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Geant4-DNA-Kollaboration: Verbesserung der Genauigkeit des Strahlungstransports in gewebeäquivalenten Medien

05.10.2021

Im Rahmen einer Geant4‑DNA‑Kollaboration werden neue in der PTB gemessene Wechselwirkungsdaten von Stickstoff und Propan für Elektronen und Ionen in den Monte Carlo Code Geant4‑DNA implementiert. Die neuen Daten sollen nicht nur die Genauigkeit von Strahlungstransportsimulationen in gewebeäquivalenten Medien verbessern, sondern auch die Einsatzmöglichkeit von Geant4‑DNA in Mikro- und Nanodosimetrie erhöhen.

Die bisher in den Geant4‑DNA‑Monte‑Carlo‑Codes eingebauten physikalischen Modelle ermöglichen nur die Berechnung des Strahlentransports in Wasser, das üblicherweise als Gewebeersatzmaterial verwendet wird. Im Rahmen einer Zusammenarbeit zwischen dem französischen Institut für Strahlenschutz (IRSN) und dem Fachbereich 6.3 "Strahlenschutzdosimetrie" der PTB während des EMPIR‑Projekts BioQuaRT wurden neue in der PTB gemessene Wechselwirkungsdaten von DNA‑Bestandteilen in die Geant4‑DNA‑Codes implementiert. Diese Zusammenarbeit wurde um das polnische Nationale Zentrum für Kernforschung (NCBJ) und die EURADOS‑Arbeitsgruppe "Computerdosimetrie" erweitert. Um die Strahlungstransportsimulationen für mit gewebeäquivalenten Gasen betriebene Mikro- und Nanodosimeter zu ermöglichen, werden derzeit die Wechselwirkungsquerschnitte von Stickstoff und Propan für Elektronen mit Energien bis hinunter zur Ionisationsschwelle und für leichte Ionen mit Energien zwischen 100 keV und 20 MeV in Geant4‑DNA implementiert. Diese Implementierung beinhaltet ein rigoroses Benchmarking anhand des in der PTB entwickelten, auf die Berechnung der Spurstruktur im nanometrischen Bereich optimierten Monte‑Carlo‑Codes PTra, um die Code‑Abhängigkeit der Simulationsergebnisse zu untersuchen. Mit den neuen physikalischen Modellen soll nicht nur die Genauigkeit von Strahlungstransportsimulationen in gewebeäquivalenten Medien verbessert, sondern auch die Einsatzmöglichkeit von Geant4‑DNA in der Mikro- und Nanodosimetrie erhöht werden.

 

Ansprechpartnerin:

Opens local program for sending emailHeidi Nettelbeck, Fachbereich 6.3, Arbeitsgruppe 6.36

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