Protonlar için bazı biyolojik materyallerde durdurma gücü ve doz hesaplamaları

---

Tezin Türü: Doktora

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Ondokuz Mayıs Üniversitesi, Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, Fizik Anabilim Dalı, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2015

Tezin Dili: Türkçe

Öğrenci: METİN USTA

Danışman: Mustafa Çağatay Tufan

Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu

Özet:

Bu çalışmada protonlar için insana ait farklı organ dokularının durdurma gücü, menzil ve doz hesaplamaları gerçekleştirildi. Durdurma gücü orta ve yüksek enerji bölgesinde, menzil ve doz değerleri ise orta enerji bölgesinde ayrı ayrı incelendi. Orta ve yüksek enerji bölgelerinde bu dokuların durdurma gücü değerleri dielektrik teori, Bethe-Bloch teorisi içerisinde etkin yük ve etkin ortalama uyarma enerjisi yaklaşımı ve farklı Monte Carlo yöntemlerini içeren FLUKA, Geant4 ve MCNPX programları kullanılarak hesaplandı. Bu amaçla, dielektrik teori için Drude tipi fonksiyon ile dokuların optik enerji kaybı fonksiyonları (OELF) oluşturulurken, etkin yük yaklaşımında ise yük yoğunluğu için Hartree-Fock-Roothaan (HFR) atomik dalgafonksiyonları kullanılarak analitik hesaplamalar yapıldı. Elde edilen durdurma gücü değerleri ile sürekli yavaşlama yaklaşımı (CSDA) kullanılarak menzil değerleri hesaplandı ve sonuçlar diğer teorik verilerle karşılaştırıldı. Bunu takiben, proton terapide kullanılan enerji aralığı için FLUKA, Geant4, MCNPX programlarıyla elde edilen durdurma gücü sonuçları ve analitik olarak elde edilen durdurma gücü sonuçlarının Geant4 içerisinde kullanılmasıyla bu dokuların doz hesaplamaları yapıldı. Hesaplanan doz ve menzil değerleri, in vivo doz ve menzil doğrulama yöntemlerinden biri olan ve FLUKA programıyla gerçekleştirilen ani gama sayımları sonuçlarıyla karşılaştırıldı. Referans değerlerle en iyi uyum oranını orta enerji bölgesinde dielektrik teori değerleri, orta ve yüksek enerji bölgesinde ise FLUKA değerleri verdi. Analitik ve Monte Carlo yöntemleri kullanılarak elde edilen menzil değerleri SRIM programı sonuçlarıyla genel olarak uyumlu olup, enerjiyle doğrusal olarak değiştiği gözlendi. Gama menzil değerleriyle en iyi uyumu MCNPX programının verdiği bulundu. Bu uyum oranını sırası ile FLUKA, Geant4, etkin yük yaklaşımı ve dielektrik teori değerleri gösterdi.