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This chapter presents a specific reliability study of some GEANT4-DNA (version 10.02.p01) processes and models for proton transportation considering ultra-thin layers (UTL). The Monte Carlo radiation transport validation is fundamental to guarantee the simulation results accuracy. However, sometimes this is impossible due to the lack of experimental data and, it is then that the reliability evaluation takes an important role. Geant4-DNA runs in an energy range that makes impossible, nowadays, to perform a proper microscopic validation (cross-sections and dynamic diffusion parameters) and allows very limited macroscopic reliability. The chemical damage cross-sections reliability (experiment versus simulation) is a way to verify the consistency of the simulation results which is presented for 2 MeV incident protons beam on PMMA and PVC UTL. A comparison among different Geant4-DNA physics lists for incident protons beams from 2 to 20 MeV, interacting with homogeneous water UTL (2 to 200 nm) was performed. This comparison was evaluated for standard and five other optional physics lists considering radial and depth profiles of deposited energy as well as number of interactions and stopping power of the incident particle.

A radiocirurgia estereotáxica intracraniana é uma técnica de radioterapia que aplica elevada dose de radiação em uma única fração para tratar tumores ou lesões intracranianos pequenos. Para tal, é necessário extremo rigor no controle de qualidade de cada radiocirurgia para garantir a exatidão necessária na entrega da dose absorvida dos tratamentos realizados. O objetivo deste trabalho foi desenvolver um protótipo simulador de cabeça de baixo custo que possa ser utilizado no controle de qualidade de radiocirurgia estereotáxica intracraniana. O protótipo simulador foi construído utilizando uma cabeça de manequim adulto de plástico, cujo interior foi preenchido com cera de abelha e foi acoplado um suporte fixador para uma câmara de ionização. A homogeneidade do preenchimento foi avaliada por meio de imageamento por tomografia computadorizada e o seu desempenho como simulador foi avaliado por meio da comparação entre a dose absorvida calculada pelo sistema de planejamento e a dose absorvida medida no protótipo. Dos seis tratamentos simulados, quatro apresentaram diferenças percentuais relativas dentro de um limite de tolerância de ± 5 % e dois apresentaram valores acima desta tolerância. Esses resultados preliminares indicam um bom desempenho do protótipo simulador, mas que são necessários ajustes para garantir que o tratamento planejado e o efetivado sejam os mesmos dentro dos limites de tolerância estabelecidos.

Monte Carlo technique has been widely used as an important tool to develop new irradiation equipment, prototype medical equipment parts, and test methodologies for dosimetry. In this manuscript, we present a methodology to design a low power X-ray tube generator using the Geant4 Monte Carlo toolkit. The simulations were performed considering a large number of variables, namely, the material composition of the target track, the window thickness, and the air pressure of the X-ray tube. The X-ray production was simulated considering monoenergetic electron beams impinging on targets of tungsten and copper with incident kinetic energies ranging from 20 keV to 60 keV and initial divergences from 5° to 30°. For the polyenergetic emission, a conservative approach with Gaussian energy distribution was adopted. The analysis indicates that among the evaluated parameters, the incident kinetic energy, and the target material produced the most notable changes in the spectra shape and conversion efficiency (CE), significantly impacting the X-ray tube design. The studies provide a reliable methodology to explore general configurations for X-ray tube generators, defining the best geometry, material compositions, and thicknesses to be used on spectroscopy applications.

OBJETIVO: O objetivo deste trabalho foi obter a distribuição da dose absorvida no ar numa sala de mamografia durante a simulação de um exame mamográfico, visando a reavaliar a necessidade do uso de barreiras de proteção radiológica nessas salas e a exposição das pacientes. MATERIAIS E MÉTODOS: Os dados da dose absorvida no ar foram coletados mediante simulação de exame mamográfico de um simulador de mama de BR12, em um equipamento Senograph 600T-Senix HF. Para tal, 158 pastilhas de CaSO4 foram distribuídas em malhas retangulares em torno do bucky, em três alturas distintas. RESULTADOS: O valor mais elevado da dose absorvida no ar, registrado no ponto central da superfície do simulador, centralizado no feixe primário, foi de 8,33 mGy, enquanto o menor valor registrado, devido exclusivamente ao espalhamento, foi de 0,008 mGy. CONCLUSÃO: Estes resultados indicam que o uso de blindagem adicional nas salas de mamografia pode não ser necessário na incidência crânio-caudal, desde que as distâncias consideradas neste trabalho sejam observadas. No entanto, eles enfatizam a necessidade de proteção da paciente. OBJECTIVE: The present study was aimed at evaluating the absorbed dose in air in a medical examination room during a mammography simulation, to re-evaluate the level of patients' exposure as well as the necessity of radiological protection barriers. MATERIALS AND METHODS: Data regarding absorbed dose in air were collected during mammography simulation with a BR12 breast phantom in a Senograph 600T-Senix HF mammograph. For this purpose, 158 CaSO4 dosimeters were distributed over rectangular grids around the bucky at three different heights. RESULTS: The highest value for absorbed dose in air recorded on the center of the phantom surface and centralized on the primary beam was 8.33 mGy, while the lowest value recorded exclusively due to radiation scattering was 0.008 mGy. CONCLUSION: These results indicate that the utilization of additional shielding in mammography facilities might not be necessary for craniocaudal acquisition, provided the distances considered for the present study are observed. However, the necessity of radiation protection of the patient should be emphasized.

OBJETIVO: O objetivo deste trabalho foi obter a distribuição da dose absorvida no ar numa sala de mamografia durante a simulação de um exame mamográfico, visando a reavaliar a necessidade do uso de barreiras de proteção radiológica nessas salas e a exposição das pacientes. MATERIAIS E MÉTODOS: Os dados da dose absorvida no ar foram coletados mediante simulação de exame mamográfico de um simulador de mama de BR12, em um equipamento Senograph 600T-Senix HF. Para tal, 158 pastilhas de CaSO4 foram distribuídas em malhas retangulares em torno do bucky, em três alturas distintas. RESULTADOS: O valor mais elevado da dose absorvida no ar, registrado no ponto central da superfície do simulador, centralizado no feixe primário, foi de 8,33 mGy, enquanto o menor valor registrado, devido exclusivamente ao espalhamento, foi de 0,008 mGy. CONCLUSÃO: Estes resultados indicam que o uso de blindagem adicional nas salas de mamografia pode não ser necessário na incidência crânio-caudal, desde que as distâncias consideradas neste trabalho sejam observadas. No entanto, eles enfatizam a necessidade de proteção da paciente.OBJECTIVE: The present study was aimed at evaluating the absorbed dose in air in a medical examination room during a mammography simulation, to re-evaluate the level of patients' exposure as well as the necessity of radiological protection barriers. MATERIALS AND METHODS: Data regarding absorbed dose in air were collected during mammography simulation with a BR12 breast phantom in a Senograph 600T-Senix HF mammograph. For this purpose, 158 CaSO4 dosimeters were distributed over rectangular grids around the bucky at three different heights. RESULTS: The highest value for absorbed dose in air recorded on the center of the phantom surface and centralized on the primary beam was 8.33 mGy, while the lowest value recorded exclusively due to radiation scattering was 0.008 mGy. CONCLUSION: These results indicate that the utilization of additional shielding in mammography facilities might not be necessary for craniocaudal acquisition, provided the distances considered for the present study are observed. However, the necessity of radiation protection of the patient should be emphasized.