Current status of highenergy neutron (1460 MEV) crosssections for tissue kerma computations

Abstract

Neutron kerma factors are required at energies up to 60 MEV for therapy and protection purposes but a major difficulty in their computation for materials of biomedical interest is the lack of sufficiently accurate crosssection data for the light elements The current situation is reviewed World sources of evaluated nuclear data are discussed Where experimental cross section information is not available resort has been made by several authors to calculations using one or more of the standard the oretical models viz optical statistical intranuclear cascade evaporation and phase shift with limited success 'Best mean' kerma factors for H C N 0 and ICRU muscle tissue are presented Those reactions which contribute most to the kerma are identified and tabulated Good experimental crosssection data are urgently required There is a dearth of experimental information on the probability of particle emission from excitation levels in the residual nuclei An energy averaging procedure developed by Caswel l and coyne [22] is useful for evaluating the excitation energy and the probability of particle emission Calculated partial kerma factors associated with the emission of a specified particle type are inconsistent with experiment and consequently application of current data to neutron quality specification (eg microdosimetry) must be considered unreliable

إن استعمال النيترونات للعلاج الطبي والوقاية يستدعي معرفة معاملات انطلاق طاقة الحركة في المواد لنيترونات تصل طاقتها إلى 60 مليون إلكترون فولت ولكن العقبة في حساب هذه المعاملات وخصوصا للمواد الأهمية البيولوجية تأتي من نقص المعلومات الدقيقة المتعلقة بمقطع تفاعل النيترونات مع العناصر الخفيفة وهذا البحث سيناقش المصادر العالمية للمعلومات النووية القيمة وفي حالة عدم وجود معلومات تجريبية متعلقة بمقاطع التفاعلات فإن كثيرا من الباحثين اعتمدواوبقليل من التوفيقعلى نتائج نظرية محسوبة باستخدام نموذج أو أكثر من النماذج المختلفة للنواة مثل (النموذج الضوئي أو النموذج الإحصائي أو نموذج التتابع أو النموذج النووي الداخلي أو نموذج التبخر) وهذا البحث يقدم متوسط معاملات انطلاق طاقة حركة النيترونات في الهيدروجين والكربون والنيتروجين والأكسجين وكذلك في المادة المكافئة لنسيج العضلات وفي هذا البحث أيضا سيتم تعريف وتبويب التفاعلات الهامة التي تتعلق بانطلاق طاقة حركة النيترونات في المواد وفي هذا الصدد فهناك حاجة لمعرفة نتائج تجريبية دقيقة لاحتمات حدوث التفاعلات وكذلك فهناك نقص كبير في المعلومات التجريبية المتعلقة باحتمال انطلاق الجسيمات من مستويات الطاقة في النويات المتبقية إن طريقة إيجاد معدل الطاقة التي ابتكرها كل من كاسويل وكوين علم 1976 مفيدة لحساب طاقة تهيج النواة وكذلك في حساب احتمال انبعاث الجسيمات من النواة ولابد من التنويه أن معاملات انطلاق طاقة حركة النيترونات المحسوبة والتي تتعلق بانبعاث جسيم معين لا تتفق والنتائج التجريبية وعليه فالنتائج المقدمة في هذا البحث لا يجب الاعتماد عليها في تحديد نوعية النيترونات