Monte carlo yöntemi kullanarak nükleer radyasyonun dozimetrik hedeflerde doz hesabı
The calculation of dose for nuclear radiation dosimetric targets using monte carlo method
Yazar: SİNEM KELEŞ
Danışman: PROF. DR. AYŞE GÜNEŞ TANIR
Gazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Fizik Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2011
Konu: Fizik ve Fizik Mühendisliği = Physics and Physics Engineering
Dizin: Doz = Dose ; Monte Carlo Yöntemi = Monte Carlo Method ; Polietilen tereftalat = Polyethylene terephthalate ; Pozitronlar = Positrons

Özet:
Pozitron emisyon tomografide kullanılan radyoaktif izotopun pozitronlarının çift yok olma olayı sonucu yayınlanan fotonların ilerledikleri ortam içinde bıraktıkları dozu, deneysel olarak hesaplamak ve Monte-Carlo yöntemi kullanılarak bulunan sonuçlarla kıyaslamak bu çalışmanın temel amacıdır. Çalışmamızda hedef organ olarak beyin seçilmiştir. Beyin protokolü ile PET görüntüleme işlemi sırasında, fotonların, beyin içinde aldıkları yol boyunca bıraktıkları doz, deneysel olarak, jaszczak fantom içine belirli aralıklarla TLD'lerin yerleştirilmesi, ve fantom merkezine, farklı aktivitelerde F-18 FDG kaynağı konularak, PET çekimi yapılması sonrasında, TLD okumaları ile tespit edilmiştir. Yapılan deneysel çalışma geometrisine uygun şekilde, Monte-Carlo yöntemi kullanarak, MCNP'de, foton ve pozitron kaynaklarının, noktasal ve silindirik olma durumları için modellemeler yapılmış, hesaplanan tahmini teşhis dozları, deneysel PET çekimi sonuçları ile karşılaştırılmıştır. Ayrıca deneysel olarak yine beyin protokolü ile fantomlara yerleştirilen TLD'ler ile CT ve PET/CT çekimleri sırasında alınan dozlar TLD okumaları ile tespit edilmiştir. Gümüş (2008), tarafından önerilen analitik ifadeler kullanılarak beyin ve LiF materyalleri için durdurma gücü hesaplamaları yapılmıştır. Söz konusu materyaller için Monte-Carlo yöntemi kullanarak, MCNP'de noktasal pozitron kaynağı ile modelleme yapılarak, elde edilen doz ve akı değerlerinden durdurma güçleri hesaplanmış, analitik sonuçlar ve ICRU 37 verileri ile kıyaslanmıştır.

Abstract:
The main goal of this study is experimentally calculating the dose released by photons within the media that they proceed that are emitted as a result of pair annihilation of positrons of radioactive isotope used in positron emission tomography and compare them with the results achieved by Monte-Carlo method. Brain was selected as the target organ in our study. The dose released by photons during the course of their progress in brain during PET imaging with brain protocol was determined empirically by placing TLD in jaszczak phantom at certain intervals and placing F-18 FDG source with different activities to the centre of phantom and then making TLD readings after PET scanning. Modeling was performed for sources of photon and positron to be point and cylindrical in MNCP by Monte-Carlo method in line with experimental study geometry and estimated diagnostic doses were compared with the results of experimental PET scans. Moreover, doses acquired with brain protocol during CT and PET/CT scans with TLDs placed at phantoms were determined by TLD readings. Stopping power calculations were made with brain and LiF materials by using analytical forms used by Gümüş (2008). Stopping powers were calculated from the dose and flux values obtained by modeling with point positron source at MNCP by using Monte Carlo method and these were compared with analytical results and ICRU 37 data.