Bazı element ve bileşiklerde 6 MV ve 18 MV Bremsstrahlung radyasyonu için ve bazı su fantomlarında tek enerjili X-ışınları için foton etkileşim parametrelerinin incelenmesi
Investigation of photon interaction parameters in some elements and compounds for Bremsstrahlung radiation of 6 MV and 18 MV and for monoenergetic X-ray beams in some water phantoms
Yazar: ALPDOĞAN ÇELİK
Danışman: YRD. DOÇ. DR. MURAT KURUDİREK
Atatürk Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Fizik Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2012
Konu: Fizik ve Fizik Mühendisliği = Physics and Physics Engineering
Dizin: X ışını = X ray

Özet:
Bu çalışmada bazı elementlerin ve bileşiklerin foton azaltma katsayıları, foton etkileşim tesir kesitleri ve etkin enerjileri 6 MV ve 18 MV`luk bremsstrahlung radyasyonu için deneysel olarak incelenmiştir. Elde edilen etkin foton enerjilerinden verilen bileşiklerin etkin atom numaraları ve elektron yoğunlukları hesaplanmıştır. Ayrıca tıbbi açıdan önemli suya eşdeğer çeşitli su fantomları için geniş foton enerji aralığında kütle azaltma katsayılarının enerjiye bağlı değişimi incelenmiş ve çeşitli enerji aralıklarında uygun fit denklemleri elde edilerek, ampirik formüller türetilmiştir.Element ve bileşiklerin öncelikle 6 MV ve 18 MV'luk fotonlar için deneysel olarak elde edilen kütle azaltma katsayıları kullanılarak, etkin atomik tesir kesitleri hesaplanmıştır. Elde edilen bu etkin atomik tesir kesitleri kullanılarak uygun bir interpolasyon formülü yardımıyla element ve bileşiklerin etkin enerji değerleri belirlenmiştir. Etkin enerji değerleri kullanılarak bileşiklerin etkin atom numarası ve etkin elektron yoğunlukları hesaplanmıştır. Ayrıca, suya eşdeğer çeşitli su fantomları için geniş bir foton enerji aralığında WinXcom programı yardımıyla kütle azaltma katsayıları elde edilerek, uygun enerji aralıklarında bu değerler interpole edilerek kullanılabilir ve pratik yeni fit denklemi oluşturulmuştur. Bulunan bu denklem verileri metodik veriler ile kıyaslanmıştır.Literatürde şimdiye kadar etkin atom numarası ve etkin elektron yoğunluğu gibi parametreler genellikle tek enerjili fotonlar için hesaplanmıştır. Bu çalışmada enerji açısından heterojen yapıdaki megavolt X-ışınları için ilk defa etkin atom numarası ve elektron yoğunluğunun bulunması için bir yöntem sunulmuştur. Ayrıca, çeşitli su fantomları için uygun foton enerji aralığında kullanılabilecek pratik fit denklemleri oluşturulmuştur. Elde edilen sonuçların metodik değerler ile uyumlu olduğu gözlenmiştir.

Abstract:
In this study, photon attenuation coefficients, photon interaction cross sections and effective photon energies of some elements and compounds have been investigated experimentally for bremsstrahlung radiation of 6 MV and 18 MV. From the obtained effective photon energies, the effective atomic numbers and electron densities have been calculated for the given compounds. Also, variation of mass attenuation coefficients with energy has been investigated in the wide energy range for some water-equivalent phantoms which are medically important, and empirical formulas were derived using the appropriate fit equations.Effective atomic cross sections of elements and compounds were calculated first by using experimental mass attenuation coefficients for 6 MV and 18 MV photons. These effective atomic cross sections were then used to determined effective photon energies of elements and compounds, with the help of appropriate interpolation formula. By using the effective energy values, effective atomic numbers and the effective electron densities have been calculated for compounds. Besides new, practical and also available fit equations have been derived by interpolation of mass attenuation coefficients for some water-equivalent phantoms in the appropriate energy regions.In the literature, up to now, the parameters such as the effective atomic number and effective electron density have been generally calculated for mono energetic photons. In the present work, a method has been presented for the first time to calculate effective atomic numbers and electron densities for megavolt X-rays which are heterogeneous in energy. Moreover, practical fit equations which can be used in appropriate photon energy regions have been derived for some water phantoms.