A Theoretical Calculation for Angular Dependence of X-ray Beams on Extremity Phantom

말단팬텀에서 X-선 빔의 방향의존성에 관한 이론적 계산

The ANSI N13.32 recommends that a study of the angular response of a dosimeter be carried out once, although no pass/fail criterion is given for angular response. Gamma dose equivalent conversion and angular dependence factors were calculated by using MCNP code for the case of ANSI N13.32 extremity phantoms(finger and arm) at the depth of $7mg/cm^2$. Those extremity dosimeters were assumed to be irradiated from both monoenergitic photons and ISO X-ray narrow beams. These calculated gamma dose equivalent conversion and angular dependence factors were compared to B. Grosswendt's result calculated by using X-ray beams. The result showed that the dose equivalent conversion factors of this study agreed well with that of B. Grosswendt for all energies within 2% except 7% in the case of the low energies. In the case of angular dependence factors comparison, they agreed within 3%. It was shown that angular dependence factors of the finger phantom decreased as the horizontal angle of the phantom increased for the ISO X-ray beams less than 60keV. For the higher energy X-ray beams range they decreased slightly around 40 degree, but then increased from this energy to 90 degree.

ANSI N13.32에서는 선량제의 방향에 따른 반응도가 성능시험의 합격판정의 범주는 아니지만 이에 관한 연구를 요구하고 있다. 본 연구에서는 ANSI N13.32의 말단팬텀 즉, 손가락과 손목팬텀내의 $7mg/cm^2$ 깊이에서 MCNP 코드를 사용하여 단일에너지를 가진 광자 및 ISO narrow X-선 빔에 대하여 선량당량환산인자와 방향의존성인자를 도출하였다. X-선 빔에 대하여는 이들 데이터를 B. Grosswent의 연구 결과와 비교하였다. 그 결과 선량당량환산인자는 낮은 에너지 영역에서 최대 7%를 그리고 다른 에너지 영역에서는 2% 이내였으며, 방향의존성인자는 최대 3% 정도로 잘 일치하였다. 또한 60keV 이하의 낮은 에너지 영역에서 발생된 방향의존성인자는 손가락 팬텀의 경우에 주축을 따라 수평회전각이 증가할수록 감소하지만 그 에너지 영역 이상에서 $90^{\circ}$까지는 증가하고 있음을 알 수 있었다.