INSTITUTO DE PESQUISAS ENERGÉTICAS E NUCLEARES
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Navegação IPEN por título da publicação "Calculation of dose point kernel values for monoenergetic electrons and beta emitting radionuclides"

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  • IPEN-DOC 27731

    MENDES, BRUNO M.; ANTUNES, PAULA C.G. ; BRANCO, ISABELA S.L. ; NASCIMENTO, EDUARDO do; SENIWAL, BALJEET; FONSECA, TELMA C.F.; YORIYAZ, HELIO . Calculation of dose point kernel values for monoenergetic electrons and beta emitting radionuclides: intercomparison of Monte Carlo codes. Radiation Physics and Chemistry, v. 181, p. 1-8, 2021. DOI: 10.1016/j.radphyschem.2020.109327

    Abstract: Targeted radionuclide therapy (TRT) and beta-emitting seeds brachytherapy (BSBT) exploit the characteristics of energy deposited by beta-emitting radionuclides. Monte Carlo (MC) modelling of electron transport is crucial for calculations of absorbed dose for TRT and BSBT. However, computer codes capable of providing consistent results are still limited. Since experimental validations show several difficulties, the estimation of electron dose point kernel (DPK) is often used to verify the accuracy of different MC codes. In this work, we compared DPK calculations for various point, isotropic and monoenergetic electron sources and several beta-emitting radioisotopes using the codes MCNP, EGSnrc, PENELOPE and TOPAS with different simulation options. The simulations were performed using latest versions of EGSnrc and Penelope, TOPAS version 3.3.1 and MCNP version 6.1 Monte Carlo codes. In our simulations, the geometrical model consists of a point electron source placed at the center of a water sphere emitting isotropically. The water sphere was divided into 28 shells and the energy deposition was scored within these shells. The radius of the outermost shell was 1.2R0, where R0 is the continuous slowing down approximation (CSDA) range. Five monoenergetic beta sources with energies of 0.05, 0.1, 0.5, 1 and 3 MeV were studied. Six beta-emitting radionuclides were also simulated: Lu-177, Sm-153, Ho-166, Sr-89, I-131 and Y-90. Monoenergetic electron simulations showed large deviations among the codes, larger than 13% depending on the electron energy and the distance from the source. In the cases where beta spectra of radionuclides were simulated, all MC codes showed differences from EGSnrc (used as reference value - RV) less than 3% within rE90 range (radius of the sphere in which 90% of the energy of the spectrum electrons would be deposited). TOPAS showed results comparable to EGSnrc and PENELOPE. DPK values for 0.1 MeV monoenergetic electrons, calculated using MCNP6, led to differences higher than ±5% from RV despite our attempts to tune electron transport algorithms and physics parameters.

    Palavras-Chave: point kernels; computer calculations; computerized simulation; electron emission; electrons; beta particles; radionuclides; monte carlo method; therapy; brachytherapy

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Autor: Maprelian

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O gerenciamento do Repositório está a cargo da Biblioteca do IPEN. Constam neste RI, até o presente momento 20.950 itens que tanto podem ser artigos de periódicos ou de eventos nacionais e internacionais, dissertações e teses, livros, capítulo de livros e relatórios técnicos. Para participar do RI-IPEN é necessário que pelo menos um dos autores tenha vínculo acadêmico ou funcional com o Instituto. Nesta primeira etapa de funcionamento do RI, a coleta das publicações é realizada periodicamente pela equipe da Biblioteca do IPEN, extraindo os dados das bases internacionais tais como a Web of Science, Scopus, INIS, SciElo além de verificar o Currículo Lattes. O RI-IPEN apresenta também um aspecto inovador no seu funcionamento. Por meio de metadados específicos ele está vinculado ao sistema de gerenciamento das atividades do Plano Diretor anual do IPEN (SIGEPI). Com o objetivo de fornecer dados numéricos para a elaboração dos indicadores da Produção Cientifica Institucional, disponibiliza uma tabela estatística registrando em tempo real a inserção de novos itens. Foi criado um metadado que contém um número único para cada integrante da comunidade científica do IPEN. Esse metadado se transformou em um filtro que ao ser acionado apresenta todos os trabalhos de um determinado autor independente das variáveis na forma de citação do seu nome.

A elaboração do projeto do RI do IPEN foi iniciado em novembro de 2013, colocado em operação interna em julho de 2014 e disponibilizado na Internet em junho de 2015. Utiliza o software livre Dspace, desenvolvido pelo Massachusetts Institute of Technology (MIT). Para descrição dos metadados adota o padrão Dublin Core. É compatível com o Protocolo de Arquivos Abertos (OAI) permitindo interoperabilidade com repositórios de âmbito nacional e internacional.

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