Monte Carlo Simulation for Dose Distributions from Ir-192 in Brachytherapy

근접 방사선치료용 이리듐 선원의 선량분포에 대한 몬데칼로 시뮬레이션

In this work we investigated through Monte Carlo calculations the physical characteristics of the absorbed dose from the Ir-192 source used in brachytherapy The Monte Carlo calculations were performed using the code EGS4, which was extensively modified in order to handle cylindrical sources, phantoms, and energy distributions to suit out own purpose. From the results of the calculations for the $\beta$ -rays, it was found that they contribute on the average 0.02% to The total absorbed dose in the distance range of 0.5-5.0 cm from the source. This is due to the face that, although most of the primary $\beta$ -rays are absorbed in the source and encapsulation material, the resulting low energy braking radiation from them contribute to such a distance. The absorbed dose in the encapsulation material varied on the average from 2.8% for platinum down to 1.1% for iron. The radial dose functions obtained by our Monte Carlo calculations were consistent within $\pm$3% with those of the TG-43 report for the radial distance interval 0.5-10.0 cm from the source. The user code we wrote in this work can be used for other sources of different sizes and so it can be very useful in designing and producing the sources for brachytherapy.

본 연구에서는 근접 방사선치료용 Ir-192 선윈의 흡수선량에 관한 물리적 특성들을 몬테칼로 계산을 이용하여 조사하였다. 몬테칼로 계산은 EGS4 코드로 수행하였으며 이를 위하여 원통형 선원과 팬텀 그리고 에너지 분포의 입력과 처리가 가능한 사용자 코드를 작성하였다. 베타선에 대한 계산 결과, 베타선들은 선원과 0.5-5.0 cm 거리에서 전체 흡수선량에 평균 0.02% 기여하는 것으로 나타났다. 이것은 초기 베타선들이 선원과 밀봉물질에서 대부분 흡수를 당하지만 이 과정에서 발생한 저에너지 제동복사 광자들이 원거리까지 기여하기 때문이다. 밀봉물질에 의한 흡수선량의 변화는 백금으로 취한 경우에 평균 2.8% 그리고 철로 취한 경우에 평균 1.1% 감소하는 것으로 나타났다. 몬테칼로 계산으로 구한 반경선량함수는 선원과 0.5-10.0 cm 반경거리 구간에 대하여 TG-43 보고서의 값들과 $\pm$3% 이내로 일치하였다. 본 연구에서 작성한 사용자 코드는 다른 종류 및 다른 크기의 선원에 대해서도 계산을 수행할 수 있어서 근접 방사선치료용 선원의 생산 및 가공에 관한 연구에 다양하게 이용될 수 있다.