Absorbed Dose Analysis in Water for Proton Beam using PTRAN Code System

PTRAN 코드를 이용한 양성자선에 대한 물 흡수선량의 해석

The absorbed dose for proton beam in water was calculated using the PTRAN code system. The proton interactions with water and the description on absorbed dose calculations are discussed, and the file structure and an execution example of the PTRAN codes are described. For 60, 100, 150, 200, and 250 MeV proton beams it is demonstrated that the absorbed dose is determined from the sum of Coulomb interactions and nuclear reactions, and that the Bragg peak feature depends On the energy straggling and multiple scattering. The PTRAN code was useful for studying the fundamental mechanism of the absorbed dose to water for clinical proton beams.

본 연구에서는 PTRAN 전산코드를 사용하여 양성자에 대한 물 흡수선량의 분포를 계산하였다. 먼저 양성자와 물과의 상호작용에 대하여 정리하고 흡수선량의 계산과정에 대하여 기술하였다. 또한 PTRAN의 수송 알고리즘, 파일구조, 그리고 실행방법을 제시하였다. 본 결과에서는 양성자 에너지 60, 100, 150, 200, 250 WeV에 대하여 양성자에 의한 물 흡수선량의 분포가 쿨롱 상호작용과 핵반응의 합으로 주어지며, 브레그 봉우리의 형태가 에너지손실의 통계적 성질과 다중산란에 의존함을 보였다. 본 연구를 통하여 양성자에 대한 물 흡수선량의 구조 해석에 PTRAN 코드가 유용함을 알 수 있었다.