فهرست مطالب

نشریه سنجش و ایمنی پرتو
سال دوم شماره 3 (پیاپی 7، تابستان 1393)

  • تاریخ انتشار: 1393/05/25
  • تعداد عناوین: 7
|
  • مهران واقعیان، مجتبی شمسایی ظفرقندی صفحات 1-10
    در این مقاله، از کد MCNP-4C به منظور مدل سازی اتاق حاوی تجهیزات ماموگرافی که اغلب جهت تشخیص سرطان پستان مورد استفاده قرار می گیرد، بهره گرفته شده است. در مدل سازی تیوب اشعه ایکس به کاررفته در دستگاه ماموگرافی، الکترون هایی با انرژی 28 keV به هدفی از جنس
    مولیبدن تابانده می شود. سپس از فیلتر مولیبدن با ضخامت 30 میکرومتر به منظور حذف ناحیه کم انرژی طیف اشعه ایکس استفاده می شود. پس از طراحی یک محفظه سربی برای تیوب اشعه ایکس، طراحی حفاظ ساختمانی اتاق با مقادیری پیش فرض از حداقل ضخامت دیوارهایی از جنس گچ و همچنین، کف و سقفی از جنس بتن که در اغلب ساختمان ها در نظر گرفته می شود، مورد بررسی قرار گرفت. بر این اساس، مقدار نرخ دز محاسبه شده توسط کد در فاصله 5 سانتی متری از محفظه سربی تیوب اشعه ایکس با ضخامت 0/05 cm برابر mrems/h 8/976 به دست آمد که این میزان نرخ دز به مقدار قابل ملاحظه ای، کمتر از مقدار مجاز 100 mrems/h گزارش شده توسط NCRP می باشد . همچنین ، میزان نرخ دز محاسبه شده برای دیوارها، کف و سقف اتاق حاوی تجهیزات ماموگرافی، به ترتیب برابر 0/0103، 0/01463 و 0/006476 mrems/hحاصل شد که از مقدار مجاز 0/05 mrems/h کمتر است؛ از این رو، به کارگیری تدابیری برای حفاظ سازی لازم نیست و علت آن قدرت نفوذ کم پرتوهای ایکس به کاربرده شده در انرژی مورد نیاز در تجهیزات ماموگرافی است.
    کلیدواژگان: ماموگرافی، حفاظ سازی، اشعه ایکس، مدلسازی، دزیمتری
  • میررشید حسینی اقدم، سید محمودرضا آقا میری صفحات 11-16
    گسترش روزافزون مراکز پرتودرمانی در کشور جهت درمان بیماران سرطانی و افزایش سطح کیفی درمان، موجب شده است تا به فانتوم های معادل انسان برای انجام دزیمتری، کالیبراسیون و کنترل کیفی دستگاه های رادیوتراپی نیاز پیدا شود. فانتوم ها معمولا به دو دسته همگن و غیرهمگن (آنتروپومورفیک) تقسیم بندی شده اند. هدف اصلی از این مطالعه، امکان سنجی مواد لازم برای ساخت فانتوم غیرهمگن بدن انسان با توجه به امکانات موجود در کشور و همچنین طراحی فانتوم تمام بدن انسان است. برای این منظور، ابتدا فانتوم راندو به عنوان مرجع انتخاب شد تا شبیه آن با موادی متفاوت ساخته شود. بنابراین، از تمام بدن فانتوم راندو موجود در کشور تصاویر سی تی گرفته شد. سپس با استفاده از نرم افزار Solid Works از روی تصاویر سی تی، طراحی صورت گرفت؛ به گونه ای که قسمت های استخوانی، اندام های توخالی و ریه در هر طراحی خارج شدند تا با مواد معادل هرکدام پر شوند. بدین ترتیب، معادل بافت نرم از پلاستیک پلکسی گلاس که ویژگی های مشابه با بافت انسان دارد، انتخاب شد. معادل بافت استخوان نیز طبق آزمایش های صورت گرفته روی درصد مشخصی از ترکیبات پودر سوخته استخوان گاو، رزین اپوکسی و هاردنر استفاده شد. طبق نتایج حاصل شده، نمونه خمیر معادل استخوان با دانسیته gr/cm3 7/1 و همچنین، با عدد اتمی موثر (Zeff)674/13 امکان سنجی و ساخته شد. طراحی انجام شده شامل دیسک هایی از صفحات پلکسی گلاس است که هر دیسک شامل قسمت های استخوانی، اندام های توخالی و ریه است. که با ماده معادل خود پر خواهند شد. پس از خشک شدن کامل خمیر استخوان در هر دیسک، در نهایت، این دیسک ها روی هم سوار شده و فانتوم آنتروپومورفیک بدن انسان را تشکیل می دهند.
    کلیدواژگان: فانتوم آنتروپومورفیک، تصاویر سی تی، رزین اپوکسی و هاردنر
  • فرهود ضیایی، شهریار ملکی صفحات 17-20
    استفاده از نانوکامپوزیت پلیمر-نانولوله کربن در دزیمتری، نویدبخش اندازه گیری دز درون بافت به صورت هم زمان و با قدرت تفکیک بالا در صنعت پزشکی هسته ای و اندازه گیری آهنگ دز به منظور پایش محیطی در حفاظت در برابر اشعه است. در این پژوهش، با توجه به ویژگی های الکتریکی منحصربه فرد نانولوله های کربنی در افزایش چندمرتبه ای رسانندگی الکتریکی پلیمرها، ایده استفاده از نانوکامپوزیت پلی اتیلن- نانو لوله کربن (PE-CNT) به عنوان یک دزیمتر فعال مطرح می شود. از جمله عوامل موثر در پاسخ این نوع دزیمتر، تغییر رسانندگی الکتریکی کامپوزیت در اثر جذب پرتو است. در این پژوهش، با شبیه سازی رسانندگی الکتریکی کامپوزیت PE-CNT در درصدهای وزنی مختلف با استفاده از نرم افزار COMSOL، آستانه گذر (Percolation Threshold) در دو آرایش تصادفی و آرایه ای برآورد و با معادله متقارن بروگمن مقایسه می شود. نتایج بر استفاده از ابزار شبیه سازی با نرم افزار مذکور به منظور ارزیابی رسانندگی الکتریکی موثر کامپوزیت PE-CNT با هدف دزیمتری صحه می گذارد.
    کلیدواژگان: نانولوله کربن، رسانندگی الکتریکی، نانوکامپوزیت PE، CNT، آستانه گذر، دزیمتر فعال، نرم افزار COMSOL
  • بابک شریفی، حسین زمانی زینلی، جمشید سلطانی نبی پور، علی نگارستانی، ارژنگ شاهور صفحات 21-26
    بیشتر تجهیزات تصویربرداری پزشکی از جمله رادیولوژی تشخیصی و ماموگرافی، نیازمند یک دزیمتر با دقت بالا جهت اندازه گیری میزان دز جذب شده و همچنین، تضعیف صورت گرفته روی باریکه پرتوهای ایکس حین عبور از بافت بدن هستند. آشکارساز های اتاقک یونش به دلیل سادگی، پاسخ سریع و قابلیت اطمینان بالا، یکی از مناسب ترین ابزار های دزیمتری پرتوهای ایکس در محدوده تشخیصی پرتو ها به شمار می روند. طرح پیش رو، به موضوع طراحی و ساخت یک اتاقک یونش صفحه موازی با دو حجم حساس، جهت دزیمتری باریکه مولد پرتوهای ایکس می پردازد. این آشکارساز می تواند به عنوان یک دزیمتر مرجع جهت دزیمتری باریکه مولد پرتوهای ایکس در آزمایشگاه های استاندارد دزیمتری مورد استفاده قرار گیرد. جریان نشتی بسیار پایین، بازده جمع آوری یونی و پایداری بالای اتاقک یونش ساخته شده، چند نمونه از ویژگی های بارز این آشکارساز نسبت به نمونه های مشابه ساخته شده است که عموما از انتخاب مواد مناسب در ساخت و همچنین، طراحی بهینه الکترود جمع کننده ناشی می شود. علاوه بر این، نتایج شبیه سازی مربوط به کد مونت کارلو، تاثیر ناچیز الکترود مرکزی بر روی عملکرد اتاقک یونش ساخته شده را نشان می دهد.
    کلیدواژگان: آشکارساز اتاقک یونش با صفحات موازی، باریکه مولد پرتوهای ایکس تشخیصی، آزمون های کنترل کیفی، دزیمتری
  • محمد نظیفی فرد، احمد رمضانی مقدم، محمدرضا رسولی صفحات 27-30
    اندازه گیری دقیق ضریب کسر حفره در جریان دوفازی، یکی از مهم ترین پارامترهای ترموهیدرولیکی در اندازه گیری و پیش بینی کمیت هایی همچون چگالی متوسط، افت فشار و تعیین الگوی جریان دو فازی است. در این تحقیق، اندازه گیری ضریب حفره براساس تضعیف تابش یک باریکه گاما در جریان دوفازی، درون کانالی با مقطع مربعی شکل، به روش آزمایشگاهی صورت گرفته است. با کمک یک چشمه سزیم-137 و یک آشکارساز سوسوزن یدور سدیم، پرتوهای عبوری از کانال، برای ضرایب حفره مختلفی اندازه گیری شده است. نتایج نشان می دهد که استفاده از سنجه تک پرتوی گاما اطراف یک کانال امکان سنجش ضریب حفره را با دقت قابل قبولی فراهم می کند.
    کلیدواژگان: گاما دنسیتومتری، چشمه سزیم، 137، آشکارسازی پرتوهای یون ساز، جریان دوفازی، باریکه گاما
  • مجتبی اسکندری خرم آبادی، منصور جعفری زاده، شادی فراهانی اقدم، مرضیه موذن، محمد جواد عفاف، اسد باباخانی صفحات 31-36
    در این پژوهش، اثر بیولوژیکی جلبک سبز بر کاهش موجودی Ra226 در 5 نوع نمونه آبگرم معدنی منطقه رامسر بررسی شده و جذب کننده مورد استفاده از نوع جلبک سبز بومی منطقه بوده است. برای حذف یون های مزاحم و افزایش توان جذب سلولی جلبک مورد نظر، استفاده از محلول نمک آزمایشگاهی (NaCl) یک مولار برای آمایش جلبک به کار گرفته شده و اندازه گیری پرتوزایی نمونه ها قبل و بعد از فرایند جذب Ra226 با استفاده از دستگاه بیناب سنجی ژرمانیم خلوص بالا انجام شده است. مقدار جلبک برای هر نمونه آب itl/g 3 انتخاب شده و نتایج به دست آمده نشان می دهد که جاذب، بیشترین مقدار جذب را در غلظت رادیوم حدود lit/Bq30 در زمان تعادل 4 ساعت داشته است. سپس به دلیل اشباع شدن جلبک ها، با افزایش مقدار رادیوم، درصد جذب یا آهنگ جذب، کاهش می یابد. ضمنا به دلیل تاثیر مستقیم دما بر روی جذب، تمامی فرایندها در دمای 20 درجه سلسیوس، توسط دستگاه همزن مغناطیسی که برای فرایند تداخل جلبک و نمونه های آب مورد استفاده قرار می گیرید، ثابت نگه داشته شده است.
    کلیدواژگان: رادیوم-226، جذب سلولی، جلبک سبز، آمایش جاذب، بیناب سنج ژرمانیم خلوص بالا، رامسر
  • ابوالفضل حیدرزاده صفحات 37-41
    در این مقاله، از کد MCNPX نسخه 6/2 برای شبیه سازی پروتون تراپی غده تیروئید استفاده شده است. فانتوم گردن شبیه سازی شده به صورت استوانه ای شامل لایه پوست، چربی زیر پوست، ماهیچه اسکلتی و غده تیروئید (به صورت بیضی گون) است. چشمه پرتوی بیرون فانتوم، نزدیک سطح پوست قرار گرفته است و پروتون های تک انرژی به صورت عمود بر سطح پوست تابیده می شوند. نتایج شبیه سازی نشان می دهد با فرض وجود غده تیروئید در عمق cm 12/1 زیر سطح پوست و ضخامت cm2، بازه مناسب انرژی پروتون برای پوشش کامل تیروئید 42 تا MeV74 است. سهم توزیع انرژی پروتون و نوترون حاصل از واکنش (p،n) در این بازه انرژی برای این غده به ترتیب 92-52 و 87-82 درصد است. منحنی میانگین انرژی ذخیره شده پروتون و نوترون برحسب انرژی پروتون فرودی در غده تیروئید روند صعودی داشته و از معادله چندجمله ای درجه دوم پیروی می کند.
    کلیدواژگان: کد MCNPX، فانتوم، واکنش (p، n)
|
  • Mehran Vagheian, Mojtaba Shamsaie Zafarghandi Pages 1-10
    In this study MCNP-4C code is used to simulate the least shielding requirements for a mammography room. In order to simulate the X-ray tube, a molybdenum target is irradiated by 28 keV electrons. Then, a molybdenum filter with a thickness of 30 micrometers was used to remove the low-energy parts of X-ray spectrum. Finally the dosimetry evaluations were conducted after designing the lead shield of the X-ray tube and considering the default minimum thickness of the gypsum walls, concrete floor and ceiling that more often is expected in most buildings. Accordingly, 8.976 mrems/h was obtained as a result of simulation by the MCNP-4C code at a distance of 5 cm from the lead shield with 0.05 cm thickness. This amount of dose rate is substantially fewer than the maximum safe value of 100 mrems/h reported by the NCRP. Moreover, the dose rates calculated for the walls, floor and ceiling of the mammography room were obtained1.03e-02, 1.463E-02 and 6.476e-03 mrems/h respectively, that are fewer than the maximum safe amount of 5e-02 mrems/h. Therefore the results clearly indicate that extra shielding consideration is not required due to influence of the low X-ray energies used in mammography equipment.
    Keywords: Mammography, Shielding, MCNP-4C, X-ray, Simulation, Dosimetry
  • Mirrashid Hosseini Aghdam, Seyyed Mahmood Reza Aghamiri Pages 11-16
    Due to the increasing proliferation of radiotherapy centers in the country to treat cancer patients and raise the quality of treatment¡ it is needed to find the human equivalent phantom for dosimetry¡ calibration and quality control of radiotherapy devices. Generally¡ they are enumerated into two categories: homogeneous and nonhomogeneous phantoms (anthropomorphic). The main purpose of this study is the feasibility of the materials required for construction of nonhomogeneous phantoms of the human body with respect to existing facilities in the country¡ as well as phantom of the entire human body. For this purpose¡ Rando phantom was chosen as a reference to be made like Rando phantom with different materials. So the whole body Rando phantom CT images were available in the country. Using Solid Works software on CT images¡ the design was done. So that part of the bone¡ the hollow organs and lungs were removed in each design¡ then each were filled with the equivalent material. The Soft tissue equivalent was selected from the Plexiglas plastic¡ which has features similar to human tissue. The experiments were carried out on bone tissue equivalent percentage of burnt bone powder¡ epoxy resin and hardener. According to the results¡ the pulping samples of bone density 1.7 gr/cm3 and effective atomic number 13.674 (Zeff) are feasible. The design included a disk of Plexiglas plates that each disc includes the bone¡ the hollow organs and lung¡ filled with material equivalent. After complete drying of the dough bones on each disc¡ it is mounted on anthropomorphic phantoms that make up the human body.
    Keywords: Anthropomorphic phantom, CT images, Software, Solid Works, Epoxy resin, Hardener
  • Farhood Ziaie, Shahryar Malekie Pages 17-20
    Use of carbon nanotubes (CNTs) in dosimetry is a promising technique for real time in vivo dose measurements with high resolution for nuclear medicine and also dose rate monitoring for radiation protection utilizations. In this research with respect to extraordinary electrical properties of CNTs for several order of magnitudes increasing in electrical conductivity of polymeric matrix, the idea of application of polymer-CNT composite is introduced. One of the effective factors in the response of this kind of dosimeter is electrical conductivity variation due to radiation absorption. In this research, we simulated electrical conductivity of polyethylene-CNT composite with COMSOL Multiphysics software in different weight percentages of CNTs and then percolation threshold for two kinds of geometries random and array was evaluated and compared with Bruggeman Symmetric Equation. The results of simulation showed that the application of COMSOL software for evaluating effective electrical conductivity of PE-CNT composite is suitable for dosimetry purpose.
    Keywords: Carbon nanotube, Electrical conductivity, PE-CNT composite, Real time dosimeter, COMSOL Multiphysics software
  • Babak Sharifi, Hosein Zamani Zeinali, Jamshid Soltani Nabipoor, Ali Ngarestani, Arjang Shahvar Pages 21-26
    The use of gaseous ionization to calculate the absorbed dose of radiation beams is attractive because of its relative ease, suitable response, high accuracy and also cost-effectiveness. This work introduces the design and fabrication of a new parallel plate ionization chamber with two sensitive volumes. A series of standard tests was performed with x-rays, gamma radiation units, and beta sources at the Secondary Standard Dosimetry Laboratory (SSDL) in Karaj-Iran, for performance tests and calibration to assess the accuracy and reliability of the design. The stability, low leakage current and high ion collection efficiency are some of this instrument compared with the similar detectors. The result of performance tests showed the usefulness of this new parallel plate ionization chamber as a standard dosimeter in laboratories. Additionally, the Fluka Monte Carlo simulations provide useful information regarding energy deposition in the chamber’s sensitive volumes and the effect of various materials on the efficiency of the device.
    Keywords: Parallel plate ionization chamber, Diagnostic X-ray beam, Quality control tests, Dosimetry
  • Mohammad Nazififard, Ahmad Ramazani Moghaddam, Mohammad Reza Rasouli Pages 27-30
    Precise measurement of void coefficient in two phase flow is one of important parameters in thermal hydraulic parameters such as average density, two phase flow pressure drop and two phase flow pattern. In this study the void coefficient has been correlated experimentally based on attenuation coefficient gamma ray emitted form 137Cs source passing a rectangular channel. The average void fraction was reasonably measured for a two-phase flow in the rectangular channel
    Keywords: Gamma densitometer, 137Cs source, Detection ionizing radiations, Two-phase flow, Gamma-ray
  • Mojtaba Eskandari, Mansoor Jafarizadeh, Shadi Farahani, Aghdam, Marzieh Moazen, Mohammad Javad Efaf, Asad Babakhani Pages 31-36
    In this research work, the biological effect of local green algae on adsorption of 226Ra concentration in 5 samples of hot spring̕ s water of Ramsar city has been investigated. To increase the cellular adsorption capacity of green algae it was first treated by one molar solution of NaCl for omission of obtrusive ions. The radioactivity of 226Ra in the samples was measured using HPGe spectrometry system. The amount of algae used for each sample was 3 gr/lit. The obtained results show that the maximum adsorption occurs in radium concentration of 30 Bq/lit and equilibrium time of 4 hours. When the amount of radium increases, absorbent being saturated and then the adsorbtion rate of radium in water̕ s samples decreases. Due to the effect of temperature on adsorption, so all of the adsorption processes have been performed in 20° C using magnetic mixer which controls the temperatures of the samples.
    Keywords: 226Radium, Cellular adsorption, Green algae, High pure germanium spectrometry, HPGe, Ramsar
  • Abolfazl Heydarzade Pages 37-41
    In this study, the MCNPX code version 2.6 has been used to simulate a proton therapy in thyroid gland. The neck phantom is cylindrical including skin, adipose, skeletal muscle and thyroid gland. Radiation source is close to the skin surface and single energy protons are collided perpendicular to the skin surface. The results of the simulation shows that the best proton energy interval, to cover completely the thyroid tissue, is from 42 to 74 MeV, assuming that the thyroid gland has 2 cm thickness and is located 1.12 cm under the skin surface. Share of the energy distribution inside thyroid gland from protons and neutrons produced in (p,n) reaction for the best proton energy interval is 52-92 and 82-87 percent, respectively. Proton and neutron average energy deposition raises by increasing incident proton energy in thyroid gland and obey the quadratic polynomial equation.
    Keywords: MCNPX code, Phantom, (p, n) interaction