Pregled determinističko-stohastičkih postupaka u elektromagnetsko-toplinskoj dozimetriji realističnog modela ljudske glave izložene neionizirajućem zračenju

Dragan Poljak, Mario Cvetković, Anna Šušnjara, Hrvoje Dodig

siječnja 2019

Sažetak

Računalni modeli koji se koriste u elektromagnetsko-termalnoj dozimetriji imaju nedostataka koji se odnose na nesigurnosti u ulaznom skupu podataka što rezultira širenjem nesigurnosti na odgovor od interesa kao što je specifična stopa apsorpcije (SAR) ili povećanje temperature zbog izloženosti ljudi neionizirajućem zračenje. Nedavno se za prevladavanje ovih poteškoća koristi determinističko-stohastičko modeliranje. Suprotno tradicionalnoj uporabi robusne metode Monte Carlo (MCM), s prilično sporom stopom konvergencije, metoda stohastičke kolokacije (SCM) nedavno se koristi zbog svoje neintruzivne prirode i polinomske reprezentacije stohastičkog izlaza, čime se značajno smanjuje broj simulacija. Ovaj rad opisuje neke primjene SCM-a u dozimetriji o kojima su autori ranije govorili. Stoga se razmatra realističan model oka, mozga i glave koji se sastoji od mozga, lubanje i vlasišta izloženih ravnom valu, a odnosni SAR izazvan u glavi određuje se kao dozimetrijska veličina od interesa. Upadni ravni val tretira se kao problem vanjskog raspršenja formuliran Stratton-Chu jednadžbom, a unutarnjom domenom upravlja vektorska Helmholtzova jednadžba. Model homogenog mozga formuliran je u smislu spojenih površinskih integralnih jednadžbi, numerički riješenih metodom momenata (MoM). Odgovarajuće povećanje temperature dobiva se rješavanjem Pennesove jednadžbe prijenosa biotopline. Vodeće jednadžbe elektromagnetske dozimetrije rješavaju se hibridnom metodom konačnih elemenata/graničnih elemenata (FEM/BEM), dok se raspodjela temperature u glavi dobiva rješavanjem jednadžbe biotopline putem FEM.

Tip

Rad na konferenciji

Publikacija

Zbornik radova 12. simpozija Hrvatskog društva za zaštitu od zračenja = Proceedings of the 12th Symposium of the Croatian Radiation Protection Association