Monte Carlo simulation of the WENDI-2 neutron dosimeter

Il presente lavoro di tesi, sviluppato nell’arco di sei mesi presso l’Institut Supérieur Industriel de Bruxelles (ISIB) in collaborazione con Ion Beam Application Group (IBA, Louvain la Neuve), ha come principale soggetto lo studio della risposta del rem meter WENDI-2 commercializzato da Thermo Scientific. Lo studio si è basato principalmente sull’uso del codice Monte Carlo MCNPX 2.5.0, simulando la risposta del detector sia in caso di campi di radiazione neutronica monoenergetici sia in corrispondenza di spettri neutronici continui. La prima fase è stata dedicata alla modellizzazione MCNPX del rem counter, consentendo così la valutazione della sua funzione risposta. Questa è stata ricostruita interpolando 93 punti, ciascuno calcolato in corrispondenza di un singolo valore di energia di una sorgente puntiforme, compreso tra 1 meV e 5 GeV. In tal caso è stata rilevata un’ottima corrispondenza tra i risultati ottenuti e quelli riportati nella letteratura scientifica esistente. In una seconda fase, al fine di ottenere informazioni sulla risposta di WENDI II in corrispondenza di campi complessi di radiazione, simulazioni MCNPX sono state realizzate riproducendo un ambiente di lavoro esistente presso la sede IBA di Louvain la Neuve: la risposta del detector è stata valutata in corrispondenza di 9 diverse posizioni all’interno di un bunker contenente un ciclotrone PET (18 MeV H-), implicando la rilevazione di campi di radiazione neutronica continui ed estesi dalle energie termiche fino a 18 MeV. I risultati ottenuti sono stati infine comparati con i valori di dose ambiente equivalente calcolata nelle stesse condizioni di irraggiamento.

Characterization of a prototype for cone beam breast computed tomography

The project aims to experiment the Cone Beam Breast Computed Tomography technique using a standard digital mammography system. The work is focused on the definition of a protocol of quality measurements for the pre-clinical evaluation of the machine. The paper is developed in two parts. The first is specifically concerned with the methods used to define the image quality and dosimetry aspects specific for digital mammography devices. A complete characterization of the system has been performed according to the applicable IEC standards to assure the performances of the equipment and define the quality levels. Due to the lack of a quality control protocol dedicated to CBBCT mammography scanner, a new equivalent test procedure has been proposed. The second part of the paper is focused on the evaluation, through quantitative and visual analyzes, of the CBCT exam feasibility in the hardware and software conditions currently proposed by IMS Giotto. The prototype was in fact developed differing from the technical choices of competing companies and developed for a different intended use. The main difference with respect to the existing breast CT scanners is the possibility of performing on the same system the CBBCT scanning but also all the mammographic techniques. In this thesis, we aim to assess whether, in the current setup, considering a dosimetric range very close to that used in the clinic, the tests produce results that can be considered acceptable or at least indicative of the feasibility of the entire project from a commercial point of view. For this purpose, the final reconstruction images, obtained by two previously developed software, are analyzed.