SU‐E‐T‐521: Investigation of the Uncertainties Involved in Secondary Neutron/gamma Production in Geant4/MCNP6 Monte Carlo Codes for Proton Therapy Application
Notice bibliographique
Résumé
Purpose: A major concern in proton therapy is the production of secondary neutrons causing secondary cancers, especially in young adults and children. Most utilized Monte Carlo codes in proton therapy are Geant4 and MCNP. However, the default versions of Geant4 and MCNP6 do not have suitable cross sections or physical models to properly handle secondary particle production in proton energy ranges used for therapy. In this study, default versions of Geant4 and MCNP6 were modified to better handle production of secondaries by adding the TENDL‐2012 cross‐section library. Methods: In‐water proton depth‐dose was measured at the “The Svedberg Laboratory” in Uppsala (Sweden). The proton beam was mono‐energetic with mean energy of 178.25±0.2 MeV. The measurement set‐up was simulated by Geant4 version 10.00 (default and modified version) and MCNP6. Proton depth‐dose, primary and secondary particle fluence and neutron equivalent dose were calculated. In case of Geant4, the secondary particle fluence was filtered by all the physics processes to identify the main process responsible for the difference between the default and modified version. Results: The proton depth‐dose curves and primary proton fluence show a good agreement between both Geant4 versions and MCNP6. With respect to the modified version, default Geant4 underestimates the production of secondary neutrons while overestimates that of gammas. The “ProtonInElastic” process was identified as the main responsible process for the difference between the two versions. MCNP6 shows higher neutron production and lower gamma production than both Geant4 versions. Conclusion: Despite the good agreement on the proton depth dose curve and primary proton fluence, there is a significant discrepancy on secondary neutron production between MCNP6 and both versions of Geant4. Further studies are thus in order to find the possible cause of this discrepancy or more accurate cross‐sections/models to handle the nuclear interactions of protons with energy ranges used for therapy. NSERC‐CRSNG’ CREATE Medical Physics Research Training Network compute calcul CANADA; McGill University health center research institute the fast foundation; LM acknowledges partial support by the CREATE Medical Physics Research Training Network grant of the Natural Sciences and Engineering; Research Council Grant number 432290
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,004 | 0,011 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».