PENGENALAN PROGRAM SHIELD-HIT12A UNTUK PERHITUNGAN DOSIS PADA UJI INVITRO DAN INVIVO BNCT - e-Repository BATAN
ISSN 0216 - 3128 179 Yohannes Sardjono, dkk.
PENGENALAN PROGRAM SHIELD-HIT12A UNTUK
PERHITUNGAN DOSIS PADA UJI INVITRO DAN INVIVO
BNCT (1) (2) (3)Yohannes Sardjono , Hamidatul Faqqiyyah , Niels Bassler
(1) Bidang Fisika Partikel, Pusat Sains dan Teknologi Akselerator BATAN, Yogyakarta Indonesia.
(2) Jurusan Fisika, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam UNNES. Semarang Indonesia
(3) Dept. of Physics and Astronomy, Sciense and Technology AARHUS University, Aarhus DenmarkABSTRAK
APLIKASI PROGRAM SHIELD-HIT12A 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 17 juta di tahun 2008 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, sinar alfa
yang dipancarkan oleh Boron yang teraktivasi hanya mempunyai jangkauan dalam orde beberapa micro
meter sehingga terapi kanker hanya pada tingkat sel, Boron yang teraktivasi mempunyai umur paro
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 dan CNG dengan metode
Monte Carlo dan secara spesifik memakai program SHIELD Heavy Ion Therapy versi 12A (HIT12A untuk
semua jenis partikel ion yang energinya hingga 1 TeV/inti. Melalui program ini diharapkan dapat digunakan
untuk perhitungan dosis terkait interaksi partikel dengan jaringan dan sel.Kata kunci: BNCT, dosis, SHIELD-HIT12A ABSTRACT
THE APLICATION OF SHIELD-HIT12A 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 in the number of deaths caused by noncommunicable 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 from 7.6 million to 13 million. Boron Neutron Capture
Therapy is a therapy that utilizes the absorption interaction of Boron-10 with thermal neutron and become
He-4 particle and located in cel terget and very 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 (HIT12A) Tprogram. The Monte Carlo particle transport code SHIELD-HIT1 is
designed to precisely simulate therapeutic beams of protons and ions in biological tissue relevant for ion
beam cancer therapy.SHIELD-HIT (Heavy Ion Therapy) evolved from the common SHIELD code that models
interactions of hadrons and atomic nuclei in complex extended targets in the energy range up to 1
TeV/nucleon. Through this computer code can be applied to calculate of absorbsion dose in cel target.Key word: BNCT, dose, SHIELD-HIT12A.
ganas sehingga survival rate (angka sembuh dari
PENDAHULUAN
kanker) untuk tumor otak sangat rendah. Tumor di dalam otak disebut juga dengan glioma merupakan enurut data tahun 2008, data dari statistic jaringan tidak normal yang tumbuh dari sel sel
health WHO
2012 ada 165 orang dari 100.000
M [1]
penyusun jaringan otak . Glioblastoma atau gliobla- populasi orang Indonesia meninggal akibat kanker stoma multiform merupakan salah satu jenis dari setiap tahunnya. Adapun jenis kanker sesuai dengan glioma yang memiliki grade paling tinggi. Grade dari nomer urutannya dari yang tertinggi adalah sebagai jaringan tumor menunjukkan keganasan tumor dan berikut kanker payudara, kanker serviks dan kanker kecepatan tumbuh dari jaringan tumor. Pertumbuhan nasofaring merupakan kanker yang paling banyak tidak normal dari sel tersebut dapat mengakibatkan terjadi di Indonesia. Kasus kanker otak yang terjadi adanya massa yang menekan jaringan otak sehingga di dunia adalah 2% dari keseluruhan kasus kanker di
[2] otak tidak dapat bekerja secara optimal .
dunia. Karakteristik kanker otak adalah bersifat
Prosiding Pertemuan dan Presentasi Ilmiah – Penelitian Dasar Ilmu Pengetahuan dan Teknologi Nuklir 2014
Pusat Sains dan Teknologi Akselerator ‐ BATAN
7 Li. Produk dari reaksi ini
10 B untuk menang-
180
ISSN 0216 - 3128
Yohanes Sardjono, dkkmemiliki karakteristik linear transfer energi tinggi (partikel α sekitar 150-keVµm
Jumlah kematian global akibat kanker pada tahun 2007-2030 diproyeksikan meningkat 45% (dari 7,9 juta menjadi 11,5 juta kematian) yang dipengaruhi oleh meningkatnya populasi global dan penuaan penduduk. Kasus baru kanker pada periode yang sama diperkirakan meningkat dari 11,3 juta pada 2007 menjadi 15.500.000 pada tahun 2030. Dari semua kasus kanker, lebih dari setengahnya terjadi di negara kecil dan berkembang. Pencegahan kanker adalah komponen penting karena sekitar 40% dari semua kematian akibat kanker dapat dicegah
10 B (n, α)
kap neutron thermal yang menghasilkan reaksi nuklir yang cepat
- 1
- 1
Terapi yang umum digunakan dalam pengobatan kanker adalah radio- terapi. Terapi ini memanfaatkan radiasi energi tinggi seperti sinar-x, sinar gama atau elektron. Efek dari radiasi tersebut dapat membunuh sel kanker melalui mekanisme ionisasi pada daerah lokal sel yang terpapar radiasi. Kelemahan dari terapi ini adalah ikut terpaparnya jaringan sehat yang segaris atau sejajar dengan pemukaan sel kanker, terutama yang lebih dekat dengan sumber radiasi. Terlebih lagi ada attenuasi untuk bagian tubuh yang lebih dalam sehingga ada variasi distribusi dosis untuk tiap keda- laman yang berbeda. Meskipun berbagai macam teknik penyinaran telah dikembangkan untuk mem- peroleh hasil yang optimal seperti 3D Conformal
s, yang memiliki efektivitas paling mendalam pada tumor
sekaligus cadangan sel normal. Dasar reaksi nuklir di ditunjukkan pada rumus (1)
[5] .
BNCT merupakan metode yang efektif untuk
menghancurkan sel tumor otak sementara jaringan sehat yang terkena radiasi lebih hemat. Fluks neutron epitermal yang direkomendasikan untuk terapi adalah 10
9
n/cm
2
[6]
Radiotherapy
. BNCT menggabungkan prinsip-prinsip penargetan kemoterapi dan prinsip-prinsip lokalisasi anatomis dari radioterapi konvensional tetapi dengan tiga keuntungan sebagai berikut:
[7] .
Ada 4 jenis radiasi penyumbang dosis pada BNCT yaitu:
N n C H 0.66 MeV...........(2) Sebagian besar neutron berasal dari neutron termal dalam reaksi nuklir pada rumus (2) akan dikelom- pokkan dalam dosis proton yang dilambangkan dengan D
p .
2.79 6,1% 2.31 93,9%
...............................(1)
0.48
10 B dan
). Panjang jalan partikel ini berada dalam kisaran 4,5 µm sampai 10 µm sehingga menghasilkan deposisi energi terbatas pada diameter sebuah sel tunggal. Secara teoritis, oleh karena itu mungkin untuk selektif menyinari tumor tersebut sel- sel yang telah mengambil jumlah yang cukup
175 keVµm
, pada beberapa kasus metode ini masih meninggalkan efek jangka panjang pada jaringan sehat. Salah satu bagian dari radio- terapi yang potensial untuk dikembangkan adalah Boron Neutron Capture Therapy (BNCT)
dan inti
[3] .
Fakta-fakta ini menyebabkan pertimbangan bahwa pemberantasan sel tumor sesegera mungkin diperlukan sebelum menyebar ke sel-sel normal di dekatnya. Ada beberapa macam pengobatan untuk menyembuhkan penyakit atau cukup memperpanjang hidup sambil meningkatkan kualitas hidup pasien. Perawatan tersebut pada umumnya dipilah melalui radioterapi dan terapi sistemik
[4].
, Stereotactic Radiotherapy, dan High
Dose Rate Brachytherapy
7 Li sekitar
- senyawa Boron tidak beracun apabila diberikan pada konsentrasi yang dibutuhkan.
- interval waktu antara pemberian obat dan iradiasi neutron dapat dipilih untuk memaksimalkan konsentrasi yang berbeda antara tumor dan jaringan normal.
- sebagaian besar jaringan yang terletak di sel tumor yang terkena radiasi
DOSIS SERAP
GEANT-4, FLUKA, EGSnrc, EGS4, BEAMnrc dan SHIELD-HIT12A
Kajian dosis dalam BNCT sangat menentukan tingkat kesuksesan dalam therapy kanker. Untuk itu diperlukan kode komputer yang berbasis monte carlo seperti MCNP, MCNPX, PHITS, PENELOPE,
Peranan sumber neutron dalam mendukung BNCT adalah sangat penting. Untuk itu ada berbagai sumber neutron yang digunakan dalam BNCT tersebut yaitu reaktor nuklir yang dalam hal ini adalah reaktor Kartini, akselerator neutron dan cyclotron serta bahan radioaktif misalnya Californium (Cf-252).
.
[5] .
1. Reaksi Tangkapan Nitrogen
TEORI
Boron Neutron Capture Therapy (BNCT) atau Terapi Tangkap Boron Neutron adalah bentuk biner dari terapi radiasi menggunakan kecenderungan tinggi dari nuklida non-radioaktif
Prosiding Pertemuan dan Presentasi Ilmiah – Penelitian Dasar Ilmu Pengetahuan dan Teknologi Nuklir 2014
Pusat Sains dan Teknologi Akselerator ‐ BATAN
. Dengan keterbatasan management dan keterbatasan sistem MCNP untuk perhitungan dosis di BNCT maka akan dikenalkan program SHIELD-HIT12A (Heavy Ion Threapy).
Program SHI
tas relatif biol ton
nker tron aksi lam uga (3) mma oron eca- apan busi uran tron oton tron
SN 0216 - 3128
enelitian Dasar
Teknologi Aksel
IELD-HIT12A
abnuc.dat
kar Perbaikan nonjol adalah ang. Naskah u e dari libdEdx sediakan oleh mungkin denga kompatibel d ana model resp
. Pelaksanaan 14,5 MeV) un g neutron unt cara umum yang selanjutn ksi antar part uk foton, elektr perti EGS4, E h Council of (ECM), Unive
[1] .
n
Yohann Pro
, W
γ
, W
c
(4 n, W
a, energi neut stis, dimana 9 dengan nitrog ran elastis neut or bobot biolo ra biologis, dal
ketika hambu tangkapan neut gen. Energi pro
n Cepat
90% gen. tron ogis lam 4) dan logi lam ikel kan
EANT3.21. H 30 - 40 % untuk inti dgn baru. Kode hapus denga dari masalah li
B
dan file ta -codingannya. paling men
ANT3.21 dih ELD-HIT12A d
ELD-HIT12A laman dosis u buran Moliere
Program SH m potongan me ini masih eks si Vavilov teru versi lama GE
dibuat ekste gubah kompat persegi datar u an dapat dim yang ditent mplementasikan onal flat dan m n card BEAMD
dat sekarang di
dan geo
m.dat
dan pas
cein yang hila
. Komen iperbolehkan d ensi dengan ibilitas. Berk untuk SHIELD modelkan. Tran tukan dengan n Gaussian ata model berkas y DIV. HIELD-HIT12A elintang elastis sperimental. urai, dimana 5
henti data file a sekarang di a angka juga m un, dalam k ktor baru dima rang termasuk. ron (di bawah ngan melintan
daya angk Zona namu Detek sekar neutr poton
fluen
peng yang
tab.d
dan meng dan p kinka arah, Diim opsio nakan dalam pun fungs dari SHIE kedal hamb GEA SHIE
diuba
o.dat
. Selain itu j angkapan gam eutron oleh Bo diendapkan se n dan penyerap memiliki distrib dengan D γ.
D
- 6 kali lebih al ini memper untuk perhitu jenis C-12. F yang diambi an membeb sensi.
asilkan zona skor. ahulu, elisasi. alanin intang
n
ompatan proto terjadi segera s mal dan termal an secara loka disimpan oleh nya adalah dari yang dihasilkan ditulis oleh D
mburan Elastis
oton berasal d drogen, reaksi rkas neutron. E ahap oleh ham lectricity. Jadi yang luas. Dosi
ksi Tangkapan
(1) adalah me yang dirumusk ergi foton 0,48
ebagai dosis reaksi tangka seperti yang d
nes Sardjono, dk osiding Pertemu ksi Tangkapan
Update Kode pada untuk andom on dan
bw
PROG
mas Boron,
p
Lo elastis t epiterm disimpa cepat d energin Dosis y cepat d yang di Gy, me dengan W
4. Ham
3. Reak Fo oleh hid dan ber ra berta photoel ruang y
Se adalah termal inti no. BNCT ada ene
2. Reak
ipilih, berat do njadi: D
dat
unuh sel kan terhadap neut ada rumus rea nan penting dal
on dilepaskan setelah reaksi t dengan nitrog al. Tentu saja hamburan ela i reaksi nuklir n oleh hambur
ISS ntasi Ilmiah – Pe usat Sains dan T h Boron
ah menjadi ma tar dalam ge dalam format b
card baru
kas melingkar D-HIT12A dim nsportasi ke s
card
BEAM au berkas diver yang fokus me
. Ketika fakto osis total secar osis komponen dalah efektivit n cepat dan prot
n
s dari Neutron
ccuum
dari reaksi ta tangkapan ne Energi gamma mburan compton dosis foton m is foton ditulis
n Hidrogen
primer pembu apan Boron t dirumuskan pa emegang peran kan sebagai D MeV.
A kini dipe s anti proton m Implementasi
A tidak memer rena keduanya kesalahan di masalah vac untuk mengha x. Pembuatan sistem berita an angka terda engan parale pon dosimeter a potongan meli ntuk Argon. U tuk Tungsten. diaplikasikan nya digunakan ikel secara ra ron dan neutro EGSnrc, BEA
181
bebas , tanpa datar mung- segala MDIR. rgensi enggu- rbarui meski- i baru cepat rcepat ungan
Fungsi il dari baskan rlukan a sulit imana
adalah do sing-masing ad foton, neutron
GRAM SHI
Ilmu Pengetah erator ‐ BATAN 23.dat
4 at.dat, eo.dat.
IELD-HIT1
uan dan Presen Pu n Neutron oleh
File yang kk.
Canada), Pen ersitat de Barce RN), PHITS (
NP X (Los A
ion heavy pa or Nuclear Res kode Monte Gambar.1. n Program be
D-HIT12A a D-HIT. Semu digabung me an besar mer
D-HIT12A m D-HIT08 dan bakan besar-bes rogram SHIEL menerima seb psi memberika ri yang sama, y
HIT12A. Pro tu perangkat mensimulasik dan ion dala a digunakan p cara singkatn
A adalah suat idesain untuk berkas proton yang biasanya ion. Atau se rt partikel Mo malkan untuk
engan keterba itung dosis yai n, neutron dan m SHIELD-H
Pr dengan dan op direktor SHIELD SHIELD HIT10 sebagia minor.
De menghi elektron program HIT12A yang d terapi b biologi sinar i transpo dioptim SHIELD SHIELD peromb
AMnrc nelope elona),
(Japan lamos article search
Carlo
erbasis
atasan program itu hanya terba n gamma maka
nte Carlo untu
berba meng seper lainn (Nati (Facu FLUK Atom Natio deng RAS) secar Gamb
LD- ang ahan
Mont
te Carlo
sec agai software y ghitung interak rt: MCNP untu nya adalah sep ional Research ultat de Fisica
KA (CERN), mic Energy A onal Laborator an SHIELD-H
). Sejumlah ra umum dapat bar 1. Statisti
Monte uan dan Teknol N sin.dat
dat, for02 beam mat.d
esisi ngan nker kode ang kel. dari ukan kusi men, di sasi. dari
k penelitian merupakan pen SHIELT-HIT1 saran pada kod LD-HIT12A buah direktori an iterator u yang berguna u adalah versi ua perubahan enjadi SHIELD rupakan perb namanya sem
are)
D- HIT12A y baikan kesala mula for022.d
10 yang dilaku de sumbernya. dapat dieksek sebagai argum untuk running untuk paralelis pertama d n dari SHIEL
m MCNP5 dal atas pada parti a akan dikenal ogram SHIEL lunak (softwa kan secara pre am suatu jarin pada terapi kan nya adalah k uk ion berat y terapi partik ngembangan d
2A
Geant4 (CER Agency), MCN ry) dan untuk
HIT (Institute fo penggunaan k t dilihat pada G ik Penggunaan
Carlo [8] . logi Nuklir 201
LD-
- Transport dari neutron, pion, kaons, dan sejumlah anti partikel pada rentang energi mencapai 1 TeV/nucleon untuk SHIELD-HIT. SHIELD-HIT12A terbatas hingga 2 GeV/A sedangkan untuk versi lainnya, Cutoff energi yang lebih rendah E cut = 25 keV/nucleon .
- Tersedianya konfigurasi inisial berkas berupa
[28]
Intranuclear cascades ditangani oleh Dubna
[9] Kecepatan dan Tahapan Reaksi Nuklir:
Tabel 1. Daftar inti target dalam SHIELD-HIT
. MSDM-generator me- nggambarkan semua tahapan reaksi nuklir dalam pendekatan eksklusif. Versi terkini model nuklir Rusia yang diketahui dihubungkan dalam MSDM- generator
[11]
. Potongan melintang diguna- kan untuk pengambilan sampel dari panjang jalur interaksi nuklir serta untuk pilihan jenis inter- aksi(inelastis/elastis)
[10]
Simulasi elastis inti Hadron dan interaksi inti- inti dalam pendekatan eksklusif menggunakan Model Multi Tahap Dinamis/Multi Stage Dynamical Mode (MSDM-generator)
persegi atau lingkaran mendatar ke segala arah. Kefokusan berkas dapat ditentukan.
Gaussian,
Transportasi Partikel
Karakteristik khusus dari SHIELD-HIT12A ini antara lain:
Penggunaan SHIELD-HIT dari tahun ke tahun mengalami fase timbul tenggelam dan ini menunjuk- kan bahwa prospek untuk pengembangan pengguna- an software SHIELDHIT masih terbuka lebar.
- 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 pada zona target dapat didefinisikan berdasarkan tabel isotop yang ditunjukkan pada Tabel 1.
Prosiding Pertemuan dan Presentasi Ilmiah – Penelitian Dasar Ilmu Pengetahuan dan Teknologi Nuklir 2014
Pusat Sains dan Teknologi Akselerator ‐ BATAN
ISSN 0216 - 3128
Yohanes Sardjono, dkk182
- Menghafal penuh pohon kaskade (cascade tree) ekstranuklir selama simulasi tanpa kehilangan informasi fisika.
- Formasi neutron (E n = 14,5 MeV) sama dengan elektron/positron dan X-ray, yang diciptakan selama simulasi dari pancaran kebawah ekstra nuklir dan π rusak. Yang tertransportasi hanya neutron kemungkinan untuk mengaktifkan/ menonaktifkan berbagai proses fisika (energi terurai, hamburan, interaksi nuklir) bergantung keinginan pengguna.
Cascade Model (DCM). Model koalesensi dan pra senyawa emisi nukleon dan inti ringan-titik kese- timbangan de-eksitasi inti residual: pemutusan Fermi
- Kerugian ionisasi hadrons diisi dan fragmen nuklir menurut persamaan Bethe-Bloch dan persamaan Lindhard Scharff pada energi rendah
- Simulasi Multiple Coulomb scattering dengan model Moliere atau Gaussian mirip dengan yang diterapkan di Geant.
- Fluktuasi ionisasi energi hilang (energi terurai) disimulasikan oleh implementasi yang cepat model Vavilov atau distributor Gaussian
- Detektor untuk berbagai kuantitas fisik, yang dapat dibuat sensitif terhadap partikel tertentu atau kelompok partikel.
- Penghitungan acak dalam grid penghitungan Cartesian 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
- HIT12A dieksekusi itu sendiri dapat dijalankan dari mana saja jika jalan yang tepat ke direktori dengan file input yang diberikan. Jika dieksekusi dijalankan dari direktori yang berisi input file spesifikasi jalan dapat diabaikan.
atau mengubah ke direktori dan jalankan shieldhit tanpa argumen.
mat .dat - Target medium
Semua file input harus dikelompokkan dalam folder yang sama. Lokasinya dapat ditentukan dengan memberikan argumen baris perintah untuk SHIELD - HIT12A executable. Semua file output ditempatkan ke dalam direktori yang sama. SHIELD
Opsional, pengguna dapat menyertakan file tambahan: detect . dat - untuk penilaian sederhana dari kuantitas fisik dalam geometri independen . Sebagai ekstensi file beam.dat hingga tiga ASCII opsional untuk file kusut (dengan nama yang ditentukan pengguna) dapat diberikan yang menen- tukan: filter rippe, file sumber berkas, dan parameter untuk model interaksi nuklir. Jika dipilih oleh penggunanya, SHIELD - HIT12A juga dapat mencari file ASCII eksternal berisi data yang menghentikan kekuasaan .
Yang akan menghasilkan keluaran berupa sebuah file det.out yang dapat diplotkan. Kode transportasi SHIELD - HIT12A bekerja dengan setidaknya tiga file input. mat. dat-komposisi kimia dari bahan dalam zona sasaran . beam . dat - beberapa parameter , dijelaskan di bawah (seperti biji, proyektil, statistik, dll) . geo.dat-geometri target menggunakan geometri kombinasional (CG), mirip dengan FLUK A.
$ shield_detect2ascii ex_zmsh,
Untuk analisisnya, setelah SHIELD- HIT12A dihentikan menjalankan anda menemukan beberapa newfiles dalam direktori anda. Berikut hasil dari empat detektor, didefinisikan dalam detect.dat, disimpan dalam file ex_zmsg, ex_ymsh, ex_yzmsh dan ex_cyl. File-file ini adalah dalam bentuk biner dan script perisai detect2ascii dapat digunakan untuk mengkonversikannya ke ASCI I Format. Melangkah ke directoy dan menerapkan:
Atau hanya menjatuhkan shieldhit tersebut. exe file ke dalam folder yang ingin anda jalankan, dan klik dua kali pada shieldhit. exe. File yang diinput ada 4: mat.dat, bam.dat, geo.dat, dan detect.dat.
$ shieldhit examples\simple
Pengguna Windows dapat membuka shell (Run - "Masukkan perintah" - cmd) dan mengubah ke direktori di mana file shieldhit.exe tersebut ditemu- kan. Untuk menjalankan contoh, cukup ketik:
$ shieldhit examples\simple
Yohannes Sardjono, dkk.
SHEILDHIT12A dapat diinstal pada linux maupun windows. Pengujian telah dilakukan pada system Windows7 dan WindowsXP, tetapi tidak menutup kemungkinan dapat berjalan juga pada sistem Windows lainnya. SHIELD-HIT12A disediakan sebagai file zip baik untuk 32 atau 64 bit. Kita dapat menjalankan salah satu contoh yang ditemukan di direktori dasar, hanya dengan mema- suki:
Selain fitur-fitur yang telah dijelaskan sebe- lumnya, terdapat fitur lainnya yakni SHIELDHIT 12 A dapat membaca dan mengolah sumber berkas, menyaring ripple file serta dukungan untuk para- lelisasi
Penghitungan untuk Fitur Lainnya
Suatu sistem penghitungan kuantitas fisika telah dirancang dalam SHIELDHIT 12A. Sistem ini menyediakan:
Penghitungan Kuantitas Fisika
X. Dua dan tiga mode partikel peluruhan pion dan kaons. Dari sisi fisika atom ada beberapa yang harus diperhatikan terkait program SHIELD-HIT yaitu:
MCNP
Transport neutron (En < 14 5 MeV) atas dasar 28 - Data neutron kelompok ABBN. Sebuah file ruang fase neutron tersebut dapat diekspor untuk digunakan dalam program lain seperti MCNP atau
dari inti cahaya, penguapan/kompetisi fisi dan Multifragmentasi inti yang sangat menggemparkan.
ISSN 0216 - 3128 183
Prosiding Pertemuan dan Presentasi Ilmiah – Penelitian Dasar Ilmu Pengetahuan dan Teknologi Nuklir 2014
Pusat Sains dan Teknologi Akselerator ‐ BATAN
File mat.dat mendefinisikan bahan yang diguna- kan dalam simulasi. Ini terdiri dari card (baris yang dimulai dengan descript atau diikuti dengan kemung- kinan argumen) dan baris komentar. Setiap baris dimulai dengan* atau < atau baris kosong dianggap sebagai komentar, yang diabaikan dan dapat muncul
error
, khususnya bagi pemula yang akan mengalami kesulitan untuk bisa menguasainya
Dalam rangka memfasilitasi dan memungkin- kan pemodelan parametric, Simple Geo di bangun dalam bahasa scripting yang dapat digunakan untuk pemodelan prosedural. Bahasa ini memiliki akses ke sebagian besar kernel pemodelan dan dengan demikian, memungkinkan penggunanya untuk me- laksanakan fungsi tambahan khusus sendiri.
184
ISSN 0216 - 3128
Yohanes Sardjono, dkk3D dievaluasi dan ditampilkan. Akibatnya benda- benda yang dibuat dapat diperiksa segera koreksi atau modifikasi. Camera-view dapat dengan mudah diputar, menyorot dan memperkecil. Selain itu pengguna dapat memilih sub-cabang pohon CSG yang disorot dan juga primitif asli yang membentuk sebuah sub-cabang dengan meletakkan sisa kerangka kawat .
di mana saja. Urutan card harus mematuhi aturan- aturan tertentu. Beberapa card dapat dihilangkan , dan SHIELD - HIT12A akan menetapkan nilai-nilai default yang diberikan dalam daftar deskripsi di bawah ini. Disarankan untuk menentukan semua parameter secara eksplisit karena nilai-nilai default dapat berubah di rilis SHIELD - HIT12A di masa depan. Sedangkan urutan argumen harus seperti yang ditentukan untuk masing-masing card, mereka dapat diposisikan dalam format bebas. Setiap baris parse-able dimulai dengan deskripsi, yang menen- tukan parameter apa yang harus dijelaskan. Setelah deskripsi ini, tidak ada, satu atau dua argumen mengikuti, tergantung pada jenis deskriptor. Deskriptor dan setiap argumen harus terpisah yang setidaknya satu ruang atau tab. Sisa garis tidak dipecah. Hal ini dapat digunakan untuk komentar sifitis dipisahkan dari argumen terakhir dengan setidaknya ruang atau tab. Hanya pertama 128 karakter dibaca , karakter luar akan diabaikan . Setiap spesifikasi material dimulai dengan card MEDIUM . Sebuah media dapat terdiri dari satu unsur atau senyawa. Senyawa A dapat kembali menjadi senya- wa kimia, atau hanya campuran elemen dan/atau isotop, misalnya :
Simple Geo adalah modeler padat interaktif yang memungkinkan untuk penciptaan fleksibel dan mudah dari suatu model melalui drag & drop, serta on-the-fly inspeksi. Selain itu termasuk fasilitas debugging baru, berdasarkan stochastic serta metode deterministik, untuk memvalidasi geometri dibuat dengan umpan balik visual langsung dari daerah bermasalah. Simple Geo memungkinkan pengguna untuk secara interaktif membangun geometri me- nggunakan sejumlah primitif dasar yang dihubung- kan dengan operasi boolean. Cukup dengan menam- bahkan objek ini ke pohon dengan mouse, geometri
[32] .
- Elemen medium murni dengan satu nilai Z (misalnya: O , Fe , Cu, dll )
- Komposisi kimia, misalnya air ( H
2 O) .
- Isotop campuran, apabila isotop memiliki Z yang sama namun memiliki sifat neutron pada energi rendah (misal: campuran dari
U)
Simple Geo: Menerapkan geometri untuk masalah transportasi partikel adalah salah satu tugas utama yang memakan waktu. Pendekatan umum untuk kode transportasi radiasi didasarkan pada Constructif Solid Geometry (CSG) dan membutuh- kan masukan tekstual dari pohon geometri boolean. Hal ini membuat penciptaan model menjadi sebuah tugas yang cenderung membosankan dan rawan
238
U dan
235
- Sebuah senyawa kimia yang mengandung isotop misalnya
Prosiding Pertemuan dan Presentasi Ilmiah – Penelitian Dasar Ilmu Pengetahuan dan Teknologi Nuklir 2014
Pusat Sains dan Teknologi Akselerator ‐ BATAN
Simple Geo saat ini memungkinkan untuk me- ngimpor dan melihat FLUKA baik versi sintaks lama maupun yang baru, PHITS, geometri MCNP (X) dan mengekspor mereka ke berbagai paket
6 L i
raytracing
gratis atau komersial. Dalam penambah- annya, geometri baru dapat dibuat dari awal dan diekspor ke FLUKA, baik menggunakan sintaks yang lama ataupun baru, PHITS, MCNP dan atau
MCNP
X. Adapun fitur utama dalam Simple Geo adalad pada Tabel 2. ISSN 0216 - 3128 185 Yohannes Sardjono, dkk.
Tabel 2. Fitur Utama Simple Geo
Fitur Deskripsi
Membuat geometri Titik interaktif, klik, drag & drop penciptaan pohon CSG Ekspor
- FLUKA geometri (syntax baru & lama)
- MCNP, MCNPX geometri (nama dapat digunakan untuk convert/merubah otomatis)
- PHITS geometri Kamera interaktif Geometri dapat menyorot, memutar dan zoom dengan mouse. Perspektif serta proyeksi paralel yang tersedia.
Berbagai model kawat-frame display bayangan datar gouraud bayangan tampilan kontur anti-aliasing kliping pesawat render X-ray render ujung-ray
Pengguna render Satu set yang telah ditetapkan membuat bahan tersedia. Ini dapat diperpanjang materials oleh pengguna dengan editor material dengan preview yang diberikan. Bahan dikonfigurasi transparan yang didukung. Identifikasi tubuh Badan dan daerah dapat diidentifikasi dengan klik mouse atau dicari melalui nama dengan ekspresi reguler opsional. Visibilitas selektif Visibilitas obyek dapat ditentukan oleh pengguna, baik untuk obyek itu sendiri atau oleh kelompok material. Visibilitas konfigurasi dapat disimpan dan dimuat setiap saat. Pemodelan A (Visual Basic-seperti) bahasa scripting yang disediakan untuk pemodelan Procedural parameter dan fungsi-pengguna dilaksanakan. Import Format eksklusif (juga untuk menggabungkan geometri yang ada)
Sintaks tua FLUKA FLUKA sintaks baru (termasuk pernyataan pra-prosesor) Input FLUKA - ALIFE PHITS (beta versi 1.0 importir)
MCNP (X) (beta versi 1.0 importir)
3D eksport Acad DXF wavefront OBJ POV Ray
VRML - ekspor web
3D Studio 3DS Stereolithography STL (ASCII atau biner) PBRT
Batalkan dan Ulangi Perintah & modifikasi dapat dibatalkan dan diulang, termasuk urutan seluruh perintah. Debugger Debugging Visual geometri menggunakan berbagai baru dikembangkan stochastic & algoritma deterministik dan umpan balik visual Perhitungan volume Volume dan massa daerah dapat dihitung dengan algoritma yang berbeda. Luas & luas permukaan permukaan padatan boolean dapat diperoleh juga. Pengukuran jarak Jarak dalam geometri dapat diukur dalam 2D maupun 3D, bahkan dalam proyeksi perspektif.
SHIELD-HIT12A. Dan data yang diolah adalah hasil
ANALISIS RUNING PROGRAM
running dari sourcecode tersebut. Gambar 2 adalah
SHIELD-HIT12A contoh running dengan cmd.
Source code yang dipergunakan merupakan Source code contoh yang ada dalam software
Prosiding Pertemuan dan Presentasi Ilmiah – Penelitian Dasar Ilmu Pengetahuan dan Teknologi Nuklir 2014
Pusat Sains dan Teknologi Akselerator ‐ BATAN
186
ISSN 02 216 - 3128 Yohan nes Sardjono, dkk k
Setelah h dilakukan r running terdap pat beberapa file baru ya ang merupakan n tambahan in nformasi dan tidak dimak ksudkan untuk diproses lebih h lanjut. File- file ini diant taranya:
for17 : file untuk mem meriksa bagai imana input t geometric da ari file geo.dat telah dibaca o oleh geometri mca.f. program gem Biasany a dapat dihapu us. for024
: beri si data input d dan output. Bag gian dari data ini adalah disalin di file e output for03
33. File ini direkomend asikan untuk d disimpan.
for
25: file d diagnosa for26: daya a henti. Berga antung pada j jarak energi, penampang makroskopis s, dan informa asi lain yang berguna unt tuk semua par rtikel/kepingan n dan semua material pad da task. for27: pena ampang neutro n multigroup d dibawah 14,5 MeV unt tuk semua el lemen kimia dalam task. for28
:berisi neutron ked dua dibawah 14,5 MeV dengan sem mua parameter r individunya seperti titik
XYZ, arah terbang, energ gi kinetik, dan n sebagainya. Biasanya fil le ini berupa file kosong. F File ini dapat digunakan s ebagai sumber r neutron untuk k transportasi
NP dengan MCN for029
: beri isi panjang jalu ur zona fluens s dalam form biner. for030: be erisi hasil d differensial ra angkap dari partikel/kep ing dari selu uruh permuka aan target pasang dalam m form biner.
for
031: be erisi deposisi energi dalam zona target dalam form biner for032: beri isi deposisi ene ergi dalam zon na target yang diuraikan menurut int terval LET, didefinisikan berdasarkan n kompilasi w waktu. file in ni berbentuk
33: biner. for03 ASCII y yang dapat te erbaca, yang merangkum : posisi energi dalam zona target dari
- Dep sem mua partikel/k keeping ditam mbah dengan beb berapa informa asi.
komposisi d dari dekompo osisi energi
- Dek me nurut generasi partikel/keepi ng stribusi dari iso otop PET di zo ona target.
- Dis
for034 : ber isi deposisi flu uens di persimp pangan target silinder. Fil le pada gamb bar 3 adalah berupa form biner.
Gamba ar 2. Running S SHIELD-HIT1
2A
Gamb bar 3. File tamb bahan setelah r running
Prosiding Pertemuan dan n Presentasi Ilm miah – Penelitian n Dasar Ilmu Pe engetahuan dan n Teknologi Nuk klir 2014 Pusat Sain ns dan Teknolo gi Akselerator ‐ ‐ BATAN
Yohann nes Sardjono, dk kk.
ISS SN 0216 - 3128 187 Pa ada saat trial p pertama kali ru unning tidak da apat Perha atikan, partikel l JPART umum m=-1 hanya te rsedia
dilakuk kan karena k keterbatasan R RAM pada lap ptop dalam m estimator hi itung, dan buk kan sebagai su umber
yang d digunakan. Se etelah dilakuk kan upgrad ding partik kel. Untuk JPA ART ion berat= =25 isi Z dan n nomor
RAM, p proses running g pertama kali dapat dijalan kan atom m A biasanya di idefinisikan pe enambahan. Se ebagai
dan dih hasilkan bebe erapa notepad tambahan h hasil sumb ber partikel, di iharapkan Z> 22. Gambar 5 a adalah
running g yakni file e 017 sampai file 028. Un ntuk besar rnya energi t terhadap titik k perekaman yang
analisis s output, terja di error pada line 15 dan 16. ditinj jau. Dengan n saran dari pr rofessor Niels s Bassler, anal lisis# D DETECTOR O OUTPUT # output dilakukan kem mbali dengan program “cm md”
X BIN: 1 Y BIN: 100 Z Z BIN: 300 # dengan memasukkan perintah
JPAR RT: -1DETEC CTOR _detect2ascii example es\simple\ex_zm msh
“shield_
TYPE:ENER RGY #
X START:- out.
“sehing gga diperoleh file output be erekstensi det.o
0.500D+01
1 Y START:-0.5 500D+01 Z
File pa ada gambar 4 adalah da apat diolah a atau START: 0. .000D+00 #
X END: diplotka an. 0.500D+
01 Y END: 0.50
00D+01 Z
1.00E+01
1
5.00E+00
5
0.00E+00
1 3751 3751 7501 11251 15001 18751 22501 26251
Grafik 5. h hasil olah file “ “ex_yzmsh”
Untuk Simpleg U geo 4.3.3 Plugi in antarmuka untuk ekste ensi runtime-ny ya: Sejumlah p plugin sedang d dalam peng embangan ya ang memperl luas fungsion nalitas Simp ple Geo luar pe emodelan solid
d. Salah satu p plugin ini d disebut DaViz z3D yang me emungkinkan untuk mena ampilkan data di atas geom metri serta eks straksi data dan ekspor ke e perangkat lun nak terbatas el lemen COM MSOL. Daftar b berikut berisi d deskripsi yang g lebih rinci dan luas dari fitur-fitur bar ru dan perubah han di Simp ple Geo 4.3.3
Gambar 4. notep G pad++ untuk d det.out zmsh 1. 1 teraktif benda (sudut rotasi akan Rotasi Int
Daftar partikel yang tersedia sepe erti Tabel 3 y ang dihitung se ecara otomatis) ) dapat d iidentifikasi JP PART diikuti n nama partikeln nya.
2 2.
2D AutoC CAD DXF eksp por Tabel
3. Jenis part tikel inti yan ng tersedia p pada
3 3. apat diidentifik kasi dengan me encari Daerah da SHIELD D-HIT12A. melalui ko oordinat (via M Macro-> scrip pt pra-
JPAR RT Partike el JPART T Partike el didefinisik kan)
- 1 Semu a
13 Electro on 4. 4 template dapa at digunakan untuk
2D CAD partike el memverifi ikasi model atau mem mbantu
1 Neutro on 14 Positro on selama pro oses pemodelan n
2 Proton n 15 Muon n
5 5. an latar belaka ang bitmap Pelaksanaa
6 6. lembut dapa at diberikan s secara
3 Pion
16 Muon n Bayangan interaktif
4 Pion
17
5 Pion
18 S ebuah versi te erbaru dari PHI
ITS dan MCN NP (X)
6 Anti
19 impo orter sudah ter rsedia. Termas uk dukungan untuk neutro on matri iks transformas si dan penggun naan penuh ek kspresi
7 Anti
20 analit tik dan variab bel dalam file input-annya n namun proton n pengu ulangan strukt tur seperti kis si belum didu ukung.
8 Kaon n 21 Deutero on
Softw ware ini diduk kung untuk ar rahan FLUKA A baru
9 Kaon n 22 Triton n untuk k matri iks tran nsformasi ($
10 Kaon n 23 He-3 STAR RT_TRANSFO ORM)
11 Kaon n 24 He-4
re
S alah satu pend dukung Softwar Simplegeo a adalah
12 Sinar r
25 Ion ber rat progr ram DaVis3D. . Melalui Dav vis3D, file US RBIN gamm ma biner r FLUKA da apat diimpor & divisualisa asikan terda apat pilihan pasca-pengol lahan baru b berupa
Pro osiding Pertemu uan dan Presen ntasi Ilmiah – Pe enelitian Dasar Ilmu Pengetah uan dan Teknol logi Nuklir 201
4 Pu usat Sains dan T Teknologi Aksel erator ‐ BATAN N
- Pembaruan modus render kontur ditarik tangan:
- Debugger: Semua algoritma debugging sekarang tersedia dalam versi parallelized yang secara khusus dirancang untuk memanfaatkan multicore CPU.
- Algoritma debugging baru QMC berdasarkan seri Niederreiter.
- Versi Multicore dari DaVis3D sekarang tersedia.
- Jumlah digit yang digunakan untuk mendefinisikan & ekspor primitif dapat dikonfigurasi pengguna dan disimpan sebagai bagian geometri.
- Pemeriksaan tambahan untuk mengevaluasi validitas geometri yang diekspor ke FLUKA.
- Ekspor & impor medan magnet (FLUKA) sekarang didukung.
- Biasing Wizard: penciptaan otomatis struktur konsentris berupa silinder, bola, atau kotak (pilihan otomatis berdasarkan pentingnya peranan ).
- Adanya beberapa perbaikan bug DaVis3D
) dan Lithium (Li
2009. European Communities
Requirements for Boron Neutron Capture Therapy (BNCT) at a Nuclear Research Reactor.
Treatment of Cancer. World Health Organization, 2013, diakses pada: http://www.who.int/cancer/treatment/en/, 23 Feb 2014.
3. http://www.who.int/features/qa/15/en/index.html 4.
Prancis, 2012.
Statistic Health. World Health Organization.
Neutron Capture Therapy, 173-198 2.
2011. The Dosimetry Calculation for Boron
DAFTAR PUSTAKA 1. Li Deng, Chaobin Chen, Tao Ye and Gang Li.
) diperlukan program SHIELD- HIT12A. Untuk itu setelah diperkenalkan runing program SHIELD-HIT12A kedepan dapat digunakan untuk perhitungan dosis BNCT secara lengkap akibat interaksi neutron dengan sel kanker dengan berbagai kebolehjadian menimbulkan partikel-patikel inti lain dalam sel.
1
) sebagai penyumbang dosis utama dalam membunuh sel kanker. Demikian juga untuk menghitung dosis sekunder yang terjadi di sel kanker BNCT akibat interaksi neutron dengan Nitrogen yang meng- hasilkan proton (H
7
4
188
Dengan keterbatasan program MCNP5 yang hanya dapat menghitung dosis serap akibat reaksi partikel elektron, neutron dan foton (gamma) maka diperlukan program lain yang dapat mengatasi keterbatasan program MCNP5 tersebut. Untuk itu diperlukan program SHIELD-HIT12A untuk perhitungan dosis serap pada sel kanker BNCT akibat interaksi antara neutron termal dengan Boron yang menghasilkan partikel alfa (He
KESIMPULAN
VDaVis3D.plx di direktori di mana semua plugin berada. Sebagai konsekuensinya adalah mungkin untuk memuat beberapa contoh DaVis3D simul- tanteously . Salah satu contoh ini dapat digunakan untuk memuat & menampilkan data voxel sedangkan yang lain untuk menampilkan data simulasi.
bagian 2D dan tidak dimodelkan sebagai data CSG memiliki pendekatan yang sedikit berbeda karena harus digunakan sebagai penyaji Simple Geo dimana CSG aslinya tidak dapat diterapkan. Ide dasar adalah dengan menggunakan dua (atau lebih) contoh DaVis3D bersamaan dengan satu yang digunakan untuk menampilkan geometri voxel dan yang lain untuk menampilkan data. Oleh karena itu, pengguna hanya menciptakan satu atau lebih salinan file
Biasanya DaVis3D digunakan untuk menampil- kan bagian tubuh melalui hasil perhitungan geometri CSG. Data voxel yang juga ditampilkan dalam hal