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Assessment of Geant4 Prompt-Gamma Emission Yields in the Context of Proton Therapy Monitoring

Authors :
Etienne Testa
J. Krimmer
Marco Pinto
Denis Dauvergne
Jean Michel Létang
Nicolas Freud
Rayet, Béatrice
Institut de Physique Nucléaire de Lyon (IPNL)
Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL)
Université de Lyon-Université de Lyon-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Imagerie Tomographique et Radiothérapie
Centre de Recherche en Acquisition et Traitement de l'Image pour la Santé (CREATIS)
Université de Lyon-Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées de Lyon (INSA Lyon)
Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Hospices Civils de Lyon (HCL)-Université Jean Monnet - Saint-Étienne (UJM)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL)
Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Hospices Civils de Lyon (HCL)-Université Jean Monnet - Saint-Étienne (UJM)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL)
Université de Lyon-Université de Lyon-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)
Université Jean Monnet [Saint-Étienne] (UJM)-Hospices Civils de Lyon (HCL)-Institut National des Sciences Appliquées de Lyon (INSA Lyon)
Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL)
Université de Lyon-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université Jean Monnet [Saint-Étienne] (UJM)-Hospices Civils de Lyon (HCL)-Institut National des Sciences Appliquées de Lyon (INSA Lyon)
Université de Lyon-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)
Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Lyon-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL)
Source :
Frontiers in Oncology, Frontiers in Oncology, 2016, 6 (10), ⟨10.3389/fonc.2016.00010⟩, Frontiers in Oncology, Frontiers, 2016, 6 (10), ⟨10.3389/fonc.2016.00010⟩, Frontiers in Oncology, Vol 6 (2016)
Publication Year :
2016
Publisher :
Frontiers Media S.A., 2016.

Abstract

International audience; Monte Carlo tools have been long used to assist the research and development of solutions for proton therapy monitoring. The present work focuses on the prompt-gamma emission yields by comparing experimental data with the outcomes of the current version of Geant4 using all applicable proton inelastic models. For the case in study and using the binary cascade model, it was found that Geant4 overestimates the prompt-gamma emission yields by 40.2 ± 0.3%, even though it predicts the prompt-gamma profile length of the experimental profile accurately. In addition, the default implementations of all proton inelastic models show an overestimation in the number of prompt gammas emitted. Finally, a set of built-in options and physically sound Geant4 source code changes have been tested in order to try to improve the discrepancy observed. A satisfactory agreement was found when using the QMD model with a wave packet width equal to 1.3 fm 2 .

Details

Language :
English
ISSN :
2234943X
Volume :
6
Database :
OpenAIRE
Journal :
Frontiers in Oncology
Accession number :
edsair.doi.dedup.....5df5473b6fb5f15cf814e2c019a18350