Fotones y neutrones producidos durante la interacción de electrones de 10 y 15 MeV con una laminilla dispersora

Abstract

Cuando un LINAC para radioterapia opera con voltajes de aceleración superiores a los 8 MV se producen neutrones como radiación secundaria. Estos depositan una dosis indeseable en el paciente. Dependiendo del tipo de tumor y su localización, el tratamiento con un LINAC se hace con haces de fotones o de electrones, que producen neutrones a través de reacciones (γ, n) y (e, e´n) respectivamente. Debido a que la sección eficaz de la reacción (γ, n) es 137 veces mayor que la reacción (e, e´n), la mayoría de los estudios se han enfocado a los fotoneutrones. Debido a la eficiencia radiobiológica de los neutrones, es importante determinar su producción en LINACs. El objetivo de este trabajo fue determinar las características de los fotones y neutrones que se producen cuando un haz de electrones de 2 mm de diámetro se hace incidir sobre una laminilla de tungsteno de 1 cm de diámetro y 0.5 mm de espesor localizada en el centro de un cascarón de tungsteno de 10 cm de espesor, usado para representar el cabezal del acelerador. El estudio se hizo mediante métodos Monte Carlo con el código MCNP6 para electrones de 10 y 15 MeV. Se estimaron los espectros de fotones y neutrones en 6 detectores puntuales, cuatro localizados en puntos equidistantes del centro de la laminilla, y dos a 50 cm y a 1 m del haz de electrones. Además, se determinaron los espectros de los fotones y neutrones producidos y con esto se calculó la dosis equivalente ambiental de los neutrones. Se observó que los fotones y neutrones producidos, así como la H*(10) incrementan conforme se aumenta la energía de los electrones. Los neutrones se producen en mayor cantidad en el cascarón de tungsteno y algunos alcanzan a escapar del mismo.