فهرست مطالب

سنجش و ایمنی پرتو - سال ششم شماره 2 (پیاپی 22، بهار 1397)
  • سال ششم شماره 2 (پیاپی 22، بهار 1397)
  • تاریخ انتشار: 1397/03/06
  • تعداد عناوین: 7
|
  • مقداد خلیفه شوشتری، احسان صادقی* ، مصطفی زاهدی فر صفحات 1-8
    در این تحقیق ماده میزبان لیتیم فلوراید توسط ناخالصی های استرانسیم و سریم با استفاده از روش ذوب آلایید شد و خواص ترمولومینسانس آن مورد بررسی قرار گرفت. مقادیر بهینه مربوط به غلظت هر یک از ناخالصی ها به ترتیب 5/0 و 1/0 مول درصد به دست آمد. برای این نمونه تکرار پذیری در قابلیت استفاده مجدد در 5 مرتبه مراحل تابکاری، پرتودهی و قرائت بررسی شد که تغییر چندانی در حساسیت آن دیده نشد. محوشدگی نمونه نیز برای مدت 30 روز بعد از پرتودهی مورد بررسی قرار گرفت که بیشترین کاهش حساسیت در قله دمای پایین مشاهده شد و قله های اصلی و دمای بالا کاهش چندانی در حساسیت خود نداشتند. پاسخ دز در بازه 1 میلی گری تا 10 گری رفتار خطی از خود بروز می دهد. برازش منحنی ترمولومینسانس نمونه ساخته شده نشان می دهد که سه قله در دماهای 416، 472 و 506 کلوین وجود دارد که پارامترهای سینتیک برای هر کدام از آن ها با استفاده از مدل سینتیک مرتبه عام محاسبه شد.
    کلیدواژگان: لیتیم فلوراید، دزیمتر ترمولومینسانس، روش ذوب، حساسیت، پاسخ دز
  • شهریار ملکی* ، سید مهدی هاشمی دیزجی، فرهود ضیایی، فریده کاظمی، سید محمد امین حسینی صفحات 9-16
    اخیرا نانوکامپوزیت های پلیمری به منظور آشکارسازی و دزیمتری پرتوهای گاما مورد استفاده قرار گرفته اند، اما به علت دارا بودن سطح مقطع جذب فوتونی پایین، حساسیت پذیری کمی نسبت به پرتوهای گاما نشان می دهند. به منظور غلبه بر این مشکل، ذرات اکسید فلزی با عدد اتمی بالا به ماتریس پلیمری افزوده می گردند. بدین منظور در این کار تجربی ذرات اکسید تنگستن (WO3) به دو شکل نانو و میکرو در ماتریس پلی وینیل الکل (PVA) با درصد وزنی wt% 20 پخش شدند. در ساخت کامپوزیت (wt% 20) WO3-PVA از روش محلولی بهره گیری شد. آزمون FESEM به منظور بررسی ریخت شناسی کامپوزیت مذکور صورت گرفت که بر پخش نانو/میکرو ذرات اکسید تنگستن در بستر پلیمری صحه گذاری نمود. بازده کوانتومی تضعیف فوتون های گاما مربوط به چشمه 60Co برای کامپوزیت مذکور با استفاده از کد MCNP محاسبه شد که همخوانی قابل قبولی با نتایج XCOM نشان داد. از جمله عوامل موثر در پاسخ آشکارسازی و دزیمتری این دسته کامپوزیت ها، تغییر جریان الکتریکی کامپوزیت در اثر جذب پرتو است. جریان تاریک و جریان تابشی نانو/میکرو کامپوزیت اکسید تنگستن-پلی وینیل الکل تحت پرتودهی گاما و نوترون به ترتیب مربوط به چشمه های 60Co و 241Am-Be توسط الکترومتر به روش دو پروبی در ولتاژهای 100 و 400 ولت اندازه گیری شد. نتایج اندازه گیری نشان داد که حساسیت پذیری نانوکامپوزیت نسبت به پرتوهای گاما بهتر از میکروکامپوزیت مذکور است. همچنین نسبت علامت به نوفه برای نمونه نانوکامپوزیت تحت پرتودهی گاما در محدوده آهنگ دز mGy/min 138-90 به صورت خطی از 5 تا 40 افزایش یافت در حالی که کامپوزیت مذکور پاسخ قابل ملاحظه ای به پرتوهای نوترون نشان نداد.
    کلیدواژگان: پلی وینیل الکل، اکسید تنگستن، میکرو، نانو، آشکارسازی و دزیمتری
  • میرشهرام حسینی پناه * صفحات 17-24
    در محدوده فرکانسی به شدت کم (از 3 تا 300 هرتز) شدت میدان های الکتریکی و مغناطیسی با افزایش ولتاژ و جریان الکتریکی، افزایش می یابند. در صورتی که شدت این میدان ها زیاد باشد، می توانند اثرات مضری بر سلامت انسان داشته باشند. معمولا در مجاورت خطوط انتقال برق و پست های برق فشار قوی، شدت این میدان ها زیاد است. بنابراین مردم و شاغلین در این تاسیسات همواره دغدغه هایی در ارتباط با سلامت خود دارند. در این پژوهش، ابتدا دستگاهی برای اندازه گیری شدت میدان های الکتریکی و مغناطیسی ساخته و کالیبره شد. با استفاده از این دستگاه این میدان ها در نزدیکی چند پست برق فشار قوی اندازه گیری و نتایج با حدود پرتوگیری ارائه شده در استاندارد ملی ایران با عنوان "پرتوهای غیر یون ساز- حدود پرتوگیری" مقایسه شد. این مقایسه نشان می دهد که شدت میدان های الکتریکی و مغناطیسی در مجاورت تجهیزات نصب شده در یک پست برق 400 به 230 کیلوولت که اندازه گیری ها در آن انجام شد، از حدود استاندارد ملی فراتر نمی رود. با وجود این، اندازه گیری و ارائه روش هایی برای بهینه سازی و کاهش شدت این میدان ها، همواره ضرورت دارد که با استفاده از دستگاه اندازه گیری امکان پذیر می شود. با این دستگاه، اندازه گیری هایی در صنایع مختلف انجام شد و نتایج آن برای مقایسه با شدت میدان های پست برق فشار قوی آورده شده است.
    کلیدواژگان: شدت میدان الکتریکی، شدت میدان مغناطیسی، فرکانس به شدت کم، حدود پرتوگیری پرتوهای غیریون ساز، پست برق فشار قوی، دستگاه اندازه گیری
  • مصطفی محمد رفیعی* ، حسین توکلی عنبران صفحات 25-32
    ضریب انباشت عامل مهمی در تعیین ضخامت حفاظ پرتو های گاما و ایکس می باشد به نحوی که بدون در نظر گرفتن این ضریب ضخامت حفاظ کم تر از آن چیزی که مورد انتظار است، اندازه گیری شده و منجر به خطرات پرتو گیری بیش از حد کارکنان و یا بیماران می شود. با توجه به اینکه ضریب انباشت برای چشمه های نقطه ای همگن تک انرژی محاسبه شده است اما محاسبه ی این ضریب برای چشمه هایی با طیف انرژی پیوسته از طریق کد مونت کارلو MCNPX تاکنون مورد بررسی قرار نگرفته است. در این مطالعه سعی بر این است که تفاوت ضریب انباشت ناشی از چشمه ای با طیف انرژی پیوسته در مقایسه با چشمه ای تک انرژی بررسی شود. بنابراین ضریب انباشت پرتوگیری چشمه ای با طیف انرژی پیوسته با انرژی بیشینه ی 1 مگا الکترون ولت (یک طیف انرژی نمونه) با چشمه ای تک انرژی با انرژی 1 مگا الکترون ولت برای حفاظ آب، آهن و سرب تا 10 مسیر آزاد میانگین مورد محاسبه قرار گرفته و تفاوت چشمگیری در مقادیر به دست آمده مشاهده شده است. به نحوی که اختلاف نسبی بین ضریب انباشت پرتوگیری ناشی از چشمه ی تک انرژی و چشمه ای با طیف انرژی پیوسته به ازای 1 تا 10 مسیر آزاد میانگین برای آب به ترتیب از 38% تا %39، برای آهن به ترتیب از %17 تا %30 و برای سرب به ترتیب از %8 تا %50 است. بر همین اساس در راستای محاسبه ی ضخامت حفاظ برای چشمه هایی با طیف انرژی پیوسته باید تمایز اساسی با چشمه های تک انرژی در نظر گرفته شود.
    کلیدواژگان: ضریب انباشت پرتوگیری، طیف انرژی پیوسته، کد MCNPX، تکنیک کاهش واریانس، تکثیر ذرات
  • محسن رضایی *، منصور عاشور ، لیلا سرخوش صفحات 33-44
    مدل سازی دقیق و به هنگام فوتون دریافتی از منابع پرتوزای گاما، نقش مهم در فراهم آوردن اطلاعات پیشینی جهت پایش هوایی گاما دارد، در این مقاله از الگوی میانگین متحرک خود همبسته یکپارچه (ARIMA) به منظور مدل سازی پایش هوایی گاما استفاده شده است. روش پیشنهادی، با استفاده از منابع شناخته شده، مدل ARIMA منبع پرتوی گاما و اختلال های محیطی را تهیه می کند تا به عنوان اطلاعات پیش آگاهی در اختیار پردازشگر پایش هوایی برای آنالیز داده های اندازه گیری قرار دهد. فرآیند استخراج مدل و آموزش به صورت آفلاین و با منابع متعدد پرتوزا از منظر نوع و اندازه انجام گرفته و سپس مدل های استخراج شده با استفاده از توابع ارزیابی اعتبار سنجی شده، برای تعیین نوع و مقدار ماده پرتوزا در پایش هوایی پرتوی گاما در هنگام عملیات شناسایی به صورت برخط مورداستفاده قرار می گیرند. همچنین به منظور سنجش مدل سازی صورت گرفته، روش ARIMA پیشنهادی با سایر روش های مدل سازی فرآیندها، ازجمله روش میانگین متحرک خود همبسته یا ARMA در سه معیار بایاس، میانه قدر مطلق انحراف و متوسط مربع خطا مقایسه شد. نتایج نشان داد که روش پیشنهادی، تعداد فوتون دریافتی را با دقت بالاتری نسبت به سایر روش های رایج مدل سازی کرده است.
    کلیدواژگان: پایش هوایی پرتوی، ماده پرتوزا، مدل سازی، طیف سنجی گاما، میانگین متحرک خودهمبسته یکپارچه
  • آزیتا احمدی، علی نگارستانی، صدیقه سینا * صفحات 45-52
    دزیمتری TLD به عنوان یکی از روش های موثر در برآورد دز در رادیولوژی تشخیصی شناخته شده است. تصویربرداری سفالومتری توسط بسیاری از دندان پزشکان، جراحان دهان، فک و صورت به عنوان نقشه درمان استفاده می شود. هدف از این تحقیق، اندازه گیری دز ورودی پوست و دز ارگان های مختلف هدف بیماران در تصویربرداری سفالومتری با استفاده از دزیمترهای ترمولومینسانس (TLD-100) می باشد. دز ورودی پوست و دز ارگان های مختلف در حین تصویربرداری با قرار دادن دزیمترهای TLD در داخل و روی سطح راندوفانتوم به دست آمد. دز ارگان های مختلف از جمله تیرویید، چشم، مری، ماکزیلا و غدد بزاقی زیرزبانی بناگوشی و تحت فکی اندازه گیری شد. براساس نتایج به دست آمده در این تحقیق دز ورودی پوست گردن، گونه و تمپورال چپ به ترتیب 8/75 ، 1/58 و 3/113 میکروگری بود و حداقل و حداکثر دز ارگان ها 5/2 و 8/107 میکروگری به ترتیب برای تمپورال راست و غدد بزاقی بناگوشی به دست آمد که با نتایج تحقیقات پیشین در سایر کشورها قابل مقایسه است.
    کلیدواژگان: سفالومتری، دزیمتری، TLD-100، راندوفانتوم، رادیولوژی تشخیصی
  • سارا شاهزاده، سیدمحمود رضا آقامیری، سمیه غلامی* ، حجت الله ماهانی، منصوره نبوی صفحات 53-63
    در پرتودرمانی تومورهای ریوی، حرکت تنفسی موجب جابه جایی بافت های هدف شده و برای پوشش آن مارژین بزرگ تری نیاز است. در روش گیتد اندازه میدان نسبت به روش معمولی کوچک تر و بنابراین حجم کم تری از بافت سالم ریه مورد تابش قرار گرفته و عوارض درمان کاهش می یابد. هدف از این مطالعه مقایسه ی دز رسیده به بافت سالم ریه در دو روش پرتو درمانی گیتد و معمولی با استفاده از فانتوم دیجیتال NCAT و بررسی تاثیر اندازه تومور، مکان قرارگیری آن و حرکت دیافراگم در آسیب بافت سالم ریه در هر دو روش پرتودرمانی است. برای انجام کار، با استفاده از فانتوم دیجیتال NCAT و نرم افزار متلب تصاویر سی تی به صورت مجازی از بیمار تهیه شدند. تومور در سه اندازه مختلف به قطرهای 3، 4 و 5 سانتی متر در چهار بخش لوب بالا و پایین سمت راست و چپ ریه به تصاویر سی تی اضافه شدند. برای بررسی اثر دامنه حرکت دیافراگم در مارژین بهCTV ، میزان جابه جایی های مختلف دیافراگم از 2 تا 5/3 سانتی متر با تغییرات 5/0 سانتی متر در نظر گرفته شد. به منظور رساندن دز 60 گری در 30 جلسه بهPTV ، از سیستم طراحی درمان PCRT-3D با الگوریتم محاسباتی سوپرپوزیشن، برای هر دو طراحی درمان گیتد و معمولی استفاده شد. در این بررسی 36 نمونه برای هر روش طراحی درمان مورد استفاده قرار گرفت. دز میانگین ریه، V20 در هر دو روش محاسبه و با هم مقایسه شدند. نتایج نشان داد، تابع اندازه و محل قرارگیری تومور و همچنین میزان جابه جایی دیافراگم، حفظ بافت سالم ریه متفاوت است. به علاوه دز رسیده به بافت سالم ریه در روش گیتد نسبت به روش معمولی به ویژه برای تومورهای واقع در لوب پایین ریه کم تر بوده و دز میانگین و V20 ریه به ترتیب تا 5 گری و 37% کل جلسات کاهش می یابد.
    کلیدواژگان: پرتودرمانی، بافت ریه، دز جذبی، فانتوم دیجیتال NCAT، طراحی درمان معمولی، طراحی درمان گیتد
|
  • Meghdad Khalifeh, Shoushtari , Ehsan Sadeghi *, Mostafa Zahedifar Pages 1-8
    In this work, lithium fluoride doped with impurities of Sr and Ce, was produced using melting method and its thermoluminescence (TL) properties was investigated. The optimized values of 0.5 mol% of Sr and 0.1 mol% of Ce were obtained for the most TL sensitivity. Reusability of the prepared samples has been investigated for 5 cycles of annealing, irradiation and reading and no considerable change in TL response was found. For the storage time of 30 days, low temperature peak was faded while the main and high temperature peaks remained almost unchanged. A linear dose- response was identified in the absorbed dose range of 1 mGy to 10 Gy. Three overlapped peaks at temperatures of 416, 472 and 506 K were determined using TL glow curve de-convolution results. Kinetic parameters such as activation energy and order of kinetic were calculated by general order kinetic model.
    Keywords: Lithium fluoride, Thermoluminescence dosimeter, Melting method, Stability of sensitivity, dose response
  • Shahryar Malekie *, Seyed Mehdi Hashemi Dizaji , Farhood Ziaie , Farideh Kazemi , Seyed Mohammad Hosseini Pages 9-16
    Recently, polymeric nanocomposites have been used in dosimetry and detection of gamma rays, but due to their low photon absorption cross section, they exhibit a small sensitivity to gamma rays. In order to overcome this problem, metal oxide particles with a high atomic number are added to the polymer matrix. For this purpose, in this work, tungsten oxide particles (WO3) were distributed in polyvinyl alcohol (PVA) matrix via two scales of nano and micro sizes of the fillers with a weight percentage of 20 wt%. A solvent solution was used in fabricating WO3-PVA composite (20 wt%). The FESEM test was performed to verify the composite rheology and to confirm the distribution of tungsten oxide micro/nanoparticles in the polymeric matrix. The quantum efficiency of gamma rays for 60Co was calculated for the aforementioned composite using the MCNP code, which showed an acceptable agreement with the XCOM results. One of the effective factors in detection response and dosimetry of this composite group is the change in the electrical current of the composite due to beam absorption. The dark current and photocurrent of tungsten oxide-polyvinyl alcohol nano/micro composite were measured in gamma and neutron radiation fields respectively by 60Co and 241Am-Be sources using two-probe electrometer in 100 V and 400 V voltages. The results showed that the sensitivity of nanocomposite to gamma rays is better than microcomposite. Also, the signal-to-noise ratio of nanocomposite for gamma-ray in the dose rate of 90-138 mGy/min increased linearly from 5 to 40, while the composite did not show a remarkable response to neutron beams.
    Keywords: Polyvinyl Alcohol, Tungsten Oxide, Micro, Nano, Dosimetry, Detection
  • Mirshahram Hosseinipanah * Pages 17-24
    In the extremely low frequency range (3 to 300 Hz), the intensities of electric and magnetic fields increase with increasing voltage and current. If the intensities of electric and magnetic fields are high compared with standard exposure limits, they can have harmful effects on human health. In the vicinity of power lines and high voltage power stations, the intensities of these fields are usually high. Therefore, in order to protect the workers and the general public against electric and magnetic fields, measurement of the intensities of the electric and magnetic fields with a suitable and calibrated device is necessary. Then the measurement results should be compared with the reference levels proposed in the national standard of Iran. In this paper, a constructed measuring device (as a survey meter) is discussed. Then the calibration system and its method are argued. Finally, the calibrated survey meter was used for measurement of electric and magnetic fields near to equipment installed in power stations. The measurement results are compared with the reference levels given in national standard. Accordingly, suggestions are made to optimize the conditions.
    Keywords: electric field intensity, magnetic field intensity, extremely low frequency, non-ionizing radiation, electrical power station, measurement instrument
  • Mustafa Mohammad Rafiei *, Hossein Tavakoli, Anbaran Pages 25-32
    The exposure buildup factors are important for determining the shield thickness of gamma and X-ray. Without taking this factor into account, the estimated thickness of the shield is less than what is expected which leads to an excessive received radiation exposure of staffs or patients. Given that the exposure buildup factor for the monoenergetic homogenous point sources have been calculated by others, the calculation of these factors for continuous energy spectrum source through the Monte Carlo MCNPX code has not been studied so far. In this study, we attempted to investigate the difference in the exposure buildup factor due to a continuous energy spectrum source compared to a monoenergetic source. Therefore, the exposure buildup factor of a continuous energy spectrum source with 1 MeV endpoint energy (a typical energy spectrum) and a 1 MeV monoenergetic source for the shield of water, iron and lead up to depths 10 mean free path is calculated. Significant difference was observed in the obtained values. So that, the relative difference between the exposure buildup factor of radiation from monoenergetic sources and a source with the continuous energy spectrum for 1 to 10 mean free paths of water, iron, and lead are 38% to 39%, 17% to 30%, and 8% to 50%, respectively. Accordingly, in order to calculate the shield thickness for a continuous energy spectrum source in comparison with a monoenergetic source, a significant distinction should be made.
    Keywords: Exposure buildup factor, Continuous energy spectrum, MCNPX code, Variance reduction technique, Particle splitting
  • Mohsen Rezaei *, Mansour Ashoor , Leila Sarkhosh Pages 33-44
    The precise and timely manner modeling of received photon counts from gamma-ray sources has an important role in providing afore information for Airborne Gamma Ray Spectrometry (AGRS). In this manuscript, the Auto-Regressive Integrated Moving Average (ARIMA) model has been used to model AGRS. The proposed method provides gamma source and environmental disturbances ARIMA model, using known radioactive sources, to arrange the afore information for AGRS process experts to analyze the spectrometry data. The model extraction process and training will be done offline using different sizes and types of radioactive sources. The extracted models then being validated by evaluation functions to determine the type and amount of radionuclides during online AGRS. In order to evaluate the implemented modeling, the proposed ARIMA method is compared with other process modeling methods, including the Auto Regressive Moving Average ARMA in three bias, median absolute deviation (MAD) and the mean square error (MSE) criteria. The results show that the proposed method models the received photon counts much more accurate than other common methods.
    Keywords: Airborne Gamma Ray Spectrometry, Photon, ARMA Modeling, Auto Regressive Integrated Moving Average
  • Azita Ahmadi , Ali Negarestani , Sedigheh Sina * Pages 45-52
    TL dosimetry is known as one of the effective dose estimation methods in diagnostic radiology. Cephalometry is used by dentists, oral and maxillofacial surgeons to choose the appropriate treatment. The purpose of this study is to measure the entrance skin dose, and dose to different organs of the patients in cephalometry using TLD-100. The entrance skin, and organ dose were obtained by putting TLDs on the surface, and inside the Rando phantom. The dose to different organs like thyroid, eyes, maxilla, parotid, sub-lingual, and submandibular salivary glands were measured. According to the results obtained in this study, the entrance skin dose to neck, cheek, and temporal are 75.8, 58.1, 113.3 µGy, while minimum, and maximum organ doses were 2.5, and 107.8 µGy for right temporal, and right parotid salivary gland.
    Keywords: Cephalometry, Dosimetry, TLD-100, Rando phantom, Diagnostic radiology
  • Sara Shahzadeh , Seyed mahmood reza Aghamiri , Somayeh Gholami *, Hojjat Mahani , Mansoureh Nabavi Pages 53-63
    In radiation therapy of lung tumors, respiratory motion causes target moving, so a larger margin is needed to cover the CTV. With the margin increasing, a larger volume of normal tissue will be exposed to high-dose. In this study, dosimetric parameters of normal lung tissue were compared between gated and conventional radiotherapy (RT), using the NCAT digital phantom.
    Different series of CT images of sample patients were created, using the NCAT digital phantom and MATLAB software. Lesions with diameters of 3, 4 and 5cm were located in different positions of lung (left upper and lower lobes, right upper and lower lobes) in the CT images. Appropriate margins were applied to the CTVs depending on the radiation therapy technique and respiratory cycles. To evaluate the effect of diaphragm extension on the margins to CTV, different diaphragm motions were considered from 2 to 3.5 cm with 0.5 cm intervals. PCRT treatment planning system with superposition computational algorithm was used to deliver a dose of 60Gy in 30 fractions to the PTVs. Totally, 36 treatment plans were evaluated for each RT technique and mean lung dose (MLD) and V20 were calculated for both conventional and gated RT techniques.
    In all cases, gated RT has a superior advantage compared to conventional RT. A significant impact on MLD and V20 reduction was seen in lung normal tissue in gated RT up to 5Gy and 37%, respectively.
    Keywords: Radiation therapy, Lung tissue, Absorbed dose, NCAT digital phantom, Gated treatment planning, Conventional treatment planning