báo cáo đánh giá suất liều hấp thụ từ nguồn xạ trị trong sử dụng đồng vị phóng xạ bằng chương trình mcnp5

ĐNH GI SUT LIU HP THỤ TỪ NGUỒN
XẠ TRỊ TRONG S DỤNG ĐỒNG VỊ PHNG XẠ
BNG CHƯƠNG TRNH MCNP5
Khoá luận:
SVTH : Ngô Văn Thương
GVHD: TS.Trương Th Hng Loan
GVPB : TS.Lê Bo Trân
ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ.HCM
ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
KHOA VẬT LÝ- VẬT LÝ KỸ THUẬT
BỘ MÔN VẬT LÝ HẠT NHÂN
2
VN Đ
ĐẶT VẤN ĐỀ
Gii pháp để gii quyết vấn
đề nêu trên cũng chính là
mục đích của khoá luận
này
Kho sát phân bố suất liều từ ngun xạ tr trong và
đánh giá an toàn bức xạ cho môi trường xung quanh.
3
MỤC TIÊU
NỘI DUNG
 Tìm hiểu an toàn bức xạ trong y tế.
 Tìm hiểu và áp dụng chương trình MCNP5.
 Nghiên cứu phân bố suất liều từ ngun xạ tr trong bằng
phần mềm MCNP5.
 Đánh giá an toàn bức xạ cho cơ quan lân cận và nhân
viên bức xạ.
ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP
4

Đối tượng nghiên cứu
• Ngun phóng xạ dạng cầu và trụ.
• Nằm trong phantom người bệnh.
Phương pháp nghiên cứu
• Chương trình MCNP5 đánh giá phân bố suất liều.
• Dùng Matlab để vẽ hình.
5
NỘI DUNG CN THC HIN
ThemeGallery is
a Design Digital
Content &
Contents mall
developed by
Guild Design
Inc.
ThemeGallery is
a Design Digital
Content &
Contents mall
developed by
Guild Design
Inc.
Mô hình Mô phỏng Xử lý
MIRD-5
Visual editor
CÁC BƯỚC THỰC HIỆN
6
ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU
MIRD-5
 Dựa trên phantom người trưởng

thành hai tay ép sát vào ngực của
TS.Snyder và Fisher (1966).
 Gm 22 cơ quan nội tạng và
nhiều vùng cơ thể được gi đnh
tương đương.
 Cơ sở xây dựng mô hình
phantom trên MCNP5.
MÔ HÌNH MIRD-5
7
Bảng 1. Thành phần và mật độ của một số mô theo phantom bia.
Nguyên tố Mô xương Mô phổi Mô còn lại
H 7,04 10,21 10,47
C 22,79 10,01 23,02
N 3,87 2,80 2,34
O 48,56 75,96 63,21
Na 0,32 0,19 0,13
Mg 0,11 0,01 0,02
P 6,94 0,01 0,24
Si 0,17 0,23 0,22
Cl 0,14 0,27 0,14
K 0,15 0,20 0,21
Ca 9,91 0,00 0.00
/>ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU
8
ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU
Visual Editor
Có ưu thế trong mô t
hình học phức tạp.
Giao diện sử dụng
đơn gin.

Có nhiều tally hỗ trợ
trong việc tính toán.
CHƯƠNG TRÌNH MCNP5
9
ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU
Công cụ
Số liệuĐồ thị
XỬ LÝ SỐ LIỆU
10
PHƯƠNG PHÁP
Nguồn
99m
Tc,
133
Xe
Khối u
Các cell cơ
lân cận
MÔ HÌNH BÀI TOÁN
11
PHƯƠNG PHÁP
Chu kì bán rã 6,02 (giờ)
Khối lượng riêng 11 (g/cm
3
)
Chu kì bán rã 5,243 (ngày)
Khối lượng riêng 3,507 (g/cm
3
)
99m

Tc
133
Xe
Nguồn xạ trị trong
12
PHƯƠNG PHÁP
Dạng cầu Dạng trụ
Hình dạng nguồn sử dụng trong mô hình
Bán kính 0,5 cm Bán kính đáy 0,5 cm
Chiều cao 1 cm
NGUỒN SỬ DỤNG
13
PHƯƠNG PHÁP
Tally *F8: Tính toán liều hấp thụ trung bình tại một cell
N
i
i1
1
*F8 E (MeV)
N



(3.1)
Trong đó:
vào ra
E E E  
N số hạt gieo trong MCNP.
Trong khóa luận này N=10
6

hạt.
14
(3.3)
PHƯƠNG PHÁP
10
*F8(MeV)
D(Gy) 1,602.10
m


(3.4)
Trong đó m khối lượng cell m(g) = V(cm
3
).d(g/cm
3
)
Thông thường để xét liều cho mô cơ quan
sử dụng đơn vị là Gy hoặc rad
Tally *F8
15
PHƯƠNG PHÁP
Thẻ FMESH
Mô hình voxel
 Chia cell thành
nhiều voxel nhỏ.
 Làm giảm thời gian
tính toán với những
hình dạng phức tạp.
 Hiện nay FMESH
được sử dụng cho

tally F4.
 Dùng để khảo sát
phân bố suất liều.
16
KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
Khoanh vùng liều ảnh hưởng lên mô và vùng lân cận trên
phantom MIRD-5 theo mặt phẳng (xoz) được vẽ bằng
Matlab và sử dụng card FMESH.
KẾT QUẢ
17
KẾT QUẢ
Suất liều giới hạn P trong ngày sau thời gian t giờ (tuần
6 ngày, ngày t giờ) là:
6,68
P mrem / h
t

(3.7)
(3.5)
Một ca chiếu xạ trong thời gian 4 h ngày liều giới hạn
cho phép là: 0,0334 Gy
KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
Xác định suất liều giới hạn cho mỗi ca điều trị (4h)
18
KẾT QUẢDẠNG CU
Bảng 3.3. Giá tr liều tích luỹ từ ngun dạng cầu của các cơ quan:(Gy)
Mô Khối lượng (g)
133
Xe
99m

Tc Tỷ số
Phi 1000 0,56000 0,1360 4,12
Thn 310 0,02140 0,0052 4,12
Tim 330 0,26600 0,0647 4,11
L lch 180 0,05350 0,0138 3,88
Tụy 100 0,03940 0,0094 4,19
Bng quan 45 0,00965 0,0020 4,83
Tuyn ức 20 0,24600 0,0554 4,44
Tuyn gip 20 0,03740 0,0087 4,30
Tuyn thượng thn 14 0,06190 0,0148 4,18
D dy 250 0,06210 0,0144 4,31
Rut non 400 0,01730 0,0039 4,44
Rut gi 365 0,01120 0,0028 4,00
Gan 1800 0,02540 0,0061 4,16
No 1400 0,00860 0,0020 4,30
Xương 10000 0,03390 0,0086 3,94
Da 2600 0,03000 0,0072 4,17
Cc cơ quan khc 70000 0,03670 0,0089 4,12
21
Bảng 3.4. Giá trị liều với cơ quan bị ảnh hưởng với nguồn dạng cầu (Gy)
KẾT QUẢ
KHOANH VÙNG ẢNH HƯỞNG NGUỒN DẠNG CU
DẠNG CU
KẾT QUẢDẠNG TRỤ
Bảng 3.5. Giá tr liều tích luỹ từ ngun dạng trụ của các cơ quan: (Gy)
22
Mô Khối lượng (g)
133
Xe
99m

Tc Tỷ lệ
Phi 1000 0,36800 0,13500 2,73
Thn 310 0,01350 0,00479 2,82
Tim 330 0,16300 0,06050 2,69
L lch 180 0,03590 0,01330 2,70
Tu 100 0,02610 0,00955 2,73
Bng quan 45 0,00570 0,00193 2,95
Tinh hon 35 0,00004 0,00002 2,00
Tuyn ức 20 0,14800 0,05370 2,76
Tuyn gip 20 0,01990 0,00815 2,44
Tuyn thượng thn 14 0,04540 0,01650 2,75
D dy 250 0,03810 0,01370 2,78
Rut non 400 0,01120 0,00403 2,78
Rut gi 365 0,00699 0,00262 2,67
Gan 1800 0,01580 0,00589 2,68
No 1400 0,00531 0,00198 2,68
Xương 10000 0,02290 0,00835 2,74
Da 2600 0,01870 0,00686 2,73
Cc cơ quan khc 70000 0,02310 0,00848 2,72
21
Bảng 3.6. Giá trị liều với cơ quan bị ảnh hưởng với nguồn dạng trụ (Gy)
KHOANH VÙNG ẢNH HƯỞNG NGUỒN DẠNG TRỤ
KẾT QUẢDẠNG TRỤ
25
KẾT QUẢ
Bảng 3.6: Giá trị liều với cơ quan bị ảnh hưởng với nguồn dạng trụ (Gy)
Bảng 3:4 Giá trị liều với cơ quan bị ảnh hưởng với nguồn dạng cầu (Gy)
Phân bố 3D đối với ngun dạng hình trụ và dạng hình cầu.
Dạng trụ có ưu thế hơn trong ca tr bệnh này.
PHÂN BỐ 3D HAI DẠNG NGUỒN

22
KẾT QUẢ
AN TOÀN BỨC XẠ CHO NHÂN VIÊN
 Hệ số hình học phơi chiếu:
2
30.180
k = = 0,17
4π50
23
KẾT QUẢ
AN TOÀN CHO NHÂN VIÊN CHĂM SC
 Người đứng cách bệnh nhân 50 cm, nhận liều trong 4 h là:
55
4,68.10 .0,17 = 0,7956.10 Gy 7,956 Gy 33,2 Gy

   
 Kết qu cho thấy nếu nhân viên đứng xa bệnh nhân từ 50 cm
trở đi thì an toàn.
 An toàn cho nhân viên làm việc trong 4 h là:
33,2 Gy
24
KẾT LUẬN
 Tìm hiểu về các khái niệm về an toàn bức xạ trong y tế.
 Chương trình mô phỏng MCNP5, phantom MIRD-5
 Từ mô hình xây dựng được, tính toán phân bố liều hấp thụ
xung quanh v trí đặt ngun xạ tr
 Đánh giá mức độ nh hưởng lên cơ quan hình xung quanh
cũng như đối với người nuôi bệnh, nhân viên và bác sĩ tham
gia điều tr.
KẾT LUẬN