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Universidad nacional del callao

GRUPO DE INVESTIGACIN DE FSICA MEDICA

Facultad de Ciencias naturales y matemticaEscuela de FsicaEXPOSITOR: LUIS E. QUISPE AYMEINTRODUCCION AL METODO MONTECARLOSEl mtodo de Monte Carlo ( MMC ) se describe como un mtodo estadstico, simulando el procedimiento. Como por ejemplo la simulacin de transporte de radiacin.Este mtodo no necesita describir las ecuaciones matemticas que representan el comportamiento del sistema. Por lo tanto , cualquier clculo de Monte Carlo comienza con la creacin de un modelo.

PENELOPE

PENELOPE (Penetratin and Energy Loss of Positrons and Electrons) es un paquete de subrutinas escrito en Fortran 77 que simula el transporte , electrones, fotones y positrones utilizando tcnicas Monte Carlo [28][29].

La estructura de PENELOPEEstructura general PENELOPE es un paquete de subrutinas; por lo tanto, requiere de un programa principal para funcionar, adems de ciertos datos de entrada. En la Figura se ilustra la estructura general de PENELOPE.

MTODO

Las rotaciones y traslacionesUna traslacin T (t), definida por el vector de desplazamiento T = (Tx; Ty; tz), transforma el vector r = (x, y, z) en:

Una rotacin R es definida a travs de los ngulos de Euler; , y Una rotacin positiva alrededor de un eje determinado llevara a un tornillo de la mano derecha en la direccin positiva a lo largo de ese eje.La rotacin R(,,) transforma al vector r=(x , y, z) en un vector

La siguiente figura muestra el efecto de una rotacin:

Superficies cuadrticas

Como ya se ha mencionado, el sistema de material consta de un nmero de cuerpos homogneos, definido por su composicin (material) y las superficies limitantes. Por razones prcticas, todas las superficies limitantes se supone que son cuadrticas dadas por la ecuacin implcita

Una cuadrtica reducida se define por la expresin

Representacin grafica DE LAS ECUACIONES IMPLICITAS

Una cudrica en general se obtiene a partir del correspondiente forma reducida mediante la aplicacin de las siguientes transformaciones . *Una expansin a lo largo de las direcciones de los ejes, definido por los factores de escala X-ESCALA = a, Y ESCALA = b y Z-ESCALA = c. *Una rotacin, R(,,) transforma un plano perpendicular al el eje z en un plano perpendicular a la direccin con polar y azimutal ngulos THETA y PHI, respectivamente. El primer ngulo de Euler (OMEGA), no tiene ningn efecto cuando la cudrica inicial es simtrica respecto al eje z.*Una traslacin, definido por los componentes del vector desplazamiento t (X-SHIFT = tx, Y-SHIFT = ty, Z-SHIFT = tz).Geometra Constructiva cudrica

Ejemplo de geometra cudrica ; una flecha dentro de una esfera . Los tringulos slidos indican la parte exterior de las superficies (puntero de lado = 1). Los nmeros en los cuadrados indican cuerpos.9Agrupamiento en grupos de cuerpos juntos para formar mdulos.

En la figura se muestran mdulos (etiquetas de nmero en los crculos) y los cuerpos (etiquetas numeradas en cuadrados), y el rbol genealgico correspondiente. Tenga en cuenta que una mdulo siempre se puede definir como un cuerpo limitado por sus submdulos y cuerpo hijoEjemplo para graficar un Sistema de dos materiales y vistas desde los ejes X, Y, Z

Se digita los siguientes datos en block de notas y se guarda con extensin geo:0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000 SURFACE ( 1) Plane Z=0.00 cmINDICES=( 0, 0, 0, 1, 0)Z-SHIFT=(+2.000000000000000E+00, 0) (DEFAULT=0.0)0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000MODULE ( 1) Half-space mediumMATERIAL( 1)SURFACE ( 1), SIDE POINTER=(+1)0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000MODULE ( 2) Half-space mediumMATERIAL( 2)SURFACE ( 1), SIDE POINTER=(-1)0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000END 0000000000000000000000000000000000000000000000000000000Gview:

Haremos uso del subdirectorio llamado Gview, el cual contiene los visores de las geometras gview2D y gview3D, que operan bajo Windows .Ejecutable gview2d.exe

Vista desde el eje Y:

Vista desde el eje X:Vista desde el eje Z:

B. Tenemos el plano perpendicular con respecto al eje Z : plano XY Se observa que solo sale el cuerpo (2) con material (2), ya que el cuerpo (1) con material (1)) no pasa por el origen (0).Origen de coordenadasMateria 1Material 2ABA. Los ejes X y Y son simtricos. ZX0

Esquema general de un acelerador lineal de uso clnico. Se ilustra la fuente de microondas (A), el sistema generador de pulsos (B), la fuente de electrones (C), la gua aceleradora (D), el sistema deflector magntico (E), los sistemas de control automtico de frecuencia (J), los sistemas elctricos y de seguridad (K) y la consola de control (L).

CABEZAL DE UN ACELERADOR LINEAL ( I )construccin del acelerador Siemens/MevatronARCHIVO PENMAIN.GEOCodificacin de la geometra del cabezal del Linac Siemens/Mevatron, segn las especificaciones tcnicas del fabricante en el formato requerido por Penelope (v.2008).Los materiales del cabezal del Linac son:AIREORO (GOLD)LEDLOYBRASSALUMINIOKAPTONSSTTUNGSTENOCERROBENDAGUA

CONSTRUCCION DE LA LAMINA PRIMARIA

1.Informacin proporcionada por el fabricante

2. Se grafica manualmente

Visto en 2DVisto en 3DLuego de ingresar los datos en el block de notas y guardndose con extensin GEO, se procede abriendo el ejecutable para la visualizacin de las imgenes. Esta imagen es solo la lamina primaria cuya funcin principal de este primer componente LINAC es para dispersar el haz de electrones al ser interceptada a travs de la lamina de oro ( color anaranjado).Imagen visualizado con GVIEDW3D y rotado con los ngulos de Euler.construccin del acelerador Siemens/Mevatron, tenemos la Imagen 2D y 3D del CABEZAL DEL acelerador

Lamina primariaLamina secundariamandbulasAplicador Fantoma