ELECTRON GAMMA SHOWER PADA KOMPUTER CLUSTER

Electron Gamma Shower (EGS) yang dikembangkan oleh National Research Council (NRC) of Canada meliputi aspek teknis dan aplikasi fisika radiasi dalam berbagai bidang (I. Kawrakow, 2024). Sejarah perkembangan penggunaan EGS dalam berbagai bidang terlihat dalam uraian berikut ini:

1.1 Pengantar dan Sejarah Pengembangan EGS

EGS adalah sebuah program simulasi Monte Carlo yang digunakan untuk memodelkan perambatan dan interaksi partikel bermuatan (seperti elektron dan positron) dan foton dalam berbagai medium. Program ini pertama kali dikembangkan pada awal 1970-an oleh para ilmuwan di National Research Council of Canada. Tujuan awal pengembangan adalah untuk membantu dalam penelitian radioterapi dan radiasi pengion, namun seiring waktu aplikasinya meluas ke banyak bidang lain seperti fisika medis, fisika nuklir, informatika medis (Junios, et.al., 2024) dan perlindungan radiasi (Kawrakow, 2000).

1.2 Prinsip Dasar Simulasi Monte Carlo

Simulasi Monte Carlo pada EGS didasarkan pada konsep sampling stokastik dari proses fisika yang mendasari interaksi partikel dengan materi. Hal ini melibatkan penggunaan distribusi probabilitas untuk model peristiwa fisik seperti hamburan, penyerapan, dan pembuangan energi. EGS memanfaatkan model-model fisika yang kompleks untuk menghitung lintasan dan energi partikel setelah interaksi dengan materi, yang memungkinkan simulasi yang sangat akurat dari fenomena fisik tersebut (Rogers et al., 2024) .

1.3 Komponen Utama dan Struktur Program

Program EGS terdiri dari beberapa komponen utama termasuk kode sumber yang mengatur perambatan partikel, pustaka data lintas seksional yang menyediakan informasi tentang probabilitas interaksi partikel dengan materi, dan rutinitas input/output yang memungkinkan pengguna untuk menentukan konfigurasi eksperimental dan mengumpulkan hasil.  Struktur modul EGS memudahkan penyesuaian dan integrasi dengan aplikasi eksternal, yang sangat berguna dalam penelitian dan pengembangan aplikasi baru (Kawrakow, 2024).

1.4 Aplikasi dalam Penelitian dan Industri

Aplikasi EGS sangat luas dan mencakup bidang seperti radioterapi, dimana digunakan untuk merancang berkas penyinaran untuk pengobatan dan mengoptimalkan dosis pengiriman kepada pasien. Di bidang perlindungan radiasi, EGS membantu merancang perisai radiasi dan sistem deteksi radiasi.  Dalam fisika nuklir, EGS digunakan untuk merancang detektor dan menghitung koreksi efek radiasi pada eksperimen.  EGS juga telah diadaptasi untuk digunakan dalam penelitian lingkungan dan astrofisika (Junios, 2016).

1.5 Perkembangan Terkini dan Masa Depan

Seiring kemajuan teknologi komputasi, EGS terus ditingkatkan dalam hal kemampuan dan efisiensi.  Integrasi dengan perangkat keras komputasi modern seperti GPU dan paralelisasi telah memungkinkan peningkatan besar dalam kecepatan simulasi (Gropp et al., 1996).  Riset terkini juga melibatkan pengembangan algoritma baru untuk memperbaiki akurasi dan efisiensi simulasi.  Kerja sama internasional dan kontribusi dari komunitas ilmiah global terus memperkaya kemampuan EGS dalam menghadapi tantangan ilmiah dan teknis yang baru (Junios et al., 2024).

1.6 Simulasi Monte Carlo dalam Radioterapi

Dalam EGS-NRC, transport foton dan partikel bermuatan (positron dan elektron) disimulasikan berdasarkan proses interaksi fisis yang terjadi secara acak (Junios,  et al., 2020b).