PEMODELAN KOLIMATOR DI RADIAL BEAM PORT REAKTOR KARTINI UNTUK BORON NEUTRON CAPTURE THERAPY (BNCT)

BEMBY YULIO VALLENRY, Dr. Ir. Andang Widiharto, M.T

2014 | Skripsi | TEKNIK NUKLIR

Salah satu metode terapi kanker adalah BNCT (Boron Neutron Capture Therapy). BNCT memanfaatkan tangkapan neutron oleh 10B yang terendapkan pada sel kanker. Keunggulan BNCT dibandingkan dengan terapi radiasi lainnya adalah tingkat selektivitas yang tinggi karena tingkatannya adalah sel. Pada penelitian ini dilakukan pemodelan kolimator di radial beam port Reaktor Kartini sebagai sumber neutron untuk BNCT. Pemodelan ini dilakukan dengan simulasi menggunakan perangkat lunak Monte Carlo N-Particle versi 5 (MCNP 5). MCNP 5 adalah suatu paket program untuk memodelkan sekaligus menghitung masalah transpor partikel dengan mengikuti sejarah hidup neutron semenjak lahir, bertranspor pada bahan hingga akhirnya hilang karena mengalami reaksi penyerapan atau keluar dari sistem. Pemodelan ini menggunakan variasi material dan ukurannya agar menghasilkan nilai dari tiap parameter-parameter yang sesuai dengan rekomendasi IAEA untuk BNCT, yaitu fluks neutron epitermal (Φepi) > 1,0 x 109 n.cm-2.s-1, rasio antara laju dosis neutron cepat dan fluks neutron epitermal ( ̇f/Φepi) < 2,0 x 10-13 Gy.cm2.n-1, rasio antara laju dosis gamma dan fluks neutron epitermal ( ̇γ/Φepi) < 2,0 x 10-13 Gy.cm2.n-1, rasio antara fluks neutron termal dan epitermal (Φth/Φepi) < 0,05 dan rasio antara arus dan fluks neutron epitermal (J/Φepi) > 0,7. Berdasarkan hasil optimasi dari pemodelan ini, material dan ukuran penyusun kolimator yang didapatkan yaitu 0,75 cm Ni sebagai dinding kolimator, 22 cm Al sebagai moderator dan 4,5 cm Bi sebagai perisai gamma. Keluaran berkas radiasi yang dihasilkan dari pemodelan kolimator radial beam port yaitu Φepi = 5,25 x 106 n.cm-2.s-1, ̇f/Φepi = 1,17 x 10-13 Gy.cm2.n-1, ̇γ/Φepi = 1,70 x 10-12 Gy.cm2.n-1, Φth/Φepi = 1,51 dan J/Φepi = 0,731. Berdasarkan penelitian ini, hasil optimasi berkas radiasi yang keluar dari radial beam port tidak sepenuhnya memenuhi kriteria yang direkomendasikan oleh IAEA.

One of the cancer therapy methods is BNCT (Boron Neutron Capture Therapy). BNCT utilizes neutron capture by 10B deposited on cancer cells. The superiority of BNCT compared to other radiation therapy is the high level of selectivity since its level is within cell. This study was carried out on collimator modeling in radial beam port of Reaktor Kartini for BNCT. The Modeling was conducted by simulation using software of Monte Carlo N-Particle version 5 (MCNP 5). MCNP 5 is a package of the programs for both simulating and calculating the problem of particle transport by following the life cycle of a neutron since its birth from fission reaction, transport on materials, until eventually lost due to the absorption reaction or out from the system. The collimator modeling used materials which varied in size in order to generate the value of each of the parameters in accordance with the recommendation of the IAEA, the epithermal neutron flux (Φepi) > 1.0 x 109 n.cm-2.s-1, the ratio between the neutron dose rate fast and epithermal neutron flux ( ̇f/Φepi) < 2.0 x 10-13 Gy.cm2.n-1, the ratio of gamma dose rate and epithermal neutron flux ( ̇γ/Φepi) < 2.0 x 10-13 Gy.cm2.n-1, the ratio between the thermal and epithermal neutron flux (Φth/Φepi) < 0.05 and the ratio between the current and flux of the epithermal neutron (J/Φepi) > 0.7. Based on the results of the optimization of the modeling, the materials and sizes of the collimator construction obtained were 0.75 cm Ni as collimator wall, 22 cm Al as a moderator and 4.5 cm Bi as a gamma shield. The outputs of the radiation beam generated from collimator modeling of the radial beam port were Φepi = 5.25 x 106 n.cm-2.s-1, ̇f/Φepi = 1.17 x 10-13 Gy.cm2.n-1, ̇γ/Φepi = 1.70 x 10-12 Gy.cm2.n-1, Φth/Φepi = 1.51 and J/Φepi = 0.731. Based on this study, the results of the beam radiation coming out of the radial beam port did not fully meet the criteria recommended by the IAEA.

Kata Kunci : BNCT, Reaktor Kartini, MCNP 5, Kolimator