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Fattore di ricombinazione ionica k sat per camere a ionizzazione piatte nella dosimetria di fasci di elettroni ad elevata dose per impulso Università Cattolica.

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1 Fattore di ricombinazione ionica k sat per camere a ionizzazione piatte nella dosimetria di fasci di elettroni ad elevata dose per impulso Università Cattolica di Roma Facoltà di Medicina e Chirurgia Scuola di Specializzazione in Fisica Sanitaria Andrea Pentiricci

2 camere a ionizzazione piatte nella dosimetria di fasci di elettroni ad alto dose rate sovrastima k sat con protocolli convenzionali 1.impiego di film MD-55-2 come dosimetri di riferimento (risposta indipendente dal dose rate) 2.controlli di qualità periodici: necessità delle c.i. piatte K sat (Vo) caratteristiche calibrazione (D W GAF ) confronto con i Fricke

3 IORT acceleratore non dedicato acceleratore dedicato NOVAC 7

4 movimenti modulatore movimenti testa

5 caratteristiche Novac 7 energia nominale: 3MeV, 5MeV, 7MeV, 9MeV dose rate: 30 mGy/pulse 60 mGy/pulse fasci collimati, applicatori piatti e angolati

6 MD – 55 – 2 elevata risoluzione spaziale risposta indipendente da materiale acqua equivalente OD aumenta con T e con il tempo di lettura post irraggiamento dose rate energia del fascio angolo incidenza del fascio irraggiamento in un intervallo di 2 h temperatura di lettura costante ( °C ) tecnica del doppio irraggiamento precisione < 1%

7 calibrazione MD – 55 – 2 linac convenzionale fasci di elettroni di energia Eo = 6.2MeV c.i. cilindrica di reference OD = è il primo irraggiamento a 10 Gy fit con polinomiale del 3° ordine ( R 2 = )

8 Eo = 4.4MeV, 5.6MeV, 7.2MeV indipendenza dallenergia del fascio

9 indipendenza dal dose rate mGy/pulse 28.9 mGy/pulse 56.8 mGy/pulse dosimetridosimetri di Fricke: risposta indipendente dal dose rate fino a 10Gy/pulse, maggiore precisione (0.4%) e minore incertezza rispetto ai film (1.6%<2.7%) MD-55-2 possono essere usate come dosimetri di riferimento per la dosimetria di fasci di elettroni ad alto dose rate

10 c.i. piatte 1. sovrastima di k ad alto dose rate elettroni non si attaccano alle molecole di ossigeno del gas dipendenza della risposta della camera dalla tensione di polarizzazione 2. per V>Vo non cè linearità tra 1/M e 1/V (no teoria di Boag) metodo delle 2 tensioni: dose corretta per leffetto di polarità, ma non per la ricombinazione ionica

11 tensione di soglia Vo per le camere piatte Boag theory Ms: estrapolazione lineare da 1/Mv vs 1/V Ms/Mv vs 1/V mGy/pulse V=200,240,300V > Vo fit lineare per V

12 posso ricavare valori di c la cui consistenza verifico determinando d eff per ogni c.i. i valori sono entro il 10% in accordo con i valori d della distanza nominale degli elettrodi della camera

13 dose assorbita in acqua per fasci prodotti dal Novac7 MD-55-2: 2.7% incertezza del 2.5% dovuta alla calibrazione dei film in quadratura con l1% della riproducibiltà OD c.i. : 2% protocollo AIFB

14 1.valori di D w TV non possono essere usati come valori asintotici 2.sovrastima del 20% rispetto ai film 3. f<0.95 ad alto dose rate nella valutazione di k devo considerare il contributo degli elettroni liberi alla carica raccolta

15 u=c/V p=frazione di elettroni liberi =p(V) (incertezza del 4%)

16 valori di p e c sono trovati con una procedura iterativa che minimizza le differenze tra primo e secondo membro dellequazione 53 mGy/pulse differenze tra Ms/Mv e k entro il 5% esistenza di una tensione soglia Vo

17 alto dose rate fit con polinomiale del secondo ordine differenze tra la curva e la bisettrice sono indicative del fattore di ricombinazione ionica alla tensione Vo, dato da:

18 k sat (Vo) = è ottenuto con camera Markus usando metodo delle 2 tensioni, ad un tipico dose rate di un acceleratore convenzionale valori sperimentali di ksat(Vo) sono fittati dallequazione più generale per k, tenuto conto che D w GAF è proporzionale a r

19 considerazioni 1.la camera Markus può essere utilizzata per determinare i valori di dose/pulse per fasci ad energia e dose rate differenti 2.i risultati non sono operativi per camere a ionizzazione dello stesso modello Burns e Mc Ewen: differenze nella separazione degli elettrodi di 0.16mm si riflette in una variazione dell8% in k per ogni c.i. bisogna trovare lappropriato ksat(Vo) in funzione del dose rate, utilizzando un dosimetro di riferimento

20 conclusioni 1.MD-55-2: dosimetri di riferimento 2. uso di c.i. piatte comporta una sovrastima del 20% nel calcolo di k 3.esistenza di una tensione di soglia Vo anche ad alto dose rate è confermata dal grafico di Ms/Mv vs 1/V stato dellarte: ogni camera necessita di uno specifico ksat(Vo) in funzione del dose rate, tramite un dosimetro di riferimento la cui risposta sia indipendente dal dose rate stesso

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