Maxwell Spectrum as a Parameter to Verify the Dose in Brain Cancer (Glioblastoma) by Boron Neutron Capture Therapy (BNCT) using Monte Carlo Method

• Published in: Brazilian Journal of Radiation Sciences 2024-03, Vol.12 (1), p.e2387
• Main Authors: Haubrich, Otto, Domingos D'Oliveira Cardoso, Marcos Paulo Cavaliere de Medeiros
• Format: Article
• Language: English
• Subjects: BNCT; Dose; Maxwell; MCNP; Neutron
• ISSN: 2319-0612; 2319-0612
• DOI: 10.15392/2319-0612.2024.2387

To evaluate the efficiency of neutron capture therapy (BNCT) treatment in glioblastoma multiforme, it is necessary to evaluate the impact of the neutron beam on the tumor cell and find better results so that BNCT treatment is viable. Glioblastoma multiforme is one of the most lethal cancers and conventional radiotherapy is almost ineffective for this type of tumor. Among several approaches to describe the procedure and the neutron spectrum, the Maxwell spectrum in the epithermal neutron range was used. For this, T=0.0025 MeV was used to describe this spectrum. MCNP software was used to simulate a BNCT treatment using the Maxwell spectrum to describe the neutron source. The user provided the quantities of interest, such as fluence and dose. These are extremely important quantities to describe a BNCT planning protocol. A concentration of 30 ppm of Boron-10 was simulated in the tumor. Output data provides normalized values. It was necessary to carry out some mathematical operations to obtain values closer to reality. Thus, a dose of 32 Gy was obtained for the Maxwell spectrum described with T=0.0025 MeV and a neutron fluence of 1.5 x 1012 n/cm². The values calculated based on the simulation in MCNP5 described by an epithermal neutron source obeying a Maxwellian function, were in agreement with the reference values in the literature. Para avaliar a eficiência do tratamento com terapia por captura de nêutron (BNCT) em glioblastoma multiforme, é necessário avaliar o impacto do feixe de nêutron na célula tumoral e encontrar melhores resultados para que o tratamento com BNCT seja viável. O glioblastoma multiforme é um dos tumores mais letais e a radioterapia convencional é quase ineficaz para este tipo de tumor. Entre várias abordagens para descrever o procedimento e o espectro de nêutrons, foi utilizado o espectro de Maxwell na região de nêutrons epitérmicos. Para isso, foi utilizado T=0,0025 MeV para descrever este espectro. O software MCNP foi utilizado para simular um tratamento BNCT utilizando o espectro de Maxwell para descrever a fonte de nêutrons. O usuário forneceu as quantidades de interesse, tais como a fluência e a dose. Estas são quantidades extremamente importantes para descrever um protocolo de planeamento BNCT. Uma concentração de 30 ppm de Boro-10 foi simulada no tumor. Os dados de saída fornecem valores normalizados. Foi necessário efetuar algumas operações matemáticas para obter valores mais próximos da realidade. Assim, obteve-se uma dose de 32