. 2017; 26(2): 53-61

Experimental and Simulation analysis of Radiation of the Beta Emitting Sources in a Magnetic Field

Berrin Çavuşoğlu1, Selda Sucu1, Hatice Durak2, Kadir Akgüngör3, Hakan Epik3, Türkan Ertay2
1Department Of Medical Physics, Dokuz Eylul University, Izmir, Turkey
2Department Of Nuclear Medicine, Dokuz Eylul University, Izmir, Turkey
3Department Of Physics, Dokuz Eylul University, Izmir, Turkey

INTRODUCTION: With the assumption of reducing the damage to the normal tissues using magnetic field in the radionuclide therapy, behavior of the beta particles under the magnetic field was investigated theoretically and experimentally.
METHODS: For the theoretical study, water-filled spherical medium and a beta particle source was formed by using Geant4 simulation software. After applying a homogenous magnetic field, the volume of points at which the particles interact with the medium was calculated by determining the ranges of particles. For the experimental study, the range of beta particles was examined using Ytrium-90 source and Gafchromic films. The setup was kept in normal room conditions or in the magnetic resonance imaging device. Then the irradiated films were analyzed by creating isodose curves.
RESULTS: With the increase of the magnetic field, the number of hits at the center was increased, but the number of hits at the outer boundaries decreased inversely proportional to the strength of the magnetic field. The change perpendicular to the magnetic field was greater compared to the change in parallel to the magnetic field. The volume of hits of beta particles got smaller with the increase of the magnetic field.
DISCUSSION AND CONCLUSION: When magnetic field is increased, the decrease in the number of interactions at the outer boundaries became more pronounced in perpendicular direction to the magnetic field. The effect of magnetic field was more apparent for higher energy beta particles than lower energy particles.

Keywords: Beta Radiation, Magnetic Field, Geant4 Monte Carlo Simulation, Ytrium-90


Manyetik Alanda Beta Yayan Kaynakların Işınımının Deneysel ve Simülasyon Analizi

Berrin Çavuşoğlu1, Selda Sucu1, Hatice Durak2, Kadir Akgüngör3, Hakan Epik3, Türkan Ertay2
1Medikal Fizik Anabilim Dalı, Dokuz Eylül Üniversitesi, Izmir, Türkiye
2Nükleer Tıp Anabilim Dalı, Dokuz Eylül Üniversitesi, Izmir, Türkiye
3Fizik Bölümü, Dokuz Eylül Üniversitesi, Izmir, Türkiye

GİRİŞ ve AMAÇ: Beta yayan radyoizotoplarla yapılan kanser tedavilerinde manyetik alan kullanılarak normal dokulara olan zararın azaltılmasının mümkün olabileceği varsayımı ile beta parçacıklarının manyetik alandaki davranışları teorik ve deneysel olarak araştırıldı.
YÖNTEM ve GEREÇLER: Teorik çalışmada, Geant4 programında içi su dolu küresel bir ortam oluşturuldu ve merkezine beta parçacığı kaynağı yerleştirildi. Homojen bir manyetik alan uygulanarak parçacıkların ortamla etkileştikleri noktaların hacmi parçacıklarının menzilleri belirlenerek hesaplandı. Deneysel çalışmada, beta parçacıklarının menzili Ytrium-90 kaynağı ve Gafkromik film kullanılarak incelendi. Düzenek normal oda koşullarında ve manyetik rezonans görüntüleme cihazında bekletildi. Işınlanan filmler izodoz eğrileri oluşturularak analiz edildi.
BULGULAR: Manyetik alan artmasıyla beraber merkezde etkileşim sayısında artma olduğu, merkezin dışında ise etkileşim sayısının manyetik alanla ters orantılı olarak azaldığı görüldü. Manyetik alana dik yöndeki değişim manyetik alana paralel yöndekine göre daha fazladır. Manyetik alanın artmasıyla beta parçacıklarını etkileştiği hacim küçülmektedir.
TARTIŞMA ve SONUÇ: Manyetik alan arttıkça, manyetik alana dik yönlerde merkezin dışındaki alanlarda etkileşim sayısındaki azalım daha belirgin olmaktadır. Manyetik alan etkisinin düşük enerjililere oranla yüksek enerjili beta parçacıklarında daha belirgin olduğu görülmüştür.

Anahtar Kelimeler: Beta radyasyonu, manyetik alan, Geant4 Monte Carlo Simülasyonu, Ytrium-90


Berrin Çavuşoğlu, Selda Sucu, Hatice Durak, Kadir Akgüngör, Hakan Epik, Türkan Ertay. Experimental and Simulation analysis of Radiation of the Beta Emitting Sources in a Magnetic Field. . 2017; 26(2): 53-61

Corresponding Author: Berrin Çavuşoğlu, Türkiye


TOOLS
Print
Download citation
RIS
EndNote
BibTex
Medlars
Procite
Reference Manager
Share with email
Share
Send email to author

Similar articles
Google Scholar