DESENVOLVIMENTO DE ALGORITMOS SIMULADORES DE FONTES RADIOATIVAS PLANARES PARA USO EM MODELOS COMPUTACIONAIS DE EXPOSIÇÃO

Abstract

Algumas das irradiações a que o homem é submetido podem ser modeladas por um fantoma de voxels acoplado a um código Monte Carlo (MC) que simule o transporte da radiação pelos órgãos e tecidos do fantoma, a interação desta com os átomos constituintes do meio e a avaliação da energia depositada em regiões de interesse. Fantomas de voxels são objetos do trabalho de diversos pesquisadores e, atualmente, há modelos disponíveis para crianças, adolescentes e adultos dos dois gêneros. Há fantomas baseados em dados anatômicos e fisiológicos sugeridos pela ICRP bem como para pessoas fora destes padrões. Os códigos MC utilizados são muito bem referenciados, atualizados a cada nova versão e, portanto, confiáveis para utilização em pesquisa de dosimetria numérica. Em alguns códigos, como o EGSnrc, o pesquisador precisa, adicionalmente, desenvolver algoritmos para simular a fonte radioativa usada no seu modelo computacional de exposição (MCE). Este trabalho apresenta como algoritmo de uma fonte radioativa planar e isotrópica por rotação a função densidade de probabilidade (FDP) gaussiana padrão, submetida a um método de translação que desloca seu máximo ao longo do seu domínio, muda a sua intensidade e torna a sua dispersão em torno da média assimétrica à direita. O algoritmo foi usado para gerar amostras de fótons que emergem de um plano e atingem um semicírculo envolvendo um fantoma de voxels. A FDP que descreve este tipo de problema já é conhecida, mas a função geradora de números aleatórios (GNA) a ela associada não pode ser deduzida por técnicas MC diretas. Este é um problema importante porque pode ser ajustado para simulações envolvendo a radiação natural terrestre ou acidentes em clínicas ou indústrias onde o material radioativo se espalha em um plano. Algumas tentativas de se obter um GNA para a FDP do problema já foram implementadas pelo Grupo de Pesquisa em Dosimetria Numérica (GDN) de Recife-PE, Brasil, sempre usando a técnica MC de amostragem por rejeição. Este artigo seguiu metodologia dos trabalhos anteriores, exceto em um ponto: A FDP do problema foi substituída por uma FDP normal transladada. Para realizar comparações dosimétricas, foram utilizados dois MCEs: o MSTA (Mash STAnding, composto pelo fantoma de voxels adulto masculino em posição ortostática, MASH (MAle meSH), disponível pelo Departamento de Energia Nuclear (DEN) da Universidade Federal de Pernambuco (UFPE), acoplado ao código MC EGSnrc e com o GNA da fonte planar baseado na técnica de rejeição) e o MSTA_NT. Os dois MCEs são similares em tudo, exceto no GNA usado na fonte planar. Os resultados apresentados e comentados neste trabalho estabelecem o novo algoritmo para uma fonte planar a ser usado pelo GDN.

Keywords

• Dosimetria
• Modelos computacionais de exposição
• EGSnrc
• Fantoma de voxels
• Distribuição Normal
• Método de Translação