The Measurements of Energy and Distribution of Scattered Electrons in Therapeutic X-Ray Beam

치료 방사선 선속(Flux)에 포함된 산란전자의 분포와 에너지 측정

Accurate knowledge of the distribution of contamination electrons ( which comes from mainly gantry head by Compton scattering, pair production, and tray: henceforth called leptons ) at the surface and in the first centimeters of tissue is essential for the clinical practice of radiation oncology. Such lepton tends to reduce or eliminate the ‘skin-sparing’ advantage of megavoltage photon beam radiotherapy, This information is needed to prescribe a absorbed dose to a skin volume at a few millimeter depth in high energy therapeutic radiation photon beam All experiments were done with 15 MV photon beam from a dual energy linear accelerator (Clinac 1800, Varian). Field size is defined by ranged from 10.0$\times$10.0 to 30.0$\times$30.0 $\textrm{cm}^2$. The absorbed dose and distribution of leptons in therapeutic radiation beam (15 MV) are investigated by means of variable blocked beams of 30.0$\times$30.0 $\textrm{cm}^2$ and dose beam profiles partly removed leptons with a copper plate. A numerous leptons mainly are distributed as shape of broad cone in the central photon beam and leptons path length in the water are shorter than 2.5 cm because of the leptons energy having around 3.0 MeV. These results clearly appears that the subtraction of leptons from the total depth dose curve not only lower the absolute dose in the buildup region and surface dose, it also causes a shift of d$_{max}$ to a deeper depth.

치료방사선 선형가속기에서 출력되는 광자선의 선속 (flux)에는 gantry head로부터 발생되는 오염전자를 포함하고 있으며, 오염전자의 발생은 주로 gantry head의 부속장비 또는 방사선 치료를 위해 gantry head 밑에 설치되는 부속장치 등에서 광자선과 매질의 전자쌍생성, 또는 컴프톤 산란전자 등의 물리적 현상으로 발생된다. 오염전자는 표면영역의 수cm 깊이의 선량 분포에 영향을 주고 있으며, 이것은 방사선 치료 시 skin-sparing 효과를 감소시키는 등 임상적인 측면에 영향을 주고 있다. 그러므로 선형가속기에서 발생되는 오염전자의 특성을 이해 할 필요가 있다. 본 연구는 선형가속기 (Clinac 1800, Varian )에서 출력되는 15MV 광자 선속에서 조사야의 크기가 0.0$\times$10.0 to 30.0$\times$30.0 $\textrm{cm}^2$에서 30.0$\times$30.0 $\textrm{cm}^2$ 대해 구리판(Cu)의 부분적 오염전자 제거 능력과, 조사야의 부분 차폐 방법을 이용하여 물팬톰 내의 선량분포의 변화를 측정하므로써 오염전자의 특성을 분석하였다. 그 결과 오염전자는 조사야의 중심축으로부터 넓게 퍼진 cone 모양의 분포를 하고 있었으며, 또한 오염전자가 갖는 평균 에너지는 약 3.0MeV로 나타났다. 그러므로 오염전자는 표면으로부터 2.5cm 깊이까지 분포하였다. 이러한 결과로써 광자선속에 포함된 오염전자를 제거하고 순수한 광자선을 이용한다면 buildup 영역 및 표면선량이 감소되고, 최대선량지점이 좀더 깊어진다.