Estudo de uma metodologia para determinação da camada semirretudora utilizando o código de Monte Carlo PHITS

Resumo

Para a maioria dos propósitos, a qualidade de um feixe pode ser especificada em termos da camada semirredutora (CSR), que é a espessura de material necessária para reduzir à metade o kerma no ar , a um metro da fonte, de um feixe unidirecional de largura infinitesimal. Assim como para muitas outras grandezas de interesse radiológico, a CSR pode ser estimada via simulações que empregam Método de Monte Carlo (MMC). Dentre a variedade de códigos que empregam o MMC disponíveis, o Particles and Heavy Ions Transport Code System (PHITS) foi aquele adotado nesse trabalho. Primordialmente, foram realizadas simulações para determinar os espectros de raios-X provenientes da interação de feixes de elétrons com diferentes energias com um anodo de tungstênio. Cada um desses espectros foi, então, definido como distribuição de probabilidades para as energias da fonte de fótons em uma segunda rodada de simulações, em que foi possível estimar os espectros de radiação de diferentes qualidades de campos conforme especificadas pela bibliografia de referência; nessa etapa foi possível estimar a energia média do feixe  e os coeficiente de conversão para kerma no ar por unidade de fluência  para cada uma das qualidades. Os resultados obtidos nessa fase foram empregados para a definição das fontes de outros grupos de simulações, em que o kerma no ar foi quantificado, para cada configuração de fonte, para diferentes espessuras de um atenuador metálico de alumínio, o que também foi feito com os espectros para as mesmas qualidades de campos obtidos em um catálogo de referência. Ajustes de curvas sobre a dispersão dos pontos do kerma em função da atenuação possibilitaram estimar a CSR. Os resultados obtidos são consistentes com os valores descritos na bibliografia e evidenciam a eficiência da metodologia desenvolvida, mas também do emprego do código no intervalo de energia avaliado para os raios-X.