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Simulações de experimentos didáticos em física médica com TOPAS MC

S.R. Neto, Ruy ; de Souza, Felipe M.L. ; Fidelis, André L.E. ; Rocha, Arthur M. ; de Santana, Larissa G.O. ; da Rosa, Luiz A.R. ; Cardoso, Simone C.

Revista Brasileira de Ensino de Física, 2023, Vol.45

Sociedade Brasileira de Física

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  • Título:
    Simulações de experimentos didáticos em física médica com TOPAS MC
  • Autor: S.R. Neto, Ruy ; de Souza, Felipe M.L. ; Fidelis, André L.E. ; Rocha, Arthur M. ; de Santana, Larissa G.O. ; da Rosa, Luiz A.R. ; Cardoso, Simone C.
  • Assuntos: ensino de física ; Física das radiações ; Física Médica ; Monte Carlo ; TOPAS
  • É parte de: Revista Brasileira de Ensino de Física, 2023, Vol.45
  • Descrição: O ensino de Física Médica evolui a cada ano no Brasil. A necessidade de métodos didáticos e interativos cresce de maneira proporcional visando uma maior motivação e melhor aprendizagem por parte dos alunos. Nos cursos de graduação em Física Médica no Brasil, a disciplina de Física das Radiações é fundamental para a formação profissional do estudante. O objetivo deste trabalho é utilizar o código de Monte Carlo TOPAS para simular experimentos que possibilitem a discussão de conteúdos abordados na disciplina de Física das Radiações. A ferramenta poderá ser utilizada por docentes ao ministrar essa disciplina e por alunos que queiram aprofundar seus conhecimentos e serem introduzidos ao método de Monte Carlo. Inicialmente, foi realizada a validação do TOPAS para os espectros de fótons utilizados através da comparação com dados da literatura. Com isso, foi possível elaborar os arquivos de entrada e realizar a análise de dados dos arquivos de saída para diferentes configurações de irradiação abordadas academicamente de modo a evidenciar a influência de fatores como: estatística das curvas pelo número de histórias; tamanho do campo de irradiação; meios homogêneos e heterogêneos; feixes incidentes de diferentes naturezas. Os resultados obtidos mostram que as simulações elaboradas possibilitam uma análise correta e dinâmica dos processos de interação da radiação com a matéria abordados em Física das Radiações. The teaching of medical physics evolves every year in Brazil. The need for didactic and interactive methods grows proportionally, aiming at greater motivation and better learning on the students’ behalf. In undergraduate courses in medical physics in Brazil, the discipline of radiation physics is fundamental for the student’s professional formation. The purpose of this work is to utilize the TOPAS Monte Carlo to simulate experiments that allow the discussion over covered contents on the discipline of radiation physics related to medical physics. The tool may be used by teachers to minister this discipline and by students that may want to deepen their knowledge and be introduced to the Monte Carlo method. Initially, it was done the code validation for the photon spectra used through the comparison with literature. Therefore, it was possible to elaborate the input archives and perform the output archives data analysis for different irradiation setups covered by the academic community in order to evince factors influence, such as: curves statistics by the number of histories; irradiation field size; homogeneous and heterogeneous medium; different incident beams natures. The obtained results show that the performed simulations allow a correct and dynamic analysis of the radiation interaction processes with matter approached in radiation physics.
  • Editor: Sociedade Brasileira de Física
  • Idioma: Português

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