بررسی حفاظ توسعه یافته برای حفاظت در برابر پرتوهای نوترون اتاق درمان BNCT جهت کاهش اثرات بالینی

زمینه و هدف:

 از جمله روش های پرتو درمانی مناسبی که برای درمان سرطان هایی نظیر مغز، سر و گردن، پوست و اخیرا کبد پیشنهاد شده است، روش نوترون درمانی با بور است. لذا انتخاب مناسب حفاظ نوترونی در اتاق درمان به روش نوترون درمانی از جایگاه ویژه ای برخوردار است چراکه جذب نوترون در حفاظ ممکن است به تولید پرتوهای گاما منجر شود که خود می تواند اثرات مخربی داشته باشد. در صورت مواجه با پرتو گاما می توان نقش حفاظ را با افزایش چگالی آن و از طریق تغییر در تراکم عناصر به کار رفته در حفاظ بهبود بخشید اما در ارتباط با حفاظ سازی پرتوهای نوترون، به دلیل تفاوت در برهمکنش نوترون ها با ماده نسبت به پرتو گاما و نیز وابستگی انرژی جنبشی و سطح مقطع واکنش نوترون با اتم های تشکیل دهنده حفاظ، این امر پیچیده تر است.

در این مقاله با استفاده از شبیه سازی مونت کارلو و به همراه آن آزمایش های انجام شده به بهینه سازی حفاظ نوترون به عنوان حفاظ در برابر پرتوهای یونیزان نوترون ناشی از چشمه نوترونی در روش نوترون درمانی پرداخته شده است. به همین منظور، ارزیابی ویژگی های حفاظت در برابر پرتو نوترون برای حفاظ معمولی و حفاظ با عناصر سنگین است که با رزین اپوکسی و گادولینیوم اصلاح و بهبود داده شده اند مورد بررسی قرار گرفت. به همین جهت در ابتدا برای ارزیابی کارایی حفاظ طراحی شده برای پرتوهای نوترون از شبیه سازی انجام شده با کد MCNP استفاده شد. در انتها مقایسه ای بین نتایج حاصل از شبیه سازی MCNP و آزمایش واقعی ارایه شد.

گادولینیوم یک افزودنی کارآمد برای تضعیف نوترون های کم انرژی است اما از نظر حفاظت در برابر نوترون های سریع اثرگذاری مناسبی ندارد. همچنین رزین اپوکسی خاصیت حفاظتی کامپوزیت را در برابر تابش پرتوهای نوترون بهبود می بخشد.

نتایج نشان می دهد که افزودن پلیمرهای به کار گرفته شده در حفاظ کامپوزینی و روش ارایه شده برای بهبود حفاظ نوترونی می تواند ویژگی های حفاظ را برای پرتوهای نوترون بهبود بخشد.