Simulazioni con MCNP5 di distribuzioni di dose assorbita in fantocci TE esposti a fasci per terapia neutronica

Le distribuzioni spaziali dei vari contributi di dose generati dai neutroni termici/epitermici/veloci di fasci per trattamenti di BNCT (Boron Neutron Capture Therapy) e di Fast Neutron Therapy in materiali tessuto-equivalenti sono determinate sperimentalmente con diverse tecniche dosimetriche (camere a ionizzazione, dosimetri a termoluminescenza, dosimetri a gel) e tramite misure di flusso (foglietti di attivazione). Attualmente non esistono protocolli standard che definiscano le procedure per la misurazione della dose in tali campi di radiazione, e i metodi di misura sopra citati presentano incertezze sperimentali non trascurabili. In particolare, le difficoltà provengono dalla presenza, in materiale tessuto equivalente esposto a fasci di neutroni, di radiazioni secondarie di diversa qualità e LET, nonché dall’alta intensità dei flussi neutronici impiegati. Risulta pertanto necessario affiancare ai metodi di misura sperimentale anche accurate simulazioni Monte Carlo relative alla distribuzione delle varie componenti di dose assorbita in materiale tessuto-equivalente esposto a fasci di neutroni. I risultati dei calcoli Monte Carlo forniscono uno strumento insostituibile per la caratterizzazione della sorgente di radiazione impiegata per la terapia e per la convalida dei piani di trattamento. In generale le simulazioni MC sono utili per la verifica della consistenza delle misure sperimentali e dei calcoli. Inoltre in alcune situazioni sperimentali (ad esempio per la determinazione della dose dovuta allo scattering) sono richiesti calcoli MC per completare le procedure necessarie per ottenere i valori di dose assorbita. In questo lavoro sono presentati i risultati di calcoli Monte Carlo riguardanti distribuzioni di dose in fantocci di materiale tessuto equivalente esposti a fasci di neutroni epitermici. In particolare sono state studiate separatamente le distribuzioni di dose depositata da fotoni ed in seguito a scattering di neutroni epitermici e veloci. Si è inoltre calcolata la distribuzione della dose da boro, considerando nel fantoccio simulato la presenza di regioni con una concentrazione di boro paragonabile a quella presente nei tessuti tumorali di pazienti sottoposti a trattamenti BNCT. I calcoli sono stati effettuati utilizzando il codice MCNP5. Le distribuzioni spaziali di dose ottenute sono consistenti con i risultati di misure puntuali effettuate con dosimetri a termoluminescenza e camere a ionizzazione accoppiate e con immagini di dose ottenute con dosimetri a gel.