Yüksek enerjili x ışını ve elektron tedavilerinde nötron kontaminasyonu

Abstract

ÖZET.Tüm dünyada, elektron lineer hızlandırıcıları, radyoterapi üniteleri içerisinde gittikçe daha fazla yer almaktadır. Bu cihazlarda yüksek enerjili elektronlar metal hedefe çarptırılarak yüksek enerjili fotonlar üretilmektedir. Foton veya elektronun enerjisi; hedef, kolimatör, düzleştirici filtre ve diğer zırhlama maddelerinin (y,n) ve (e,n) reaksiyonları eşik değerini aştığı zaman nötron üretimi gerçekleşmektedir. Pek çok ölçüm göstermiştir ki, bu nötronların hastada oluşturduğu eşdeğer doz, birincil demet kaynaklı eşdeğer dozun çok küçük bir miktarı kadardır. Ancak, nötronun biyolojik etkileri üzerine yapılan son araştırmalar, nötron korunması üzerinde titizlikle incelemeler yapılmasına yol açmış ve bazı otoriteler hızlandırıcının kurulması aşamasında lisanslamaya baz olarak nötron kaçağını ölçme zorunluluğu getirmişlerdir. Sonuç olarak, hasta tarafından alınan doz ve hastane personelinin korunması için uygun zırhlamamn tespitinde, nötron doz ölçümü klinik önem arzetmektedir. Bu çalışmada yapılan ölçümler, Hacettepe Üniversitesi Onkoloji Hastanesinde bulunan Philips SL-25 lineer hızlandırıcıların tedavi odası labirentinde ve tedavi odası dışında Nuclear Enterprises Neutron Monitor NM2 ve Victoreen Neutron Survey Meter Model 488A cihazları kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Nötron doz hızı elektron ve foton için; alan, taşıyıcı kol açısı ve enerji gibi parametreler değiştirilerek ölçülmüş ve hastane personelinin aldığı nötron dozu değerlendirilmiştir. Nötron eşdeğer doz hızı, kapı kapalı iken labirent orta çizgisi boyunca 2 m aralıklarla ölçülmüş ve labirent başlangıcından itibaren uzaklığın fonksiyonu olarak bulunmuştur (eksponansiyel düşüş, onda birine indirmek için gerekli mesafe 4 m). Tedavi odası dışında, kapı kapalı iken nötron eşdeğer doz hızı, 25 MV X-ışını için 0.026 mrem/saat ve 22 MeV elektron demeti için sıfır bulunmuştur. Anahtar Kelimeler: yüksek enerjili lineer hızlandırıcı, fotonötronlar, nötron ölçümü. iv

ABSTRACT Electron linear accelerators are becoming the dominant radiotherapy treatment units around the world. In these machines high energy electrons impinging on metal targets produce high energy photons. Whenever the photon energy exceeds the (y,n) or electron energy exceeds the (e,n) reaction threshold of the target, collimator, flattening filter and other shielding materials, neutrons are produced. Many measurements have shown that these neutrons produce an equivalent dose in the patient which amounts to a very small fraction of the equivalent dose due to the primary beam. However, recent examinations of neutron biological effectiveness has led to a scrutiny of neutron protection requirements and many regulatory agencies require new installations to measure this neutron leakage prior to licensing. Consequently, the measurement of this neutron dose is of clinical importance in assessing the neutron dose received by patients and in providing proper shielding for the protection of the hospital staff. The experiments were carried out in the maze and out of the treatment room of Philips SL-25 linear accelerators of Oncology Hospital of Hacettepe University by using a Nuclear Enterprises Neutron Monitor NM2 and Victoreen Neutron Survey Meter Model 488A. Neutron dose rate measured with changing the parameters such as field, gantry angle and energy for both electron and photon. Also, the neutron doses received by hospital staff were assessed. Neutron equivalent dose rates were measured at 2 m intervals along the center line of the maze with the door closed and found as a function of the distance away from the beginning of the maze (exponential fall along the maze, with a tenth -value-distance of 4 m). When the door was closed, the neutron equivalent dose was found to 0.026 mrem/h for 25 MV X-rays and zero for 22 MeV electron beam out of the treatment room. Key words: high-energy linear accelerator, photoneutrons, neutron measurement.