11
Yohannes Sardjono. dkk. ISSN 0216 - 3128 179 PENGENALAN PROGRAM SHIELD-HIT12A UNTUK PERHITUNGAN DOSIS PADA UJI INVITRO DAN INVIVO BNCT Yohannes Sardjono(l), Hamidatul Faqqiyyah(2) , Niels Basslel3) (1) Bidang Fisiko Partikel, Pusat Sains dan Teknologi Akselerator BATAN, Yogyakorta Indonesia. (2) Jurusan Fisiko. Fakultas Matematiko dan Ilmu Pengetahuan A lam UNNES. Semarang Indonesia (3) Dept. of Physics and Astronomy, Sciense and Technology AARHUS University, Aarhus Denmark ABSTRAK APLIKASI PROGRAM SHlELD-HlTI2A UNTUK PERHITUNGAN DOSIS SERAP PADA EUJI INVITRO DAN INVIVO BNCT. Proyeksi World Health Organization (WHO) tahun 2030 jumlah penderita kanker di dunia sangat tinggi dari 17jura di ta/llll12008 akan menjadi 25 juta di tahun 2030. BNCT (Boron Neutron Capture Cancer Therapy) adalah terapi kanker yang mempunyai empat keunggulan yaitu Boron bukan merupakan unsur yang toxic, hanya Boron di lokasi kanker yang teraktivasi oleh neutron, sinal' alfa yang dipancarkan oleh Boron yang teraktivasi hanya mempunyai jangkauan dalam orde beberapa micro meter sehingga terapi kanker hanya pada tingkal sel, Boron yang teraktivasi mempunyai umur para beberapa nano detik. Senyawa Boron dipilih senyawa analog kurkumin berupa senyawa fitokimia yang telah diketahui berpotensi sebagai senyawa antikanker terutama kanker payudara yang dapat mengenali target HER2+ secara spesifik. Pengembangan sistem BNCT dilakukan di reaktor Kartini clan CNG dengan metode Monte Carlo clan secara spesifik memakai program SHIELD Heavy Ion Therapy versi 12A (HIT/2A untuk semua jenis partikel ion yang energinya hingga I TeV/inti. Melalui program ini diharapkan dapat digunakan untuk perhitungan dosis terkait interaksi partikel denganjaringan clansel. Kata kunci: BNCT, dosis. SHIELD-HIT 12A ABSTRACT THE APLlCATION OF SHIELD-HITI2A COMPUTER CODE TO CALCULATE OF ABSORBSION DOSE FOR INVITRO AND INVIVO TEST IN BNCT. The projection of world population growth and increased longevity are leading to a rapid increase in the total number of middle-aged and older adults, with a corresponding increase ill the number of deaths caused by noncommullicable diseases. It is projected that the annual number of deaths due to cardiovascular disease will increase from 17 million in 2008 to 25 million in 2030 with annual cancer deaths increasing ji-O/ll7.6 million to 13 million. Boron Neutron Capture Therapy is a therapy that utilizes the absorption interaction of Boron-I 0 with thermal neutron and become He-4 particle and located in cel terget and ve,y short half life gamma emmision. Studies were carried out to dose distribution in HER-2+ breast cancer therapy by Boron Neutron Capture Therapy (BNCT) using SHIELD Heavy Ion Therapy (HITI2A) Tprogram. The Monte Carlo particle transport code SHIELD-HITI is designed to precisely simulate therapeutic beams of protons and ions in biological tissue relevant for ion beam cancer therapy.SHIELD-HIT (Heavy 1011 Therap}~ evolvedfromthe common SHIELD code that models interactions of hadrons and atomic lIuclei in complex extended targets in the energy range up to I TeV/nucleon. Through this computer code can be applied to calculate of absorbsion dose in cel target. Key word: BNCT, dose, SHIELD-HIT/2A. PENDAHULUAN Menurut data tahun 2008, data dari statistic health WHO 2012 ada 165 orang dari 100.000 populasi orang Indonesia meninggal akibat kanker setiap tahunnya. Adapunjenis kanker sesuai dengan nomer urutannya dari yang tertinggi adalah sebagai berikut kanker payudara, kanker serviks dan kanker nasofaring merupakan kanker yang paling banyak terjadi di Indonesia. Kasus kanker otak yang terjadi di dunia adalah 2% dari keseluruhan kasus kanker di dunia. Karakteristik kanker otak adalah bersifat ganas sehingga survival rate (angka sembuh dari kanker) untuk tumor otak sangat rendah. Tumor di dalam otak disebut juga dengan glioma merupakan jaringan tidak normal yang tumbuh dari sel sel penyusun jaringan otak[1). Glioblastoma atau gliobla- stoma multiform merupakan salah satu jenis dari glioma yang memiliki grade paling tinggi. Grade dari jaringan tumor menunjukkan keganasan tumor dan kecepatan tumbuh dari jaringan tumor. Pertumbuhan tidak normal dari sel tersebut dapat mengakibatkan adanya massa yang menekan jaringan otak sehingga otak tidak dapat bekerja secara optimal[2). Prosiding Pertemuan dan Presentasi IImiah - Penelitian Dasar IImu Pengetahuan dan Teknologi Nuklir 2014 Pusat Sains dan Teknologi Akselerator - BATAN Yogyakarta, 10-11 Juni 2014

PENGENALAN PROGRAM SHIELD-HIT12A UNTUK PERHITUNGAN DOSIS …

  • Upload
    others

  • View
    7

  • Download
    0

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: PENGENALAN PROGRAM SHIELD-HIT12A UNTUK PERHITUNGAN DOSIS …

Yohannes Sardjono. dkk. ISSN 0216 - 3128 179

PENGENALAN PROGRAM SHIELD-HIT12A UNTUKPERHITUNGAN DOSIS PADA UJI INVITRO DAN INVIVOBNCT

Yohannes Sardjono(l), Hamidatul Faqqiyyah(2) , Niels Basslel3)(1) Bidang Fisiko Partikel, Pusat Sains dan Teknologi Akselerator BATAN, Yogyakorta Indonesia.(2) Jurusan Fisiko. Fakultas Matematiko dan Ilmu Pengetahuan A lam UNNES. Semarang Indonesia(3) Dept. of Physics and Astronomy, Sciense and Technology AARHUS University, Aarhus Denmark

ABSTRAK

APLIKASI PROGRAM SHlELD-HlTI2A UNTUK PERHITUNGAN DOSIS SERAP PADA EUJIINVITRO DAN INVIVO BNCT. Proyeksi World Health Organization (WHO) tahun 2030jumlah penderitakanker di dunia sangat tinggi dari 17jura di ta/llll12008 akan menjadi 25 juta di tahun 2030. BNCT (BoronNeutron Capture Cancer Therapy) adalah terapi kanker yang mempunyai empat keunggulan yaitu Boronbukan merupakan unsur yang toxic, hanya Boron di lokasi kanker yang teraktivasi oleh neutron, sinal' alfayang dipancarkan oleh Boron yang teraktivasi hanya mempunyai jangkauan dalam orde beberapa micrometer sehingga terapi kanker hanya pada tingkal sel, Boron yang teraktivasi mempunyai umur parabeberapa nano detik. Senyawa Boron dipilih senyawa analog kurkumin berupa senyawa fitokimia yang telahdiketahui berpotensi sebagai senyawa antikanker terutama kanker payudara yang dapat mengenali targetHER2+ secara spesifik. Pengembangan sistem BNCT dilakukan di reaktor Kartini clan CNG dengan metodeMonte Carlo clan secara spesifik memakai program SHIELD Heavy Ion Therapy versi 12A (HIT/2A untuksemua jenis partikel ion yang energinya hingga I TeV/inti. Melalui program ini diharapkan dapat digunakanuntuk perhitungan dosis terkait interaksi partikel denganjaringan clansel.

Kata kunci: BNCT, dosis. SHIELD-HIT 12A

ABSTRACT

THE APLlCATION OF SHIELD-HITI2A COMPUTER CODE TO CALCULATE OF ABSORBSION

DOSE FOR INVITRO AND INVIVO TEST IN BNCT. The projection of world population growth andincreased longevity are leading to a rapid increase in the total number of middle-aged and older adults, witha corresponding increase ill the number of deaths caused by noncommullicable diseases. It is projected thatthe annual number of deaths due to cardiovascular disease will increase from 17 million in 2008 to 25million in 2030 with annual cancer deaths increasing ji-O/ll7.6 million to 13 million. Boron Neutron CaptureTherapy is a therapy that utilizes the absorption interaction of Boron-I 0 with thermal neutron and becomeHe-4 particle and located in cel terget and ve,y short half life gamma emmision. Studies were carried out todose distribution in HER-2+ breast cancer therapy by Boron Neutron Capture Therapy (BNCT) usingSHIELD Heavy Ion Therapy (HITI2A) Tprogram. The Monte Carlo particle transport code SHIELD-HITI isdesigned to precisely simulate therapeutic beams of protons and ions in biological tissue relevant for ionbeam cancer therapy.SHIELD-HIT (Heavy 1011 Therap}~ evolvedfromthe common SHIELD code that modelsinteractions of hadrons and atomic lIuclei in complex extended targets in the energy range up to ITeV/nucleon. Through this computer code can be applied to calculate of absorbsion dose in cel target.

Key word: BNCT, dose, SHIELD-HIT/2A.

PENDAHULUAN

Menurut data tahun 2008, data dari statistichealth WHO 2012 ada 165 orang dari 100.000populasi orang Indonesia meninggal akibat kankersetiap tahunnya. Adapunjenis kanker sesuai dengannomer urutannya dari yang tertinggi adalah sebagaiberikut kanker payudara, kanker serviks dan kankernasofaring merupakan kanker yang paling banyakterjadi di Indonesia. Kasus kanker otak yang terjadidi dunia adalah 2% dari keseluruhan kasus kanker didunia. Karakteristik kanker otak adalah bersifat

ganas sehingga survival rate (angka sembuh darikanker) untuk tumor otak sangat rendah. Tumor didalam otak disebut juga dengan glioma merupakanjaringan tidak normal yang tumbuh dari sel selpenyusun jaringan otak[1). Glioblastoma atau gliobla­stoma multiform merupakan salah satu jenis dariglioma yang memiliki grade paling tinggi. Grade darijaringan tumor menunjukkan keganasan tumor dankecepatan tumbuh dari jaringan tumor. Pertumbuhantidak normal dari sel tersebut dapat mengakibatkanadanya massa yang menekan jaringan otak sehinggaotak tidak dapat bekerja secara optimal[2).

Prosiding Pertemuan dan Presentasi IImiah - Penelitian Dasar IImu Pengetahuan dan Teknologi Nuklir 2014Pusat Sains dan Teknologi Akselerator - BATAN

Yogyakarta, 10-11 Juni 2014

Page 2: PENGENALAN PROGRAM SHIELD-HIT12A UNTUK PERHITUNGAN DOSIS …

/80 ISSN 0216 - 3128 Yohanes Sardjono, dkk

Jumlah kematian global akibat kanker padatahun 2007-2030 diproyeksikan meningkat 45% (dari7,9 juta menjadi 11,5 juta kematian) yangdipengaruhi oleh meningkatnya populasi global danpenuaan penduduk. Kasus baru kanker pada periodeyang sama diperkirakan meningkat dari 11,3 jutapad a 2007 menjadi 15.500.000 pada tahun 2030. Darisemua kasus kanker, lebih dari setengahnya terjadi dinegara kecil dan berkembang. Pencegahan kankeradalah komponen penting karena sekitar 40% darisemua kematian akibat kanker dapat dicegah[3).

Fakta-fakta ini menyebabkan pertimbanganbahwa pemberantasan sel tumor sesegera mungkindiperlukan sebelum menyebar ke sel-sel normal didekatnya. Ada beberapa macam pengobatan untukmenyembuhkan penyakit atau cukup memperpanjanghidup sambil meningkatkan kualitas hidup pasien.Perawatan tersebut pada umumnya dipilah melaluiradioterapi dan terapi sistemik[41 Terapi yang umumdigunakan dalam pengobatan kanker adalah radio­terapi. Terapi ini memanfaatkan radiasi energi tinggiseperti sinar-x, sinar gama atau elektron. Efek dariradiasi tersebut dapat membunuh sel kanker melaluimekanisme ionisasi pada daerah lokal sel yangterpapar radiasi. Kelemahan dari terapi ini adalahikut terpaparnya jaringan sehat yang segaris atausejajar dengan pemukaan sel kanker, terutama yanglebih dekat dengan sumber radiasi. Terlebih lagi adaattenuasi untuk bagian tubuh yang lebih dalamsehingga ada variasi distribusi dosis untuk tiap keda­laman yang berbeda. Meskipun berbagai macamteknik penyinaran telah dikembangkan untuk mem­peroleh hasil yang optimal seperti 3D ConformalRadiotherapy, Stereotactic Radiotherapy, dan HighDose Rate Brachytherapy, pada beberapa kasusmetode ini masih meninggalkan efek jangka panjangpada jaringan sehat. Salah satu bagian dari radio­terapi yang potensial untuk dikembangkan adalahBoron Neutron Capture Therapy (BNCT)15J.Peranan

sumber neutron dalam mendukung BNCT adalahsangat penting. Untuk itu ada berbagai sumberneutron yang digunakan dalam BNCT tersebut yaitureaktor nuklir yang dalam hal ini adalah reaktorKartini, akselerator neutron dan cyclotron serta bahanradioaktifmisalnya Californium (Cf-252).

Kajian dosis dalam BNCT sangat menentukantingkat kesuksesan dalam therapy kanker. Untuk itudiperlukan kode komputer yang berbasis monte carloseperti MCNP, MCNPX, PHITS, PENELOPE,GEANT-4, FLUKA, EGSnrc, EGS4, BEAMnrc danSHIELD-HIT12A. Dengan keterbatasan managementdan keterbatasan sistem MCNP untuk perhitungandosis di BNCT maka akan dikenalkan programSHIELD-HITl2A (Heavy Ion Threapy).

TEORI

Boron Neutron Capture Therapy (BNCT) atauTerapi Tangkap Boron Neutron adalah bentuk biner

dari terapi radiasi menggunakan kecenderungantinggi dari nuklida non-radioaktif lOB untuk menang­kap neutron thermal yang menghasilkan reaksi nukliryang cepat JOB (n, a) 7Li. Produk dari reaksi inimemiliki karakteristik linear transfer energi tinggi(partikel a sekitar 150-keV~m-J dan inti 7Li sekitar175 keV~m-J). Panjang jalan partikel ini beradadalam kisaran 4,5 ~m sampai I0 ~m sehinggamenghasilkan deposisi energi terbatas pada diametersebuah sel tunggal. Secara teoritis, oleh karena itumungkin untuk selektif menyinari tumor tersebut sel­sel yang telah mengambil jumlah yang cukup lOB dansekaligus cadangan sel normal. Dasar reaksi nuklir diditunjukkan pada rumus (1)[5).

BNCT merupakan metode yang efektif untukmenghancurkan sel tumor otak sementara jaringansehat yang terkena radiasi lebih hemal. Fluks neutronepitermal yang direkomendasikan untuk terapiadalah 109 n/cm2s,

[iH] + [~Li] + 2.79 MeV (6,1%)

t[l~B] + [6n] -> [l~B]' (1)

~[iH] + GLi]' + 2.31 MeV (93,9%)

GLi] +* (0.48 MeV)

yang memiliki efektivitas paling mendalam padatumor[6). BNCT menggabungkan prinsip-prinsippenargetan kemoterapi dan prinsip-prinsip lokalisasianatomis dari radioterapi konvensional tetapi dengantiga keuntungan sebagai berikut:

• senyawa Boron tidak beracun apabiladiberikan pada konsentrasi yang dibutuhkan.

• interval waktu an tara pemberian obat daniradiasi neutron dapat dipilih untukmemaksimalkan konsentrasi yang berbedaantara tumor dan jaringan normal.sebagaian besar jaringan yang terletak di seltumor yang terkena radiasjPl.

DOSIS SERAP

Ada 4 jenis radiasi penyumbang dosis padaBNCT yaitu:

1. Reaksi Tangkapan Nitrogen

IjN + 6n -> l~C + tH + 0.66 MeV (2)

Sebagian besar neutron berasal dari neutron termaldalam reaksi nuklir pada rumus (2) akan dikelom­pokkan dalam dosis proton yang dilambangkandengan Dp.

Prosiding Pertemuan dan Presentasi !lmiah - Penelitian Dasar !lmu pengetahuan dan Teknologi Nuklir 2014Pusat Sains dan Teknologi Akselerator - SATAN

Yogyakarta.10-11 juni 2014

Page 3: PENGENALAN PROGRAM SHIELD-HIT12A UNTUK PERHITUNGAN DOSIS …

Yohannes Sardj,ono, dkk. ISSN 0216 - 3128 181-

PROGRAM SHIELD-HIT12A

Dbw = \vcDE + \VyDv + 1.'.'"D" + wpDp. ~)

dengan Dbwadalah dosis komponen, We, Wy, Wn danWp masing-masing adalah efektivitas relatif biologiBoron, foton, neutron cepat dan proton[IJ.

2. Reaksi Tangkapan Neutron oleh BoronSebagai dosis primer pembunuh sel kanker

adalah reaksi tangkapan Boron terhadap neutrontermal seperti yang dirumuskan pada rumus reaksiinti no. (l) adalah memegang peranan penting dalamBNCT yang dirumuskan sebagai DB. Selain itu jugaada energi foton 0,48 MeV.

3. Reaksi Tangkapan Hidrogen

Foton berasal dari reaksi tangkapun gammaoleh hidrogen, reaksi tangkapan neutron oleh Borondan berkas neutron. Energi gamma diendapkan seca­ra bertahap oleh hamburan compton dan penyerapanphotoelectricity. Jadi dosis foton memiliki distribusiruang yang luas. Dosis foton ditulis dengan Dy.

4. Hamburan Elastis dari Neutron CepatLompatan proton dilepaskan ketika hamburan

elastis terjadi segera setelah reaksi tangkapan neutronepitermal dan termal dengan nitrogen. Energi protondisimpan secara lokal. Tentu saja, energi neutroncepat disimpan oleh hamburan elastis, dimana 90%energinya adalah dari reaksi nuklir dengan nitrogen.Dosis yang dihasilkan oleh hamburan elastis neutroncepat ditulis oleh Dn. Ketika faktor bobot biologisyang dipiJih, berat dosis total secara biologis, dalamGy, menjadi:

''''~-

for023.dat dan pasin.dat diubah menjadi mat.dat,beam.dat dan geo.dat. Komentar dalam geo.dat.mat.dat sekarang diperbolehkan dalam format bebas,dan dibuat ekstensi dengan card baru tanpamengllbah kompatibiJitas. Berkas melingkar datardan persegi datar lIntuk SHIELD-HITI2A dimung­kinkan dapat dimodelkan. Transportasi ke segalaarah, yang ditentukan dengan card BEAMDIR.Diimplementasikan Gaussian atau berkas divergensiopsional flat dan model berkas yang fokus menggu­nakan card BEAMDIV.

Program SHIELD-HITl2A kini diperbaruidalam potongan melintang elastis anti proton meski­pun ini masih eksperimental. Implementasi barufungsi Vavilov terurai, dimana 5 - 6 kali lebih cepatdari versi lama GEANT3.21. Hal ini mempercepatSHIELD-HIT12A 30 - 40 % untuk perhitungankedalaman dosis untuk inti dgn jenis C-I2. Fungsihamburan Moliere baru. Kode yang diambil dariGEANT3.2I dihapus dengan membebaskanSHIELD-HIT12A dari masalah lisensi.

Program SHIELD-HITI2A tidak memerIukantab.dat dan file tabnuc.dat karena keduanya sui itpeng-codingannya. Perbaikan kesalahan dimanayang paling menonjol adalah masalah vaccuumfluencein yang hilang. Naskah untuk menghasilkandaya henti data file dari libdEdx. Pembuatan zonaangka sekarang disediakan oleh sistem berita skor.Zona angka juga mungkin dengan angka terdahulu,namun, dalam kompatibel dengan paralelisasi .Detektor baru dimana model respon dosimeter alaninsekarang termasuk. Pelaksanaan potongan melintangneutron (di bawah 14,5 MeV) untuk Argon. Updatepotongan melintang neutron untuk Tungsten. KodeMonte Carlo secara umum diaplikasikan padaberbagai software yang selanjutnya digunakan untukmenghitung interaksi antar partikel secara randomsepert: MCNP untuk foton, elektron dan neutron danlainnya adalah seperti EGS4, EGSnrc, BEAMnrc

(National Research Council of Canada), Penelope(Facultat de Fisica (ECM), Universitat de Barcelona),FLUKA (CERN), Geant4 (CERN), PHITS (JapanAtomic Energy Agency), MCNPX (Los AlamosNational Laboratory) dan untuk ion heavy particledengan SHIELD-HIT (Institute for Nuclear ResearchRAS). Sejumlah penggunaan kode Monte Carlosecara umum dapat dilihat pada Gambar.I.

Gambar I. Statistik Penggunaan Program berbasisMonte Carlol8].

(3);H + an ~ 5D + y + 2.224 ~leV

Dengan keterbatasan program MCNP5 dalammenghitung dosis yaitu hanya terbatas pada partikelelektron, neutron dan gamma maka akan dikenalkanprogram SHIELD-HITl2A. Program SHIELD­HITl2A adalah suatu perangkat lunak (software)yang didesain untuk mensimulasikan secara presisiterapi berkas proton dan ion dalam suatu jaringanbiologi yang biasanya digunakan pada terapi kankersinar ion. Atau secara singkatnya adalah kodetransport partikel Monte Carlo untuk ion berat yangdioptimalkan untuk penelitian terapi partikel.SHIELD-HITl2A merupakan pengembangan dariSHIELD-HIT08 dan SHIEL T-HITI 0 yang dilakukanperombakan besar-besaran pada kode sumbernya.

Program SHIELD-HITI2A dapat dieksekusidengan menerima sebuah direktori sebagai argumen,dan opsi memberikan iterator untuk running didirektori yang sarna, yang berg una untuk paralelisasi.SHIELD-HITI2A adalah versi pertama dariSHIELD-HIT. Semua perllbahan dari SHIELD­HITIO digabllng menjadi SHIELD- HITI2A yangsebagian besar merllpakan perbaikan kesalahanminor. File yang namanya semllla for022.dat,

Pro siding Pertemuan dan Presentasi I1miah- Penelitian Dasar Ilmu Pengetahuan dan Teknologi Nuklir 2014Pusat Sains dan Teknologi Akselerator - BATAN

Yogyakarta, 10-11 Juni 2014

Page 4: PENGENALAN PROGRAM SHIELD-HIT12A UNTUK PERHITUNGAN DOSIS …

182 ISSN 0216 - 3 128 YohanesSardjono,dkk

Tabel I. Daftar inti target dalam SHIELD-HIT[9J

Z XUCU[; Isotope

\12 l:~23R9~ PtI-2:!9

107 P1J·2~O

B-1 - ByciL'oi[en1m B-2 - Denter;nm102 B·:!- TritinJJ:

ln~ Be-:!2 H~-:.1

il;\ ..\U-fr4U:\Ail-iilUHO;\D

B:\.-\B-iilB:\ Ail·iil

BNAil·iilBN.-\B-81

u...,\;Ail-6.1

BNAB-iil

B:\ AB-iil

BNAB-51BNAB-51

ilNAB-81BROND-2

BNAB-iilBNAB-I'..1

u...,\;AB-51ilN.-\B-51BHO:\D-2•JEFF-:!BROND-2.Is..muo13); AI3-f.J

B:\ AI3-ii·1,J!::FF-:!13:\,\il-iil13:".-\13-51

I3:"Ail-iilI3:"AI3-iil

.·\:"LjND.:-'!il:" AB-51BHO:\D-2BRO:\D-2.JE..,\;DL

,JE)/DLB)/AB-6.1JS,\;DL

Referellce

.IENUL

BN .-lli-81

BX.-\B-Sl

BX .-\B-81BXAB-Bl

.fEFFCE..,\;UUl

BNAH·f.i~BHOND-2

.IEFFBNAB-Bl

B:".-\B-6~E;';OFU-(;

13X.-\&51

13:".-\&51

B:"A&5113:\.-\&51

~.11J-?)8

Fe--"

(:0-.)9

......•."d-

(:n-"Zrr~(;8-".-\5-7,1

Xb-9:!

P-31

Cl_S

.-\.r-"

K·xCr._c1r

Ti-;II;

\,-,~ICr-"

,..•".

2:5

26

27

22

1~1617

181920

..17 .\g-"

..IS Cd-"tt.1 En-'M Cd-"fiS £1-";

73 T8·1817..1 \\,.s75 Re--*

7f! An·lS7R(j H~~:>C

52 Ph_x

5,1 13i-2i}.g

,rJ Th-2:!2

111~ U-G:! U-7~ 13.,..9

H111 I3-JI1

~ 13-11

G c.•..s7 X-"R 0-'9 F-19

11 X,,·2.112 ~.Ig'·1:1 .-\1-27

14 Si_s

2324

27

,.,.

20

2G

22

50S2

92

75

7f.:1

1112

13U15

HI

17

IS19

9

e.

7

22

.j

Simulasi elastis inti Hadron dan interaksi intl­

inti dalam pendekatan eksklusif menggunakan ModelMulti Tahap Dinamis/Multi Stage Dynamical Mode(MSDM-generatorpoJ. Potongan melintang diguna­kan untuk pengambilan sampel dari pal1iang jalurinteraksi nuklir serta untuk pilihan jenis inter­aksi(inelastis/elastis)IIIJ. MSDM-generator me­nggambarkan semua tahapan reaksi nuklir dalampendekatan eksklusif. Versi terkini model nuklirRusia yang diketahui dihubungkan dalam MSDM­generator

Transportasi Partikel• Transport dari neutron, pion, kaons, dan

sejumlah anti partikel pada rentang energi

mencapai I TeV/nucleon untuk SHIELD-HIT.

SHIELD-HITI2A terbatas hingga 2 GeV/A

sedangkan untuk versi lainnya, Cutoff energi

yang lebih rendah Ecur= 25 keY/nucleon .

• Tersedianya konfigurasi inisial berkas berupa

Gaussian, persegi atau lingkaran mendatar ke

segala arah. Kefokusan berkas dapat ditentukan.

• Konfigurasi geometris target berupa konfigurasi

acak dari bentuk geometris yang dibatasi oleh

permukaan urutan kedua (kecocokan kombinasi

geometri)

• Kimia acak dan komposisi isotop dari material

pad a zona target dapat didefinisikan berdasarkan

tabel isotop yang ditunjukkan pada Tabel I. [28J

• Menghafal penuh pohon kaskade (cascade tree)

ekstranuklir selama simulasi tanpa kehilanganinformasi fisika.

• Formasi neutron (En = 14,5 MeV) sarna dengan

elektronlpositron dan X-ray, yang diciptakan

selama simulasi dari pancaran kebawah ekstra

nuklir dan 1[0 rusak. Yang tertransportasi hanya

neutron kemungkinan untuk mengaktifkan/

menonaktifkan berbagai proses fisika (energi

terurai, hamburan, interaksi nuklir) bergantung

keinginan pengguna.

Penggunaan SHIELD-HIT dari tahun ke tahunmengalami fase timbul tenggelam dan ini menunjuk­kan bahwa prospek untuk pengembangan pengguna­an software SHIELDHIT masih terbuka lebar.

Karakteristik khusus dari SHIELD-HITI2A inian tara lain:

Kecepatan clan Tahapan Reaksi Nuklir:Intranuclear cascades ditangani oleh Dubna

Cascade Model (DCM). Model koalesensi dan prasenyawa emisi nukleon dan inti ringan-titik kese­timbangan de-eksitasi inti residual: pemutusan Fermi

Prosiding Pertemuan dan Presentasi !lmiah - Penelitian Dasar Ilmu Pengetahuan dan Teknologi Nuklir 2014Pusat Sains dan Teknologi Akselerator - SATAN

Yogyakarta. 10-11 Juni 2014

Page 5: PENGENALAN PROGRAM SHIELD-HIT12A UNTUK PERHITUNGAN DOSIS …

Yohannes Sardj'ono, dkk. ISSN 0216 - 3128 183

dari inti cahaya, penguapan/kompetisi fisi danMultifragmentasi inti yang sangat menggemparkan.

Transport neutron (En < 14 5 MeV) atas dasar28 - Data neutron kelompok ABBN. Sebuah tileruang fase neutron tersebut dapat diekspor untukdigunakan dalam program lain seperti ivlCNP atauMCNPX. Dua dan tiga mode partikel peluruhan piondan kaons. Dari sisi fisika atom ada beberapa yangharus diperhatikan terkait program SHIELD-HITyaitu:• Kerugian ionisasi hadrons diisi dan fragmen

nuklir menurut persamaan Bethe-Bloch danpersamaan Lindhard ScharfJpada energi rendah

• Simulasi Multiple Coulomb scattering denganmodel Moliere atau Gaussian mirip dengan yangditerapkan di Geant.

• Fluktuasi ionisasi energi hilang (energi terurai)disimulasikan oleh implementasi yang cepatmodel Vavilovatau distributor Gaussian

Penghitungan Kuantitas Fisika

Suatu sistem penghitungan kuantitas fisika telahdirancang dalam SHIELDHIT 12A. Sistem inimenyediakan:

• Detektor untuk berbagai kuantitas fisik, yang

dapat dibuat sensitif terhadap partikel tertentu

atau kelompok partikel.

• Penghitungan acak dalam grid penghitunganCartesian atau silinder.

• Detektor dapat sebagai menandatangani kontrak

dengan zona yang merupakan target geometri.

• Kemungkinan untuk menghasilkan spektrum dan

file kedalaman dosisnya dalam format TRiP 98

(spc dan .ddd).

• Routines untuk menggabungkan hasil dari bebe­

rapa run dari sistem pemrosesan parallel

Penghitungan untuk Fitur LainnyaSelain fitur-fitur yang telah dijelaskan sebe­

lumnya, terdapat fitur lainnya yakni SHIELD HIT 12A dapat membaca dan mengolah sumber berkas,menyaring ripple file serta dukungan untuk para­lelisasi

SHEILDHITl2A dapat diinstal pada linuxmaupun windows. Pengujian telah dilakukan padasystem Windows? dan WindowsXP, tetapi tidakmenutup kemungkinan dapat berjalan juga padasistem Windows lainnya. SHIELD-HITI2Adisediakan sebagai file zip baik untuk 32 atau 64 bit.Kita dapat menjalankan salah satu contoh yangditemukan di direktori dasar, hanya dengan mema­suki:

$ shieldhit exampleslsimpleatau mengubah ke direktori dan jalankan shieldhittanpa argumen.

Pengguna Windows dapat membuka shell (Run ­"Masukkan perintah" - cmd) dan mengubah kedirektori di mana file shieldhit.exe terse but ditemu­

kan. Untuk menjalankan contoh, cukup ketik:$ shieldhit exampleslsimple

Atau hanya menjatuhkan shieldhit tersebut. exe fileke dalam folder yang ingin anda jalankan, dan klikdua kali pada shieldhit. exe.File yang diinput ada 4: mat.dat, bam.dat, geo.dat,dan detect.dat.

Untuk analisisnya, setelah SHIELD- HITl2Adihentikan menjalankan anda menemukan beberapanewfiles dalam direktori anda. Berikut hasil dari

empat detektor, didefinisikan dalam detect.dat,disimpan dalam file ex_zmsg, exymsh, exyzmshdan ex_cyl. File-file ini adalah dalam bentuk binerdan script perisai detect2ascii dapat digunakan untukmengkonversikannya ke ASCI I Format. Melangkahke directoy dan menerapkan:

$ shield_detect2ascii ex_WISh,Yang akan menghasilkan keluaran berupa

sebuah file det.out yang dapat diplotkan. Kodetransportasi SHIELD - HITl2A bekerja dengansetidaknya tiga file input.mat. dat-komposisi kimia dari bahan dalam zonasasaran . beam. dat - beberapa parameter, dijelaskandi bawah (seperti biji, proyektil, statistik, dB) .geo.dat-geometri target menggunakan geometrikombinasional (CG), mirip dengan FLUK A.

Opsional, pengguna dapat menyertakan filetambahan: detect . dat - untuk penilaian sederhanadari kuantitas fisik dalam geometri independen .Sebagai ekstensi file beam.dat hingga tiga ASCIIopsional untuk file kusut (dengan nama yangditentukan pengguna) dapat diberikan yang menen­tukan:filter rippe, file sumber berkas, dan parameteruntuk model interaksi nuklir. Jika dipilih olehpenggunanya, SHIELD - HITl2Ajuga dapat mencarifile ASCII eksternal berisi data yang menghentikankekuasaan .

Semua file input hams dikelompokkan dalamfolder yang sama. Lokasinya dapat ditentukandengan memberikan argumen baris perintah untukSHIELD - HITl2A executable. Semua file outputditempatkan ke dalam direktori yang sama. SHIELD- HITl2A dieksekusi itu sendiri dapat dijalankan darimana saja jika jalan yang tepat ke direktori denganfile input yang diberikan. Jika dieksekusi dijalankandari direktori yang berisi input file spesifikasi jalandapat diabaikan.

mat .dat - Target mediumFile mat.dat mendefinisikan bahan yang diguna­

kan dalam simulasi. Ini terdiri dari card (baris yangdimulai dengan descript atau diikuti dengan kemung­kinan argumen) dan baris komentar. Setiap barisdimulai dengan* atau < atau baris kosong dianggapsebagai komentar, yang diabaikan dan dapat muncul

Prosiding Pertemuan dan Presentasi !lmiah - Penelitian Dasar !lmu Pengetahuan dan Teknologi Nuklir 2014Pusat Sains dan Teknologi Akselerator - BATAN

Yogyakarta, 10-11 Juni 2014

Page 6: PENGENALAN PROGRAM SHIELD-HIT12A UNTUK PERHITUNGAN DOSIS …

184 ISSN0216-3128 YohanesSardjono,dkk

di mana saja. Urutan card harus mematuhi aturan­aturan tertentu. Beberapa card dapat dihilangkan ,dan SHIELD - HITI2A akan menetapkan nilai-nilaidefault yang diberikan dalam daftar deskripsi dibawah ini. Disarankan untuk menentukan semua

parameter secara eksplisit karena nilai-nilai defaultdapat berubah di rilis SHIELD - HITI2A di masadepan. Sedangkan urutan argumen harus sepertiyang ditentukan untuk masing-masing card, merekadapat diposisikan dalam format bebas. Setiap barisparse-able dimulai dengan deskripsi, yang menen­tukan parameter apa yang hams dijelaskan. Setelahdeskripsi ini, tidak ada, satu atau dua argumenmengikuti, tergantung pada jenis deskriptor.Deskriptor dan setiap argumen hams terpisah yangsetidaknya satu ruang atau tab. Sisa garis tidakdipecah. Hal ini dapat digunakan untuk komentarsifitis dipisahkan dari argumen terakhir dengansetidaknya ruang atau tab. Hanya pertama 128karakter dibaca, karakter luar akan diabaikan . Setiapspesifikasi material dimulai dengan card MEDIUM.Sebuah media dapat terdiri dari satu unsur atausenyawa. Senyawa A dapat kembali menjadi senya­wa kimia, atau hanya campuran elemen dan/atauisotop, misalnya :

• Elemen medium mumi dengan satu nilai Z(misalnya: 0 , Fe , Cu, dll )

• Komposisi kimia, misalnya air ( H20) .• Isotop campuran, apabila isotop memiliki Z yang

sama namun memiliki sifat neutron pada energirendah (misal: campuran dari 235Udan 238U)

• Sebuah senyawa kimia yang mengandung isotopmisalnya 6L i

Simple Geo: Menerapkan geometri untukmasalah transportasi partikel adalah salah satu tugasutama yang memakan waktu. Pendekatan umumuntuk kode transportasi radiasi didasarkan padaConstructif Solid Geometry (CSG) dan membutuh­kan masukan tekstual dari pohon geometri boolean.Hal ini membuat penciptaan model menjadi sebuah

tugas yang cenderung membosankan dan rawan

error, khususnya bagi pemula yanf: akan mengalamikesulitan untuk bisa menguasainya 32].

Simple Geo adalah modeler padat interaktifyang memungkinkan untuk penciptaan t1eksibel danmudah dari suatu model melalui drag & drop, sertaon-the-t1y inspeksi. Selain itu termasuk fasilitasdebugging bam, berdasarkan stochastic serta metodedeterministik, untuk memvalidasi geometri dibuatdengan umpan balik visual langsung dari daerahbermasalah. Simple Geo memungkinkan penggunauntuk secara interaktif membangun geometri me­nggunakan sejumlah primitif dasar yang dihubung­kan dengan operasi boolean. Cukup dengan menam­bahkan objek ini ke pohon dengan mouse, geometri3D dievaluasi dan ditampilkan. Akibatnya benda­benda yang dibuat dapat diperiksa segera koreksiatau modifikasi. Camera-view dapat dengan mudahdiputar, menyorot dan memperkecil. Selain itupengguna dapat memilih sub-cabang pohon CSGyang disorot dan juga primitif asli yang membentuksebuah sub-cabang dengan meletakkan sisa kerangkakawat .

Dalam rangka memfasilitasi dan memungkin­kan pemodelan parametric, Simple Geo di bangundalam bahasa scripting yang dapat digunakan untukpemodelan prosedural. Bahasa ini memiliki akses kesebagian besar kernel pemodelan dan dengandemikian, memungkinkan penggunanya untuk me­laksanakan fungsi tambahan khusus sendiri.

Simple Geo saat ini memungkinkan untuk me­ngimpor dan melihat FLUKA baik versi sintakslama mallplln yang bam, PHITS, geometri MCNP(X) dan mengekspor mereka ke berbagai paketray tracing gratis atall komersial. Dalam penambah­annya, geometri baru dapat dibllat dari awal dandiekspor ke FLUKA, baik menggunakan sintaks yanglama ataupun baru, PHITS, MCNP dan atauMCNPX. Adapun fitur utama dalam Simple Geoadalad pada Tabel 2.

Prosiding Pertemuan dan Presentasi Ilmiah - Penelitian Dasar Ilmu Pengetahuan dan Teknologi Nuklir 2014Pusat Sains dan Teknologi Akselerator - BATAN

Yogyakarta, 10-11 Juni 2014

Page 7: PENGENALAN PROGRAM SHIELD-HIT12A UNTUK PERHITUNGAN DOSIS …

Yohannes SardJ.ono. dkk. ISSN 0216 - 3128

Tabel 2. Fitur Utama Simple Geo

185

Fitur

Membuat geometriEkspor

Kamera interaktif

Berbagai modeldisplay

Pengguna rendermaterials

dikonfigurasiIdentifikasi tubuh

Visibilitas selektif

PemodelanProcedural

Import

3D eksport

Batalkan dan Ulangi

Debugger

Deskripsi

Titik interaktif, klik, drag & drop penciptaan pohon CSG• FLUKA geometri (syntax baru & lama)

• MCNP, MCNPX geometri (nama dapat digunakan untuk convertlmerubahotomatis)

• PH ITS geometriGeometri dapat menyorot, memutar dan zoom dengan mouse. Perspektif serta

proyeksi paralel yang tersedia.kawat-frame

bayangan datargouraud bayangantampilan konturanti-aliasingkliping pesawatrender X-rayrender ujung-raySatu set yang telah ditetapkan membuat bahan tersedia. Ini dapat diperpanjangoleh pengguna dengan editor material dengan preview yang diberikan. Bahantransparan vang didukung.Badan dan daerah dapat diidentifikasi dengan klik mouse atau dicari melaluinama dengan ekspresi reguler opsional.Visibilitas obyek dapat ditentukan oleh pengguna, baik untuk obyek itu sendiriatau oleh kelompok material. Visibilitas konfigurasi dapat disimpan dan dimuatsetiap saat.A (Visual Basic-seperti) bahasa scripting yang disediakan untuk pemodelanparameter dan fungsi-pengguna dilaksanakan.Format eksklusifGuga untuk menggabungkan geometri yang ada)Sintaks tua FLUKA

FLUKA sintaks baru (termasuk pemyataan pra-prosesor)Input FLUKA - ALl FEPHITS (beta versi 1.0 importir)

MCNP (X) (beta versi 1.0 importirAcad DXFwavefront OBJ

POV RayVRML - ekspor web3D Studio 3DS

Stereolithography STL (ASCII atau biner)PBRT

Perintah & modifikasi dapat dibatalkan dan diulang, termasuk urutan seluruherintah.

Debugging Visual geometri menggunakan berbagai baru dikembangkanstochastic & algoritma deterministik dan umpan balik visualVolume dan massa daerah dapat dihitung dengan algoritma yang berbeda. Luaspermukaan padatan boolean dapat diperoleh juga.Jarak dalam geometri dapat diukur dalam 2D maupun 3D, bahkan dalam

roveksi DersDektif.

Source code yang dipergunakan merupakanSource code contoh yang ada dalam software

ANALISIS RUNINGSHIELD-HIT12A

PROGRAM SHIELD-HITl2A. Dan data yang diolah adalah hasilrunning dari sourcecode tersebut. Gambar 2 adalahcontoh running dengan cmd.

Prosiding Pertemuan dan Presentasi Ilmiah - Penelitian Dasar Ilmu Pengetahuan dan Teknologi Nuklir 2014Pusat Sains dan Teknologi Akselerator - BATAN

Yogyakarta. 10·11 Juni 2014

Page 8: PENGENALAN PROGRAM SHIELD-HIT12A UNTUK PERHITUNGAN DOSIS …

186 ISSN 0216 - 3128Yohanes Sar1L.0no, dkk

Gambar 2. Running SHIELD-HITI2A

Setelah dilakukan running terdapat beberapafile baru yang merupakan tambahan informasi dantidak dimaksudkan untuk diproses lebih lanjut. File­file ini diantaranya:for 17: file untuk memeriksa bagaimana inputgeometric dari file geo.dat telah dibaca oleh geoQ1etriprogram gemcaj Biasanya dapat dihapus.for024: berisi data input dan output. Bagian dari dataini adalah disalin di file output for033. File inidirekomendasikan untuk disimpan.for 25: file diagnosafor26: daya henti. Bergantung pada jarak energi,penampang makroskopis, dan informasi lain yangberguna untuk semua partikel/kepingan dan semuamaterial pada task.for27: penampang ncutron multigroup dibawah 14,5McV untuk semua clemen kimia dalam task.

for28:berisi neutron kedua dibawah 14,5 MeVdengan semua parameter individunya seperti titikXYZ, arah terbang, energi kinetik, dan sebagainya.Biasanya tile ini berupa tile kosong. File ini dapatdigunakan sebagai sumber neutron untuk transportasiclengan MCNPfor029: berisi panjang jalur zona fluens dalam fonTIbiner.

jbr030: berisi hasil differensial rangkap daripatiikel/keping dari seluruh permukaan targetpasang dalam form biner.for 031: berisi deposisi energi dalam zona targetdalam form biner

for032: berisi deposisi energi dalam zona target yangdiuraikan menurut interval LET, didefinisikanberdasarkan kompiJasi waktu. file ini berbentukbiner. for033: ASCII yang dapat terbaca, yangmcrangkum:

Deposisi energi dalam zona target dariscmua paliikel/kecping ditambah dcnganbcbcrapa intormasi.

• Dckomposisi dari dckomposisi cnerglmenurut generasi partikel/kceping

• Distribusi dad isotop PET di zona target.fbr034: berisi dcposisi tluens di persimpangan targetsHinder. File pada gambar 3 adalah berupa formbiner.

Gambar 3. File tambahan setelah running

Prosiding Pertemuan dan Presentasi Ilmiah - Penelitian Dasar Ilmu Pengetahuan dan TeknoJogi Nuklir 2014Pusat Sains dan Teknologi AkseJerator - BATAN

Yogyakarta, 10-11 luni 2014

Page 9: PENGENALAN PROGRAM SHIELD-HIT12A UNTUK PERHITUNGAN DOSIS …

YohannesSardjono,dkkISSN 0216 - 3128 187

,!:~:.:;Ia~I"'~;~

l"'l.~ ••••••

Kuantitasyangakandihitung,dalam contohadalahadalah

"energy"

Gambar 4. notepad++ untuk det.out zmsh

Daftar partikel yang tersedia seperti Tabel 3 yangdapat diidentifikasi JPART diikllti nama partikelnya.Tabel 3. Jenis partikel inti yang tersedia padaSHIELD-HIT 12A.

# DETECTOR OUTPUT #

X BIN: I Y BIN: 100 Z BIN: 300 #JPART: -lDETECTOR

TYPE:ENERGY # X START:-0.500D+OI Y START:-0.500D+OI Z

START: O.OOOD+OO# X END:0.5000+01 Y END: 0.5000+01 Z

1.00"0' ~~:~~::~~ ~ •• ;. i'~

Sebuah versi terbam dari PHITS dan MCNP (X)importer sudah tersedia. Termasuk dukungan untukmatriks transformasi dan penggunaan penuh ekspresianalitik dan variabel dalam file input-annya namunpengulangan struktur seperti kisi belum didukung.Software ini didukung untuk arahan FLUKA baruuntuk matriks transformasi ($START_TRANSFORM)

Salah satu pendukung Software Simplegeo adalahprogram DaVis3D. Melalui Davis3D, file USRBINbiner FLUKA dapat diimpor & divisualisasikanterdapat pilihan pasca-pengolahan baru berupa

Grafik 5. hasil olah me "ex3zmsh"Untuk Simplegeo 4.3.3 Plugin antarmuka untuk

ekstensi runtime-nya: Sejumlah plugin sedang dalampengembangan yang memper!uas fungsionalitasSimple Geo luar pemodelan solid. Salah satu pluginini disebut DaViz3D yang memungkinkan untukmenampilkan data di atas geometri serta ekstraksidata dan ekspor ke perangkat lunak terbatas elemenCOMSOL. Daftar berikut berisi deskripsi yang lebihrinci dan luas dari fitur-fitur baru dan perubahan diSimple Geo 4.3.3

I. Rotasi Interaktif benda (sudut rotasi akandihitung secara otomatis)

2. 2D AutoCAD DXF ekspor3. Daerah dapat diidentifikasi dengan mencari

melalui koordinat (via Macro-> script pra­didefinisikan)

4. 2D CAD template dapat digunakan untukmemverifikasi model atau membantu

selama proses pemodelan5. Pe!aksanaan latar belakang bitmap6. Bayangan lembut dapat diberikan secara

interaktif

Perhatikan, partikel JPART umum=-I hanya tersediadalam estimator hitung, dan bukan sebagai sumberpartikel. Untuk JPART ion berat=25 isi Z dan nomoratom A biasanya didefinisikan penambahan. Sebagaisumber partikel, diharapkan Z> 2. Gambar 5 adalahbesamya energi terhadap titik perekaman yangditinjau.

PositronMuonMuon

PartikelElectron

DeuteronTritonHe-3He-4

Ion berat

JP~I

Partikel

IJPART

-I

Semua13artikelI

Neutron142

ProtonIS3

Pion164

Pion175

Pion186

Anti19neutron7

AntiI20proton8

Kaon219

Kaon2210

Kaon23II

Kaon2412

Sinar25amma

.~- I' - (','1 ~.'

,., ·;J""£JUI "~':'.' • .J"" .•..p.•••,J .: ..•• I• I· •••• I .• 1"" ~ .1n~•.•·_ '';,,,,,,,,,* ~ ."'1'_ II. ()(""IiCr~:)••.ovn.\'J _._~ . 1 it: r-ffN\7-:?:(~~~~O~·~~:~T~~~~ t ,I

~• ~w.;o~. '-.'~' .0'.0<>0;'" <""'" o<X>'00."" ' 'I

• I( thO O.$.¥o'Ol .••·fNC..10 !J.ooCt.•()~·l11to() :\O{:O+O~II PA.IMA.J:!.1f:" ],0000...0 ••.• "-o .I.1}717!1096350e~t!I ~...o~ "-, IQ 11~.tJoO":I':'c.c.::",...U ...g~ <,;

I O_U28.1$J4.:J44·~6J12 _ a. t Z ~1t4:t1'~IT'.:a binQ. \1:JS.:JJ:~!f"'~~7~">(U·f; :lO.1.1.;.t2·4.).tjIjS.aJ;')1H'.1 ,)(O.11:0017~"'71:3')tI\CHlC-.QOU.lU03ii:a7&911I1C+<J.2Q.l1~7723:S7~:Z'!.o~+O'"O..111;t97"4007IJ:l:d58!"£,+O;.I0.11 t~&"SSIl"'S::7.?.lr;...o:z0.11J:l:5o,.2."'.·48·"8(:<-O;;to..1.11~7 S.37::~"Z!.7.~...o·~o 1U"72-62S:t.60.!~n-c.J:0.11 t:il710a0.zG7G3.·U...o20.1 ~ I1J.":MIA""17iS1ot\f:+O;;tO.11OG.1.G:I~'}.9~?'~e«:aQ;0.1 '1Q57379913.0tt9ot:..o.;t0.110:.o7900JI'II;,001~7f ...o~O.lU,}1916S •• ioitjo')6oCK:...oJ"o '10:r06G"&'.J:;t:.o~10£.02O.1~46640all!i.U:toU+O;J0-11-2~":z:O~'S7oglO1'tiL.a(]j:O,11::2~!t.6!1.o""lL..o~la.J.l-;!OlGc~t7"O~7.t 78r::.o ••.0,111.S:J:77S0918898n.o:l0,11%417%1..751273 lr:.a:rO.11101a31709~.:1"7"[.•O~

Pada saat trial pertama kali running [idak dapatdilakukan karena keterbatasan RAM pada laptopyang digunakan. Setelah dilakukan upgradingRAM, proses running pertama kali dapat dijalankandan dihasilkan beberapa notepad tambahan hasilmnning yakni file 017 sampai file 028. Untukanalisis output, terjadi error pada line 15 dan 16.Dengan saran dari professor Niels Bassler, analisisoutput dilakukan kembali dengan program "cmd"dengan memasukkan perintah"shield_detect2ascii exampleslsimplelexJnlsh"sehingga diperoleh file output berekstensi det.out.File pada gambar 4 adalah dapat diolah ataudiplotkan.

Prosiding Pertemuan dan Presentasi Ilmiah - Penelitian Dasar Ilmll Pengetahuan dan Teknologi Nuklir 2014Pusat Sains dan Teknologi Akselerator - SATAN

Yogyakarta, 10-11 JlIni 2014

Page 10: PENGENALAN PROGRAM SHIELD-HIT12A UNTUK PERHITUNGAN DOSIS …

188 ISSN 0216 - 3128 Yohanes Sardjono, dkk

perkalian, mampu mengidentifikasi otomatis &indikasi visual dari nilai minimax serta FLUKA

voxel geometri dapat dilihat dan diimpor langsung .Daftar berikut berisi deskripsi yang lebih rinci

dan luas dari fitur-fitur baru dan perubahan di SimpleGeo 4.2

• Pembaruan modus render kontur ditarik

tangan:

• Debugger: Semua algoritma debuggingsekarang tersedia dalam versi parallelizedyang secara khusus dirancang untukmemanfaatkan multi core CPU.

• Algoritma debugging bam QMCberdasarkan seri Niederreiter.

• Versi Multicore dari DaVis3D sekarangtersedia.

• Jumlah digit yang digunakan untukmendetinisikan & ekspor primitif dapatdikontigurasi pengguna dan disimpansebagai bagian geometri.

• Pemeriksaan tambahan untuk mengevaluasivaliditas geometri yang diekspor kcFLUKA.

• Ekspor & impor medan magnet (FLUKA)sekarang didukung.

• Biasing Wizard: penciptaan otomatisstruktur konsentris berupa silinder, bola,atau kotak (pilihan otomatis berdasarkanpentingnya peranan ).

• Adanya beberapa perbaikan bug

DaVis3D

• Gaya Legenda dapat dikontigurasi (notasiilmiah atau super-script).

• Ekspor langsung dari legenda dalam formatgratis vektor (WMF)

• Versi paralel DaVis3D (MP) sekarangtersedia yang secara langsung mendukungmulticore CPU dengan parallelizing tugaspada beberapa CPU.

VOXELS

Pendekatan volumetric merepresentasikan ruangtiga dimensi menjadi bentuk diskrit disebut voxefl2J•

Dengan menggunakan plugin DaVis3D dimungkin­kan untuk secara interaktif memvisualisasikan pemo­tongan 2D FLUKA voxel geometri. Versi terbarudari plugin memungkinkan untuk membaca langsungfile biner FLUKA "VXL" itu. Akibatnya, tigapenampang yang berbeda dapat diaktitkan untukvisualisasikan bagian me1alui data voxel. Denganmemindahkan slider, beberapa bagian dapat diadap­tasi secara interaktif. Selain itu ada kemungkinanperubahan pengkodean warna serta menekankanambang batas berdasarkan nilai data yang mewakiliberbagai jenis jaringan tubuh.

Biasanya DaVis3D digunakan untuk menampil­kan bagian tubuh melalui hasil perhitungan geometri

CSG. Data voxel yang juga ditampilkan dalam halbagian 2D dan tidak dimodelkan sebagai data CSGmemiliki pendekatan yang sedikit berbeda karenaharus digunakan sebagai penyaji Simple Geo dim anaCSG aslinya tidak dapat diterapkan. Ide dasar adalahdengan menggunakan dua (atau lebih) contohDaVis3D bersamaan dengan satu yang digunakanuntuk menampilkan geometri voxel dan yang lainuntuk menampilkan data. Oleh karena itu, penggunahanya menciptakan satu atau lebih salinan tileVDaVis3D.plx di direktori di mana semua pluginberada. Sebagai konsekuensinya adalah mungkinuntuk memuat beberapa contoh Da Vis3D simul­tanteously . Salah satu contoh ini dapat digunakanuntuk memuat & menampilkan data voxel sedangkanyang lain untuk menampilkan data simulasi.

KESIMPULAN

Dengan keterbatasan program MCNP5 yanghanya dapat menghitung dosis serap akibat reaksipartikel elektron. neutron dan foton (gamma) makadiperlukan program lain yang dapat mengatasiketerbatasan program MCNP5 tersebut. Untuk itudiperlukan program SHIELD-HITI2A untukperhitungan dosis serap pada sel kanker BNCT akibatinteraksi antara neutron termal dengan Boron yangmenghasilkan partikel alfa (He4) dan Lithium (Li7)

sebagai penyumbang dosis utama dalam membunuh

sel kanker. Demikian juga untuk menghitung dosissekunder yang terjadi di sel kanker BNCT akibatinteraksi neutron dengan Nitrogen yang meng­hasilkan proton (HI) diperlukan program SHIELD­HITI2A. Untuk itu setelah diperkenalkan runingprogram SHIELD-HITl2A kedepan dapat digunakanuntuk perhitungan dosis BNCT secara lengkap akibatinteraksi neutron dengan sel kanker dengan berbagaikebolehjadian menimbulkan partikel-patikel inti laindalam sel.

DAFTAR PUSTAKA

1. Li Deng, Chaobin Chen, Tao Ye and Gang Li.20 I I. The Dosimelly Calculation for BoronNeutron Capture Therapy, 173-198

2. Statistic Health. World Health Organization.Prancis, 2012.

3. http://www.who.int/features/qa/I5/enlindex.html

4. Treatment of Cancer. World HealthOrganization, 2013, diakses pada:http://www.who.int/cancer/treatment/enl, 23 Feb2014.

5. Sauerwein, Wolfgang A.G. and Ray L. Moss.Requirements for Boron Neutron CaptureTherapy (BNCT) at a Nuclear ResearchReactor.2009. European Communities

Prosicling Pertemuan clan Presentasi !lmiah - Penelitian Dasar !lmu pengetahuan clan Teknologi Nuklir 2014Pusat Sains clan Teknologi Akselerator - BATAN

Yogyakart~ 10-11)uni2014

Page 11: PENGENALAN PROGRAM SHIELD-HIT12A UNTUK PERHITUNGAN DOSIS …

YohannesSar~ono,dkkISSN 0216 - 3128 189-

6. Rasouli, Fatemeh Sadat,. Seyed Farhad Masoudi.

Simulation of the BNCT of Brain Tumors UsingMCNP Code: Beam Designing and DoseEvaluation. Iranian Journal of Medical

Physics. Vol. 9, No.3, Summer 2012, 183-192.Received: March 06, 2012; Accepted: July 09,2012

7. Neumann M, Kunz U, Lehmann H, Gabel D(2002) Determination of the subcellulardistribution of mercaptoundecahydro-closo­dodecaborate (BSH) in human glioblastomamulti forme by electron microscopy. JNeurooncol 57(2):97-104

8. MatsumuraA., H.Kumada, M. Yoshioka,M.Yoshioka, Y.Kiyanagi, H. Nakashima. 2013.Current status of accelerator BNCT at Tsukubaand considerations for accelerator based neutronsource. lAEA TM on Research Reactor Users'

Networks (RRUNs): advances in neutrontherapy.tsukuba university

9. Harmon, Charles D., Robert D. Busch, Judith F.Briesmeister, R. Arthur Forster. CriticallyCalculations with MCNP: a Primer. 1994. LosAlamos

10. Carron, N.J. (2007). An Introduction to thePassage of Energetic Particles Through Matter.p.308.

II. Hansen DC, Luhr A, Sobolevsky N, Bassler N.Optimizing SHIELD -HIT for carbon ion treatment . Phys Med Bio1.2012; 57( 8) : 2393­2409

12. Adipranata,Rudy dan Liliana. Pemodelan ObyekTiga Dimensi Dari Gambar Sintetis DuaDimensi Dengan Pendekatan Volumetric.Universitas Kristen Petra: Teknik Informatika,

Fakultas Teknologi Industri

Prosiding Pertemuan dan Presentasi llmiah - Penelitian Dasar llmu pengetahuan dan Teknologi Nuklir 2014Pusat Sains dan Teknologi Akselerator - 8ATAN

Yogyakarta, 10-11 Juni2014