University of Jyväskylä | JYX Digital Repository

  • English  | Give feedback |
    • suomi
    • English
 
  • Login
JavaScript is disabled for your browser. Some features of this site may not work without it.
View Item 
  • JYX
  • Opinnäytteet
  • Pro gradu -tutkielmat
  • View Item
JYX > Opinnäytteet > Pro gradu -tutkielmat > View Item

Monte Carlo simulations of spectral properties of clinical photon beams with Geant4

Thumbnail
View/Open
1.6 Mb

Downloads:  
Show download detailsHide download details  
Authors
Laakkonen, Linda
Date
2019
Discipline
FysiikkaPhysics
Copyright
This publication is copyrighted. You may download, display and print it for Your own personal use. Commercial use is prohibited.

 
Tutkielma tehtiin yhteistyössä Varian Medical Systems Finland -yrityksen kanssa. Tutkielmassa keskityttiin ulkoiseen alle 15 MeV energian säteilylähteseen, jolla tarkoitetaan yleensä sitä, että säteilykeila on tuotettu lineaarikiihdyttimellä. Tutkielman tavoitteena oli tutkia fotonilähteen puolivarjoa vesifantomissa ja kohtion avulla synnytettyä fotonikeilaa sekä sen spektriä. Simulaatiot pyrkivät kuvaamaan fysikaalista tilannetta todenmukaisesti ja niistä saatava tieto on käytännössä hyvin vaikea saada kliinisen ympäristön ja ilmaisimien rajoitteissa. Informaatio on tärkeää sädehoidon laadunvalvonnalle ja sen suunnittelun kehitykselle. Tutkielmassa käytettiin apuna Monte Carlo -menetelmään perustuvaa Geant4 simulaatio- ja ohjelmointikirjastoa. Geant4-applikaation eri parametrejä tutkittiin ulkoisen fotonilähteen puolivarjon määritelmän avulla. Kolmea eri fysiikkakirjastoa verrattiin ja tulokset olivat samankaltaiset, mutta niissä näkyi myös eroja. Parametrien validoinnin jälkeen tutkittiin kolmen eri kohtiomateriaalin (volframi, lyijy sekä näiden yhdistelmä) hiukkas- ja energiaspektrejä. Spektreissä näkyi alkuaineille ominaiset karakteristisen säteilyn piikit sekä voimakas annihilaatiopiikki. Tulokset olivat samankaltaiset Varian Medical System -yrityksen tarjoaman datan kanssa. Energiaspektrien kulmariippuvuus havaittiin volframi ja lyijy kohtioille selkeästi kolmella eri kulmalla 0°, 5.7° ja 11.3°. Kulman kasvaessa muutos spektrissä näkyi huipun siirtymisenä matalemmille energioille ja hännän kurvikkuuden pienentymisenä. Kyseiset tulokset vaativat lisätutkimuksia. ...
 
This Master's Thesis was made in cooperation with Varian Medical Systems Finland. The main focus of the thesis is on the external photon beam with energy below 15 MeV. The aim of this thesis is to obtain information about the beam edge and the spectrum of the photon beam, which are difficult to measure in practice because of the clinical limitations. The information was obtained by Monte Carlo simulations with a Geant4 application. The effects of user-editable parameters of Geant4 were studied by looking at the behavior of the penumbra region of an external beam. There were three physics lists compared and calculated results showed similarity but rather big differences. After the validation of parameters, particle and energy spectra with three different targets (tungsten, lead, and a combination of these two) at the isocenter plane were studied. There were the characteristic peaks of the corresponding element and the annihilation peak shown in the spectra. These results were consistent with the older data provided by Varian Medical Systems. The angle dependence of spectra with tungsten and lead targets was shown to be significant with different angles 0°, 5.7° and 11.3°. The shape of the spectra detected to shift and curvaceousness of the tail decrease with an increasing angle. Further studies are needed to evaluate these results. ...
 
Keywords
Geant4 photon beam penumbra spectrum Monte Carlo -menetelmät fotonit sädehoito Monte Carlo methods photons radiotherapy
URI

http://urn.fi/URN:NBN:fi:jyu-201911184912

Metadata
Show full item record
Collections
  • Pro gradu -tutkielmat [24534]

Related items

Showing items with similar title or keywords.

  • Spectral analysis and quantum chaos in two-dimensional nanostructures 

    Luukko, Perttu (University of Jyväskylä, 2015)
    This thesis describes a study into the eigenvalues and eigenstates of twodimensional (2D) quantum systems. The research is summarized in four scientific publications by the author. The underlying motivation for this work ...
  • The equivalent photon approximation in one- and two-photon exchange processes 

    Yrjänheikki, Sami (2022)
    Tässä opinnäytetyössä johdetaan ekvivalentti fotoniapproksimaatio ja siihen liittyvä ekvivalentti fotonijakauma yhden ja kahden fotonivaihdon prosesseissa helisiteettipohjaista menetelmää käyttäen kvanttikenttäteorian ...
  • Merger of dark matter axion clumps and resonant photon emission 

    Hertzberg, Mark P.; Li, Yao; Schiappacasse, Enrico D. (Institute of Physics, 2020)
    A portion of light scalar dark matter, especially axions, may organize into gravitationally bound clumps (stars) and be present in large number in the galaxy today. It is therefore of utmost interest to determine if there ...
  • Event-by-event hydrodynamics and thermal photon production in ultrarelativistic heavy ion collisions 

    Holopainen, Hannu (University of Jyväskylä, 2011)
  • Massive quarks in NLO dipole factorization for DIS : Transverse photon 

    Beuf, G.; Lappi, T.; Paatelainen, R. (American Physical Society (APS), 2022)
    We calculate the light-cone wave functions for the QCD Fock components in a transverse virtual photon necessary for applications at next-to-leading order (NLO) in the QCD coupling, including quark masses. We present a ...
  • Browse materials
  • Browse materials
  • Articles
  • Conferences and seminars
  • Electronic books
  • Historical maps
  • Journals
  • Tunes and musical notes
  • Photographs
  • Presentations and posters
  • Publication series
  • Research reports
  • Research data
  • Study materials
  • Theses

Browse

All of JYXCollection listBy Issue DateAuthorsSubjectsPublished inDepartmentDiscipline

My Account

Login

Statistics

View Usage Statistics
  • How to publish in JYX?
  • Self-archiving
  • Publish Your Thesis Online
  • Publishing Your Dissertation
  • Publication services

Open Science at the JYU
 
Data Protection Description

Accessibility Statement

Unless otherwise specified, publicly available JYX metadata (excluding abstracts) may be freely reused under the CC0 waiver.
Open Science Centre