mojtaba mokari
-
آشکارسازهای پرتو ایکس، با بازده آشکارسازی و قدرت تفکیک مکانی بسیار خوب، کاربردهای متنوعی از جمله در پرتونگاری و تحقیقات پایه دارند. بسیاری از روش های پرتونگاری موجود عموما از بازده مناسبی برخوردار نبوده و زمان بر هستند و برای کاربردهایی که مستلزم اندازه گیری در لحظه اند مناسب نیستند. یکی از راه حل های پیشنهاد شده برای اجتناب از این معضل توسعه فیلم های سوسوزن ساختاریافته همچون یدید سزیم بوده است که چگالی بالا و پاسخ سریع آنها می تواند راه گشا باشد و در عین حال امکان رشد آنها با ابعاد میکرومتری و تراکم زیاد بهبود کیفیت تصویر را به همراه خواهد داشت. در این مطالعه شبیه سازی، با استفاده از جعبه ابزار جیانت 4 و بهره گیری از یک هندسه ساده شامل یک صفحه پلیمر در نقش دوربین برای ثبت فوتون های نوری، یک مجموعه ساختارمند از سوسوزن های با ابعاد میکرومتری در نقش مبدل پرتو ایکس، و یک صفحه آلومینیوم در نقش انعکاس دهنده نور برای کاهش افت بازده فوتون ها، وابستگی تارشدگی تصویر به عمق تولید فوتون های نوری را برای باریکه های نوک مدادی پرتو ایکس بررسی کرده ایم.کلید واژگان: تارشدگی تصویر، پرتو ایکس کیلوولتاژ، سوسوزن میکروستونی، فوتون های نوری، کد مونت کارلوی جیانت 4X-ray detectors, which generally enjoy very good detection efficiency and spatial resolution, have many applications including in radiography and basic research. Many of the existing radiographic methods are extremely inefficient and time-consuming, making them improper for real-time applications. A solution to avoid such a problem has been to develop structured scintillation films such as CsI, which have high density and fast response, and at the same time, have the possibility of being grown as compact micrometer structures – suggesting a way to attain better image qualities. Employing the Geant4 Monte Carlo toolkit, we have used a simple geometry to serve as a radiography system, which includes a polymer layer as a camera, a structured layer of micro-columnar scintillators as x-ray converters, and an aluminum layer as a light reflector. Hence, for pencil-beam x-rays we investigated the dependence of blurring on the production depth of the resulting optical photons.Keywords: Image Blurring, Kilo-Voltage X-Ray, Micro-Columnar Scintillator, Optical Photons, Geant4 Monte Carlo Code
-
در سال های اخیر استفاده از روش های یادگیری ماشین در زمینه های مختلف کشاورزی در حال افزایش است که این روش ها، اطلاعات بسیار خوبی را برای پیش بینی و بررسی سطوح عملکرد مختلف در گیاهان به ما ارائه می دهد. در پژوهش حاضر، با توجه به نتایج حاصل از آزمایش اولیه با سطوح تنش شوری و کود دهی مشخص (سطوح تنش شوری صفر، 75 و 150 میلی مولار کلرید سدیم و سطوح کوددهی صفر و 3 گرم در لیتر سیلیس) که از قبل انجام شده و با استفاده از مدل رگرسیون غیرخطی (NLR) و زبان برنامه نویسی پایتون، صفات مورفولوژیکی و فیزیولوژیکی گیاه دارویی شنبلیله در سطوح تنش شوری و کود دهی سیلیس تعریف شده جدید (شوری تا سطح 300 میلی مولار و کوددهی سیلیس در دو سطح 1 و 2 گرم در لیتر) بدون انجام آزمایش عملی و بر اساس سطوح شوری و کود دهی اولیه پیش بینی گردید. مدل رگرسیون غیرخطی، یک الگوریتم پرکاربرد در تحلیل داده هایی است که رابطه بین متغیرها به صورت غیرخطی است و می تواند روابط معنی داری میان متغیرها با استفاده از توابع غیرخطی ایجاد کند. نتایج نشان داد که تاثیر مثبت سیلیس بر میزان کلروفیل فلورسانس (Fv/Fm) از صفر تا سطح شوری 180 میلی مولار و میزان شاخص سبزینگی (SPAD) از صفر تا سطح حشوری 100 میلی مولار نمایان می شود. به نظر می رسد با توجه به نتایج حاصل از پژوهش حاضر، می توان با استفاده از یادگیری ماشین، صفات مورفولوژیکی و فیزیولوژیکی گیاه دارویی شنبلیله را در سطوح تنش شوری و کود دهی سیلیس تعریف شده دیگر بدون انجام آزمایش عملی، مورد بررسی و تجزیه و تحلیل قرار داد.
کلید واژگان: شنبلیله، صفات فیزیولوژیکی، صفات مورفولوژیکی، روش رگرسیون غیر خطی، یادگیری ماشینIn recent years, the use of machine learning methods in various fields of agriculture is increasing, and these methods provide us with very good information for predicting and checking different levels of performance in plants. In the current research, according to the results of the preliminary experiment carried out previously with specific levels of salinity stress and fertilization (salinity stress levels of zero, 75 and 150 mM sodium chloride and fertilization levels of zero and 3 grams per liter of silica) which were previously carried out and using the nonlinear regression model (NLR) and Python programming language, the morphological and physiological traits of the fenugreek medicinal plant at the newly defined levels of salinity stress and silica fertilization (salinity of up to 300 mM level and silica fertilization in two levels of 1 and 2 grams per liter) were predicted without conducting practical tests and based on the levels of salinity and initial fertilization. The non-linear regression model is a widely used algorithm in data analysis where the relationship between variables is non-linear and can create meaningful relationships between variables using non-linear functions. The results showed that the positive effect of silica on the amount of chlorophyll fluorescence (Fv/Fm) can be seen from zero to 180 mM salinity level and the amount of greenness index (SPAD) from zero to 100 mM salinity level. It seems that according to the results of the present research, it is possible to use machine learning to investigate and analyze the morphological and physiological characteristics of the fenugreek medicinal plant at other defined levels of salinity stress and other defined silica fertilization with no need conduct a practical experiment.
Keywords: Fenugreek, Physiological Characteristics, Morphological Characteristics, Nonlinear Regression Method, Machine Learning -
توزیع دز پرتو یون کربن، در مقایسه با پرتوهای هادرونی سبک تر، از مزیت درمانی برخوردار است که به دلیل اثر زیستی نسبتا بالای این یون ها در بافت تومور است. در این مطالعه، با شبیه سازی برهمکنش های فیزیکی و شیمیایی یون های کربن در یک حجم کروی آب با ابعاد سلولی، تعداد میانگین انرژی های انباشت به ازای واحد دز برای هر قطعه DNA متشکل از 216 جفت باز به صورت تابعی از انرژی انباشت در آن قطعه استخراج و بسامد شکست های چندگانه از حیث تعدد مراکز شکست در DNA به صورت تابعی از انرژی کربن به دست آمده است. همچنین بازده شکست انواع شکست های تک رشته ای و دو رشته ای به صورت تابعی از انرژی انباشت در قطعه DNA محاسبه شده و به طور مشخص میانگین شکست های ساده تک رشته ای و دورشته ای در هر قطعه بر حسب انرژی انباشت در آن قطعه مقایسه شده است.کلید واژگان: بازده شکست، آسیب DNA، کد Geant4-DNA، یون کربن، روش میو-رندمنسCarbon ions’ dose distribution, in comparison with lighter hadrons, has certain therapeutic advantages due to their relatively higher biological effectiveness in tumors. Simulating the physical and chemical interactions of carbon ions in a sphere of liquid water of cellular scales, we derived the mean number of deposited energies per unit dose per a DNA segment of 216 bp as a function of deposited energy. As such, the frequency of complex damage was obtained from the point of view of a multiplicity of damage points on the DNA strands. Furthermore, the damage yields for different types of single- and double-strand breaks were obtained and, specifically, the mean number of simple single- and double-strand breaks per DNA segment were calculated as a function of deposited energyKeywords: damage yield, DNA damage, Geant4-DNA code, carbon ion, µ-randomness method
-
پرتوهای یونساز در اثر برهمکنش های فیزیکی و شیمیایی با DNA سلول ها، باعث ایجاد آسیب های اولیه و طولانی مدت در ماده وراثتی می شوند. این نوع آسیب ها عمدتا به صورت شکست های تک رشته ای و دو رشته ای در DNA ایجاد می شود و در صورت عدم ترمیم توسط سلول، می توانند به جهش های ماده وراثتی و یا مرگ سلول منجر شوند. در این پژوهش آسیب های ناشی از پرتوهای پروتون و همچنین یون های کربن که امروزه اهمیت بالایی در مطالعات پرتودرمانی دارند، در DNA سلول زنده با کد MCDS مورد بررسی قرار گرفته است. به منظور بررسی دقت نتایج کد MCDS در این پژوهش، احتمال هر نوع شکست و بازده شکست های مختلف محاسبه شده و با نتایج کارهای قبلی با Geant4-DNA مقایسه شده است. نتایج این پژوهش، خصوصا از نظر شکست های دو رشته ای به نتایج محاسبه شده با کد Geant4-DNA بسیار نزدیک است. البته اختلاف هایی در نتایج نیز وجود دارد که به دلیل تفاوت در سطح مقطع های دو کد خصوصا در برهمکنش های یونیزاسیون و برانگیختگی و همچنین سرعت واکنش های شیمیایی رادیکال های شیمیایی است. نتایج این پژوهش در زمینه بازده شکست های دو رشته ای، می تواند در طراحی درمان با پرتوهای پروتون و یون های کربن بسیار مفید باشد.کلید واژگان: شبیه سازی مونت کارلو، آسیب DNA، پروتون، یون کربن، کد MCDS، شکست دو رشته ایDue to physical and chemical interactions with the cell DNA, ionizing radiations induce early and late damage to the genetic material. This type of damage, which is mainly caused by single-stranded and double-stranded breaks in DNA, and if not repaired by the cell, can lead to genetic mutations or cell death. In this research, the DNA damage of living cells, induced by protons and carbon ions, which are of great importance in radiation therapy studies, has been investigated with the MCDS code. In order to check the accuracy of the MCDS code results in this research, the probability of each type of damage and the yields have been calculated and compared with the results of previous works with Geant4-DNA. The results of this research, especially double-strand breaks, are very close to the results calculated with the Geant4-DNA code. There are also differences in the results due to the difference in the cross-sections of the two codes, especially in ionization and excitation interactions, as well as the reaction rates of chemical radicals. The results of this research regarding the efficiency of double-strand breaks can be very useful in the planning of treatment with protons and carbon ions.Keywords: Monte Carlo simulation, DNA damage, proton, carbon ion, MCDS code, double-strand break
-
میکرودوزیمتری، رهیافتی است که می تواند در ارتقاء کیفیت پرتودرمانی، بسیار موثر باشد. این دانش بر اساس مفهوم احتمالی انباشت انرژی در بافت ها و محیط های کوچک زیستی در ابعاد میکرومتر و کوچکتر، کمیت های مرتبط با اثر پرتوها را محاسبه و بررسی می کند. در این پژوهش، با استفاده از کد Geant4-DNA و سطح مقطع های تجربی و با به کارگیری روش تصادفی µ، کمیت های میکرودوزیمتری متوسط انرژی خطی و انرژی ویژه (فراوانی) الکترون های کم انرژی در استوانه هایی در ابعاد ساختارهای میکروسکوپی زنده مثل DNA، نوکلیوزوم و فیبر کروماتین در کره ای از آب با قطری در حدود میانگین اندازه هسته سلول های انسان محاسبه شده است. نتایج این پژوهش با کمیت های میکرودوزیمتری محاسبه شده با سطح مقطع های پیش فرض Geant4-DNA نیز مقایسه شده است. مشاهده شد که مقادیر متوسط انرژی خطی و انرژی ویژه (فراوانی) با سطح مقطع های تجربی بزرگتر از این مقادیر با سطح مقطع های پیش فرض Geant4-DNA هستند. بیشینه اختلاف این کمیت ها، در استوانه های با اندازه کوچک و متوسط در انرژی keV 1/0 و در استوانه بزرگ در انرژی keV 3/0 مشاهده شد. همچنین برای حجمی قابل قیاس با DNA، تناظر خوبی بین نتایج متوسط انرژی خطی فراوانی محاسبه شده با سطح مقطع های تجربی و نتایج آسیب الکترون ها در DNA سلول مشاهده شد.کلید واژگان: کد Geant4-DNA، الکترون، سطح مقطع، میکرودوزیمتری، انرژی خطی، انرژی ویژهMicrodosimetry is an approach that can be very effective in improving the quality of radiation therapy. Based on the possible concept of deposited energy in microbiological tissues and environments, this knowledge can help to calculate and examine the quantities related to the effect of radiation. In this research, using the Geant4-DNA code in conjunction with experimental cross-sections and the µ-randomness method, the microdosimetry quantities known as the frequency-mean lineal energy and frequency-mean specific energy were calculated for low-energy electrons. The calculations concerned cylinders that are comparable in size with living organisms such as DNA, nucleosome, and chromatin fiber, distributed randomly in a sphere of water with a diameter of about the average size of the nucleus of human cells. The results were compared with the ones obtained based on the default cross-sections of Geant4-DNA. We found that the average values of (frequency-mean) lineal and specific energy calculated with experimental cross-sections were larger than those calculated with default cross sections. The maximum difference of these quantities was observed, in the so-called small and medium cylinders, at 0.1 keV and, in the large cylinder, at 0.3 keV. Also, for a volume comparable in size to DNA, a good correspondence between the results of frequency-mean lineal energy with experimental cross-sections and the electron DNA-damage in the cell was observed.Keywords: Geant4-DNA code, electron, cross-sections, Microdosimetry, lineal energy, Specific energy
-
در این مقاله، محلول های کلوییدی نانوذرات طلا و پلاتین در آب مقطر با استفاده از روش کندگی لیزر پالس 18 نانومتری ورق های طلا و پلاتین خالص ساخته می شوند. تشکیل نانوذرات با استفاده از طیف جذب UV-Vis و مشاهدهء پیک پلاسمونی ویژه نانوذرات طلا و پلاتین و همچنین با استفاده از میکروسکوپ الکترونی عبوری تایید می شود. پاسخ غیرخطی نوری محلول های نانوذرات طلا و پلاتین در آب تحت تابش لیزرپیوسته CW با طول موجnm 532 توسط تکنیک جاروب- zروزنه بسته اندازه گیری می شوند. عدم تقارن منحنی های جاروب- zحاصل، همراه با این حقیقت که تابش لیزر، پیوسته است، نشان می دهد که منشا پاسخ غیرخطی نوری، گرمایی است. رفتار محدودکنندهء نوری محلول نانوذرات طلا و پلاتین در آب تحت تابش لیزر کم توان CW با طول موج 532 نانومتر بررسی می شود. نتایج نشان می دهد که خودواگرایی غیرخطی می تواند رفتار محدودکنندهء نوری را افزایش دهد. می توان با مهندسی کردن هندسه ء آزمایش، آستانه ء محدودیت نوری را به حالت تنظیم درآورد.
کلید واژگان: نانودرات پلاتین، نانوذرات طلا، شکست غیرخطی گرمایی، محدودکننده نوریIn this work, the platinum and gold nanoparticles colloids are fabricated by 18 ns pulsed laser ablation of pure platinum and gold plates in the distilled water. The formation of the nanoparticles has been evidenced by taking the UV-Vis absorption spectrum and observing the surface plasmon absorption band of gold and platinum nanoparticles as well as by transmission electron microscopy.The nonlinear optical properties of the platinum and gold nanoparticles in distilled water are measured by the closed- aperture Z-scan technique under exposure to a low- power continuous-wave laser at a wavelength of 532 nm. The observed asymmetric nature of the Z-scan measurements along with the fact that the laser light is CW suggests that the origin of the nonlinear refractive index is thermo-optic. The optical limiting performance of the platinum and gold nanoparticles are characterized by exposure to CW laser operating at a wavelength of 532 nm. The results show that nonlinear self-defocusing effect increases the performance of the optical limiting. The engineering of the experimental geometry can accomplish the tunability of the limiting threshold of optical limiters.
Keywords: Platinum nanoparticles, Gold nanoparticles, Thermal nonlinear refraction, Optical limiter -
با کمک تعریف کمیت های تصادفی وابسته به ساختارهای میکروسکوپی، میکرودوزیمتری می تواند دستیابی به اطلاعاتی دقیق از اثرات تابش را فراهم سازد. با استفاده از روش توزیع تصادفی موسوم به µ-randomness و کد Geant4-DNA، در یک کره از جنس آب برای الکترون های کم انرژی در بازه انرژی 0/1 تا 4/5keV ، مقادیر میکرودوزیمتری متوسط انرژی ویژه فراوانی و دوز و همچنین متوسط انرژی خطی فراوانی و دوز محاسبه شده است. در این پژوهش، حجم های هدف شامل استوانه هایی به ابعاد (ارتفاع × قطر) 23×23 معادل حجم DNA، 50×100 معادل حجم نوکلیوزوم و 300×300 آنگستروم معادل حجم فیبر کروماتین انتخاب شده اند. با بررسی متوسط انرژی خطی فراوانی و دوز مشاهده شد که روند تغییرات نسبت به انرژی الکترون های اولیه با روند تغییرات آسیب همان الکترون ها در DNA شباهت دارد. همچنین نتایج پژوهش با نتایج موجود از شبیه سازی با کدهای PITS و KURBUC نیز مقایسه شده است. تفاوت هایی در نتایج این پژوهش با نتایج کدهای PITS و KURBUC مشاهده شد که به دلیل تفاوت در سطح مقطع مورد استفاده برای الکترون در کدهای مورد بررسی است. به عنوان مثال در کد Geant4-DNA برای الکترون های کم انرژی سطح مقطع یونیزاسیون و برانگیختگی به نسبت دیگر کدها، کوچکتر است.کلید واژگان: الکترون، میکرودوزیمتری، روش μ-randomness، Geant4-DNA، انرژی ویژه z، انرژی خطی yBy defining random quantities related to microscopic structures, microdosimetry can provide accurate information about the effects of radiation. Using the µ-randomness method and the Geant4-DNA code, in a sphere of water for low energy electrons in the energy range of 0.1 to 4.5 keV, the microdosimetric values of the frequency-mean lineal energy, dose-mean lineal energy, frequency-mean specific energy, and dose-mean specific energy were calculated. In this study, target volumes including cylinders with dimensions (height × diameter) of 23 × 23 equivalent to DNA volume, 50 × 100 equivalent to nucleosome volume, and 300 × 300 angstroms equivalent to the volume of chromatin fiber were selected. Examining the frequency-mean lineal energy and dose-mean lineal energy, it was observed that the trend of changes in the energy of the primary electrons is similar to the trend of changes in the damage of the same electrons in the DNA. The research results are also compared with the existing results of the simulation with the PITS and KURBUC codes. Differences in the results of this study were observed with the results of PITS and KURBUC codes, which is due to differences in the cross-sections of the electron used in the codes under study. In the Geant4-DNA code, for example, for low-energy electrons, the ionization and excitation cross-sections are smaller than those obtained by other codes.Keywords: electron, Microdosimetry, µ-randomness method, Geant4-DNA, Specific energy, lineal energy
-
پرتوهای یون ساز به واسطه فرآیند های فیزیکی و شیمیایی منجر به شکست های تک رشته ای و دو رشته ای اده و پیچیده و همچنین آسیب بازها در DNA سلول ها می شوند. در این پژوهش، با در نظر گرفتن کلیه فرآیندهای فیزیکی و شیمیایی پرتوهای یون ساز با ماده، آسیب های اولیه DNA به وسیله پرتوهای آلفا MeV 7/5 ناشی از ایزوتوپ رادون 223 محاسبه شده است. احتمال انواع شکست ها بر حسب نوع شکست و میزان انرژی انباشت محاسبه شده و احتمال آسیب های مستقیم و غیرمستقیم به صورت تابعی از تعداد شکست ها بررسی شده است. هم چنین کمیت بازده شکست های دو رشته ای در DNA که در پرتودرمانی بسیار کاربرد دارد، در مولکول های DNA به روش توزیع انرژی انباشت در نمونه ها، محاسبه و با کارهای قبلی مقایسه شده است. مشاهده شد که احتمال شکست های تک رشته ای در انرژی های انباشت کم، بیشتر از گونه های دو رشته ای است و با افزایش انرژی انباشت سهم گونه های دو رشته ای بسیار بیشتر از تک رشته ای می شود. در انرژی های انباشت بالاتر از eV 950، شکست های دو رشته ای پیچیده بسیار افزایش می یابد که این اتفاق می تواند به دلیل انباشت انرژی بیشتر در نوکلیوتیدهای نزدیک به هم در DNA هدف و رسیدن انرژی انباشت کل به آستانه شکست و هم چنین سهم آسیب های غیر مستقیم رادیکال هیدروکسیل، به دلیل بالارفتن تعداد الکترون های ثانویه و افزایش واکنش آن ها با آب پس از حرارتی شدن باشد. با مقایسه با کارهای قبلی مشاهده شد، نتیجه این پژوهش از نزدیکی خوبی به نتایج آزمایش های تجربی برخوردار است.
کلید واژگان: رادون 223، پرتوهای آلفا، Geant4، آسیب DNA، آسیب دو رشته ای، شبیه سازی فیزیکی- شیمیاییThe ionizing radiations, through physical and chemical processes, lead to simple and complex single- and double- strand breaks, as well as base lesions to the DNA. In this study, taking into account all the physical and chemical processes involved in the interaction of ionizing radiation with matter, the initial damage induced to DNA was evaluated for 5.7 MeV alpha-rays from Radon 223 isotope. The probability of damage types was calculated in terms of the energy deposition and the probability of direct and indirect damage was investigated as a function of the number of breaks. The results show that, for low deposited energies, the probability of single-strand breaks is more than double-strand breaks. As the amount of the deposited energy increases, this pattern is reversed and the probability of various types of double-strand breaks dominates. The yield of double-strand breaks in the DNA segments, as a main target in radiotherapy, was calculated by the method of energy deposition in DNA samples and compared with previous works. Our results are in good agreement with experimental results.
Keywords: Radon 223, Alpha particles, Geant4, DNA damage, double strand breaks, Physical, Chemical simulations
- در این صفحه نام مورد نظر در اسامی نویسندگان مقالات جستجو میشود. ممکن است نتایج شامل مطالب نویسندگان هم نام و حتی در رشتههای مختلف باشد.
- همه مقالات ترجمه فارسی یا انگلیسی ندارند پس ممکن است مقالاتی باشند که نام نویسنده مورد نظر شما به صورت معادل فارسی یا انگلیسی آن درج شده باشد. در صفحه جستجوی پیشرفته میتوانید همزمان نام فارسی و انگلیسی نویسنده را درج نمایید.
- در صورتی که میخواهید جستجو را با شرایط متفاوت تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مطالب نشریات مراجعه کنید.