ارزیابی تأثیر حفاظ پلی اتیلن در دز معادل نوترونی حاصل از باریکه فوتونی 18mv یک شتاب دهنده خطی پزشکی

در سالهای اخیر، استفاده از فوتونهای با انرژی بالا در درمان تومورهای عمقی متداول شده است. به دنبال برخورد فوتونهای پرانرژی به ساختارهای متشکل از عناصر سنگین در سر دستگاه های شتاب دهنده خطی پزشکی فوتونوترون ها تولید می شوند. نوترونهای تولیدی به علت داشتن فاکتور وزنی پرتویی بالا اثر بیولوژیک بیشتری نسبت به فوتونها دارند و دز ناخواسته و غیر کنترل شده ای را به بیمار تحمیل می کنند. هدف از این تحقیق به حداقل رساندن دز معادل ناشی از نوترونهای ایجاد شده توسط فوتونها با قراردادن صفحاتی از پلی اتیلن با ضخامتهای مختلف در مسیر پرتوهای فوتونی پرانرژی بوده است. در این پژوهش، از مد فوتونی یک دستگاه شتاب دهنده خطی پزشکی الکتا برای تولید پرتوهای پرانرژی mv 18 در cm100=ssd استفاده شد. تابش دهی برای چهار میدان متقارن و دو میدان نامتقارن باز و همراه با ضخامتهای مختلفی از صفحات پلی اتیلن با پروتکل تابشی یکسانی انجام شد. قطعاتی از فیلمهای پلی کربنات خالص برای دزیمتری نوترونها در دو راستای تخت بیمار و عمود بر آن استفاده شد. فیلمها قبل از استفاده با یک چشمه پرتوزای am-be با مقادیر دز معیّنی تابش دهی شدند و منحنی کالیبراسیون آنها محاسبه شد. فیلمها پس از هر نوبت تابش دهی در هر یک از شرایط مورد نظر بر اساس پروتکل یکنواختی به مدت 3 ساعت در محلول خورنده سود n6 و در دمای ثابت 60 درجه قرار داده شدند تا قسمتهایی از فیلم ها که در اثر برخورد نوترون آسیب دیده بودند آشکار و توسط میکروسکوپ قابل رویت شوند. تعداد اثرهای حاصل از نوترون بر اساس فرمول کالیبراسیونی که قبلاً به دست آمده بود به معادل دز نوترونها در هر حالت بر حسب میلی سیورت به ازای هر گری دز تابشی فوتونی تبدیل شد. یافته های حاصل از این پژوهش نشان داد که با افزایش ابعاد میدان تابش فوتونی مقدار معادل دز نوترونی افزایش ولی در یک میدان ثابت با دور شدن از مرکز میدان مقدار آن کاهش می یابد. همچنین ملاحظه شد که با قرار گرفتن صفحات پلی اتیلن، به عنوان یک حفاظ نوترونی، در مسیر پرتوهای فوتونی پرانرژی دز معادل نوترونی در هر میدان تابش دهی به طور قابل توجهی کاهش می یابد و با افزایش ضخامت این حفاظ مقدار معادل دز نوترونی کاهش بیشتری می یابد. به نظر می رسد از آنجایی که فیلتر تخت کننده به نحوی طراحی شده که ضخامت آن در محور مرکزی نسبتاً زیادتر از لبه های آن باشد، در مرکز میدان، دز نوترونی بالاتری نسبت به نقاط پیرامونی آن وجود داشته باشد. پلی اتیلن با برخورداری از درصد نسبتاً بالایی از هیدروژن نقش قابل توجهی در کاهش معادل دز نوترونها دارد که بزرگترین سطح مقطع برخورد در بین هیدروکربن ها را با این عنصر دارد. بنابراین، هر چه ضخامت بیشتری از این حفاظ به کار برده شود انتظار می رود کاهش بیشتری در شار و در نتیجه معادل دز نوترونی وجود داشته باشد. نتایج این مطالعه تأییدی بر این نظریه بود و بر اساس آن می توان پلی اتیلن را به عنوان ماده ای مناسب برای حفاظت بیماران از پرتوهای نوترونی ناخواسته و غیرکنترل شده ناشی از بیمهای فوتونی پرانرژی شتاب دهنده های خطی پیشنهاد کرد.