طراحی حفاظ به منظور کاهش آلودگی های فوتونوترونی در شتاب دهنده ی پزشکی 20 Saturne

در شتاب دهنده های پزشکی مورد استفاده در پرتو درمانی، از برخورد فوتون های پر انرژی با اجزای شتاب دهنده ی نوترون استفاده می گردد. تولید این نوترون ها باعث دریافت دز اضافی توسط بیمار می شود. این مطالعه، با هدف بررسی تاثیر استفاده از حفاظ هایی با جنس ها و ابعاد متفاوت در شتاب دهنده ی پزشکی 20 Saturne با انرژی MV 18 در کاهش دز فوتونوترون ها، انجام شد.
برای انجام شبیه سازی ها، از کدهای Monte Carlo شامل C4MCNP (Monte Carlo N-particle code) و MCNPX (Monte Carlo N-Particle eXtended) استفاده شد. به منظور طراحی حفاظ، از سه ماده ی متفاوت پلکسی گلاس، پلی اتیلن و گرافیت استفاده شد. دز نوترون ها در طراحی های متفاوت حفاظ محاسبه شد و در نهایت با طراحی بدون حفاظ مقایسه گردید. در محاسبه ی دز، از عوامل تبدیل شار به دز 21-ICRP (21-International commission on radiological protection) و 38-NCRP (38-National council on radiation protection and measurements) استفاده شد.
به منظور اطمینان از صحت شبیه سازی ها، نتایج شبیه سازی با نتایج تجربی دزسنجی مقایسه و سازگاری خوبی مشاهده شد (کمتر از 5 درصد تفاوت). استفاده از پلی اتیلن با ضخامت cm 5/0 در مقایسه با طراحی بدون حفاظ، به طور متوسط کاهشی در حدود 13 درصد را در پی داشت که با افزایش ضخامت تا 2 و 4 برابر، درصد کاهش ها به 21 درصد و 39 درصد رسید. با افزایش ضخامت پلکسی گلاس نیز درصد تغییرات از 12 درصد به 19 درصد رسید. استفاده از گرافیت، کاهشی در حدود 6 درصد را به دنبال داشت.
استفاده از حفاظ در نزدیکی کولیماتورهای دستگاه شتاب دهنده، می تواند تاثیر به سزایی در کاهش دز نوترون ها داشته باشد. از بین سه ماده ی استفاده شده در این تحقیق، پلی اتیلن بالاترین درصد کاهش و گرافیت کمترین میزان کاهش ها را به خود اختصاص داد.