Optimasi Beam Shaping Assembly dan Kolimator Pada Fasilitas Kansai BNCT Medical Center Dengan Simulasi Program PHITS

MOHAMMAD LUTHFI, Prof. Yohannes Sardjono, APU.; Dr. Ir. Andang Widi Harto, M.T.

2023 | Skripsi | S1 TEKNIK NUKLIR

Permasalahan utama dalam BNCT adalah sulitnya membangun reaktor nuklir sebagai sumber neutron pada fasilitas terapi. Dengan hadirnya teknologi akselerator sumber neutron bisa didapatkan dengan reaksi emisi neutron. Untuk mendapatkan sumber neutron yang optimal diperlukan desain BSA yang optimal. Menjawab masalah tersebut pada penelitian ini dilakukan optimasi terhadap desain BSA berbasis A-BNCT dengan simulasi menggunakan perangkat lunak PHITS dengan mencoba variasi desain dan material untuk mencapai spesifikasi desain keluaran apperture yang direkomendasikan oleh TECDOC-1223 dari IAEA. Perhitungan PHITS menunjukkan dengan menggunakan PbF2 sebagai reflektor dan B2O sebagai reflektor belakang, TiF3 sebagai moderator pertama, AlF3 sebagai moderator kedua, 60Ni sebagai filter neutron, Bi sebagai filter gamma, dan apperture dengan diameter berukuran 20 cm, berkas neutron epitermal dengan intensitas. 6,8 x 109 n.cm-2.s-1, neutron cepat dan dosis gamma per neutron epitermal 1,06 x 10-16 Gy.cm2.n-1 dan 1,26 x 10-20 Gy.cm2.n-1, rasio neutron termal per epitermal 0,0435, dan arah maksimum 0,881, masing-masing dapat dihasilkan.

The main problem in BNCT is the difficulty of building a nuclear reactor as a source of neutrons in therapy facilities. With the presence of the neutron source accelerator technology, it can be obtained by the neutron emission reaction. To obtain the optimal neutron source, an optimal BSA design is required. Answering this problem, in this study, an optimization of the A-BNCT- based BSA design was carried out by using the PHITS software simulation by trying various designs and materials to achieve the apperture output design specifications recommended by the IAEA TECDOC-1223. PHITS calculations indicated by using PbF2 as reflector and B2O as back reflector, TiF3 as first moderator, AlF3 as second moderator, 60Ni as neutron filter, Bi as gamma filter, and aperture with 20 cm of diameter size, an epithermal neutron beam with an intensity 6.8 x 109 n.cm-2.s-1, fast neutron and gamma doses per epithermal neutron of 1.06 x 10-16 Gy.cm2.n-1 and 1.26 x 10-20 Gy.cm2.n-1, minimum thermal neutron per epithermal neutron ratio of 0.0435, and maximum directionality of 0.881, respectively could be produced.

Kata Kunci : BNCT, BSA, PHITS, Neutron.