Simulation Monte Carlo pour la réalisation d’un étalon primaire de la dose absorbée dans l’eau pour des faisceaux d’électrons

Monte Carlo simulation for the realization of a primary standard for the absorbed dose to water for electron beams

Office fédéral de métrologie METAS, Lindenweg 50, 3003 Berne-Wabern, Suisse.

Reçu : 14 Mai 2007
Accepté : 21 Septembre 2007

Résumé

METAS réalise l’étalon primaire de la dose absorbée dans l’eau pour les faisceaux d’électrons de haute énergie entre 5 MeV et 22 MeV avec un dosimètre chimique basé sur une solution de Fricke. Cette réalisation comprend deux étapes. Tout d’abord, une expérience d’absorption totale d’un faisceau monoénergétique étroit d’énergie et de charge connues permet de déterminer la réponse de la solution de Fricke à la dose absorbée. Ensuite, l’irradiation de sachets de solution dans des faisceaux de qualités thérapeutiques assure le raccordement métrologique des étalons secondaires. Certaines corrections appliquées aux valeurs mesurées sont obtenues à l’aide de simulations Monte Carlo. Les pertes dues principalement à l’émission de Bremsstrahlung lors de l’expérience d’absorption totale dépendent de l’énergie des électrons et de la taille du récipient de solution de Fricke, et sont comprises entre 2,7 % et 8,2 % de l’énergie du faisceau incident. Les facteurs de transfert pour obtenir la dose absorbée dans l’eau à partir des mesures des sachets varient faiblement avec l’énergie entre 0,58 % et 0,80 %.

Abstract

The METAS absorbed dose to water primary standard for high-energy electron beams between 5 MeV and 22 MeV is based on a chemical Fricke dosimeter. Two steps are required for its realization. First, a monoenergetic electron beam of known particle energy and beam charge is totally absorbed in a Fricke solution, allowing the determination of the response of the Fricke dosimeter. Then, some small bags filled with Fricke solution are irradiated in clinical quality beams for the calibration of the secondary standards. Some corrections applied to the measured values are obtained by Monte Carlo simulation. The amount of energy escaping the total absorption vessel, mainly due to Bremsstrahlung, depends on the electrons energy and on the size of the vessel, and varies from 2.7% to 8.2% of the incident beam energy. The transfer factors yielding the absorbed dose to water from the bag measurements vary slightly with energy between 0.58% and 0.80%.