Desain Kolimator Neutron pada Compact Neutron Generator (CNG) untuk Boron Neutron Capture Therapy (BNCT) Menggunakan MCNP 5

ANGGRAENI DWI S, Prof. Drs. Kusminarto, Ph.D.

2014 | Tesis | S2 Ilmu Fisika

kematian nomor urut kedua setelah cardiovasculer. Teknologi terapi kanker hingga sampai saat ini masih berdampak pada jaringan sehat. Untuk itu perlu dikembangkan teknologi terapi kanker yang bersifat cell targeting yaitu Boron Neutron Capture Therapy (BNCT). Keberhasilan teknologi BNCT sangat ditentukan oleh desain kolimator. Optimasi desain kolimator pada Compact Neutron Generator (CNG) harus memenuhi lima kriteria dari International Atomic Energy Agency (IAEA) agar berkas neutron tidak membahayakan pasien. Kolimator didesain dengan simulasi menggunakan software Monte Carlo N Particle 5 (MCNP5). CNG yang digunakan adalah tipe koaksial dengan kuat sumber neutron 1011 n/s (reaksi D-D) dan 1014 n/s (reaksi D-T). CNG dioperasikan pada arus 1 A dan tegangan 120 kV. Optimasi dilakukan terhadap jenis material penyusun kolimator adalah 60Ni, 9Be, 12C, BeO, 208Pb dan 209Bi dan geometri kolimator yaitu tebal dan diameter. Hasil optimasi desain kolimator adalah fluks neutron epitermal 1,34 x 10 neutron/cm s, laju dosis neutron cepat terhadap fluks epitermal 1, 62 x 10 Gycm / neutron, laju dosis gamma terhadap fluks epitermal adalah 9,81 x 10 Gycm / neutron, rasio fluks neutron termal terhadap neutron epitermal 3,52x 10 , rasio arus neutron terhadap fluks neutron total 0,649 untuk reaksi D-T. Sedangkan untuk reaksi D-D menghasilkan fluks neutron epitermal 8, 8 x 10 neutron/cm s, laju dosis neutron cepat terhadap fluks neutron epitermal 8,97 x 10 Gycm / neutron , laju dosis gamma terhadap fluks neutron epitermal 1,18 x 10 Gycm / neutron, rasio fluks neutron termal terhadap neutron epitermal 1,89x 10 dan rasio arus neutron terhadap fluks neutron total 0,46. Dari hasil optimasi kolimator dapat disimpulkan bahwa CNG tipe koaksial untuk reaksi D-T memenuhi persyaratan untuk BNCT kecuali untuk parameter rasio arus neutron terhadap fluks neutron total lebih kecil dari kriteria IAEA dan perlu dilakukan optimasi desain kolimator lebih lanjut. Kata Kunci : BNCT, MCNP 5, kolimator, CNG, reaksi D-D, reaksi D-T

leading cause of death after cardiovascular. Technology for cancer theraphy has that minimize the effect on healthy cell. It is necessary to develop the technology for cancer therapies that is Boron Neutron Capture Therapy (BNCT). The success of BNCT technology is determined by the design of collimator. Optimization of collimator design on Compact Neutron Generator (CNG) must satisfy five criteria of the International Atomic Energy Agency (IAEA) so that the neutron beam does not harm the patient. Collimator is designed with a software simulation using Monte Carlo N Particle 5 (MCNP5). The type of CNG that is used is a coaxial type with neutron yield in 1011 n/s (D-D reaction) and 1014 n/s (D-T reaction). CNG is operated at a current of 1 A and a voltage of 120 kV. The optimizations done on type of collimator material (60Ni, 9Be, 12C, BeO, 208Pb and 209Bi) and geometry of collimator (thickness and diameter). The results of the design optimization of the collimator is epithermal neutron flux of 1,34 x 10 neutron/cm s, ratio of fast neutron dose to epithermal neutron flux of 1, 62 x 10 Gycm /neutron, ratio of gamma dose to epithermal neutron flux of 99,81 x 10 Gycm / neutron, ratio of thermal neutron flux and epithermal neutron of 3,52x 10 , ratio of a neutron current to total neutron of 0,649 for the DT reaction. D-D reactions produce epithermal neutron flux of 8, 8 x 10 neutron/cm s, ratio of fast neutron dose and epithermal flux of 8,97 x 10 , ratio of gamma dose and epithermal flux of 1, 18 x 10 Gycm / neutron, thermal neutron flux ratio of the epithermal neutron of 1,89x 10 and the ratio of the neutron current and total neutron flux of 0, 46. The results of optimation can be concluded that the collimator CNG coaxial type satisfy the requirements for the DT reaction except for ratio of neutrons current and the total neutron flux. Key words : BNCT, MCNP 5, collimator, CNG, D-D reaction, D-T reaction

Kata Kunci : BNCT, MCNP 5, kolimator, CNG, reaksi D-D, reaksi D-T; BNCT, MCNP 5, collimator, CNG, D-D reaction, D-T reaction