Calculs de simulation des pertes d’énergie des photons dans l’eau liquide avec le code Monte Carlo GEANT4
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- 5 janvier 2025
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http://dx.doi.org/10.46411/jpsoaphys.2024.C24A.011
Section de la parution: Informations de publication
J. P. Soaphys, Vol 4, N°2 (2024) C24A11
Pages : C24A1-1 à C24A11-8
Informations sur les auteurs
Christian
Issoufou Arzika Alio*, Almoustapha Aboubacar
Laboratoire Climat-Environnement et Matériaux (LCEMR), Département de Physique, Université Abdou Moumouni, Niamey, Niger
Corresponding author e-mail : aliissou@yahoo.fr
RESUME
Dans le cadre du traitement des patients par des rayonnements ionisants, les paramètres thérapeutiques de la radiation sont modélisés de façon approchée avec une planification par ordinateur. Or, le degré de précision du calcul de simulation diffère d’un logiciel à l’autre selon les protocoles utilisés. Il est important de s’assurer que la dose calculée par le logiciel se rapproche de la dose nécessaire à administrer afin de minimiser les effets néfastes sur les cellules saines. L’eau étant considérée comme constituant majoritaire de la matière biologique, nous présentons dans le présent article des calculs de simulation des pertes d’énergie des photons dans l’eau liquide utilisant le code Monte Carlo GEANT4. Une étude comparative de nos résultats obtenus avec d’autres résultats notamment ceux tirés de la base des données de la référence standard (NIST ) a été faite pour les photons d’énergies de 0,001 à 20 MeV où il en est ressorti de très bons accords avec des coefficients de corrélation de 0,9902 et 0,9100 respectivement pour le libre parcours moyen et le coefficient d’atténuation massique. Enfin, un calcul de l’énergie déposée par ces photons dans l’eau a été effectué. Les résultats issus de ce calcul permettant d’estimer la dose déposée par lesdits photons sont importants à considérer en vue de minimiser le risque de dommage sur les cellules saines par la radiation lors des applications en radiothérapie et pour les besoins des diagnostics où la plage d’énergie utilisée est comprise entre 0.001 et 20 MeV.
Mots-Clés : GEANT4, Libre parcours moyen, Rayonnement ionisant, Coefficient d’atténuation massique
ABSTRACT
In the patients treating context with ionizing radiation, the radiation therapeutic parameters are modeled in an approximate manner with computer planning. However, the simulation calculation degree of precision differs from one software to another depending on the protocols used. It is important to ensure that the dose calculated by the software approximates the dose needed to be administered in order to minimize harmful effects on healthy cells. Water being considered as the biological matter majority constituent, we present in this article simulation calculations of the photon energy losses in liquid water using the Monte Carlo code GEANT4. A comparative study of our results obtained with other results in particular those taken from the standard reference database (NIST) was carried out for photons with energies from 0.001 to 20 MeV where very good agreements emerged with 0.9902 and 0.9100 correlation coefficients for the mean free path and the massive attenuation coefficient respectively. Finally, the energy deposited by these photons in the water calculation was carried out. The results resulting from this calculation making it possible to estimate the dose deposited by said photons are important to consider in order to minimize the risk of damage to healthy cells by radiation during radiotherapy applications and for the diagnostics purposes where the energy range used is between 0.001 and 20 MeV.
Keywords : GEANT4, Mean free path, Ionizing radiation, Mass attenuation coefficient
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