Düzleştirici filtresiz medikal lineer hızlandırıcı ile elde edilen yüksek enerjili foton hüzmelerinin Monte-Carlo benzeşimi
Monte-Carlo simulation of high energy photon beams created by flattening-filter free medical linear accelerator
Yazar: BORA SINDIR
Danışman: PROF. DR. İSMAİL BOZTOSUN
Akdeniz Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Fizik Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2022
Konu: Fizik ve Fizik Mühendisliği = Physics and Physics Engineering ; Radyasyon Onkolojisi = Radiation Oncology
Dizin: Doz dağılımı = Dose distribution ; Foton = Photon ; Hızlandırıcılar = Accelerators ; Monte Carlo benzetimi = Monte Carlo simulation ; Profil = Profile

Özet:
Bu tez çalışmasında, 10 MV'den yüksek enerjiye sahip Düzleştirici Filtresiz (DFsiz) lineer hızlandırıcının Monte Carlo benzeşiminin oluşturulması ve doğrulanması, yüksek enerjili foton hüzmelerinin kullanılacağı tıbbi ışınlamalardaki potansiyel zorlukların azaltılması için hedef yapısı ve hedef çekirdeğe bağlı olarak elde edilen frenleme foton hüzme değişiminin incelenmesi amaçlanmaktadır. Bu amaçla çalışmada 18 MV DFsiz Elekta Synergy lineer hızlandırıcısının benzeşimi FLUKA\Flair Monte Carlo (MC) programı ile oluşturulmuştur. Bu benzeşim su fantomu ölçüm verileri ile doğrulanmıştır. Radyasyon iletim parametrelerini belirleyen PRECESIO kartı, EM-CASCA kartı ile foton, elektron taşınım sınır değerlerinin benzeşim sonuçlarına etkisi değerlendirilmiştir. Bu değerlendirme sonucunda PRECESIO kartı, EM-CASCA kartının benzeşim sonuçlarını etkilemediği tespit edilmiştir. Aynı zamanda hesaplama sonuçlarını etkilemeyecek benzeşim bölgelerine yüksek enerjili elektron taşınım sınır değerlerinin atanması da benzeşim sonuçlarını etkilememiştir. Bununla birlikte hesaplama süresini azaltmıştır. Farklı kalınlıktaki WRe ve Ta materyali için lineer hızlandırıcı benzeşimleri oluşturulmuştur. Bu benzeşimlerden DFsiz foton hüzmesi için elde edilen YDD ve profil özellikleri değerlendirilmiştir. Son olarak çalışmada DFsiz lineer hızlandırıcısının MC benzeşimi oluşturularak doğrulandı. Bu benzeşim yeni hedef yapısının tasarlanması için kullanılabilir yöntemdir.

Abstract:
In this thesis, it was aimed to model and verify the Monte Carlo simulation of more than 10 MV energy Flattening Filter Free (FFF) linear accelerator. In addition, the proprieties of Bremsstrahlung photon beams were evaluated depending on the target structure and nucleus to reduce the potential difficulties in medical irradiation where high-energy photon beams are being used. The simulation of 18 MV FFF Elekta Synergy linear accelerator was created using FLUKA\Flair Monte Carlo (MC) program. This simulation was verified with experimental data obtained from the water phantom. The effects of the PRECISION card, EM-CASCA card, and photon, electron transport limit values on the simulation results were investigated. It was determined that the PRECESIO card and the EM-CASCA card did not affect the simulation results. At the same time, assigning high-energy electron transport limit values to regions that would not affect the calculation results and it did not affect the simulation results. Therefore, the computation time has been reduced. Linear accelerator simulations were modelled for WRe and Ta materials of different thicknesses. The Percentage Depth Dose (PDD) and profile of the FFF photon beam obtained from these simulations were evaluated. In conclusion, the MC simulation of the FFF linear accelerator was modelled and verified in the study. This simulation is the method that can be used to design the new target structure.