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Clase: Dissertação
Título : Estudo da interação de pósitrons com alvos de interesse biológico
Autor(es): Arêas, Andrezza Oliveira
Orientador: Furones, Maikel Yusat Ballester
Miembros Examinadores: Milian, Felix Mas
Miembros Examinadores: Ludwig, Zélia Maria da Costa
Miembros Examinadores: Ventura, Laiz Rodrigues
Resumo: Entender a interação de partículas com a matéria é fundamental para sua aplicação. Partículas carregadas rápidas são usadas no tratamento e diagnóstico de câncer desde o século XIX. O câncer é a segunda doença que mais provoca a morte de pessoas no mundo, no entanto, nem todos os tratamentos disponíveis são suficientes para combatê-lo. Por esse motivo, surge a importância de estudos para o desenvolvimento de possíveis novas tecnologias e tratamentos. Entre os tipos, o câncer de mama apresenta a maior incidência e taxa de mortalidade entre mulheres no Brasil e no mundo. O câncer de cérebro, em especial os gliomas, embora esteja entre os menos frequentes, apresenta uma taxa de mortalidade de aproximadamente 90% dos casos. O pósitron, antipartícula do elétron, é amplamente utilizado em imagem médica por meio da Tomografia por Emissão de Pósitrons, mas seu potencial para terapias ainda é pouco explorado. Estudos indicaram que pósitrons podem apresentar vantagens em relação aos elétrons no tratamento de câncer. Neste trabalho, é investigado o comportamento de pósitrons ao interagir com alvos biológicos, particularmente cérebro e tecido mamário, utilizando uma abordagem teórica e computacional. Tal comportamento é investigado através do poder de freamento e do alcance CSDA, a partir do modelo fenomenológico de Gümüş, comparando os resultados com simulações realizadas no programa TOPAS, que utiliza o Método Monte Carlo para simular o transporte de radiação. Além disso, devido a escassez de dados comparativos de dose absorvida em tecidos biológicos entre pósitrons e elétrons, em faixas de energia de radioterapia, a distribuição de dose é obtida para água, cérebro e um tumor dentro do cérebro para elétrons e pósitrons incidindo nesse meio, fornecendo assim a porcentagem de dose por profundidade para os três meios simulados e a dose total absorvida no tumor. Os resultados obtidos neste trabalho permitiram verificar a precisão do modelo teórico utilizado para cálculos de poder de freamento e alcance CSDA em tecidos biológicos, além de fornecer uma análise comparativa da dose absorvida entre pósitrons e elétrons.
Resumen : Understanding the interaction of particles with matter is fundamental for their application. Fast charged particles have been used in cancer treatment and diagnosis since the 19th century. Cancer is the second leading cause of death worldwide, and not all available treatments are sufficient to cure it. Therefore, studies aimed at developing potential new technologies and treatments are of great importance. Among the types, breast cancer has the highest incidence and mortality rate among women in Brazil and worldwide. Brain cancer, particularly gliomas, although among the least frequent, has a mortality rate of approximately 90% of cases. The positron, the electron’s antiparticle, is widely used in medical imaging through Positron Emission Tomography (PET). However, its potential for therapies remains largely unexplored. Studies have indicated that positrons may offer advantages over electrons in cancer treatment. This work investigates the behavior of positrons interacting with biological targets, particularly brain and breast tissue, using a theoretical and computational approach. This behavior is analyzed through stopping power and CSDA range, based on the phenomenological model of Gümüş, comparing the results with simulations performed in the TOPAS program, which employs the Monte Carlo method to simulate radiation transport. Furthermore, due to the scarcity of comparative data on absorbed dose in biological tissues between positrons and electrons within radiotherapy energy ranges, the dose distribution is obtained for water, brain tissue, and a tumor within the brain for electrons and positrons interacting with the medium. This provides the percentage depth dose for the three simulated media and the total absorbed dose in the tumor. The results obtained in this study allowed for the verification of the accuracy of the theoretical model used for stopping power and CSDA range calculations in biological tissues, as well as providing a comparative analysis of the absorbed dose between positrons and electrons.
Palabras clave : Pósitrons
Radiação ionizante
Simulação monte carlo
Poder de freamento
Dose absorvida
Positrons
Ionizing radiation
Monte carlo simulation
Stopping power
Absorbed dose
CNPq: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICA
Idioma: por
País: Brasil
Editorial : Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF)
Sigla de la Instituición: UFJF
Departamento: ICE – Instituto de Ciências Exatas
Programa: Programa de Pós-graduação em Física
Clase de Acesso: Acesso Aberto
Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil
Licenças Creative Commons: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/
URI : https://repositorio.ufjf.br/jspui/handle/ufjf/19060
Fecha de publicación : 19-mar-2025
Aparece en las colecciones: Mestrado em Física (Dissertações)



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