Simulasi Monte Carlo Perisai Radiasi Proton dengan Variasi Beton Menggunakan Particle and Heavy Ion Transport code System (PHITS)

Abstract

Perisai radiasi proton merupakan pelindung fisik yang digunakan untuk mengurangi laju radiasi pada lingkungan sekitar. Material yang paling umum digunakan sebagai perisai adalah beton. Penggunaan sotware berbasis Monte Carlo sebagai simulasi transportasi partikel banyak digunakan dalam bidang medis dan fisika nuklir, salah satunya perisai radiasi. Penelitian ini melakukan simulasi numerik menggunakan software PHITS berbasis monte carlo untuk mengetahui redaman proton saat melewati perisainya dengan variasi energi proton, jumlah partikel, ketebalan material perisai, jarak antara sumber dan perisai, dan jenis material perisai. Hasil simulasi yang didapatkan menunjukkan bahwa variasi terbaik yang didapatkan dalam perancangan perisai untuk terapi proton adalah material dengan dua lapisan, dimana lapisan 1 adalah beton (ρ=5,0 g/cm3) dan lapisan 2 adalah besi (ρ=7,0 g/cm3), dengan ketebalan perisai 10 cm dan jarak antara sumber dan perisai 20 cm, untuk material satu lapisan didapatkan perisai terbaik dengan densitas beton (ρ=2,31 g/cm3), dengan ketebalan 50 cm dan jarak 100 cm.

A proton radiation shield is a physical shield placed between the ionization source and the object or target to be protected to reduce the rate of radiation dose in the surrounding environment. The most common material used as a shield is concrete. In medical and nuclear physics field, such as radiation shielding, Monte-Carlo-based software is commonly utilized as a particle transport simulation. This study conducted a numerical simulation using PHITS software based on Monte Carlo to determine the attenuation of protons passed the shield with variations in the proton energy, the number of particles, the thickness of the shielding material, the distance between source and shielding, and the composition of the shielding material. The results show that the best shield design variation is with two layers of material, layer 1 is concrete (ρ = 5,0 g/cm3) and layer 2 is iron (ρ=7,0 g/cm3) with a thickness of 10 cm, and a distance of 20 cm between the source and shielding, and the best shield is obtained with one layer of material with a density (ρ=2,31 g/cm3), the thickness of 50 cm, and a distance of 100 cm.