lado, desde el análisis de la atenuación del haz en concreto se obtuvieron, en primer lugar, curvas de atenuación para haces de 4 y 6 MV entre los cuales se tenían espectros de aceleradores como el Varian Clinac 21EX, Siemens, entre otros. Se verificó la tendencia que mostraba los datos encontrados y se comparó con resultados usados en la actualidad que aluden a valores de TVL fijos, o que diferencian un primer TVL y un TVL de equilibrio, encontrando que, como era de esperarse, los valores hasta ahora usados son conservativos susceptibles a ser mejorados. Un resultado adicional nos muestra claramente la dependencia entre los valores de atenuación y la densidad del material atenuador que corresponde con una relación de tipo lineal. Este resultado se considera de gran valor por proveernos una herramienta generalizadora valiosa a la hora de producir el valor de TVL para distintas densidades. Finalmente, se evaluaron tres diferentes composiciones de concreto dentro de las cuales estaba el concreto Portland donde se hizo evidente la relación entre la capacidad de atenuación con el número atómico efectivo de un material.

Una segunda línea de análisis se realizó a través de los coeficientes de dispersión en paciente. Desde este enfoque de análisis fue posible llevar a cabo la validación de las simulaciones hechas en este trabajo, por medio de la reproducción de los coeficientes de dispersión en paciente utilizados en la actualidad (publicados en el reporte 47 del OIEA y en el reporte 151 del NCRP) con la diferencia que en este trabajo logramos reportar las incertidumbres asociadas a cada valor. En segundo lugar, se propuso una geometría de cálculo más simple para estos coeficientes y que consideramos aborda de manera adecuada el problema de estudio, implicando con ello la obtención de incertidumbres mucho más pequeñas (menores al 1 %) sin que los resultados hallados difieran considerablemente de los utilizados en la actualidad. Finalmente, se logró calcular y reportar coeficientes de dispersión en paciente para una mayor cantidad de ángulos a los que se cuenta en la actualidad (esto gracias a que se redujo la incertidumbre de los mismos) y a partir de ellos se determinó que se ajustan de manera adecuada a una curva de tipo exponencial que nos proporciona una herramienta poderosa de generalización en caso de requerir en la práctica valores para ángulos no reportados.