شبیه سازی مونت کارلو طیف اشعه ایکس دستگاه رادیولوژی تشخیصی با استفاده از کد MCNP-4C و مطالعه اثر متغیرهای مختلف بر شکل طیف

برای بیش از هشت دهه محققین تلاش نموده اند تا طیف اشعه ایکس تشخیصی را پیش بینی نمایند. کیفیت تصویر، دوز بیمار و قرائت اتاقک یونیزاسیون تحت تاثیر طیف انرژی اشعه ایکس قرار می گیرند. در این مطالعه از کد MCNP-4C برای شبیه سازی طیف انرژی اشعه ایکس تشخیصی استفاده شده است. تاثیر جنس هدف، فیلتر، ولتاژ تیوب، نوسان ولتاژ و زاویه آند بر طیف انرژی اشعه ایکس مورد بررسی قرار گرفته است.
فایل ورودی کد MCNP-4C شامل کارت هندسه دستگاه و کارت اطلاعات می باشد. در این فایل کارتهای جداگانه برای وارد نمودن اطلاعات مربوط به هندسه دستگاه اشعه ایکس، منبع الکترون، بازه انرژی و. .. تعریف گردیدند. برای شبیه سازی ترابرد الکترون در محیط مادی، تولید الکترون، تولید فوتون و توزیع زاویه ای کامل پدیده بر مراشترالونگ مورد مطالعه قرار گرفتند. برخورد فوتون با محیط مادی و پدیده های مشابه نظیر تولید الکترون و پراکندگی همدوس مورد بررسی قرار گرفتند.
طیف اشعه ایکس تشخیصی برای ولتاژهای 60، 70، 80 و 90 کیلو ولت با استفاده از فیلترهای معادل 2/1 میلیمتر آلومینیوم و 5/0 میلیمتر بریلیم بدست آمد. همچنین طیف اشعه ایکس برای ولتاژهای 100، 110، 120، 130 و 140 کیلو ولت با استفاده از فیلترهای معادل 5/2 میلیمتر آلومینیوم و 2/1 میلیمتر بریلیم شبیه سازی شد. تمام این طیف ها برای زوایای آند 9، 12، 15، 18 و 21 درجه بطور جداگانه محاسبه گردیدند. برای ارزیابی تاثیر نوسان ولتاژ طیف های ناشی از ولتاژ 100 ولت بدون نوسان و با 3، 5، 10، 15، 20، 25، 30، 50 و 100 درصد نوسان شبیه سازی شدند.
هر یک از طیف های شبیه سازی شده با استفاده از کد MCNP-4C با طیف نظیر آن در گزارش 87IPEM مقایسه گردیدند. هر دو طیف نظیر از نظر آماری با استفاده از آزمون تی-زوج مقایسه گردیند، نتیجه حاکی از تطبیق بسیار خوب طیف های نظیر است. نتایج این مطالعه شبیه سازی طیف اشعه ایکس تشخیصی با دقت بسیار بالا با استفاده از کد MCNP-4C را تایید می کند. اثر جنس هدف، ولتاژ تیوب، نوسان ولتاژ و زاویه آند برای هر طیف مورد بحث قرار گرفتند.