Tesis EP Física

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Cálculo de la radiación en mamografía mediante el método Monte Carlo (PENELOPE)
(Universidad Nacional Mayor de San Marcos, 2021) Muñoz León, Jonathan Cristhian; Carita Montero, Raúl Félix
El mamógrafo convencional que se ha simulado con el código PENELOPE se ha realizado en dos etapas, la primera con un ánodo de Molibdeno y un filtro de Molibdeno (Mo/Mo), con voltajes del tubo de rayos X de 25 kV, 28kV y 30kV, del cual se obtuvo los espectros correspondientes de cada una de las energías. Luego en la segunda etapa de la simulación se ha simulado el mamógrafo con una base de Gd2O2S y una mama de 5cm de profundidad envuelta en piel y un compresor de PMMA. Todo esto envuelto en aire y a 65 cm de la fuente cónica con los espectros de rayos X simulados en la primera etapa. De los resultados de la simulación se ha obtenido de los espectros se han obtenido energías características coincidentes para las diferentes energías que son de 17.4 keV y 19,6 keV, y la parte continua es relativamente muy bajas con una intensidad menores de 5E-09 fotones/cm2. Los resultados de PDP demuestran que el Zmax se da en el ingreso de la radiación en la mama, esto demuestra que la dosis máxima se da en la piel y eso es un buen resultado porque coincide con los resultados teóricos recomendados. Se da con estos resultados una interpretación física de como la radiación interactúa con la mama para producir una imagen; es por esto que debe cumplir con estándares de control de calidad y protección radiológica para el paciente.
Simulación de un arreglo de diodos cilíndrico espiral para técnicas de radioterapia de intensidad modulada y de arcoterapia volumétrica modulada con la herramienta PENELOPE Monte Carlo
(Universidad Nacional Mayor de San Marcos, 2021) Valladolid Salazar, José Vidal; Carita Montero, Raúl Félix; Custodio Chung, Eduardo
Este trabajo consiste en la simulación de una propuesta para un arreglo cilíndrico espiral de diodos para el control de calidad de las técnicas de radioterapia más usadas hasta la fecha como IMRT, VMAT, SBRT entre otros. Así mismo, se proponen nuevas configuraciones y materiales que disminuyan la perturbación dosimétrica que las líneas de señal, los mismos diodos y otros elementos generan en cantidades considerables. La simulación cuenta con el uso de la mayor parte de las subrutinas de adquisición de datos, así como con herramientas externas como los archivos de espacios de fase validados y publicados por la IAEA para distintos tamaños de campo particulares del acelerador lineal Varian iX 6 MV. Esta investigación sirve como base para un proyecto mucho mayor que es la creación de un detector manufacturado con enfoque en radiocirugía, el cual a la fecha está en proceso de simulación. Finalmente se presentan resultados, se discuten alternativas de materiales, distribuciones y se mencionan conclusiones por cada fase del proyecto.
Solución de la ecuación de transferencia radiativa en dos dimensiones para medios participantes, aplicaciones
(Universidad Nacional Mayor de San Marcos, 2014) Berrocal Tito, Mariella Janette; Carita Montero, Raúl Félix
Expone que la ecuación de transporte radiativa (ETR) modela la interacción de la radiación en un medio donde existen los fenómenos de absorción, dispersión y emisión (medio participante). La ETR en dos dimensiones, es una ecuación diferencial no lineal, que no tiene una solución analítica. Por tanto ella es resuelta en forma numérica. En este trabajo se presenta el método de diferencia finitas – ordenadas discretas, que es unos de los métodos numéricos más empleados en la solución de la ETR y el método de Monte Carlo que es un método estocástico usado en la simulación de la interacción de la radiación con la materia. También se propone una solución iterativa a través del método de diferencias finitas y de una familia sistemas matriciales, que considera una malla regular para la discretización espacial y un conjunto de direcciones distribuidas en forma regular sobre el dominio angular. El método numérico propuesto es validado con resultados obtenidos de la literatura especializada. El interés de este trabajo es obtener una solución con bajo costo en tiempo computacional, que pueda ser usado en la solución de problemas inversos. Se presentan ejemplos aplicativos de la ETR donde se hacen comparaciones de los resultados con el método de diferencias finitas – ordenadas discretas, el método de Monte Carlo, y el propuesto.
Solución de la ecuación de transferencia radiativa por el método de ordenadas discretas, diferencias finitas y la simulación del transporte de partículas por el método de Monte Carlo
(Universidad Nacional Mayor de San Marcos, 2021) Acuña Huamaní, Jonathan; Carita Montero, Raúl Félix
Estudia el transporte de la radiación cuando pasa por un medio donde experimenta los procesos de absorción y dispersión, la cual puede ser modelada por la Ecuación de Transferencia Radiativa (ETR). Para medios muy absorbentes y con dispersión nula, la ETR se convierte en una ecuación diferencial ordinaria con solución exacta. En medios donde ocurre los procesos de absorción y dispersión, la ETR es una ecuación integro diferencial sin solución exacta; por ende, para resolver esta ecuación se utilizó métodos numéricos (método de diferencias finitas y el método de ordenadas discretas). Además, se utiliza el método Monte Carlo (MC) que no resuelve explícitamente la ETR, sino modela el fenómeno de transporte que experimenta la radiación al pasar por cierto material, donde pueden ocurrir fenómenos de absorción y dispersión. Los resultados obtenidos cuando se aplicó el método Monte Carlo (MC) para resolver el problema de la placa infinita, muestra un error porcentual absoluto medio (MAPE) igual a 6.51%; mientras que, usando los métodos numéricos el MAPE es igual a 10.54%. A partir de estos resultados se concluye, que el código generado al usar el método Monte Carlo es más eficiente para resolver el problema de la placa infinita. Además, como conclusión general, se ha resuelto el problema del transporte de la radiación en una placa infinita y en una barra heterogénea. Los códigos generados en el presente trabajo son aceptables para su uso, ya que han sido validados teóricamente.

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