Radiation damage and recovery of plastic scintillators under ultra-high dose rate 200 MeV electrons at CERN CLEAR facility
Notice bibliographique
Résumé
Abstract Objective. The FLASH effect holds significant potential in improving radiotherapy treatment outcomes. Very high energy electrons (VHEEs) with energies in the range of 50–250 MeV can effectively target tumors deep in the body and can be accelerated to achieve ultra-high dose rates (UHDR), making them a promising modality for delivering FLASH radiotherapy in the clinic. However, apart from suitable VHEE sources, clinical translation requires accurate dosimetry, which is challenging due to the limitation of standard dosimeters under UHDR conditions. In this study, water-equivalent and real-time plastic scintillation dosimeters (PSDs) are tested to evaluate their viability for FLASH VHEE dosimetry. Approach. A 4-channel PSD, consisting of polystyrene-based BCF12 and Medscint proprietary scintillators, polyvinyltoluene-based EJ-212 and a blank plastic fiber channel for Cherenkov subtraction was exposed to the 200 MeV VHEE UHDR beam at the CLEAR CERN facility. The Hyperscint RP200 platform was used to assess linearity to dose pulses of up to 90 Gy and dose rates up to <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" overflow="scroll"> <mml:mrow> <mml:mn>4.6</mml:mn> <mml:mo>×</mml:mo> <mml:msup> <mml:mn>10</mml:mn> <mml:mn>9</mml:mn> </mml:msup> </mml:mrow> </mml:math> Gy s −1 , and to investigate radiation damage and recovery after dose accumulation of 37.2 kGy. Main results. While blank fiber response was linear across the entire dose range studied, light output saturated above 45 Gy/pulse for scintillators. Despite radiation damage, linearity was preserved, though it resulted in a decrease of scintillator and blank fiber light output of <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" overflow="scroll"> <mml:mrow> <mml:mrow> <mml:mo><</mml:mo> </mml:mrow> </mml:mrow> </mml:math> 1.87%/kGy and a shift in spectra towards longer wavelengths. Short-term recovery ( <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" overflow="scroll"> <mml:mrow> <mml:mrow> <mml:mo><</mml:mo> </mml:mrow> </mml:mrow> </mml:math> 100 h) of these changes was observed and depended on rest duration and accumulated dose. After long-term rest ( <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" overflow="scroll"> <mml:mrow> <mml:mrow> <mml:mo><</mml:mo> </mml:mrow> </mml:mrow> </mml:math> 172 days), light output recovery was partial, with 6%–22% of residual permanent damage remaining, while spectral recovery was complete. Significance. We showed that PSDs are sensitive to radiation damage, but maintain dose linearity even after a total accumulated dose of 37.2 kGy, and exhibit significant response recovery. This work highlights the potential of PSDs for dosimetry in UHDR conditions.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 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 tête enseignante, 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 ».