بررسی اثر انرژی منبع پرتودهی نوترونی به منظور کاربرد درBNCT و اهداف تشخیصی

از برهم کنش نوترون ها با عناصر سبک در فعال سازی نوترونی (NAA)، نوترون تراپی (BNCT) و... استفاده می شود. جهت استفاده بهینه از نوترون ها، باید طیف انرژی آنها را متناسب اهداف کاربردی شکل دهی نمود. هنگامیکه نوترون تراپی انجام می شود، عناصر سبکی که در محل درمان قرار دارند فعال شده و پرتو گامای آنی حاصل، برای هر یک از عناصر دارای مقدار مشخصی می باشد که با استفاده از آن مقدار کمی عنصر در محل قابل اندازه گیری است. در این مقاله، اثر طیف انرژی بر روی فعال سازی نوترونی که در نوترون تراپی استفاده می شود مورد بررسی قرار گرفته است.
از نرم افزار MCNP جهت شبیه سازی استفاده شد. ابتدا انواع طیف های نوترونی موجود مانند نوترون ژنراتور (MeV14) و طیف حاصل از راکتور و چشمه های ایزوتوپی بررسی شدند. طیف حاصل از این چشمه ها با استفاده نرم افزارMCNP شبیه سازی شد. با توجه به قابلیت این نرم افزار در ترابرد نوترون و سایر ذرات و اندازه گیری شار گامای حاصل از آنها، بهینه ترین طیف انرژی نوترونی که بهترین طیف گاما برای شناسایی عناصر ئیدروژن، کربن، اکسیژن و... داشته باشد معرفی گردید.
بهترین طیف انرژی جهت شناسایی عناصر سبک در محدوده انرژی BNCT، (KeV10-1) طیف انرژی است که دارای نوترون های حرارتی و کند بیشتر و تند کمتر (طیف شبیه ماکسولی) می باشد. ئیدروژن سطح مقطع خوبی برای برهمکنش با نوترون های حرارتی دارد. اکسیژن و کربن دارای سطح مقطع خوبی با نوترون های تند می باشد. استفاده از منبع نوترونی MeV14 مربوط به نوترون ژنراتور، پیک انرژی ئیدروژن نسبت به زمانی که از منبع با طیف انرژی شبیه ماکسولی استفاده می شود پایین تر و پیک اکسیژن و کربن بالاتر است.
پس برای اهداف درمانی، آشکارسازی و تحلیل عناصر سبک طیف شبیه ماکسولی( راکتور یا چشمه های ایزوتوپی) بهره خروجی بهتر می باشند ولی اگر نسبت اکسیژن به کربن سنجیده شود از منبع تک انرژی MeV14 استفاده شود بهره بهتر می باشد.