18013958
Páginas: 204 (50757 palabras)
Publicado: 12 de abril de 2015
´ n mu
´ ltiple en la
Efectos de la dispersio
´ n realista de aceleradores
simulacio
lineales de uso cl´ınico
Manuel Vilches Pacheco
Tesis de doctorado
Departamento de F´ısica At´omica, Molecular y Nuclear
Universidad de Granada
Granada - Abril 2009
Editor: Editorial de la Universidad de Granada
Autor: Manuel Vilches Pacheco
D.L.: GR 2290-2009
ISBN: 978-84-692-3089
Agradecimientos
• A loscompa˜
neros que han compartido mis disquisiciones y soportado mis ”sesiones
monogr´aficas” con paciencia y cari˜
no y que han contribuido con el sudor de sus
CPUs y su propia meditaci´on a la elaboraci´on de este trabajo: Salva, Rafa, Jos´e
Manuel, Antonio, Carlos y Jos´e Carlos.
• A todos los amigos de este departamento al que siempre vengo como si fuera mi
propia casa.
• A mi hermano Dami´an,con el que ando este camino desde hace m´as de 20 a˜
nos.
• A mi amigo y maestro, Antonio Lallena. Si este trabajo ha merecido la pena habr´a
sido, principalmente, por lo que hemos compartido y seguiremos compartiendo.
Espero que ´el tambi´en haya aprendido algo.
• A toda mi familia. A mis hermanos, Pedro, Gloria, Marimar e Inma, porque soy lo
que ellos me ayudaron a ser. A mis sobrinos. A mishijos Julio, Lollilla y Mirian, a
´
Celia, a Oscar,
Osqu´ıllar, Cristina y Lolitilla, por llenar los d´ıas con su presencia y
su alegr´ıa.
• Y, sobre todo,
a mi madre, Gloria,
a mi mujer, Lola, y
a mi hija, Celia,
por darme la fuerza para seguir.
4
´Indice
Introducci´
on
1
1 Producci´
on y caracterizaci´
on de los haces cl´ınicos de electrones
7
1.1
1.2
1.3
El acelerador lineal . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
7
1.1.1
El cabezal del acelerador Siemens Mevatron KDS . . . . . . . . . . 10
1.1.2
Geometr´ıa de la unidad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
La caracterizaci´on de los haces de electrones . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
1.2.1
Rendimiento, alcance y energ´ıa del haz. . . . . . . . . . . . . . . . . 17
1.2.2
Elespectro del haz de electrones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
1.2.3
La dispersi´on del haz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
1.2.4
Medida de los haces de electrones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
Simulaci´on Monte Carlo de haces de electrones . . . . . . . . . . . . . . . . 26
1.3.1
Estad´ıstica e incertidumbres . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 29
1.3.2
El c´odigo geant. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
1.3.3
El c´odigo penelope . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
1.3.4
El c´odigo geant4 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
1.3.5
El c´odigo egsnrc . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
1.3.6
El c´odigo mcnpx . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . 37
2 Dispersi´
on en l´
aminas delgadas s´
olidas
39
2.1
Dispersi´on el´astica en l´aminas delgadas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
2.2
Resultados experimentales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
2.2.1
El experimento de Kultchinsky y Latishev . . . . . . . . . . . . . . 41
2.2.2
El experimento de Hanson y colaboradores.
. . . . .. . . . . . . . 42
2.3
Simulaciones Monte Carlo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43
2.4
Comparaci´on con resultados experimentales . . . . . . . . . . . . . . . . . 49
2.5
Dispersi´on en los elementos del acelerador . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53
2.6
El experimento de Ross y colaboradores . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57
2.7
Sumario . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63
5
6
3 Dispersi´
on en aire
3.1
Simulaciones en l´aminas de aire . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66
3.1.1
3.2
3.3
65
Par´ametros de simulaci´on . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67
Resultados . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72
3.2.1
Distribuciones angulares . . ....
´ ltiple en la
Efectos de la dispersio
´ n realista de aceleradores
simulacio
lineales de uso cl´ınico
Manuel Vilches Pacheco
Tesis de doctorado
Departamento de F´ısica At´omica, Molecular y Nuclear
Universidad de Granada
Granada - Abril 2009
Editor: Editorial de la Universidad de Granada
Autor: Manuel Vilches Pacheco
D.L.: GR 2290-2009
ISBN: 978-84-692-3089
Agradecimientos
• A loscompa˜
neros que han compartido mis disquisiciones y soportado mis ”sesiones
monogr´aficas” con paciencia y cari˜
no y que han contribuido con el sudor de sus
CPUs y su propia meditaci´on a la elaboraci´on de este trabajo: Salva, Rafa, Jos´e
Manuel, Antonio, Carlos y Jos´e Carlos.
• A todos los amigos de este departamento al que siempre vengo como si fuera mi
propia casa.
• A mi hermano Dami´an,con el que ando este camino desde hace m´as de 20 a˜
nos.
• A mi amigo y maestro, Antonio Lallena. Si este trabajo ha merecido la pena habr´a
sido, principalmente, por lo que hemos compartido y seguiremos compartiendo.
Espero que ´el tambi´en haya aprendido algo.
• A toda mi familia. A mis hermanos, Pedro, Gloria, Marimar e Inma, porque soy lo
que ellos me ayudaron a ser. A mis sobrinos. A mishijos Julio, Lollilla y Mirian, a
´
Celia, a Oscar,
Osqu´ıllar, Cristina y Lolitilla, por llenar los d´ıas con su presencia y
su alegr´ıa.
• Y, sobre todo,
a mi madre, Gloria,
a mi mujer, Lola, y
a mi hija, Celia,
por darme la fuerza para seguir.
4
´Indice
Introducci´
on
1
1 Producci´
on y caracterizaci´
on de los haces cl´ınicos de electrones
7
1.1
1.2
1.3
El acelerador lineal . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
7
1.1.1
El cabezal del acelerador Siemens Mevatron KDS . . . . . . . . . . 10
1.1.2
Geometr´ıa de la unidad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
La caracterizaci´on de los haces de electrones . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
1.2.1
Rendimiento, alcance y energ´ıa del haz. . . . . . . . . . . . . . . . . 17
1.2.2
Elespectro del haz de electrones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
1.2.3
La dispersi´on del haz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
1.2.4
Medida de los haces de electrones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
Simulaci´on Monte Carlo de haces de electrones . . . . . . . . . . . . . . . . 26
1.3.1
Estad´ıstica e incertidumbres . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 29
1.3.2
El c´odigo geant. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
1.3.3
El c´odigo penelope . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
1.3.4
El c´odigo geant4 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
1.3.5
El c´odigo egsnrc . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
1.3.6
El c´odigo mcnpx . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . 37
2 Dispersi´
on en l´
aminas delgadas s´
olidas
39
2.1
Dispersi´on el´astica en l´aminas delgadas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
2.2
Resultados experimentales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
2.2.1
El experimento de Kultchinsky y Latishev . . . . . . . . . . . . . . 41
2.2.2
El experimento de Hanson y colaboradores.
. . . . .. . . . . . . . 42
2.3
Simulaciones Monte Carlo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43
2.4
Comparaci´on con resultados experimentales . . . . . . . . . . . . . . . . . 49
2.5
Dispersi´on en los elementos del acelerador . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53
2.6
El experimento de Ross y colaboradores . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57
2.7
Sumario . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63
5
6
3 Dispersi´
on en aire
3.1
Simulaciones en l´aminas de aire . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66
3.1.1
3.2
3.3
65
Par´ametros de simulaci´on . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67
Resultados . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72
3.2.1
Distribuciones angulares . . ....
Leer documento completo
Regístrate para leer el documento completo.