فهرست مطالب

نشریه سنجش و ایمنی پرتو
سال هفتم شماره 2 (پیاپی 27، بهار 1398)

  • تاریخ انتشار: 1398/03/11
  • تعداد عناوین: 7
|
  • منصوره تاتاری*، زهرا هاشمی، راضیه علی مردانی صفحات 1-8

    غده تیموس از جمله غدد درون ریز است که نقش مهمی در ایمنی بدن دارد. سرطان غده تیموس بسیار نادر می باشد. یکی از راه های درمان آن پرتودرمانی است. پرتودرمانی سرطان غده تیموس، به علت موقعیت مکانی این غده و نزدیک بودن آن به اندام های مهم بدن، خطر عوارض جانبی را در پی دارد. در این مقاله، با شبیه سازی فانتوم میرد و طراحی یک چرخ تعدیل گر و تیغه های جبران کننده برد، نحوه تشکیل قله براگ در ناحیه تومور بررسی شد. شبیه سازی ها با استفاده از ابزار مونت کارلوی GEANT4، کدهای FLUKA و MCNPX انجام گرفت. از برهم کنش غیرکشسان پروتون ها با محیط ذرات ثانویه تولید می شوند که مهم ترین آن ها نوترون ها و فوتون ها هستند. دز پروتون های فرودی و ذرات ثانویه که در پروتون درمانی تولید می شوند، در تومور، بافت سالم تیموس و 12 اندام حساس بدن که در نزدیکی این غده قرار دارند با استفاده از این ابزارهای شبیه سازی محاسبه شده و با یکدیگر مقایسه شده اند. نتایج نشان می دهند که در طول پروتون درمانی این سرطان، حدود 96 درصد دز ناشی از پروتون های فرودی و ذرات ثانویه در تومور جذب می شود و اندام های حساس اطراف آن، دز بسیار ناچیزی را دریافت می کنند.

    کلیدواژگان: پروتون درمانی، غده تیموس، چرخ تعدیل گر، تیغه جبران کننده برد، دز ذرات ثانویه، مونت کارلو
  • احسان صادقی*، مرآت کریمی، مرضیه شریفی، مصطفی زاهدی فر صفحات 9-12

    در انجام موارد مربوط به ایمنی در پرتوگیری امواج فرابنفش (UV)، یکی از مخاطرات ایجاد شده به واسطه این امواج امکان ایجاد انواع رادیکال های آزاد در داخل بدن می باشد. در این پژوهش روشی برای تخمین میزان رادیکال های هیدروکسیل تولیدشده توسط پرتوهای فرابنفش با استفاده از نانو ذرات اکسیدقلع آلاییده شده با یوروپیوم بررسی شد. در این روش از تغییر در شدت جذب معرف شیمیایی متیلن بلو، به عنوان آشکارساز رادیکال های آزاد تولیدشده، استفاده شد. ابتدا نانو ذرات SnO2:Eu با استفاده از روش شیمیایی هم رسوبی ساخته شده و به وسیله پراش سنجی اشعه ایکس (XRD) و میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) مشخصه یابی شدند. سپس تغییرات در شدت منحنی جذب متیلن بلو بررسی و مشخص شد که این شدت در حضور نانوذرات کاهش می یابد که نشان دهنده تشکیل رادیکال های آزاد در پرتوگیری پرتو فرابنفش می باشد. از نتایج این روش می توان برای سنجش مقدار پرتو فرابنفش دریافتی نیز استفاده نمود.

    کلیدواژگان: رادیکال هیدروکسیل، پرتو فرابنفش، متیلن بلو، نانو ذرات، آشکارساز
  • رامک سلیم، پیوند طاهرپرور* صفحات 13-24

    امروزه، روش های پرتودرمانی هدفمند در درمان سرطان، می کوشند علاوه بر نابودی کامل تومور هدف، تا جای ممکن سلول های سالم مجاور آن را در معرض تابش یونیزان قرار ندهند. از این رو، ذرات باردار کوتاه-بردی چون الکترون های کم-انرژی که برای دستیابی توامان به این دو هدف مناسب اند، نقش مهمی را در پرتودرمانی هدفمند ایفا می کنند و بنابراین، اتخاذ روش های دقیق نظیر شبیه سازی های مونت کارلو به منظور انجام دزیمتری سلولی الکترون ها و درک بهتر الگوی نهشت انرژی آن ها در سطح سلول ضروری می نماید. در این مطالعه، با استفاده از کد شبیه سازی Geant4-DNA، چهار سلول (و هسته ی) کروی از جنس آب مایع در محیط بافت نرم، به عنوان یک خوشه ی سلولی مدل سازی شد. یکی از سلول های این مدل به عنوان چشمه ی گسیل الکترون های تک انرژی keV 10-1 در نظر گرفته شد و نهشت انرژی به همراه کمیت S-value، در این سلول و سلول های مجاور آن به ازای فواصل سلولی مختلف، محاسبه گردید. در کنار اعتبارسنجی مقادیر برآورد شده ی Geant4-DNA از طریق مقایسه با داده های گزارش شده توسط کمیته ی دز تابش داخلی درمانی و نتایج به دست آمده از نسخه ی پیشین این کد، که توافق بسیار خوبی را نشان می دهد، ارزیابی نتایج به دست آمده حاکی از آن است که افزایش فاصله ی بین سلولی به میزان زیادی (50 درصد و بیشتر) بر کاهش نهشت انرژی و S-value در سلول های مجاور سلول چشمه موثر است. علاوه بر این، برای انرژی های keV 3 و بالاتر، انرژی نهشت یافته در سلول های مجاور عموما به گونه ای است که می تواند موجب تخریب و مرگ سلولی شود؛ موضوع مهم دیگری که باید در انتخاب رادیوداروی (گسیلنده ی الکترون) مناسب و طراحی بهینه ی درمان برای انجام پرتودرمانی هدفمند تومورها در موارد واقعی مورد توجه قرار گیرد.

    کلیدواژگان: دزیمتری سلولی، مدل چندسلولی، پرتودرمانی هدفمند، الکترون کم-انرژی، نهشت انرژی، S-value، شبیه سازی مونت کارلو، Geant4-DNA
  • سید رضاهاشمی، مجتبی تاجیک*، اسکندر اسدی صفحات 25-34

    در این پژوهش، حفاظ کامپوزیتی انعطاف پذیر با ترکیبی از پلی اتیلن، تنگستن و کاربید بور برای میدان های آمیخته نوترون-گاما طراحی و ساخته شده است. برای این منظور، در مرحله اول، مطالعات نظری با استفاده از کد چند منظوره MCNP و در مرحله دوم با توجه به نتایج مطالعات شبیه سازی، برای اولین بار در داخل کشور کامپوزیت چند منظوره ای با استفاده از ترکیب فاز سخت ذرات کاربید بور به همراه پودر فلز تنگستن و ترکیبی از انواع مختلفی از پلی اتیلن نرم و سخت به صورت آزمایشگاهی در مرکز پلیمر و پتروشیمی ایران ساخته شد. در مرحله سوم برای حفاظ ساخته شده، میزان تضعیف شار نوترون چشمه ی Am-Be241 با استفاده از آشکارساز 3BF و میزان تضعیف شار گامای چشمه ی سزیوم µCi 100 با استفاده از آشکارساز NaI اندازه گیری شد. نتایج نشان می دهند در کامپوزیت پلی اتیلن/ کاربید بور/ تنگستن (PE/B4C/W) با توجه به ابعاد میکرومتری ذرات تقویت کننده و سطح مقطع بالای برهم کنش پرتوهای رادیواکتیو با این ذرات، حفاظ ترکیبی با ضخامت بسیار کمتر نسبت به حفاظ های معمولی قدرت جذب بیشتری در برابر پرتوهای گاما و نوترون را دارا است. حفاظ با ضخامت 0/5 سانتی متر با 30 درصد تنگستن و 30 درصد بور،  تقریبا 90 درصد نوترون های چشمه آمرسیوم- بریلیوم را جذب می کند و با ضخامت 2 سانتی متر، حدود40 درصد شار فوتون های گامای چشمهCs 137 را کاهش می دهد.

    کلیدواژگان: حفاظ کامپوزیتی انعطاف پذیر_ نوترون، گاما، آشکارساز 3BF
  • ابوالفضل محمودی*، حسین توکلی صفحات 35-42

    پرتودرمانی در برگیرنده همه روش هایی است که بتواند اندازه ی ویژه ای از تابش های یونیزان را به بافت های بدخیم برساند، با این فرض که حداقل آسیب به بافت های سالم رسانده شود و ارائه یک روش ارزشمند و قابل اعتماد در اندازه گیری دز جذبی می تواند مفید باشد. امروزه امکان اندازه گیری توزیع دز جذبی در سه بعد وجود دارد که یکی از روش های دزیمتری سه بعدی نیز به کارگیری ژل های پلیمری حساس به پرتو است. هدف از مطالعه حاضر، محاسبه مقدار افزایش دز جذبی با حضور نانوذرات طلا و بررسی نوع چیدمان نانوذرات طلا (به طور یکنواخت و پوسته ای) در ژل پلیمر نوع نورموکسیک می باشد. در این پژوهش از هر دو رهیافت تجربی و شبیه سازی، از دزیمتر ژل پلیمر نوع نورموکسیک برای اندازه گیری مقدار تغییرات دز جذبی پرتوهای گاما با حضور نانوذرات طلا که تحت تابش پرتوهای چشمه ایریدیم-192 قرار گرفتند، استفاده شد. مراحل خوانش مقدار دز با کمک دستگاه قرائت گر دزیمتر ترمولومینسانس انجام گرفت و سپس با استفاده از روش مونت کارلو کد محاسباتی MCNPX شبیه سازی انجام شد و نتایج آن با آزمایش تجربی مورد مقایسه و بررسی قرار گرفت. با حضور یکنواخت نانوذرات طلا در ژل پلیمر، بیشینه دز جذبی به ازای غلظت mM 0/1 تا mM 5/1، %24/0 و در حالت پوسته ای %20 به دست آمد. نتایج و بررسی های هر دو مطالعه که به صورت تجربی و شبیه سازی به دست آمد، نشان می دهد که بهینه غلظت نانوذرات طلا در ژل پلیمر نوع نورموکسیکmM 1/5 می باشد، که برای انجام مطالعات کلینیکی می توان از آن استفاده کرد.

    کلیدواژگان: دزیمتری، نانوذرات طلا، ژل پلیمر نورموکسیک، فانتوم، مونت کارلو
  • الهام باور، محمدرضا کاردان* صفحات 43-48

    فانتوم های معادل انسان، به طور گسترده ای در پزشکی مورد استفاده قرار می گیرند. از فانتوم ها برای مقاصد دزیمتری، کالیبراسیون و کنترل کیفی دستگاه های پرتودرمانی استفاده می شود. با توجه به توسعه روز افزون تکنیک های پرتودرمانی و نیز گسترش علوم آن در درمان بیماران سرطانی و افزایش سطح کیفی درمان و همچنین با توجه به توسعه مراکز آموزشی و بخش های پرتودرمانی در سراسر کشور، استفاده از فانتوم های معادل انسان مورد نیاز می باشد. در طول سال ها فانتوم های متعددی در سراسر دنیا طراحی و ساخته شده اند که از جمله آن ها می توان به فانتوم راندو اشاره کرد. از آن جایی که تهیه فانتوم راندو پر هزینه می باشد، فانتوم مشابهی توسط شرکت تابش پرداز پگاه طراحی و ساخته شده است. به منظورمقایسه فانتوم ساخته شده با فانتوم راندو، هر دو فانتوم در میدان یکسان گاما پرتودهی شدند. نتایج نشان می دهد که میانگین درصد اختلاف نسبی دز گاما در فانتوم ساخته شده نسبت به فانتوم راندو، تقریبا 21% می باشد که با اعمال اصلاحاتی در فانتوم ساخته شده، نتایج دز گاما همخوانی بیشتری با فانتوم راندو خواهد داشت.

    کلیدواژگان: فانتوم راندو، فانتوم ساخت داخل کشور، TLD، دز گاما، چشمه کبالت-60
  • حمیده دانشور، فرهاد منوچهری، مصطفی شفایی، سعید کاکایی، فرهود ضیایی* صفحات 49-55

    در کار پژوهشی حاضر نمونه های هیدروکسی اپتایت با اعمال تغییرات در شرایط سنتز، به روش هیدروترمال در آزمایشگاه تولید شد و به لحاظ دزیمتری ترمولومینسانس مورد بررسی قرار گرفت. نتایج کار از جنبه های مختلف دزیمتری از جمله تغییرات دز-پاسخ نمونه های سنتز شده، درجه خطی بودن آن، درصد محوشدگی پاسخ، و همچنین موقعیت قله اصلی و میزان پیچیدگی منحنی درخشش مورد بررسی و مقایسه قرار گرفت. یافته ها نشان می دهند که مواد سنتز شده با سورفکتانت به لحاظ دزیمتری ترمولومینسانس به طور نسبی دارای رفتار بهینه تری هستند.

    کلیدواژگان: دزیمتری، ترمولومینسانس، هیدروترمال، سورفکتانت
|
  • Mansoureh Tatari*, Zahra Hashemi, Razieh Alimardani Pages 1-8

    The thymus gland is an endocrine gland that plays an important role in the body’s immunity. Thymus gland cancer happens very rarely and one treatment way is radiation therapy. Due to the location of this gland and its proximity to the sensitive organs, radiation therapy of thymus gland cancer will bring the risk of side effects. In this paper, a Mird phantom is simulated and a modulator and range compensator blades are designed to create a Spread Out Bragg Peak (SOBP) in the tumor region. The simulations are performed using the Monte Carlo GEANT4 toolkit, the FLUKA and MCNPX codes. Neutrons and photons have been considered as the most important secondary particles produced in the non-elastic nuclear interactions of protons with different elements of the body. The absorbed dose of protons and secondary particles produced during the proton therapy are calculated in the tumor, the healthy tissue of thymus gland and the 12 sensitive organs that located near this gland using these simulation tools. The results of different codes are in good agreement with each other. Results show that approximately 96 percent of the total dose is absorbed in the tumor region and the organs near the Thymus gland absorb a small amount of dose during the proton therapy.

    Keywords: Proton therapy, Thymus gland, Modulator, Range compensator blade, Secondary particle dose, Monte Carlo
  • Ehsan Sadeghi*, Merat Karimi, Marzieh Sharifi, Mostafa Zahedifar Pages 9-12

    In studying the ultraviolet (UV) radiation, one of the important factors is the possibility of generating a variety of free radicals inside the body by these radiations. In this paper, a method of estimating the amount of hydroxyl radicals produced by ultraviolet rays was investigated using nanoparticles of tin oxide doped with uropium. In this method, the change in absorption intensity of methylene blue was used as a free radical detector. SnO2:Eu nanoparticles were synthesized using co-precipitation method and characterized by X-ray diffraction (XRD) and scanning electron microscopy (SEM) analysis. The changes in the intensity of the methylene blue absorption curve were investigated and it was found that this intensity decreases in the presence of nanoparticles, which indicates the formation of free radicals in ultraviolet radiation. Using the results of this method, it is possible to measure the amount of received ultraviolet radiation dose.

    Keywords: Radical hydroxyl, Ultraviolet, Methylene blue, Nanoparticles, Detector
  • Ramak Salim, Payvand Taherparvar* Pages 13-24

    Today, targeted radiation therapy (TRT) methods for cancer treatment, besides the goal of completely destroying the target tumor, attempts to prevent nearby healthy cells from exposure to ionizing radiation as far as possible. Hence, short-range charged particles, such as low-energy electrons that are suited to achieving these two goals together, play an important role in TRT and so, adoption of precise methods such as Monte Carlo simulations to perform cellular dosimetry of electrons and to get better knowledge of their energy deposition pattern at the cellular level is necessary. In this study, with the help of Geant4-DNA simulation code, four spherical cells (and nuclei) of liquid water in the soft tissue medium were modeled as a cell cluster. One of the cells in this model was considered as a radiation emission source of 1-10 keV monoenergetic electrons, and the energy deposition along with the S-value were calculated in this cell and its neighboring cells for different cell-to-cell distances. In addition to validating the S-values estimated by Geant4-DNA through comparing them to the values reported by Medical Internal Radiation Dose (MIRD) committee as well as the results obtained by previous version of Geant4-DNA, which shows a very good agreement, the evaluation of the results suggests that increasing the intercellular distance is significantly effective (50% or more) in reducing the energy deposition and S-value in cells adjacent to the source cell. Moreover, for electron energies of 3 keV and higher, the energy deposited in the nearby cells is such that it can cause cell destruction and death. Therefore, this is another important issue which should be considered in the selection of the suitable (electron-emitting) radiopharmaceutical as well as optimal treatment design for TRT of tumors in actual cases.

    Keywords: Cellular dosimetry, Multicellular model, Targeted radiation therapy, low-energy electron, energy deposition, S-value, Monte Carlo simulation, Geant4-DNA
  • Seyed Reza Hashemi, Mojtaba Tajik*, Eskandar Asadi _ Pages 25-34

    In this study, a flexible composite shield with a combination of polyethylene, tungsten and boron carbide has been designed and constructed for neutron-gamma mixed fields. For this purpose, theoretical studies were conducted using the multi-purpose MCNPX Code. According to the results of simulation studies, a multi-purpose composite was constructed using a combination of a solid phase of boron carbide particles with tungsten metal powder and a mixture of different types of soft and hard polyethylene in a laboratory at the center of polymer and petrochemical industry in Iran. The 241Am-Be neutron flux attenuation rate and the cesium gamma flux attenuation were measured for the built shield. The results show that in the polyethylene /boron carbide / tungsten (PE / B4C / w) composite with respect to the micrometric dimensions of the reinforcing particles and the high cross-section of interactions of the radioactive beams with these particles, the composite shield with a much lower thickness than the ordinary shields has higher absorption of gamma and neutron beams. This shield containing 30% of tungsten and boron with a thickness of approximately 0.5 cm, absorbs 90% of the Americium-beryllium neutrons and at the thickness of 2 cm absorbs nearly 40% of the gamma rays of the 137Cs source.

    Keywords: Composite Flexible Shield, Nutron, Gamma, BF3 Detector
  • Abolfazl Mahmoodi*, Hossein Tavakoli _ Pages 35-42

    Radiotherapy includes all methods that can deliver a particular amount of ionizing radiation to malignant tissues, assuming that minimal damage hurts healthy tissues. We are looking for a valuable and reliable method to measure absorbed dose and the ability to measure the distribution of absorbed dose in three dimensions which nowadays is one of the three-dimensional dosimetry methods in using radiation-sensitive polymer gels. The purpose of the present study was to calculate the amount of increase of absorbed dose in the presence of gold nanoparticles and to investigate the type of gold nanoparticles arrangement (uniformly and shells) in the polymer gel of normoxic.
    In this study from both experimental and simulation approaches, a dosimeter of a normoxic polymer type gel was used to measure the amount of absorbed dose changes of Gamma rays in the presence of gold nanoparticles irradiated with   Iridium-192 source beams. Thermolominans dosimetry reading system was used to read steps of dose value and then    MCNPX computational code was simulated by using Monte Carlo method. The results were compared and investigated by experimental experiments. In the presence of gold nanoparticles uniformly distributed in polymer gel, with 0.1mM to 1.5mM, the maximum absorbed dose was 0.24% and in shell state it was 20%. The result and investigation of both experimental and simulation studies showed that the optimum density of gold nanoparticles in the normoxic polymer gel is 1.5mM, which can be used for clinical trials.

    Keywords: Dosimetry, Gold Nano Particles, Polymer Gel Normoxic, Phantom, Monte Carlo
  • Mohammad Reza Kardan*, Elham Bavar Pages 43-48

    Human tissue equivalent phantoms are widely used in medicine. They are used for dosimetry, calibration of medical devices, and quality control of radiotherapy equipment, as well as training students. Regarding to development of radiotherapy techniques for treatment of cancers and also development of educational centers in the country, the human equivalent phantoms are needed. Several phantoms have been designed and constructed over years around the world, including Rando phantom. Since Rando phantom is expensive to buy, a similar phantom has been constructed by Tabesh Pardaze Pegahs Company (TPPCO). In this study, in order to compare the constructed head phantom with the Rando head Phantom, both phantoms have been irradiated in the same gamma field. The results show that the average relative percent difference between gamma dose in constructed head phantom and Rando phantom are about 21%. More conformity with Rando phantom is achieved if some improvements are performed on the constructed phantom.

    Keywords: RANDO phantom, constructed phantom, gamma dose, Co-60 source
  • Hamideh Daneshvar, Farhad Manouchehri, Mostafa Shafaei, Saied Kakaei, Farhood Ziaie* Pages 49-55

    In the current research, hydroxyapatite samples, synthesized by hydrothermal methods was studied from the perspective of thermoluminescence dosimetry. The results of the study were compared and studied with different aspects of dosimetry, including dose-response variations of synthesized samples, degree of its linearity, and the percentage of response fading, as well as the position of the main peak and the degree of complexity of the glow curve. The findings show that surfactant-synthesized substances have a more optimal behavior in terms of thermoluminescence dosimetry.

    Keywords: Dosimetry, Thermolumienscen, Hydrothermal, Surfactant