فهرست مطالب

نشریه سنجش و ایمنی پرتو
سال پنجم شماره 4 (پیاپی 20، پاییز 1396)

  • تاریخ انتشار: 1396/09/28
  • تعداد عناوین: 7
|
  • محمدعلی شفایی، زهرا تمیزی، محمد مشتاقییون صفحات 1-6
    از جمله عواملی که باعث کاهش نرخ رشد و مرگ احتمالی باکتری های فرآیند فروشویی زیستی می شود ایجاد سمیت در فرآیند آزاد سازی فلز از سنگ معدن است. یکی از دلایل به وجود آمدن این سمیت، حضور عنصر آرسنیک در سنگ معدن است. در این تحقیق برای بهبود فرآیند فروشویی زیستی از روش جهش زایی به وسیله طیف الکترومغناطیسی و هسته ای استفاده شده است. برای ایجاد جهش از این طیف، پرتو فرابنفش با طول موج 253 نانومتر و انرژی eV 3 و برای پرتو گاما، چشمه Cs137 با انرژی MeV 662/0 انتخاب شده اند. پس از پرتو دهی در زمان های مختلف به بررسی تاثیر این پرتو ها بر مرگ و میر باکتری تیوباسیلوس فرواکسیدانس پرداخته شد و بعد از آن بر روی باکتری های جدید، آرسنیک با غلظت های معین اضافه گردید. در ادامه با دسته بندی باکتری های جهش یافته ای که به وسیله پرتوهای گاما و فرابنفش در زمان های متفاوت پرتودهی شده بودند، مقاومت آن ها در مقابل سمیت آرسنیک در غلظت های مختلف بررسی شد و با ثابت نگه داشتن شرایط رشد برای باکتری ها شاهد و جهش یافته، این نتایج به دست آمد که در 3 دقیقه پرتودهی گاما و 120 دقیقه پرتودهی فرابنفش نه تنها مقاومت آن ها درمقابل آرسنیک تقریبا 10 برابر باکتری های شاهد شد، بلکه به طور متوسط، افزایش رشد در تعداد باکتری ها به میزان 20 و 45 درصد نسبت به نمونه شاهد، به ترتیب برای پرتو دهی فرابنفش و گاما مشاهده شد.
    کلیدواژگان: پرتو فرابنفش، پرتوگاما، فروشویی زیستی، جهش زایی، باکتری تیوباسیلوس فرواکسیدانس، آرسنیک
  • میرشهرام حسینی پناه، دلنواز فرودین صفحات 7-14
    بسیاری از نوزادان در بدو تولد مبتلا به زردی ناشی از بالا بودن غلظت بیلی روبین در خون هستند که می توان آن ها را با استفاده از لامپ های فتوتراپی، درمان کرد. لامپ های فتوتراپی، نور در محدوده طول موج 420 تا 474 نانومتر، منتشر می کنند. برای درمان موثر، طول موج و شدت نور دارای اهمیت است. در این تحقیق، 50 نمونه لامپ با مارک های مختلف و توان های مساوی مورد مطالعه قرار گرفته اند. با استفاده از یک دستگاه اسپکترورادیومتر، طیف تابشی لامپ ها در وضعیت های مشابه به دست آمده و برای هر لامپ، مجموع شدت های نور خروجی در سه محدوده (200 تا400، 420 تا 474 و 200 تا 800 نانومتر) محاسبه شده است. سپس نسبت های شدت پرتو در ناحیه فرابنفش (200 الی 400 نانومتر، خطرناک برای نوزاد) و شدت نور در ناحیه 420 الی 474 نانومتر (مفید برای درمان) به شدت کل، برای هر لامپ تعیین و سپس این نسبت ها با یکدیگر مقایسه شده اند. نسبت شدت پرتو مضر به شدت کل تقریبا در 20٪ لامپ ها نزدیک به مقدار میانگین لامپ های مرغوب و در50٪ لامپ ها بیش تر از مقدار میانگین لامپ های مرغوب بود و این نسبت برای تقریبا 30٪ لامپ ها کم تر از مقدار میانگین به دست آمد. همچنین نسبت شدت پرتوی مفید لامپ به شدت کل تقریبا در 31٪ لامپ ها نزدیک به مقدار میانگین لامپ های مرغوب و در 47٪ لامپ ها بیش تر از مقدار میانگین بود، در حالی که برای22٪ لامپ ها کم تر از مقدار میانگین به دست آمد. نتایج نشان می دهد که استفاده از لامپ های درمانی نامرغوب و نیز فلورسنت نه تنها برای درمان کودکان چندان مفید نیست، بلکه با تابانیدن پرتوهای فرابنفش غیرضروری بر آن ها مضر نیز هست. بنابراین از دیدگاه حفاظت در برابر اشعه توصیه می شود برای درمان کودکان مبتلا به زردی از لامپ های مخصوص و مرغوب استفاده شود.
    کلیدواژگان: فتوتراپی نوزادان، فرابنفش، اسپکترورادیومتر، حفاظت در برابر پرتو
  • لادن رضایی، شهربانو محمدی صفحات 15-24
    براکی تراپی یک روش درمانی است که در آن چشمه های رادیواکتیو برای پرتودهی تومورهای بدخیم از فاصله ی نزدیک به کار گرفته می شود. در این پژوهش، مقایسه توزیع دز در چشمه های ید 125، مدل STM1251 و Oncoseed 6711، با استفاده از کد مونت کارلوی Geant4 انجام گرفته است. نتایج به دست آمده از محاسبات مونت کارلو، با فرمول بندی TG43U1 و نیز با نتایج تجربی در دسترس، مقایسه گردیده اند. طبق فرمول بندی TG43U1، توزیع دز STM1251 دارای نفوذ بیش تری نسبت به Oncoseed 6711 است. در نقاطی که طبق پروتوکل TG43U1، فاقد شرایط پراکندگی تابش متعادل است، و دز واقعی ممکن است با دز پیش گویی شده توسط TG43U1 تفاوت داشته باشد، این روند باز هم مشاهده گردید. در این منطقه، بین پروتوکل TG43U1 و مقادیر تجربی و نتایج محاسبه شده در این پژوهش، اختلاف قابل ملاحظه ای دیده نشد. بنابراین انتخاب مدل چشمه می تواند بر اساس نتایج کد Geant4 صورت پذیرد.
    کلیدواژگان: براکی تراپی، چشمه ید 125، کد Geant4، پروتوکل TG43U1، دزیمتری
  • هادی شامرادی فر، بهزاد تیموری، احمد شیرانی، پرویز پرورش، سعید محمدی صفحات 25-34
    یکی از مهم ترین مشخصه های رآکتورهای آب سنگین، تولید مقدار زیاد پلوتونیوم در این نوع رآکتور‏ها می‏باشد. این تحقیق امکان سنجی کاهش تولید پلوتونیوم و دیگر اکتینید‏ها در یک رآکتور آب سنگین تحقیقاتی را توضیح می‏دهد. در میان روش‏های متعددی که برای کاهش تولید پلوتونیوم در رآکتورهای آب سنگین وجود دارد، در این تحقیق تمرکز بر تغییر سوخت از اورانیوم طبیعی به ترکیب اورانیوم– توریوم می‏باشد. لذا به این منظور ترکیبات مختلفی از سوخت اورانیوم- توریوم در محاسبات استفاده شد. سوخت اورانیوم طبیعی به عنوان سوخت مرجع به منظور مقایسه پارامترهای نوترونیک در رآکتور در نظر گرفته شده است. پارامترهای نوترونیک مربوط به هر سوخت توسط کد محاسباتی MCNPX2.6 محاسبه شده اند. نتایج محاسبات نشان می‏دهند که سوخت‏های اورانیوم– توریوم بر سوخت‏های اورانیومی برتری دارند به طوری که استفاده از سوخت‏های اورانیوم– توریوم در یک رآکتور آب سنگین به مقدار قابل توجهی(تا حدود 90 درصد) تولید پلوتونیوم239 را در یک سال کار رآکتور، نسبت به یک رآکتور آب سنگین با سوخت اورانیوم طبیعی کاهش می‏دهد. همچنین کیفیت پسمان‏های هسته‏ای تولیدی با توجه به اینکه شامل مینور اکتینید‏های کم تری نسبت به سوخت اورانیوم طبیعی هستند، بهبود قابل توجهی می‏یابند.
    کلیدواژگان: رآکتور آب سنگین، پارامترهای نوترونیک، مصرف سوخت، مینور اکتینیدها، مونت کارلو
  • کاظم ندافی، علی اکبر صالحی، محمدرضا کاردان، نسرین فتح آبادی، مسعود یونسیان، رامین نبیزاده نودهی، محمدرضا دیوبند، مولود گونی بند شوشتری صفحات 35-42
    برخی نواحی شهر رامسر در شمال ایران واقع در استان مازندران به عنوان منطقه با تابش طبیعی بالا در دنیا شناخته شده است. این پرتوزایی عمدتا به دلیل وجود ایزوتوپ های پرتوزای عنصر رادیم - 226 و محصولات واپاشی آن ها می باشد که توسط چشمه های آب گرم به سطح زمین آورده می شوند. در این مطالعه، آهنگ دز گامای محیطی در داخل ساختمان های مسکونی در شهر رامسر به روش مستقیم اندازه گیری و دز موثر مردم ناشی از پرتوهای گامای محیطی در فضای بسته محاسبه شده است. برای اندازه گیری آهنگ دز گامای محیطی از دستگاه اسپکترومتر قابل حمل گاما با آشکارساز سوسوزن یدور سدیم فعال شده با تالیم (Na I(Tl)) استفاده شده است. 100 باب ساختمان مسکونی به طور اتفاقی انتخاب شد و اندازه گیری آهنگ دز گاما در مکان هایی که ساکنین بیش ترین حضور را دارند و در ارتفاع یک متری از سطح زمین انجام شد. بیش ترین، کم ترین و میانگین آهنگ دز در داخل ساختمان ها به ترتیب nSv.h-1 222، nSv.h-1 44 و nSv.h-1 94 به دست آمد. همچنین دز موثر سالیانه ساکنین رامسر در مواجهه با پرتوهای گامای محیطی در داخل منازل محاسبه شد که بیش ترین، کمترین و میانگین دز سالانه مردم رامسر ناشی از پرتوهای گاما به ترتیب mSv 55/1، mSv 31/0 وmSv 66/0 به دست آمد. نتایج این بررسی نشان می دهد دز موثر سالیانه مردم در مواجهه با پرتوهای گامای محیطی در داخل منازل در رامسر (معادلmSv 66/0) تقریبا 6/1 برابر میانگین جهانی گزارش شده توسط کمیته علمی اثرات پرتوهای اتمی سازمان ملل متحد (mSv 41/0 ) می باشد. نتیجه این پژوهش با نتایج گزارش شده قبلی برای منازل موجود در مناطق با تابش طبیعی معمولی در رامسر (با میانگین mSv 7/0) اختلاف چندانی ندارد.
    کلیدواژگان: دز موثر سالیانه، پرتوگیری خارجی، مناطق با تابش طبیعی بالا، رامسر
  • پیمان رضاییان، صدیقه کاشیان صفحات 43-50
    در این مقاله نسبت دز جذب شده در بافت های ماهیچه، خون و استخوان نسبت به آب برای شتابدهنده های درمانی الکتا 25 مگاولتی و زیمنس 6 مگاولتی با استفاده از روش تحلیلی مبتنی بر نظریه حفره و شبیه سازی مونت کارلو محاسبه شده است. برای تایید صحت این روش ها، نسبت دز جذبی در هوا به آب در میدان تابشی کبالت-60 به صورت تجربی در آزمایشگاه استاندارد ثانویه اندازه گیری شد. اختلاف نسبی میان نتایج محاسبات و اندازه گیری ها کم تر از 10% است که صحت روش محاسباتی و شبیه سازی را تایید می کند.
    نسبت دز جذبی در ماهیچه و خون به آب به دلیل نزدیکی ساختار اتمی و چگالی این دو بافت به آب، در حدود یک است. نسبت دز جذبی در استخوان به آب به ترتیب 96/0 و 91/0 در میدان تابشی شتابدهنده های درمانی الکتا 25 مگاولتی و زیمنس 6 مگاولتی محاسبه شد که ناشی از اختلاف ساختار اتمی و چگالی استخوان و آب است. همچنین نتایج به دست آمده نشان می دهند که نسبت دز جذبی در بافت های مختلف نسبت به آب به انرژی میدان تابشی نیز بستگی دارد. نتایج این مقاله می تواند در تعیین دز جذبی در ارگان های مختلف بدن در برنامه طراحی درمان مفید باشد.
    کلیدواژگان: دز جذبی، شتابدهنده پزشکی، برنامه طراحی درمان، روش تحلیلی، نظریه حفره، شبیه سازی مونت کارلو
  • امیرمحمد بیگ زاده، محمدرضا رشیدیان وزیری، فرهود ضیایی صفحات 51-61
    تداخل سنجی تمام نگاری دیجیتال به روش نوردهی دوگانه، روش نوری توانمند و پرکاربردی در زمینه اندازه گیری دقیق تغییرات ایجاد شده در کمیت های فیزیکی خاص نظیر چگالی، ضریب شکست و غیره است. در این مقاله برای برآورد میزان دز جذبی حاصل از باریکه الکترونی در محیط پلیمر پلی متیل متاآکریلات، این روش مدل سازی و مورد بررسی قرار گرفته است. با بهره گیری از این روش می توان پس از تفسیر طرح نوارهای تداخلی حاصله، منحنی های هم-دز و منحنی دز-عمق را که کاربرد بسیاری جهت طراحی درمان و پایش میزان دز جذبی دارند را به دست آورد. نتایج محاسبات بیانگر قابلیت به کارگیری این روش نوری برای پایش برخط میزان دز جذبی حاصل از تابش پرتو، از طریق بررسی طرح نوارهای تداخلی شکل گرفته است.
    کلیدواژگان: دزیمتری تابش، تداخل سنجی تمام نگاری دیجیتال، پلیمرهای معادل بافت، پلی متیل متاآکریلات، تداخل سنج
|
  • Mohammadali Shafaei, Zahra Tamizi, Mohammad Moshtaghiun Pages 1-6
    One of the factors which can kill or decrease the viability of bioleaching bacteria is the creation of toxicity due to the process of metal release from mine stone. This toxicity is partly due to the presence of arsenic in mine stone. In the present study mutagenesis method was used to improve the bioleaching process performance by using UV and gamma rays. The influence of radiations (UV& gamma rays) on growth and death of Thiobacillus ferrooxidans bacteria were investigated at different time exposures. Afterwards, a defined concentration of arsenic salt (NaAsO5) was added to the remaining bacteria until mutant bacteria with arsenic resistance were separated. The results showed that irradiation time of 180 second and 120 minute of gamma and UV rays, causes the number of bacteria to increase by 20% and 45%, respectively.
    Keywords: Ultraviolet ray, Gamma ray, Bioleaching, Mutagenesis, Thiobacillus ferrooxidans, Arsenic
  • Mirshahram Hosseinipanah, Delnavaz Farvadin Pages 7-14
    Jaundice or hyperbilirubinemia is frequently observed in newborn infants. In most cases a Phototherapy tool is used for treatment. In this way light with wavelengths in the range of 420- 470 nanometers (nm) is used to convert bilirubin so that it can be excreted in the urine and feces. Since high levels of bilirubin can cause deafness and brain damage, it is very important to care it soon, so the used wavelength is important.
    50 phototherapy lamps with different brands, but with the same power were considered. By using a spectroradiometer, the spectrums of all lamps were prepared in the same situation. Then the ratio of light intensity in 200-400 nm ultraviolet range (unwanted) to the total intensity (first ratio), and the ratio of light intensity in 420- 474 nm (useful range) to the total intensity (second ratio) were calculated for each lamp, and these ratios were compared.
    The amounts of first ratio for 20 % of the lamps are near average values, for 50 % are more than average values, while for 30 % of the lamps fall under average ratio. It is also shown that the amounts of second ratio for 31% of the lamps are near average values, for 22% fall under average and for remaining 47% are more than average value.
    Finally it is suggested that when importing phototherapy lamps, it is better to compare the mentioned two ratios with average values to be able to choose justifiable ones.
    Keywords: Phototherapy lamp, ultraviolet, spectrum, light intensity, radiation protection
  • Ladan Rezaee, Shahrbanoo Mohammdi Pages 15-24
    Brachytherapy is a therapeutic approach in which radioactive sources are used to irradiate malignant tumors from near distance. In this study, the comparison of dose distribution in iodine-125 source, STM 1251 and Oncoseed 6711 models was performed using the Monte Carlo Geant4 code. The results obtained from the Monte Carlo calculations have been compared with the TG43U1 formulation and also with the available experimental results. According to the TG43U1 formula, the dose distribution of the STM 1251 has a greater influence than Oncoseed 6711. Also, this trend was observed in the region near the phantom surface that was not balanced with radiation distribution conditions. In this region, there was no significant difference between TG43U1 protocol and experimental values ​​and calculated results in this study. Therefore, the selection of the source model can be done based on the results of the Geant4 code.
    Keywords: Brachytherapy, iodine-125, Geant4 code, TG43U1 protocol, dosimetry
  • Hadi Shamoradifar, Behzad Teimouri, Ahmad Shirani, Parviz Parvaresh, Saeed Mohammadi Pages 25-34
    One of the main characteristics of heavy water research reactors is their high production of plutonium. This work demonstrates the possibility of reduction of plutonium production and other actinides in heavy water research reactors. Among the many ways for reducing plutonium production in a heavy water reactor, in this research, changing the fuel from natural uranium to thorium-uranium mixed fuel was focused. For this purpose, different compositions of thorium-uranium fuel were used in our calculations. Natural uranium oxide was regarded as the reference fuel. Neutronic parameters for each fuel were calculated by MCNPX2.6 code linked to a fuel depletion code (CINDER90). The obtained results indicated that thorium-uranium fuels have some advantages compared to natural uranium fuel. Thorium-Uranium fuels could dramatically reduce plutonium production up to 90% in a year, compare to natural uranium fuels for heavy water moderated reactors. Also, the quality of produced nuclear wastes can be improved significantly compare to natural uranium fuel because they contain less minor actinides.
    Keywords: Burn up, Heavy Water Reactor, Minor Actinides, Monte Carlo, Neutronic Parameter
  • Kazem Naddafi, Ali Akbar Salehi, Mohammad Reza Kardan, Nasrin Fathabadi, Masud Yunesian, Ramin Nabizadeh-Nodehi, Mohammad Reza Deevband, Molood Gooniband Shooshtari Pages 35-42
    The coastal area of ​​Ramsar in northern of Iran located in the province of Mazandaran has been known as the highest levels of natural radiation background in the world. The background radiation is mainly due to the presence of radioactive isotopes of the radium element and its decay products, which is brought to the surface by hot springs. In this study, the indoor gamma dose rate in Ramsar was directly measured and the public annual effective dose due to indoor gamma radiation was calculated. To measure the gamma dose rate, a portable gamma spectrometer with sodium iodide detector (Na I) was used. 100 houses are randomly selected and the measurements were carried out at one meter height above the ground surface in each place, which was mostly occupied by people in each house. The public annual effective dose due to indoor gamma exposure was calculated. The maximum, minimum, and average dose rates were 222 nSv h-1, 44 nSv h-1 and 94 nSv h-1, respectively. The highest, lowest, and average public annual effective dose of Ramsar residents due to indoor gamma exposure were 1.55, 0.31 and 0.66 mSv, respectively. The results of this study indicate that average of the public annual effective dose of Ramsar people due to indoor gamma exposure is equal to 0.66 mSv and it is approximately 1.6 times greater than the worldwide average exposure to indoor gamma radiation reported by the United Nations Scientific Committee on the Effects of Atomic Radiation (0.41 mSv). In addition, it is not significantly different from the other reported results (average of 0.7 mSv) for the homes in normal radiation background areas in Ramsar.
    Keywords: Annual Effective Dose, External Exposure, High Natural Radiation Background, Ramsar
  • Peiman Rezaeian, Sedighe Kashian Pages 43-50
    In this paper, the ratio of adsorbed dose to the tissues of muscle, blood and bone to water for medical accelerators of Electa 25MV and Siemens 6MV is calculated using an analytical method based on cavity theory and Monte Carlo simulation. To confirm the validation of these methods, the ratio of absorbed dose to air to water was determined experimentally for radiation field of 60Co in Secondary Standard Dosimetry Laboratory (SSDL). The relative difference between the measured value and calculated values was less than 10% which confirms the validation of analytical and simulation methods.
    The ratio of absorbed dose to muscle and blood to water is close to unity due to their atomic composition and density similar to water. The ratio of absorbed dose to bone to absorbed dose to water is calculated 0.96 and 0.91 for radiation fields of Electa 25MV and Siemens 6MV, respectively due to the discrepancy between atomic composition and density of bone and water. Further, the obtained results reveals that the ratio of absorbed dose to different tissues to absorbed dose to water is depended on radiation field energy. The results of this paper can be useful to determine the absorbed dose delivered to an organ in a treatment planning systems.
    Keywords: Absorbed dose, Medical accelerator, Treatment Planning System, Analytical Method, Cavity Theory, Monte Carlo simulation
  • Amir Mohammad Beigzadeh, Mohammad Reza Rashidian Vaziri, Farhood Ziaie Pages 51-61
    Double-exposure digital holographic interferometry is a powerful and widespread technique for fine measurement of the induced changes in special physical properties, like density, refractive index and etc. In this paper, application of this technique for measuring the absorbed dose from an electron radiation source in poly (methyl methacrylate) material is studied through modeling. The method of applying this technique for interpretation of the resulted fringe pattern and obtaining the pattern of isodose regions and the percent depth dose curve, that are ubiquitously used for treatment planning and monitoring of the absorbed dose, is investigated. Our results prove the capability of this optical technique for online monitoring of the absorbed dose from a radiation source through interpreting the formed fringe pattern.
    Keywords: Radiation dosimetry, Digital holographic interferometry, Tissue-equivalent polymers, Poly (methyl methacrylate), interferometer