Дозиметрия терапевтического протонного пучка фазотрона ОИЯИ на основе полимерных плёнок Gafchromic EBT-3

Хасенова, Индира Женсбековна Отделение ядерно-топливного цикла (ОЯТЦ)
Бесплатно
В избранное
Работа доступна по лицензии Creative Commons:«Attribution» 4.0

В ходе работы была проведена дозиметрия протонных пучков со средней энергией на входе в кабину 171 МэВ. Результаты измерения, полученные при помощи мини полупроводникового детектора и воздушной ионизационной камеры Markus, подтвердили приемлемость и возможность применения плёнки для дозиметрии протонного пучка фазотрона ОИЯИ. Были измерены и построены глубинные распределения поглощённой дозы терапевтического и более моноэнергетического, специально сформированного для проведения измерений, протонных пучков. Помимо всего вышеизложенного, был оценен вклад так называемого “quenching” эффекта в погрешность и неточность показаний полимерной пленки EBT -3.

Введение …………………………………………………………………………………………………………………….. 10
1 Обзор литературы……………………………………………………………………………………………………… 14
1.1 История протонной терапии ……………………………………………………………………………………. 14
1.2 Взаимодействие протонов с веществом…………………………………………………………………….. 15
1.3 Особенности модифицированного и немодифицированного пиков Брэгга ………………….. 18
1.4 Основы дозиметрии протонного пучка …………………………………………………………………….. 23
1.5 Quenching effect ……………………………………………………………………………………………………… 24
1.6 Возможности и перспективы протонной терапии ………………………………………………………. 26
2 Формирование глубинного дозного распределения терапевтического протонного пучка
фазотрона ЛЯП ОИЯИ …………………………………………………………………………………………………. 27
2.1 Фазотрон ЛЯП ОИЯИ …………………………………………………………………………………………….. 27
2.2 Многокабинный медико – технический комплекс Лаборатории ядерных проблем ОИЯИ 30
2.3 Система транспортировки и формирования протонного пучка фазотрона ЛЯП ОИЯИ …. 32
2.4 Модификация глубинных дозных распределений с помощью гребенчатых фильтров …… 35
3 Материалы и оборудование ……………………………………………………………………………………….. 37
3.1 Плёночный дозиметр Gafchromic EBT-3 …………………………………………………………………… 37
3.1.1 Описание и характеристика плёночного дозиметра Gafchromic ………………………………… 37
3.1.2 Особенности плёночного дозиметра Gafchromic EBT-3 …………………………………………… 39
3.1.3 Калибровка пленочного дозиметра Gafchromic ЕВТ-3 …………………………………………….. 40
3.2 Одномерный анализатор дозного поля (минидозограф) ……………………………………………… 42
3.3 Воздушная ионизационная камера Markus ………………………………………………………………… 45
4 Экспериментальная часть ………………………………………………………………………………………….. 47
4.1 Измерение глубинно-дозного распределения пучков, при помощи одномерного
анализатора дозного поля (минидозографа)……………………………………………………………………. 47
4.2 Калибровка радиохромной пленки Gafchromic EBT – 3 ……………………………………………… 51
4. 3 Облучение пленки Gafchromic EBT – 3 под углом 5 º дозой 2,5 Гр……………………………… 54
4. 4 Облучение 13 пленок Gafchromic EBT – 3 с ионизационной камерой Markus ……………… 57
Заключение …………………………………………………………………………………………………………………. 60
5 Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и ресурсосбережение ……………………….. 62
6 Социальная ответственность ……………………………………………………………………………………… 84
Список литературы ……………………………………………………………………………………………………… 98
Приложение А …………………………………………………………………………………………………………… 101

Проблема роста числа онкологических заболеваний с каждым годом
становится все более актуальной. Всемирная организация здравоохранения
выдает неутешительную статистику, на основании которой, можно сделать
вывод о том, что каждый год от онкологических заболеваний в мире умирают
более 8 млн. человек. В мире в 2012 году было выявлено более 14 миллионов
новых случаев заболевания; 8,2 млн. больных умерло [1]. В России на конец
2012 года на учете в онкологических учреждениях состояли более трех мил-
лионов больных. За последние 10 лет число больных с онкологическими за-
болеваниями в стране увеличилось на 25,5% [1].
На сегодняшний день медицина применяет широкий спектр физиче-
ских технологий и оборудований для диагностики и лечения, профилактики и
терапии рака. Существует несколько видов лечения данной категории забо-
леваний: химиотерапевтическое и хирургическое лечение, лучевая и гормо-
нальная терапии, а также различные их комбинации. Но лучевая терапия яв-
ляется основополагающим элементом в области высоких медицинских тех-
нологий, назначение лучевой терапии (ЛТ) показано (70÷75) % онкологиче-
ских больных [2].
История лучевой терапии насчитывает собой уже порядка более сотни
лет. На данный момент, это – один из важнейших методов лечения рака. За
это время была проделана огромная работа по совершенствованию методики
данного вида терапии. В 1946 году известный американский ученый Роберт
Вильсон сделал предложение по использованию в лучевой терапии пучков
ускоренных протонов или других более тяжелых ядер. Им также был отме-
чен ряд преимуществ использования ускоренных протонов и ядер гелия и
дейтерия по сравнению с гамма излучением.
В 1952 году в США было начато лечение первых онкологических па-
циентов на пучках ядер гелия и дейтерия. В дальнейшем интерес к пучковой
лучевой терапии существенно расширился после появления многочисленных
протонных установок.
Следует отметить, что на первоначальном этапе освоения протонной
лучевой терапии Россия (СССР) была на передовых позициях. После того,
как было понято, что биология воздействия протонов на живое вещество ана-
логична действию гамма-облучения, внимание передовых эксперименталь-
ных исследований было связано с тяжёлыми ионами, оказывающими более
сильное биологическое воздействие, что связано с их высокими линейными
ионизационными потерями. Протоны слабо рассеиваются в поперечном
направлении и выделяют значительную часть своей энергии в конце пробе-
га, тем самым образуя пик Брэгга. Вследствие этого появляется возмож-
ность формирования пространственных дозных распределений, область мак-
симальной дозы которых наиболее близко совпадает с формой критической
(облучаемой) структуры и резко спадает за ее границами.
Однако реализация данного ряда преимуществ, требует выполнения
высоких требований к качеству формирования пучка, планированию лече-
ния, фиксации пациента при проведении терапии, а также высокой точности
дозиметрии [3].
Именно поэтому целью данной работы было обозначено исследование
возможностей и особенностей применения плёночного дозиметра
Gafchromic EBT-3, что позволит проверить качество и точность процесса до-
зиметрии терапевтического протонного пучка фазотрона ОИЯИ.
В ходе работы была проведена дозиметрия протонных пучков со сред-
ней энергией на входе в кабину 171 МэВ. Результаты измерения, получен-
ные при помощи мини полупроводникового детектора и воздушной иониза-
ционной камеры Markus, в специализированной программе физики взаимо-
действия элементарных частиц «Fluka», подтвердили приемлемость и воз-
можность применения плёнки для дозиметрии протонного пучка фазотрона
ОИЯИ. Были измерены и построены глубинные распределения поглощённой
дозы терапевтического и более узкого, специально сформированного для
проведения измерений, протонных пучков. Помимо всего вышеизложенно-
го, был оценен вклад так называемого «quenching» эффекта в погрешность и
неточность показаний полимерной пленки EBT – 3.
Задачи, поставленные в ходе выполнения работы:
1. Измерение дозиметрических характеристик выведенного протонного
пучка фазотрона ОИЯИ с помощью плёночных дозиметров и полупро-
водниковой камеры, с их последующим сравнением с целью изучения
вклада в измеряемые характеристики “quenching” эффекта, а также осо-
бенностей использования плёнки для проведения дозиметрии протонного
пучка.
2. Построение и анализ измеренных глубинно – дозных распределений те-
рапевтического и более моноэнергетического, специально сформирован-
ного для проведения измерений, протонных пучков
Научная новизна.
Впервые было проведено исследование возможностей и особенностей
применения плёночного дозиметра Gafchromic EBT-3 для дозиметрии тера-
певтического протонного пучка фазотрона ОИЯИ.
Личный вклад автора.
Личный вклад автора состоит в постановке задач исследования, раз-
работке экспериментальных методов их решения, в непосредственном уча-
стии в проведении всех экспериментальных и клинических исследований,
апробации результатов исследования, подготовке публикаций по теме дис-
сертации. Вся обработка, анализ и интерпретация полученных результатов
выполнена лично автором.
Внедрение результатов в практику.
Результаты клинического исследования внедрены в практическую ра-
боту на протонном пучке фазотрона ЛЯП ОИЯИ. В частности, информация о
применимости плёночного дозиметра Gafchromic EBT-3 в дозиметрии про-
тонных пучков фазотрона ЛЯП ОИЯИ подтверждает эффективность данного
вида дозиметров в процедуре проверки и оценке качества генерируемых пуч-
ков фазотрона.
Публикации.
По материалам диссертации будет опубликована 1 работа, посвящен-
ная исследованию возможностей и особенностей применения плёночного
дозиметра Gafchromic EBT-3 для дозиметрии терапевтического протонного
пучка фазотрона ОИЯИ в рамках проведения международной конференции
«International Conference on Radiation Applications (RAP 2019)» в Сербии.
1 Обзор литературы
1.1 История протонной терапии

Заказать новую

Лучшие эксперты сервиса ждут твоего задания

от 5 000 ₽

Не подошла эта работа?
Закажи новую работу, сделанную по твоим требованиям

    Нажимая на кнопку, я соглашаюсь на обработку персональных данных и с правилами пользования Платформой

    Хочешь уникальную работу?

    Больше 3 000 экспертов уже готовы начать работу над твоим проектом!

    Татьяна П. МГУ им. Ломоносова 1930, выпускник
    5 (9 отзывов)
    Журналист. Младший научный сотрудник в институте РАН. Репетитор по английскому языку (стаж 6 лет). Также знаю французский. Сейчас занимаюсь написанием диссертации по и... Читать все
    Журналист. Младший научный сотрудник в институте РАН. Репетитор по английскому языку (стаж 6 лет). Также знаю французский. Сейчас занимаюсь написанием диссертации по истории. Увлекаюсь литературой и темой космоса.
    #Кандидатские #Магистерские
    11 Выполненных работ
    Александра С.
    5 (91 отзыв)
    Красный диплом референта-аналитика информационных ресурсов, 8 лет преподавания. Опыт написания работ вплоть до докторских диссертаций. Отдельно специализируюсь на повы... Читать все
    Красный диплом референта-аналитика информационных ресурсов, 8 лет преподавания. Опыт написания работ вплоть до докторских диссертаций. Отдельно специализируюсь на повышении уникальности текста и оформлении библиографических ссылок по ГОСТу.
    #Кандидатские #Магистерские
    132 Выполненных работы
    Андрей С. Тверской государственный университет 2011, математический...
    4.7 (82 отзыва)
    Учился на мат.факе ТвГУ. Любовь к математике там привили на столько, что я, похоже, никогда не перестану этим заниматься! Сейчас работаю в IT и пытаюсь найти время на... Читать все
    Учился на мат.факе ТвГУ. Любовь к математике там привили на столько, что я, похоже, никогда не перестану этим заниматься! Сейчас работаю в IT и пытаюсь найти время на продолжение диссертационной работы... Всегда готов помочь! ;)
    #Кандидатские #Магистерские
    164 Выполненных работы
    Юлия К. ЮУрГУ (НИУ), г. Челябинск 2017, Институт естественных и т...
    5 (49 отзывов)
    Образование: ЮУрГУ (НИУ), Лингвистический центр, 2016 г. - диплом переводчика с английского языка (дополнительное образование); ЮУрГУ (НИУ), г. Челябинск, 2017 г. - ин... Читать все
    Образование: ЮУрГУ (НИУ), Лингвистический центр, 2016 г. - диплом переводчика с английского языка (дополнительное образование); ЮУрГУ (НИУ), г. Челябинск, 2017 г. - институт естественных и точных наук, защита диплома бакалавра по направлению элементоорганической химии; СПХФУ (СПХФА), 2020 г. - кафедра химической технологии, регулирование обращения лекарственных средств на фармацевтическом рынке, защита магистерской диссертации. При выполнении заказов на связи, отвечаю на все вопросы. Индивидуальный подход к каждому. Напишите - и мы договоримся!
    #Кандидатские #Магистерские
    55 Выполненных работ
    Сергей Е. МГУ 2012, физический, выпускник, кандидат наук
    4.9 (5 отзывов)
    Имеется большой опыт написания творческих работ на различных порталах от эссе до кандидатских диссертаций, решения задач и выполнения лабораторных работ по любым напра... Читать все
    Имеется большой опыт написания творческих работ на различных порталах от эссе до кандидатских диссертаций, решения задач и выполнения лабораторных работ по любым направлениям физики, математики, химии и других естественных наук.
    #Кандидатские #Магистерские
    5 Выполненных работ
    Анна К. ТГПУ им.ЛН.Толстого 2010, ФИСиГН, выпускник
    4.6 (30 отзывов)
    Я научный сотрудник федерального музея. Подрабатываю написанием студенческих работ уже 7 лет. 3 года назад начала писать диссертации. Работала на фирмы, а так же помог... Читать все
    Я научный сотрудник федерального музея. Подрабатываю написанием студенческих работ уже 7 лет. 3 года назад начала писать диссертации. Работала на фирмы, а так же помогала студентам, вышедшим на меня по рекомендации.
    #Кандидатские #Магистерские
    37 Выполненных работ
    Лидия К.
    4.5 (330 отзывов)
    Образование высшее (2009 год) педагог-психолог (УрГПУ). В 2013 году получено образование магистр психологии. Опыт преподавательской деятельности в области психологии ... Читать все
    Образование высшее (2009 год) педагог-психолог (УрГПУ). В 2013 году получено образование магистр психологии. Опыт преподавательской деятельности в области психологии и педагогики. Написание диссертаций, ВКР, курсовых и иных видов работ.
    #Кандидатские #Магистерские
    592 Выполненных работы
    Кирилл Ч. ИНЖЭКОН 2010, экономика и управление на предприятии транс...
    4.9 (343 отзыва)
    Работы пишу, начиная с 2000 года. Огромный опыт и знания в области экономики. Закончил школу с золотой медалью. Два высших образования (техническое и экономическое). С... Читать все
    Работы пишу, начиная с 2000 года. Огромный опыт и знания в области экономики. Закончил школу с золотой медалью. Два высших образования (техническое и экономическое). Сейчас пишу диссертацию на соискание степени кандидата экономических наук.
    #Кандидатские #Магистерские
    692 Выполненных работы
    Мария Б. преподаватель, кандидат наук
    5 (22 отзыва)
    Окончила специалитет по направлению "Прикладная информатика в экономике", магистратуру по направлению "Торговое дело". Защитила кандидатскую диссертацию по специальнос... Читать все
    Окончила специалитет по направлению "Прикладная информатика в экономике", магистратуру по направлению "Торговое дело". Защитила кандидатскую диссертацию по специальности "Экономика и управление народным хозяйством". Автор научных статей.
    #Кандидатские #Магистерские
    37 Выполненных работ

    Другие учебные работы по предмету

    Разработка спектрометра фотонного излучения на основе pin-фотодиода
    📅 2019год
    🏢 Национальный исследовательский Томский политехнический университет (ТПУ)