6 MeV 전자선의 측정과 모의계산에 대한 연구

A Study on the Simulation and the Measurement of 6 MeV electron Beam

목적 : 6 MeV의 전자선에 대하여 Monte-Carlo기법을 이용한 모의계산(simulation)과 측정을 함으로써 측정값과 계산값을 서로 비교하고, 이러한 모의계산이 측정을 대신할 수 있을 만큼의 정확도가 있는지를 확인하고자 하였다. 방법 : 선형가속기에서 출력되는 전자선의 심부량 백분율(percent depth dose)을 물팬톰에서 반도체 검출기를 이용하여 조사야 $50{\times}50,\;100{\times}100,\;150{\times}150,\;200{\times}200\;mm^2$에 대하여 측정하였다. 전자선에 대한 선량을 결정하기 위한 모의계산은 EGS4 프로그램을 사용하였다. 결과 : 측정값과 계산값은 유사한 형태로 나타났는데 $100{\times}100\;mm^2$ 조사야 에서 선축상최대선량은 측정값과 계산값이 각각 14mm 와 15mm, 표면선량율은 각각 $76.94\%$ 와 $65.52\%$였다. 모의계산에서 표면선량율의 조사야에 따른 변화는 $64.43\%-66.99\%$이고 선축상최대선량은 15mm-18mm 였다. 결론 : 모의계산을 한 결과, 계산값이 측정값과 비교적 잘 일치한다는 것을 알았다. 표면선량율의 차이만을 제거하고 결과를 살펴보면 선축상 최대치등 방사선 치료에 주로 이용되는 부츤의 선량율에서는 모의계산이 측정을 대신할 수 있을 만큼의 정확도가 있다는 것을 확인하였다.

Purpose : We compared the calcualted percent depth dose curves of 6 MeV electron beam to that of measured to evaluate the usefulness of Monte-carlo simulation method in radiation physics. Materials and Methods : The radiation dose values of 6 MeV electron beam using EGS4 code with one million histories in water were compared values that were measured from the depth dose curve of electron beam irradiated by medical accelerator ML6M. The central axis dose values were calculated according to the changing field size. such as $5{\times}5,\;10{\times}10,\;15{\times}15,\;20{\times}20cm^2$. Results : The value calculated showed a very similar shape to depth dose curve. The calculated and measured value of $D_max$ at $10{\times}10cm^2$ cone is 15mm and 14mm respectively. The calculated value of the surface radiation dose rate is $65.52\%$ and measured one is $76.94\%$. The surface radiation dose rate has varied from $64.43\%$ to $66.99\%$. The calculated values of $D_max$ are in the range between 15mm and 18mm. The calculated value was fitted well with measured value around the $D_max$ area, excluding build up range and below the $90\%$ depth dose area. Conclusion : This result suggested that the calculation of dose value can be replace the direct measurement of the dose for radiation therapy. Also, EGS4 may be a very convenient program to assess the effect of radiation dose using by personal computers.