Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / Establish limits to the exposure of the population to various ionizing radiation sources is
crucial to prevent occupationally exposed individuals and the public, to their deleterious
effects. In computational ambit, it is necessary that different exposure scenarios are
simulated in order to obtain the dose coefficients (CCs), which relate physical dosimetric
quantities - as absorbed dose, Fluency or Kerma Air - with limiting quantities - as equivalent
and / or effective dose. Under certain exposure conditions, the individual's posture is not
always the same, and the scenario shall be described as realistic as possible. In this work, the
AM (Adult Male) and AF (Adult Female) anthropomorphic reference phantom of ICRP
publication n° 110 had their postures modified from supine posture (standing) to sitting
posture. The change of posture was performed through of a subroutine written in the Visual
Monte Carlo code (VMC) to rotate the thigh region of the phantom and position it between
the region of the leg and torso. The ScionImage software was used to reconstruct and smooth
the knee and hip contours in a sitting posture phantom, and for 3D visualization of phantom
was used VolView software. After this step the MCNPX radiation transport code was used
for the calculation of fluence-to-dose conversion coefficients (CCs) to six irradiation
geometries: AP, PA, LLAT, RLAT, ROT and ISO, recommended by ICRP. The results were
compared between the phantoms in standing and sitting postures, for both sexes, in order to
assess differences in scattering and absorption of radiation in different postures. The results
show significant differences of up to 100% in the equivalent dose conversion coefficients of
organs in the pelvic region, 79 % in organs with distribution in the whole body (such as skin,
muscle, lymph nodes, bone marrow and trabecular bone) and a difference of 27% to effective
dose conversion coefficients. Moreover in order to conduct a comparative study between
two types of simulators, was estimated CCs equivalent and effective dose of adult male
hybrid simulators, UFHADM, and female, UFHADF, in a sitting posture, and compared to
the AM and AF simulators, also in the sitting posture, where it was observed significant
difference in energies below 0.05 MeV. This study demonstrated the feasibility of using
anthropomorphic phantoms in the sitting posture to represent more realistic postures and can
be used in studies in medical and occupational dosimetry. This study demonstrated the
feasibility of using anthropomorphic simulators reference in the seated position to represent
more realistic positions can thus be used in studies in medical and occupational dosimetry
as well as the importance of developing as realistic simulators as possible to dose estimation
as faithful as possible in different irradiation scenarios. / Estabelecer limites à exposição da população a diversas fontes de radiação ionizante é de
fundamental importância para prevenir indivíduos, ocupacionalmente expostos e do público,
dos seus efeitos deletérios. Em âmbito computacional, é necessário que diferentes cenários
de exposição sejam simulados, visando à obtenção dos coeficientes de dose (CCs), que
associam grandezas dosimétricas físicas – como dose absorvida, fluência ou kerma no ar –
com grandezas limitantes – como equivalente e/ou dose efetiva. Em certas condições de
exposição a posição do indivíduo nem sempre é a mesma, e o cenário deve ser descrito da
forma mais realística possível. Neste trabalho, os simuladores antropomórficos de referência
da publicação nº 110 da ICRP, AM (Adult Male) e AF (Adult Female), tiveram suas posturas
modificadas da postura supinada (em pé) para a postura sentada. A mudança de postura foi
realizada por meio de uma subrotina escrita no software Visual Monte Carlo (VMC) para
rotacionar a região da coxa dos simuladores e posicioná-la entre a região da perna e do
tronco. O software ScionImage foi utilizado para reconstruir e suavizar os contornos no
joelho e quadril dos simuladores na postura sentada, e com ferramenta auxiliar para
visualização 3D dos simuladores foi utilizado o software VolView. Após essa etapa foi
utilizado o código de transporte de radiação MCNPX para o cálculo dos coeficientes de
conversão (CCs) de dose equivalente e efetiva por fluência de partículas, calculados para
seis geometrias de irradiação AP, PA, LLAT, RLAT, ROT e ISO, recomendadas pela ICRP.
Os resultados foram comparados entre os simuladores em pé e sentado, para ambos os
gêneros, com o objetivo de avaliar as diferenças de espalhamento e absorção da radiação
para as diferentes posturas. Os resultados dos CCs mostram diferenças significativas, de até
100 % para dose equivalente dos órgãos situados a região pélvica e 79 % em órgãos com
distribuição em todo o corpo como, por exemplo, pele, músculo, nódulos linfáticos medula
óssea e trabécula óssea, e uma diferença de 14 % para dose efetiva. Ademais, a fim de
realizar um estudo comparativo entre dois tipos de simuladores, foi estimado os CCs de dose
equivalente e efetiva dos simuladores híbridos adulto masculino, UFHADM, e feminino,
UFHADF, na postura sentada, e comparado com os simuladores AM e AF, também na
postura sentada, onde foi observado diferença significativa em energias abaixo de 0,05 MeV.
Este estudo demonstrou a viabilidade do uso dos simuladores antropomórficos de referência
na postura sentada para representar posturas mais realísticas podendo assim, ser utilizado em
estudos na dosimetria médica e ocupacional, bem como a importância de desenvolver
simuladores tão realista quanto possíveis para estimativa de dose tão fiéis quanto possíveis
em diversos cenários de irradiação.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:ri.ufs.br:riufs/5274 |
| Date | 11 October 2016 |
| Creators | Galeano, Diego Castanon |
| Contributors | Carvalho Júnior, Albérico Blohem de |
| Publisher | Universidade Federal de Sergipe, Pós-Graduação em Física, UFS, Brasil |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFS, instname:Universidade Federal de Sergipe, instacron:UFS |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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