Resposta de um MOSFET comercial a feixes clínicos de fótons e elétrons usados em radioterapias

Resumo

Um dos dosímetros usados em radioterapia é o transistor de efeito de campo de metal-óxido-semicondutor (MOSFET), amplamente empregado em dosimetria in vivo. Este estudo investigou a resposta de um MOSFET comercial (STQ2HNK60ZR-AP) a feixes de fótons e elétrons de um acelerador linear clínico. O dano por radiação é tipicamente associado à dose recebida pelo dispositivo e se reflete em deslocamentos na curva característica do transistor. Neste trabalho, no entanto, uma abordagem diferente foi adotada: a resposta avaliada foi a corrente de dreno (ID) do feixe, integrada durante a exposição ao feixe. A ID sob irradiação (I_DX) foi obtida subtraindo-se a ID medida sem radiação, tornando o MOSFET funcionalmente semelhante a uma câmara de ionização ou detector de diodo. O transistor foi posicionado entre placas de água sólida em um campo de radiação de 10 × 10 cm², com uma distância fonte-superfície de 100 cm. A I_DX medida foi diretamente proporcional à taxa de dose do feixe, e a carga coletada mostrou dependência mínima na taxa de dose (<3%). Uma câmara de ionização Farmer foi usada como detector de referência. A resposta do MOSFET foi linear com a dose, e a dependência energética em feixes de fótons foi de aproximadamente 7% entre 15 MV e 6 MV. O fator de calibração variou em cerca de 6% em diferentes energias e tipos de feixe. Esses resultados destacam a necessidade de fatores de correção ao se usar um feixe diferente do feixe de calibração, a fim de atender ao limite de incerteza recomendado pela Comissão Internacional de Unidades e Medidas de Radiação para radioterapia (±5%). Os resultados são consistentes com os publicados anteriormente e apoiam a adequação do MOSFET para dosimetria de feixes de fótons de aceleradores lineares clínicos. Trabalhos futuros se concentrarão na avaliação de parâmetros de dosimetria clínica, como porcentagem de dose em profundidade, fator de saída e perfil do feixe.