Indice
Pag. 2
Indice
INTRODUZIONE ... 5
CAPITOLO 1: Interazione dei fotoni con la materia ... 9
1.1.Tipi di Radiazioni Ionizzanti ... 9
1.2.I Fotoni ... 9
1.3.Attenuazione esponenziale ... 12
1.4.Half Value Layer (HVL) ... 14
1.5.Meccanismi di interazione ... 15
1.5.1.Effetto fotoelettrico ... 16
1.5.2. Effetto Compton ... 17
1.5.3.Produzione di coppie ... 20
1.5.4.Coefficiente di attenuazione totale ... 21
1.6.Produzione di raggi-X ... 23
1.7.Imaging radiografico ... 25
CAPITOLO 2: La mammografia ... 28
2.1.Introduzione ... 28
2.2.Principio di funzionamento ... 28
2.2.1.Anodo in molibdeno ... 30 2.2.2.Compressione ... 32 2.2.3.Collimatore ... 33 2.2.4.Ingrandimento ... 34 2.2.5.Sistema di rivelazione ... 352.3.Mammografia Digitale ... 36
2.3.1.Conversione indiretta con array di CCD ... 39
2.3.2.Conversione indiretta con array di TFT ... 39
2.3.3.Scintillatore Flat-Panel con array di diodi a-Si ... 40
2.3.4.Conversione diretta: array Flat-Panel di a-Se ... 41
Indice
Pag. 3
CAPITOLO 3: Dosimetria e dosimetri a semiconduttore ... 44
3.1.Cenni di dosimetria ... 44
3.1.1.Grandezze fisiche ... 45
3.1.2.Grandezze radio protezionistiche ... 47
3.1.3.Grandezze operative ... 50
3.2.Esposizione dei pazienti in radiologia ... 51
3.3.Dosimetri ... 52
3.3.1.Dosimetri passivi ... 54
3.3.2.Dosimetri attivi ... 56
3.4.Dosimetri a semiconduttore ... 57
3.4.1.Struttura a bande elettroniche ... 58
3.4.2.Semiconduttori intrinseci ... 59
3.4.3.Semiconduttori drogati ... 59
3.4.4.Mobilità ... 61
3.4.5.Ricombinazione e trappole ... 62
3.4.6.Rivelatori senza giunzione ... 63
3.4.7.Rivelatori a giunzione ... 63
3.4.8.Risoluzione energetica ... 68
CAPITOLO 4: Caratterizzazione del fotodiodo ... 72
4.1.PIN – photodiode come dosimetro ... 72
4.1.1.Principio di funzionamento ... 73
4.1.2.Circuito equivalente ... 77
4.2.Materiali e metodi utilizzati ... 78
4.2.1.Circuito di reazione del fotodiodo ... 79
4.2.2.Riduzione del rumore ... 81
4.3.Prove di fattibilità ... 83
4.4.Misure su fascio mammografico ... 87
4.4.1.Anodo in Rh, filtro in Rh, mAs fissi, kVp variabili, posizione a 5cm ... 88
4.4.2. Anodo in Mo, filtro in Mo, mAs fissi, kVp variabili, posizione a 5cm ... 90
4.4.3. Anodo in Mo, filtro in Rh, mAs fissi, kVp variabili, posizione a 5cm ... 92
4.4.4. Anodo in Mo, filtro in Mo, mAs e kVp fissi, posizione variabile ... 94
4.5.Calcolo dell’efficienza quantica ... 95
4.6.Calibrazione ... 101
Indice
Pag. 4
4.7.Taratura: coefficiente di conversione ... 106
4.7.1.Analisi dei residui ... 111
4.8.Mappatura del FOV mammografico ... 113
CAPITOLO 5: Simulazione Monte Carlo ... 115
5.1.Introduzione al codice Monte Carlo (MCNP) ... 115
5.2. MCNP: metodi statistici e metodi deterministici ... 116
5.3.Il metodo Monte Carlo ... 116
5.3.1.Le librerie nucleari di MCNP ... 117
5.3.2.Sorgenti in MCNP ... 117
5.3.3.Tallies e Output ... 118
5.3.4.Stima degli errori in MC e metodi di riduzione della varianza ... 119
5.3.5.La geometria in MCNP ... 122
5.3.6.Input file ... 122
5.4.Codice utilizzato nel caso di sorgente elettronica puntiforme ... 124
5.4.1.Geometria del fotodiodo ... 125
5.4.2.Geometria del mammografo ... 126
5.4.3.Modello del mammografo con sorgente fotonica ... 128
