Light-transport incorporated plastic scintillator response to prompt gamma-rays for use in range verification of proton therapy

闪烁体 布拉格峰 质子 蒙特卡罗方法 物理 质子疗法 航程(航空) 伽马射线 光学 核物理学 材料科学 探测器 统计 数学 复合材料
作者
A. Shahsavari,Nima Ghal-Eh,R. Najafabadi
出处
期刊:Nuclear Instruments and Methods in Physics Research [Elsevier BV]
卷期号:1049: 168036-168036
标识
DOI:10.1016/j.nima.2023.168036
摘要

In this study, the prompt gamma-rays (PGs) produced during the interactions of proton beams of various energies have been investigated using the MCNPX2.6 Monte Carlo code. Having considered a detection setup consisting of a thick lead collimator and a commercial plastic scintillator, the event-by-event data, generated by the PTRAC card of the MCNPX code, when the scintillator is exposed to PGs have been extracted before they are used in a dedicated light transport code, PHOTRACK. The plastic scintillator response when it is moved along the phantom axis determines the flux variation of proton-induced PGs which can be further related to the longitudinal deposition energy profile of protons, i.e., the Bragg curve. The present study shows that the Bragg peak location is ∼3.7 cm after the PG peak for different proton energies of interest. The uncertainty in the Bragg peak location data is about 0.02 cm which can be improved by taking into account the precise electron-transport simulation details.
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