فهرست مطالب

سنجش و ایمنی پرتو - سال هشتم شماره 4 (پیاپی 33، بهار 1399)

نشریه سنجش و ایمنی پرتو
سال هشتم شماره 4 (پیاپی 33، بهار 1399)

  • ویژه نامه یون ساز 1399
  • تاریخ انتشار: 1399/11/29
  • تعداد عناوین: 57
|
  • مجتبی کشاورزی، احسان صادقی*، مصطفی زاهدی فر، منیژه رحیمی بالکانلو صفحات 1-5

    ذرات استرانسیوم تترابورات آلاییده شده با سرب SrB4O7:Pb به روش پخت حالت جامد ساخته شدند. آنالیز پراش پرتو ایکس (XRD) به منظور اثبات تشکیل ساختار نمونه، تصویر SEM به منظور بررسی توزیع اندازه ذرات و آنالیز EDX برای تعیین نوع و مقدار عناصر موجود از نمونه به عمل آمد. منحنی تابش ترمولومینسانس نمونه پرتودهی شده توسط اشعه گاما جهت بررسی به عنوان یک دزیمتر ترمولومینسانس مورد بررسی قرار گرفت. این منحنی از دو قله هم پوش در دماهای تقریبی 150 و 220 درجه سانتیگراد تشکیل شده است. دمای مناسب قله اصلی این منحنی، آن را برای استفاده در اهداف دزیمتری مناسب معرفی می کند.

    کلیدواژگان: پخت حالت جامد، منحنی تابش ترمولومینسانس، اشعه گاما، دزیمتر ترمولومینسانس، دزیمتری
  • فربد بهرامی، سمانه برادران*، فریدون میانجی، رضا فقیهی صفحات 7-13

    در این مقاله کالیبراسیون آشکارساز ردپای هسته ای CR-39نسبت به هر یک از ذارت پروتون، نوترون و آلفا به طور جداگانه تحت شرایط خورش یکسان صورت گرفته است. بدین منظور از چشمه استاندارد امرسیوم- بریلیوم و فانتوم پلاکسی گلاس برای پرتودهی نوترون، از چشمه استاندارد امرسیوم و کولیماتورهای برنجی برای پرتودهی آلفا و از شتابدهنده واندوگراف برای پرتودهی نوترون استفاده شده است. برای آشکارسازی ردپاها روی  CR-39از محلول خورش سدیم هیدروکسید 6.25N و دمای خورش 85 درجه سانتی گراد استفاده شده است. در نهایت با استفاده از نتایج به دست آمده حفاظ های مختلف آشکارسازی طراحی شد که قادر به تفکیک ذرات نوترون سریع، نوترون حرارتی، نوترون آلبدو و پروتون و آلفا در میدان های مخلوط بوده و در مورد ذرات باردار علاوه بر مشخص کردن سهم هر ذره از توانایی جداسازی انرژی نیز برخوردار بوده است.

    کلیدواژگان: آشکار سازهای رد پای هسته ای حالت جامد، CR-39، کالیبراسیون، تفکیک، میدان های مخلوط
  • حسین تقی پور، پیوند طاهرپرور* صفحات 15-23

    امروزه پروتون تراپی به عنوان یکی از موثرترین روش ها در درمان انواع متفاوتی از سرطان ها در مراکز بالینی مورد استفاده قرار می گیرد. در درمان به کمک این تکنیک هادرون تراپی، فرمالیزم مناسبی برای به دست آوردن اثرات بیولوژیکی نسبی (RBE) برای طرح درمان مورد نیاز است، و به همین منظور، و برای بررسی اثرات بیولوژیکی پرتو در بافت، به جای استفاده از دز فیزیکی از مفهوم دز بیولوژیکی استفاده می شود. به صورت معمول، در درمان های بالینی مطابق دستورالعمل ICRU، از مقدار ثابت RBE، 1/1 برای باریکه پروتونی استفاده می شود. اخیرا و به منظور مدل سازی درست تر اثرات بیولوژیکی پرتو در بافت، مدل های جدید و متفاوتی بر اساس نتایج آزمایشگاهی برای محاسبه RBE ارایه شده است که وابستگی آن را به پارامتر هایی نظیر دز، LET، انرژی پرتو و حساسیت بافت نشان می دهد. در مطالعه حاضر، به کمک کد مونت کارلو GATE و شبیه سازی دقیق برخورد باریکه پروتونی تک-انرژی به یک فانتوم آبی، از مدل های Wilkens، Wedenberg ، Carabe و McNamara برای محاسبه RBE  استفاده شده تا میزان دز بیولوژیکی در مدل های مختلف تعیین گشته و با RBE ثابت مقایسه گردد. در ادامه و به منظور نزدیکی هرچه بیشتر شبیه سازی ها به نتایج بالینی، از مدولاسیون پرتو فرودی به منظور ایجاد یک ناحیه قله براگ گسترده شده (SOBP)، استفاده شده و مدل های متفاوت RBE به منظور محاسبه دز بیولوژیکی برای آن در نظر گرفته شده و نتایج مقایسه شده است. نتایج نشان می دهد که چهار مدل مختلف RBE،  دز مساوی یا کمتری را در ناحیه ورودی پرتو پروتون فرودی، در مقایسه با نتایج مربوط به RBE ثابت، پیش بینی می کنند، در حالی که این شرایط برای ناحیه هدف به صورت معکوس خواهد بود

    کلیدواژگان: پروتون تراپی، دز بیولوژیکی، RBE، LET، GATE
  • پروین دهقانی پور*، جمشید سلطانی نبی پور، مهدی سهرابی، محمدرضا رضایی راینی‎ نژاد، علی هاشمی‎ زاده عقداء صفحات 25-32

    در دهه‎ های گذشته، طی مطالعات متعددی به این نتیجه رسیدند که افزایش غلظت گاز رادن در خاک یا آب‎های زیرزمینی می‎تواند نشانه‎ای از زلزله قریب الوقوع باشد. اعتقاد بر این است که در صورت بروز حرکات ناگهانی سنگ‎ها قبل از زلزله این گاز از عمق زمین خارج شده و به سطح می‎رسد. به این ترتیب با اندازه‎گیری میزان تغییرا ظت غلظت این گاز امکان پیش ‎بینی زلزله وجود دارد. در اینجا به منظور امکان‎سنجی استفاده از آشکارساز گازی میکرونواری در مونیترینگ تغییرات گاز رادن، در ابتدا  برای راستی‎آزمایی کد، برد ذره آلفای رادن و دختران آن در هوا در شرایط استاندارد بدست آمده است که با نتایج آزمایشگاهی همخوانی دارد سپس هندسه آشکارساز توسط کد MCNPX شبیه‎ سازی شده و پس از بررسی میانگین پاسخ آشکارساز به یک واپاشی، خروجی کد با توجه به اطلاعات مربوط به تغییرات رادن در چشمه‎ های آبگرم جوشان کالیبره شده است. مشاهده نتایج نشان می‎دهد که پاسخ آشکارساز نسبت به داده‎ های تجربی قابل مقایسه است و می‎توان از آن به عنوان پیش‎نشانگر زلزله استفاده کرد.

    کلیدواژگان: آشکارساز میکرونواری، رادن، زلزله، مونت کارلو، MCNPX
  • حسین جراحی، یاسر کاسه ساز* صفحات 33-41

    مولدهای نوترون به عنوان چشمه های نوترونی کاربردهای مختلفی دارند. در طول سال های اخیر تلاش های زیادی برای توسعه مولدهای نوترون با ضریب تولید بالا صورت گرفته است. به این ترتیب، لازم است که در طول عملیات مولدهای نوترون، جنبه های حفاظت از پرتو در نظر گرفته شوند. در این پژوهش به کمک کد MCNPX ابتدا دز موثر ناشی از نوترون در اطراف یک مولد نوترون محاسبه و ارزیابی شد. نتایج نشان می دهد که دز ناشی از نوترون در مولدهای نوترونی وابسته به زاویه قرارگیری نسبت به دستگاه و نیز نوع مولد نوترونی است. دز ناشی از مولدهای DT حدود 500 برابر بیشتر از مولدهای DD است. همچنین نتایج نشان می دهد که با افزایش فاصله تا پنج متر میزان دز حدود بیست برابر کاهش می یابد. افزایش فاصله یکی از راه های موثر برای کاهش میزان دز است ولی در آزمایشگاه هایی که فضای کافی در آن ها وجود ندارد، باید یک حفاظ مناسب طراحی گردد.برای طراحی حفاظ مناسب، حفاظ ها در 6 جنس مختلف (ALF3، Borated-Polyethylene، concrete 806، Paraffine، Polyethylene,Non-borated، Solid-boric-acid) و در ضخامت های 10، 20، 30، 40، 50 و 60 سانتی متری طراحی گردیدند و مولفه های شار گاما، دز موثر گاما، شار نوترون های حرارتی، شار نوترون های فوق حرارتی، شار نوترون های سریع، شار کل نوترون و دز موثر نوترون در فانتوم کروی شکل فرضی محاسبه شد. نتایج نشان داد که حفاظ Borated-Polyethylene برای هر دو چشمه DD و DT در ضخامت cm 60 دارای کمترین دز نوترون می باشد و همچنین این حفاظ در ضخامت cm 60 دارای دز گامای پایینی نسبت به بقیه حفاظ ها در هر دو حالت چشمه DD و DT است.

    کلیدواژگان: مولد نوترون DD، DT، دز موثر نوترون، دز موثر گاما، شار نوترون، شار گاما، کد MCNPX، طراحی حفاظ
  • فاطمه معروفخانی، سید محمد مهدی ابطحی* صفحات 43-47

    به طور معمول در یک فرآیند پرتو درمانی با فوتون علاوه بر سلول های سرطانی، به سلول های سالم نیز آسیب وارد می شود، اما در پروتون درمانی این آسیب های ناخواسته به حداقل خود می رسند. زیرا پروتون ها بیشترین میزان انرژی خود را در انتهای مسیر که به قله براگ مشهور است وارد می کنند. در این مطالعه، بازه ی مفید انرژی برای درمان سرطان پستان و شار ذرات ثانویه تولید شده در فرآیند پروتون درمانی، برای تعیین ریسک ابتلا به سرطان ثانویه در بافت ریه، مورد بررسی قرارگرفت. کد مونت کارلو برای شبیه سازی ترابرد تابش و حصول نتایج دقیق، و همچنین فانتوم زن  ORNLبرای شبیه سازی بدن انسان به کار گرفته شد. چشمه نقطه ای پروتون در بازه ی انرژی 60 تا 70 مگا الکترون ولت به سمت فانتوم ترابرد شده و تاثیر این پرتو بر روی ارگان حیاتی ریه ارزیابی گردید. در نهایت میزان شار ذرات ثانویه تولیدی برحسب انرژی پروتون ورودی محاسبه شده و نمودار تغییرات شار این ذرات برحسب انرژی رسم شده است. بر مبنای نتایج حاصل از شبیه سازی، میزان دوز ثانویه رسیده به ارگان ریه در انرژی70 مگا الکترون ولت به ازای یک میلی سیورت دوز درمانی پروتون در پستان، 0.1051 میلی سیورت در ریه چپ و میزان 0.0178 میلی سیورت در ریه راست محاسبه گردید. با بررسی نتایج، می توان گفت که پروتون درمانی از دقت بالاتری نسبت به رادیوتراپی معمول، برخوردار است و آسیب های کمتری به سلول های سالم خارج از محدوده تومور وارد می کند. زیرا در بازه انرژی مفید محاسبه شده، بیشترین دوز یا آسیب به تومور وارد می شود. اما با این حال در این روش درمانی، ذرات ثانویه ناخواسته تولید می شوند که نمی توان از آنها بخصوص در موارد تومور های کودکان چشم پوشی کرد.

    کلیدواژگان: پروتون تراپی، سرطان پستان، مونت کارلو، .MCNPX
  • مرضیه سادات حسینی مقدم، محمدرضا شجاعی*، حمزه حسین نژاد صفحات 49-52

    یکی ازمهم ترین گروه هایی که میتوانند در معرض تابش های هسته ای قرار بگیرند، زنان باردار و جنین آن ها می باشند. این گروه از افراد می توانند به صورت تکنسین در مراکز هسته ای در مجاورت بیماران تحت درمان یا مراکز تشخیصی پزشکی هسته ای حضور داشته باشند، هدف از مقاله تعیین میزان دز دریافتی توسط تکنسین های خانم است که به طور غیر مستقیم درمجاورت تابش های هسته ای قرار دارند. جهت صحت سنجی نتایج شبیه سازی کامپیوتری مقایسه ای با نتایج تجربی انجام گرفته از بخش  پزشکی هسته ای بیمارستان امام حسین(ع) واقع در شاهرود صورت گرفت،که  آنالیز آماری انجام گرفته روی نتایج نشان می دهد که تفاوت معنی داری بین نتایج شبیه سازی و نتایج تجربی وجود ندارد.

    کلیدواژگان: رادیوداروی تکنسیوم-99، شبیه سازی مونت کارلو، برنامه MCNPX، آهنگ دزتابشی
  • محمدحسین چوپان دستجردی*، جواد مختاری صفحات 53-58

    در این پژوهش میزان دز نوترون و گاما درون کانال خشک و سایت پرتودهی داخلی راکتور تحقیقاتی مینیاتوری چشمه نوترون (MNSR) محاسبه و اندازه گیری شد. راکتور MNSR یک راکتور آب سبک با حداکثر توان kW 30 می باشد و مجهز به تسهیلات پرتودهی متنوعی از جمله پنج سایت پرتودهی داخلی، پنج سایت پرتودهی خارجی و یک کانال خشک می باشد. سایت های پرتودهی داخلی نزدیکترین فاصله را به قلب راکتور دارند و بیشترین میزان شار و دز در این مکان ها قابل دستیابی است. محاسبات دز با استفاده از شبیه سازی راکتور توسط کد محاسباتی MCNP و اندازه گیری دز نیز با استفاده از دزیمترهای گرمالیانی TLD600 و TLD700 انجام شد. آزمایشات در مکان های مذکور هم در حالت خاموشی و هم در حالت روشن بودن راکتور انجام شد. به منظور اعتبارسنجی کد محاسباتی نیز میزان شار نوترون در درون سایت پرتودهی و انتهای کانال خشک با استفاده از روش فعال سازی پولک اندازه گیری شد و با نتایج محاسبات اعتبارسنجی گردید. نتایج حاصل از محاسبات و اندازه گیری دز نوترون و گاما توافق بسیار خوبی داشتند. تعیین دز نوترون و گاما در مکان های مذکور، آزمایشات و تحقیقاتی که نیاز به دریافت مقدار مشخص و دقیقی از دز نوترون و گاما می باشند را امکان پذیر می نماید.

    کلیدواژگان: دزیمتری نوترون، دزیمتری گاما، راکتور MNSR، دزیمتر گرمالیانی، کد MCNP
  • آرزو شریفی، محمدرضا عبدی، رضا گستریانی، محمدحسین چوپان دستجردی* صفحات 59-62

    تکنسیوم از مهم ترین رادیو ایزوتوپ های تشخیصی در علوم پزشکی است که خود به خود از واپاشی مولیبدن 99 به دست می آید. هدف از این تحقیق بررسی نوترونیک میزان تولید 99Mo-99mTc از راه شکافت در راکتور تحقیقاتی تهران است. قلب اولیه راکتور با کد MCNP شبیه سازی شد و شار نوترونی در شش مکان مورد بررسی قرار گرفت. سپس صفحه ی سوخت درون سایتی که بیشترین شار نوترونی را دارد، بررسی شد. در مراحل مختلف تغییراتی در غنای سوخت ایجاد شد و میزان مولیبدن تولیدی در هر مرحله محاسبه شد. بر اساس نتایج بدست آمده میزان مولیبدن و در نهایت میزان تکنسیوم تولیدی در سوخت با غنای 20% نسبت به بقیه ی غناها بیشتر است.

    کلیدواژگان: راکتور تحقیقاتی تهران، تولید مولیبدن و تکنسیوم، کد MCNP، شکافت، صفحه سوخت
  • رضا پورایمانی*، طیبه داود مقامی، منیره محبیان صفحات 63-72

    در این پژوهش از شرق نیروگاه شازند تا اراک 34 نمونه خاک در فاصله 25 کیلومتر جمع آووری و مورد مطالعه قرار گرفت. فعالیت ویژه هسته های پرتوزای ‏‎ Ra 226 ، Th232 وK40 و Cs‏‎137 با استفاده از آشکارسازHPGe  با بازدهی نسبی 30% و به روش اسپکترومتری گاما تعیین گردیدند.گستره پرتوزایی مقدار فعالیت ویژه هسته های پرتوزای مذکور درنمونه های جمع آوری شده از82/3±92/18تا 38/5±11/43  از23/4±31/25 تا 30/7± 27/54 ،از 93/ 19 ± 17/230 تا06/36 ±  25/728 و کمتراز49/1 تا 76/1 ±77/35 بکرل برکیلوگرم  اندازه گیری گردید. مقدار.شاخص های  گاما و آلفا برای نمونه ها  محاسبه شد.  شاخص گاما با مقدار میانگین  86/0 دربازه با مقدار 61/0 تا مقدار16/1 تغییر می کند. شاخص آلفا به ترتیب با مقادیر 09/0تا 22/0 درنمونه ها با مقدارمیانگین 13/0 به دست آمد. . نقشه رادیولوژیکی توزیع هسته های پرتوزا با استفاده از نرم افزارSURFUR15  رسم گردید.

    کلیدواژگان: هسته های پرتوزا، نیروگاه سوخت فسیلی، نقشه رادیولوژیکی، شاخص گاما، شاخص آلفا
  • زهره غلامزاده*، عطیه وزیری، محمد میروکیلی صفحات 73-78

    سوخت توریم به دلیل کاهش ذخایر اورانیوم جهان، فراوانی بیشتر آن در مقایسه با اورانیوم و نیز توانایی زایندگی در راکتورهای حرارتی و سریع مورد توجه محققان قرار گرفته است. در این کار، بررسی ایمنی پرتویی و میزان حفاظ سازی لازم برای نقل و انتقال سوخت توریمی پرتودیده در راکتور تحقیقاتی تهران هدف قرار گرفته است. برای محاسبات طیف گامای سوخت پرتودیده و دز سوخت قرار گرفته درون کسک از کد های محاسباتی ORIGEN و MCNPX استفاده شد. نتایج محاسبات نشان داد در مقایسه با سوخت های اورانیومی مورد استفاده در راکتور تحقیقاتی تهران، سوخت توریمی مصرف شده به زمان های خنک شوندگی بیشتری قبل از نقل و انتقال توسط کسک سربی نیاز دارد. همچنین ضخامت کسک مورد نیاز برای انتقال سوخت توریمی پرتودیده بیشتر از سوخت اورانیومی است.

    کلیدواژگان: سوخت توریم مصرف شده، راکتور تحقیقاتی تهران، شبیه سازی توسط کد MCNPX، ضخامت کسک سربی انتقال
  • الهام حبوباتی، لیلا غلامزاده*، محمدعلی حداد صفحات 79-84

    سنجش تابش یونساز در زمینه های مختلف همانند ایمنی محیط زیست، فرایندهای آشکارسازی صنعتی، حفاظت در برابر تابش و پزشکی اهمیت بسیاری دارد. دزیمتری تابش نقش مهمی برای تعیین مقدار انرژی جذب شده و ارزیابی اثرات تابش دارد که اخیرا سنسورهای فیبر نوری به عنوان دزیمترهای تابش نشان داده شده اند که هدف ما در اینجا بررسی اثر تابش یونساز برروی فیبر نوری است. بدین ترتیب در این مقاله اثر تابش باریکه ی الکترونی بر اتلاف نور عبوری از فیبرنوری، پس از پایان تابش دهی در گستره ی طول موج های nm 1550-1300 مورد بررسی قرار گرفته است. فیبرهای نوری با دزهایkGy  22 و 47 تابش داده شدند. تمام اندازه گیری ها در دمایC 25±2 انجام شده است. نتایج نشان می دهد که اتلاف نور عبوری از فیبر نوری متناسب با دز تابشی افزایش می یابد و بعد از پایان تابش دهی با گذشت زمان کاهش می یابد.

    کلیدواژگان: فیبرنوری، باریکه ی الکترونی، اتلاف، دز، دزیمتر
  • علی بیگانه، امیدرضا کاکویی*، حسین رفیع خیری، محمد لامعی رشتی صفحات 85-92

    در این مقاله، سیستم پردازش دیجیتال سیگنال برای انجام طیف سنجی دقیق تابش گاما ارایه شده است. اساس این سیستم، یک دیجیتایزر 14 بیتی است که به صورت مستقیم از سیگنال خروجی از پیش تقویت کننده نمونه برداری می کند. مزایا و محدودیت های استفاده از این سیستم در مقایسه با سیستم طیف سنجی آنالوگ، از دیدگاه طیف سنجی تابش گاما به صورت کیفی و کمی مورد آزمایش و تحلیل قرارگرفته است. نتایج نشان می دهد که پردازش دیجیتال در مقایسه با آنالوگ، قدرت تفکیک انرژی بهتر، پایداری طولانی تر، نسبت قله به کامپتون زیادتر، تقارن قله بهتر، بازدهی شمارش بیشتر و حذف موثر اثر کسر بالستیک را در اختیار قرار می دهد.

    کلیدواژگان: آشکارساز، الکترونیک هسته ای، پردازش دیجیتال سیگنال، طیف سنجی، تابش گاما
  • سروش زمانی مقدم*، ساسان زمانی مقدم صفحات 93-102

    یکی از عوامل مهم در طراحی ماهواره های فضایی، بررسی، تحلیل و اثرسنجی میزان دوز یونیزان کل حاصل از اثر پرتوهای یونساز فضایی در قطعات موجود در تجهیزات ماهواره است که با در نظر گرفتن این پرتوهای موثر و سنجش میزان دوز القایی براساس داده های موجود در ارتفاعات مختلف می توان هزینه های ساخت، وزن ماهواره و در نتیجه میزان سوخت مورد نیاز را کاهش داد. طراحی بهینه ماهواره برای مقاومت در برابر تشعشعات یونساز محیط فضا نیز می تواند اثر قابل توجهی در کاهش هزینه ساخت داشته باشد. دوز القایی باید برای مشخصات هر ماموریت به صورت جداگانه محاسبه شود. مشخصات اصلی ماموریت برای بررسی فیزیکی میزان تشعشعات القایی در حین ماموریت عبارتند از نقطه اوج، نقطه حضیض، زاویه میل مداری، مدت ماموریت، زمان آغاز ماموریت و شرایط محیطی فضا. در این مقاله برای نشان دادن خطرناکترین قسمت های محیط فضا و همچنین میزان دوز القایی در ماموریت هایی با نقطه اوج و حضیض برابر، شبیه سازی ها در زوایای میل مداری مختلف از ارتفاع 500 تا 58000 کیلومتر در نظر گرفته شده که تمام محیط اطراف زمین را شامل می شود. در این شبیه سازی ها که برای دوره حداقل فعالیت خورشیدی انجام شده است، یک نقشه دوز برای ارتفاعات و زوایای میل مداری مختلف رسم شده است. میزان دوز القایی در این نقشه دوز، حاصل از مجموع دوز القایی تمام عوامل تشعشعی و پرتوهای یونساز فضایی می باشد. شبیه سازی ها نشان می دهد که در زوایای میل مداری پایین و در ارتفاعات حدود 11000 تا 12000 کیلومتر، بیشترین میزان آسیب دوز یونیزان کل به تجهیزات فضایی وارد خواهد شد. صحت نتایج به دست آمده توسط اسناد موجود در استانداردهای فضایی اروپا ارزیابی شده است. این نتایج توسط شبیه سازی های انجام شده با آخرین نسخه نرم افزار OMERE به دست آمده است.

    کلیدواژگان: تشعشعات فضایی، دوز یونیزان کل، ماهواره، ECSS، پرتو کیهانی کهکشانی، کمربند ون آلن، ذرات خورشیدی، پرتو یونساز، زاویه میل مداری
  • محسن رضایی*، منصور عاشور، لیلا سرخوش صفحات 103-112

    آشکارسازی پرتو گاما نقش مهمی در افزایش ایمنی هسته ای و بستری مناسب برای استفاده بهینه از پرتوهای هسته ای فراهم می کند. برای آشکارسازی با ریسک پرتوگیری پایین، بدلیل فاصله محل آشکارسازی از منبع پرتویی معمولا از روش پایش هوایی گاما استفاده می شود. یکی از مهم ترین مسایل در پایش هوایی گاما، کاهش نویز آشکارسازی است. روش های مختلفی برای کاهش نویز آشکارساز هوایی گاما ارایه شده که از میان آن ها در این مقاله، استفاده از خواص ایستان گردشی، به دلیل قابلیت های آن در آشکارسازی شمارش های کم پرتویی، که ناشی از منابع ضعیف گامای دور از محل آشکارساز است، پیشنهاد و به منظور افزایش دقت نتایج آشکارسازی پرتو گاما و کاهش خطای ناشی از محدودیتهای فیزیکی و پروازی با سایر روش های پردازش سری های زمانی و تخمین های طیفی مقایسه شده است. مهم ترین مشکل چنین روش هایی پیچیدگی محاسباتی بالا است، که استفاده از آن را با چالش روبه رو می کند. در این مقاله روش های کاهش نویز آشکارساز هوایی گاما مبتنی بر خواص ایستان گردشی در فیلترهای توسعه یافته کالمن معرفی می شوند. فیلتر کالمن با استفاده از ادغام داده ها، بر اساس یک مدل دینامیکی، تغییرات در شمارش فوتون های دریافتی عناصر پرتوزا را در زمان واقعی برآورد می کند. نتایج پژوهش نشان می دهد که فیلتر کالمن توسعه یافته با توجه به ویژگی حذف اعواج های غیرخطی نسبت به سایرفیلترها برتری دارد. تمرکز مقاله بر مدل سازی، تطبیق و جنبه های محاسباتی اعمال فیلتر کالمن بر داده های واقعی حاصل از پایش هوایی گاما است. معیار کوواریانس خطا و زمان موردنیاز محاسبات برای پردازش در واقع نگاری آشکارسازی پرتوی گاما با روش های تخمین مبتنی بر چگالی طیف توان و تخمین طیفی چندکاهنده و کالمن توسعه یافته ارزیابی شده است. نتایج بیانگر آن است که استفاده از روش کالمن توسعه یافته علاوه بر این که آشکارساز را برای مقابله با نویزها و اختلال های غیرخطی آماده می کند، همگرایی سامانه پایش هوایی را نیز به صورت محسوسی افزایش می دهد.

    کلیدواژگان: پایش هوایی پرتو گاما، فیلتر کالمن توسعه یافته، نویز غیرایستان چرخشی، ایمنی هسته ای
  • سید علیرضا موسوی شیرازی* صفحات 113-122

    در طول عمل پرتودرمانی توسط هر یک از پرتوها، جلوگیری از جذب دز اضافی توسط هر بافتی امری بسیار ضروری می باشد. برای درمان هرچه بهتر بافت های سرطانی و ایجاد تابش دقیق تر آن، نیاز است که مدت تابش دقیق تخمین زده شود. از آنجاییکه پرتودرمانی بافت کبد یکی از مهمترین مسایل و معضلات پزشکی هسته ای می باشد، این تحقیق برای بافت کبد یک انسان مذکر 40 ساله انجام شده است. برای این منظور، مواد تشکیل دهنده هر یک از ارگان های موجود در بافت شکم استخراج و برای کد هسته ای MCNPX تعریف می شوند. سپس هر یک از ارگان های بافت شکم توسط نرم افزار MATLAB سلول بندی می شوند. هر یک از سلول ها بر مبنای واحد هانسفیلد نقاط مربوط به تصاویر DICOM تعریف می شوند. سپس سلول ها به بافت مربوطه که از مواد تشکیل دهنده خاص خودش تشکیل شده است ارجاع داده می شوند و با آن مواد پر می گردند. سپس بافت کبد از سایر بافت های موجود در بافت شکم، مرزبندی و جداسازی می گردد. پس از آن، هندسه بافت کبد جدا شده به عنوان داده های ورودی برای کد MCNPX تولید و دز جذبی محاسبه می گردد. بعد از تعیین مقادیر دز جذبی در بافت کبد به ازای انرژی های نوترون های سریع ساطع شده، مدت زمان تابش موردنیاز کبد توسط نوترون سریع با استفاده از یک ماژول نرم افزاری پیشرفته که با استفاده از زبان برنامه نویسی Delphi 7 در این تحقیق طراحی شده است محاسبه و بر حسب ثانیه بدست می آید. این محاسبه به واسطه برقراری یک رابطه بین دز جذبی و اکتیویته برمبنای انرژی چشمه نوترون سریع کلینیکی انجام می شود و این مدت زمان تابش، جهت نیل به دز جذبی مطلوب برای هر بیمار در طول مدت تابش دهی محاسبه می گردد.

    کلیدواژگان: تصویربرداری، دز، پرتودرمانی، زمان تابش دهی، کبد، نوترون سریع
  • سوسن خلیلی، سید هاشم میری حکیم آباد*، علییه حسینیان ازغدی صفحات 123-128

    هدف این مطالعه محاسبه دز ناشی از دریافت ید-131 در بدن انسان با استفاده از مدل حرکت زیستی جدید معرفی شده در سال 2017 است. به این منظور از فانتوم های محاسباتی مرجع که توسط کمیته بین المللی حفاظت در برابر اشعه ICRP معرفی شده، استفاده شده است. محاسبات به روش مونت کارلو و توسط کد MCNPX 2.6 انجام شده است. مقدار میانگین دز اندام هدف به ازای یک واپاشی در اندام چشمه که به کمیت S مشهور است، توسط دو نوع تالی F6 و *F8 از کد مونت کارلو استخراج و با نتایج مطالعات دیگر مقایسه شده است. نتایج نشان می دهد که اختلاف بین مقادیر S با استفاده از این دو نوع تالی به طور میانگین کمتر از 8% است. همچنین تغییرات ناشی از استفاده از طیف های مختلف واپاشی ید-131 بررسی شد. در نهایت، دز جذبی و دز موثر برای فانتوم زن و مرد مرجع ICRP محاسبه گردید و تغییرات دز ناشی از مدل حرکت زیستی برآورد شد. به عنوان نتیجه گیری نهایی می توان به این نکته اشاره کرد که استفاده از تالی ها و طیف های مختلف و همچنین مدل حرکت زیستی متفاوت می تواند مقادیر دز را به طور قابل توجهی تغییر دهد.

    کلیدواژگان: دزسنجی داخلی، ید-131، مدل حرکت زیستی، فاکتور S، دز جذبی، دز موثر
  • مسعود گلشنی*، علی اصغر مولوی، بهنام آزادگان صفحات 129-140

    در این مطالعه تاثیر بیولوژیکی نسبی الکترون های اوژه و تبدیل داخلی ناشی از واکنش جذب نوترون حرارتی در گادولینیوم در نوترون درمانی با کمک توابع وزن دهی بیولوژیک با دیدگاه میکرودوزیمتری تخمین زده شده است. با تغییر موقعیت گادولینیوم نسبت به مولکول حاوی DNA، پارامترهای میکرودوزیمتری و توابع احتمال مربوط به انرژی خطی الکترون های گادولینیوم در هدف، با کمک بسته DNA ابزار Geant4 و نرم افزار تحلیل نتایج ROOT محاسبه شده است. نتایج نشان می دهد اگرچه تغییرات تاثیر بیولوژیکی نسبی الکترون های گادولینیوم به توزیع متفاوت گادولینیوم نسبت به مولکول حاوی DNA کم است، اما دوز ذخیره شده الکترون های گادولینیوم شدیدا به توزیع گادولینیوم بستگی دارد. در موردی که گادولینیوم در مرکز مولکول حاوی DNA توزیع شد، متوسط دوز ذخیره شده در مولکول حاوی DNA برای یک واکنش جذب نوترون حرارتی در گادولینیوم، ضریب کیفیت تابش و ضریب تاثیر بیولوژیکی با کمک توابع وزن دهی بیولوژیک به ترتیب kGy 85، 10.52 و 2.68 محاسبه شد. مقدار محاسبه شده تاثیر بیولوژیکی نسبی الکترون های گادولینیوم در این مطالعه با استفاده از تابع وزن دهی بیولوژیک (2.68)، تقریبا معادل تاثیر بیولوژیکی نوترون های درمانی است که تحت شرایط مشخص برای تعیین تابع وزن دهی اندازه گیری شده بود. اگر اطلاعات دقیقی نسبت به توزیع مکانی گادولینیوم یا تابش کننده های الکترون اوژه در سلول داشته باشیم می توانیم تخمین بهتری برای تاثیر بیولوژیکی الکترون های گادولینیوم یا در حالت کلی الکترون های اوژه برسیم.

    کلیدواژگان: پارامترهای میکرودوزیمتری، الکترون های اوژه، تاثیر بیولوژیکی نسبی، تابع وزن دهی بیولوژیک، مدل جنبشی میکرودوزیمتری
  • حامد ایمانی شیروانه ده، آنیتا عالی پور، کورش اربابی، ارژنگ شاهور، جمشید سلطانی نبی پور* صفحات 141-146

    طبق توصیه های آژانس بین المللی انرژی اتمی(IAEA)، کالیبراسیون اتاقک های یونیزاسیونی که برای دزیمتری رادیوتراپی استفاده می شود، به دنبال روش جایگزینی است که نیاز به استفاده از یک اتاق یونیزاسیون مرجع دارد. طرح پیش رو، به موضوع طراحی و ساخت آشکارساز اتاقک یونش استوانه ای جهت استفاده به عنوان یک دزیمتر مرجع در آزمایشگاه های دزیمتری استاندارد می باشد. نتایج آزمایش های کنترل کیفی که در آزمایشگاه دزیمتری استاندارد ثانویه(SSDL) سازمان انرژی اتمی بر اساس استاندارها و محدودیت های تعیین شده از سوی آژانس بین المللی انرژی اتمی انجام شد، دلیلی بر صحت این ادعاست که این اتاقک می تواند به عنوان یک دزیمتر مرجع در آزمایشگاه های دزیمتری استاندارد مورد استفاده قرار گیرد. جریان نشتی و اثر پلاریته پایین، بازده جمع آوری یونی و پایداری بالا، پاسخ خطی آشکارساز نسبت به دز و نرخ کرمای هوا از ویژگی های بارز این آشکارساز نسبت به نمونه های مشابه ساخته شده می باشد، که عموما ناشی از طراحی بهینه ی الکترود محافظ و جمع کننده و همچنین انتخاب مواد مناسب در ساخت می باشد.

    کلیدواژگان: اتاقک یونش استوانه ای، دزیمتری، حفاظت پرتویی، الکترود جمع کننده، الکترود محافظ، تست های کنترل کیفی
  • پژمان شمشیری*، قاسم فروزانی، اعظم ذبیحی صفحات 147-153

    یکی از روش های درمان سرطان، پرتو درمانی با استفاده از پرتو های مختلف است، برای درمان سرطان هایی که نزدیک ارگان های حیاتی هستند از هادرون ها استفاده می شود.. مهم ترین جزء سلول که در برخورد با پرتوهای یونیزان آسیب می بیندDNA است .در این مقاله،  شکست های ایجاد شده در ماده وراثتی سلول های زنده،DNA)) تعریف شده با مدل اتمی از پروتئین دیتا بانکPDB)) در اثر تابش پروتون ها  و ذرات  ثانویه آن با استفاده از کدGeant4  بررسی شده است.میزان راندمان کل شکست های تک رشته ای (Yield SSB) ایجاد شده در مولکولDNA تقریبا مستقل از انرژی ذره ورودی هست و با کاهش انرژی ذره ورودی (افزایش LET  ) راندمان کل  شکست های دو رشته ای (DSB Yield) افزایش می یابد. نسبت کل رویدادهای ناکشسان به دز جذب شده برای ذرات اولیه و همچنین ذرات  ثانویه آن مستقل از انرژی است. سهم ذرات  ثانویه در ایجاد  شکست های تک رشته ای و شکست های دو رشته ای نیز محاسبه شده است. با کاهش انرژی ذره ورودی میزان راندمان شکست های دو رشته ای ایجاد  شده توسط ذرات ثانویه افزایش می یابد و سهم ذرات  ثانویه در ایجاد شکست های دو رشته ای برای انرژی های کمتر از Mev  5  بیشتر از سهم آن ها در ایجاد شکست های تک رشته ای است. نسبت شکست های دو رشته ای به شکست های تک رشته ای با افزایش انرژی ذره تابشی، کاهش یافته است.

    کلیدواژگان: رادیوتراپی، شکست تک رشته ای، شکست دو رشته ای، DNA، Geant4، پروتئین دیتا بانک
  • محمد نبی پور*، محمدرضا دیوبند، امین اصغرزاده، نرگس سلیمانی صفحات 155-162

    با توجه به کاربرد فراوان آزمون های رایج ماموگرافی به منظور غربالگری و تشخیص سرطان پستان، نگرانی هایی در مورد افزایش دوز جذبی بیمار، به علت حساس بودن بافت سینه و دوز جذبی در بافت پستان، وجود دارد. بنابراین اطلاع از میزان دوز متوسط غده ای قبل از پرتودهی به بیمار از طریق تخمین آن می تواند، کمک کننده باشد. بدین منظور و برای اندازه گیری داده ها از فانتومی با مشخصات مشابه محتویات بافت سینه استفاده شده و میزان کرمای هوا در سطح ورودی به پوست، ماکزیمم کیلو ولتاژ، میلی آمپر ثانیه، ضخامت لایه نیم جذب و نوع فیلتر/هدف، ثبت گردید. سپس مدل شبکه عصبی پرسپترون چند لایه با الگوریتم آموزشی لونبرگ-مارکوارت، با استفاده از نرم افزار متلب آموزش داده شده و کرمای هوای سطحی، تخمین زده شد. برای رسیدن به بهترین نتیجه، شبکه عصبی با پارامترهای متفاوت از جمله گرادیان خطا و تعداد نورون های لایه پنهان و روش آموزش مناسب بهینه شد. پس از اجرای برنامه برای تعداد نورون های متفاوت، مشخص شد که تعداد 35 نورون، بهینه ترین مقدار می باشد که ضریب رگرسیون 95.7 درصد را به دست داده و مقدار میانگین مربعات خطا برای تمام داده ها، 0.437 میلی گری است که 4.8 درصد دامنه تغییرات خروجی می باشد و مبین پیش گویی با صحت 95.2 درصدی در پژوهش حاضر می باشد. روش پیشنهادی در تحقیق حاضر با استفاده از شبکه های عصبی در پیش بینی کرمای هوا، تخمین کرمای هوای احتمالی بیمار را قبل از اینکه در معرض اشعه ایکس قرار بگیرد، میسر می کند. نتایج نشان داده است که ضریب رگرسیون بدست آمده، مبین اختلاف 4.3 درصدی بین کرمای اندازه گیری شده توسط دوزیمتر حالت جامد در میدان پرتو و مقدار پیش گویی شده در پژوهش حاضر می باشد که در مقایسه با روش شبیه سازی مونت کارلو از صحت خوبی نیز برخوردار است.

    کلیدواژگان: تخمین دوز، غربالگری ماموگرافی، دوز متوسط غده ای، شبکه عصبی، پرسپترون چند لایه
  • فرناز آرایش نیا*، فریدون عباسی دوانی صفحات 163-170

    اندازه گیری آلودگی های سطحی پرتوزا امری لازم و ضروری در تاسیسات هسته ای است. پایش آلودگی های سطح پایین آلفا و بتا با استفاده از آشکارسازهای سبک، دارای سطح بزرگ و با راندمان بالا امکان پذیر می باشد. با توجه به اینکه بسیاری از آشکارسازها به طور همزمان قادر به جداسازی پرتوهای آلفا، بتا و گاما نیستند؛ از میان روش های موجود، استفاده از آشکارساز فوزویچ به منظور آشکارسازی همزمان آلفا/ بتا/ گاما انتخاب شد. با این روش می توان تنها با یک آشکارساز ترکیبی که شامل سه لایه از سوسوزن های مختلف است، به طور همزمان چشمه های آلودگی آلفا/بتا/گاما را بررسی نمود. در اینجا طراحی با استفاده از مواد سوسوزنی ZnS(Ag)، BC400 و NaI(Tl) به ترتیب به عنوان لایه های اول تا سوم با ضخامت های 0.0025، 1 و 3 سانتیمتر، حساس به اندرکنش با ذرات آلفا، بتا و گاما صورت گرفت. بازدهی مطلق برای هر یک از لایه ها با شرط تعادل بین بازدهی وشمارش های پس زمینه ناشی از تابش های تداخلی چشمه در هر لایه صورت گرفت. بدین ترتیب در انرژی MeV 0.1، حداکثر بازدهی مطلق برای ذرات بتا با مقدار 24% و در انرژی MeV 2-1 به حداکثر بازدهی مطلق پرتوهای گاما با مقدار تقریبا 16% دست یافتیم.

    کلیدواژگان: آشکارسازی، آلفا، بتا، گاما، فوزویچ، MCNP، GEANT4
  • سیده فاطمه طاهری*، احمد شیرانی صفحات 171-178

    آشکارسازهای ژرمانیومی فوق خالص (HPGe) زیر شاخه ای از آشکارساز های نیمه هادی هستند که به دلیل قدرت تفکیک بالا، زمان مرده کوچک، عدم محدودیت در ابعاد و سازگار بودن با انواع محیط ها، در سطح گسترده ای از تکنولوژی هسته ای، از صنعت فضا گرفته تا پزشکی هسته ای مورد استفاده قرار می گیرند. بازده(ذاتی و همچنین مطلق) آشکارساز HPGe که تابع هندسه سیستم چشمه - آشکارساز و هم چنین انرژی اشعه گاما می باشد یک فاکتور مهم در تعیین فعالیت چشمه های پرتوزا به شمار می رود که با تغییر هر یک از عوامل فوق الذکر بازده نیز تغییر می کند و نیازمند اندازه گیری های مجدد خواهد بود. یکی از راه های ساده تر تعیین فعالیت چشمه های پرتو زا استفاده از بازده ذاتی نقطه مجازی است. نقطه مجازی نقطه ای است فرضی که میزبان تمامی واکنش ها درون آشکارساز است. هدف در انجام این پژوهش تعیین نقطه ی مجازی آشکارساز HPGe مدلGMX 40P4-76 و تعیین بازدهی نقطه مجازی برای این آشکارساز است. برای این کار ابتدا با استفاده از سیستم طیف سنجی HPGe طیف اشعه گامای گسیل شده از یک چشمه یوروپیوم را در فواصل مختلف چشمه - آشکارساز به طور تجربی به دست آوردیم و سپس با استفاده از روش شبیه سازی مونت کارلو(کد MCNPX) سیستم طیف سنجی را شبیه سازی کردیم. در این پژوهش در مرحله ی اول به تعیین فاصله نقطه ی مجازی به دو روش تجربی و شبیه سازی برای بازه ی انرژی keV 121 تا keV 1408 پرداخته شد که در محاسبه بازده به روش شبیه سازی از کد مونت کارلو MCNPX استفاده شد و نتایج آن با نتایج تجربی مقایسه شدند که سازگاری خوبی داشتند. در مرحله ی دوم با استفاده از نقطه ی مجازی به محاسبه ی بازدهی نقطه ی مجازی برای آشکارسازHPGe پرداختیم و نشان داده شد که این بازدهی برای یک انرژی در فواصل مختلف نوسانات کمی دارد یا به عبارتی بازدهی نقطه ی مجازی در فواصل مختلف برای یک انرژی، یکسان به دست می آید و با داشتن آن(بازدهی نقطه مجازی)محاسبه فعالیت چشمه های نامعلوم آسان تر است چراکه وابستگی به فاصله از بین رفته است و در فواصل مختلف نیازمند اندازه گیری مجدد نخواهیم بود.

    کلیدواژگان: آشکارساز HPGe، روش مونت کارلو، کد MCNP، بازده، نقطه مجازی آشکارساز
  • ایرج مرادی قراتلو*، یاسر کاسه ساز، میر شهرام حسینی پناه صفحات 179-183

    در این پژوهش، قابلیت احتمالی چند ترکیب هیدرید فلزی به عنوان حفاظ نوترون برای چشمه گداخت D-D با استفاده از کد محاسباتی MCNPX بررسی شده است. نتایج به دست آمده در سه مرحله برای یافتن مواد با شار نوترون های حرارتی، سریع و کل کمتر نسبت به مواد متدوال مقایسه شد. نتایج به دست آمده نشان دهنده مزیت های نسبی هیدریدهای فلزی LaNi5H6، VH، TiH2، TaH، Mg(BH4)2، YH2، NbH و LaH3 در کاهش انرژی نوترون های چشمه D-D می باشد، به طوری که استفاده از این ترکیبات هیدریدی، به عنوان بخشی از کندکننده یا حفاظ نوترونی، در کم کردن حجم تاسیسات هسته ای بسیار موثر خواهد بود.

    کلیدواژگان: هیدرید فلزی، حفاظ نوترونی، کند کننده نوترن، نوترون های گداخت، کد محاسباتی MCNPX
  • بهنام آزادگان، علی اصغر مولوی*، سید علی مهدی پور صفحات 185-190

    امروزه به دلیل هزینه های بالا و ابعاد بزرگ شتاب دهنده های متعارف پروتونی، استفاده از روش های بهینه ی دیگری جهت تولید باریکه پروتونی مورد مطالعه قرار گرفته است. یکی از روش های مهم و جدید، استفاده از شتابدهنده های پروتونی مبتنی بر باریکه ی لیزری می باشد. در این روش، لیزرهای با توان بالا (W/cm2 1018~) بر روی یک هدف با عدد اتمی بزرگ فرود آمده و با ایجاد یک محیط پلاسمایی باعث شتاب یون ها و تولید پروتون خواهند کرد. در حال حاضر پروژه هایی در این زمینه همچون: ELIMED جمهوری چک، PMRC ژاپن،DROT مونیخ، HZDR درسدن آلمان و... در حال انجام است. با توجه به پراکندگی زاویه ای نسبتا زیاد پروتون ها، کاهش پراکندگی و موازی سازی آن ها جهت انتقال، اهمیت بسیار زیادی دارد. در این تحقیق، با استفاده از ابزار GEANT4، طراحی یک سیم لوله و میدان مغناطیسی مورد استفاده در خط باریکه ی موسسه ی HZDR آلمان انجام شده است. اثر سیم لوله بر پروتون هایی با واگرایی اولیه 5 درجه مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان می دهد در نظر گرفتن جزییات سیم لوله تاثیر مستقیمی بر محاسبات پروفایل پروتون ها داشته و امری ضروری است. بیشنیه ی میدان مغناطیسی سیم لوله ای، برای قرارگیری سامانه ی گزینشگر پروتون در فاصله ی یک متری چشمه، 20~ تسلا محاسبه شد.

    کلیدواژگان: پروتون، میدان مغناطیسی، سیم لوله، توزیع انرژی، چشمه
  • حسین ذکی دیزجی*، طیب کاکاوند، مهدخت فرزام صفحات 191-196

    آشکارسازی تابش برای تعیین مقدار دز تابش لازم است. با توجه به نوع آشکارساز و روش تعیین دز، ممکن است آشکارسازی در سطوح مختلف انجام می گیرد. حداقل سطح آشکارسازی، شمارش تعداد پالس ها است. به طور معمول، خروجی یک آشکارساز تابش به صورت مستقیم در تعیین مقدار دز تابش قابل استفاده نیست. با تغییر و اصلاح تابع پاسخ و یا خروجی آشکارساز، سعی می شود ارتباط و تناسبی بین خروجی آشکارساز با مقدارمعادل دز ایجاد گردد. برای این منظور روش های متعدد سخت افزاری و نرم افزاری به کار برده می شود تا مقادیر معادل دز بدست آید. در روش های سخت افزاری لایه هایی به عنوان تعدیل کننده، جبران کننده، کندکننده و غیره استفاده می شود. در روش های نرم افزاری نیز فرآیندهای داده برداری و پردازش آنها مانند بازیابی، پیچش، واپیچش و غیره استفاده می شود. روش داده برداری گزینشی از چندین کانال انرژی، از روش های نرم افزاری بوده و در این مقاله ارایه شده است. در این روش، دستیابی به پاسخ دزیمتری فوتون در بازه انرژی MeV 411/0 تاMeV  3 براساس داده های یک آشکارساز یدورسدیم پرداخته شده است. با استفاده از شبیه سازی کد MCNPX تابع پاسخ آشکارساز برای تابش گاما تعیین گردیده و سپس ضرایب کالیبراسیون برای محاسبه ی دز محاسبه شده است. در نهایت پاسخ انرژی آشکارساز یدورسدیم برای دزیمتری تابش گاما برای چندین کانال انرژی تعیین گردید. نتایج به دست آمده نشان می دهد که روش ارایه شده، دقت بالایی در دزیمتری تابش گاما دارد.

    کلیدواژگان: آشکارسازی، تابع پاسخ، دزیمتری، تابش گاما، کد MCNPX
  • احمد رمضانی مقدم آرانی*، سید احسان روزمه صفحات 197-202

    تغییرات بزرگ امپدانس الکتریکی رساناهای مغناطیسی در حضور میدان مغناطیسی،  امپدانس مغناطیسی بزرگ (GMI)  و وابستگی آن   به جهت میدان مغناطیسی، اثر نامتقارنی امپدانس مغناطیسی(AGMI) نامیده می شود.  میزان حساسیت به مقدار و جهت میدان مغناطیسی اعمالی و همچنین میزان خطی بودن GMI از جمله پارامترهای اساسی در زمینه استفاده از کمیت مذکور در توسعه ی حسگرهای مغناطیسی هستند.  استفاده از شرایط بازپخت مناسب ضمن کاهش تنش های داخلی ضمن ساخت، ایجاد نظم بلورین، و القای ناهمسانگردی مغناطیسی، می تواند بهینه پاسخ GMI را به سادگی قابل کنترل کند. در این پژوهش  اثر مدت زمان تابش دهی با پرتوهای گامای حاصل از دو چشمه Co60 و Cs137 بر  نامتقارنی امپدانس مغناطیسی آلیاژ آمورف Co68.15Fe4.35Si12.5B15  مورد مطالعه قرار گرفت. بهینه زمان بهبود امپدانس مغناطیسی برای چشمه ی Co60  به مدت 30 ساعت و چشمه ی Cs137  به مدت 24 ساعت بدست آمد. نقش پراش پرتوx حاصل از نمونه نشان دهنده خروج نمونه ها از حالت آمورف و تشکیل بلورک ها است. اثرات  ناشی از پرتوهای چشمه  Cs137 نمونه را از نظر مغناطیسی نرمتر کرده و پاسخ نمونه را به میدان های مغناطیسی حول میدان ناهمسانگردی بویژه در نمونه بازپختی در 24 ساعت افزایش قابل ملاحظه ای داده که در نتیجه این نمونه را نسبت به دیگر نمونه ها برای کاربرد حسگری مناسب تر گردانیده است.

    کلیدواژگان: : امپدانس مغناطیسی، بازپخت، پرتو گاما، آلیاژ آمورف، حسگرهای مغناطیسی
  • زهرا آقائی، علیرضا کریمیان*، محمدحسن علامت ساز صفحات 203-212

    براکی تراپی، نوعی درمان سرطان پروستات است که منبع پرتو در بافت سرطانی و یا در نزدیکی آن کاشته می شود. هدف این مقاله، محاسبه عدم قطعیت دز دریافتی بافت پروستات، ناشی از جابجایی چشمه ها و تورم در غده پس از کاشت دانه های پرتوزا است. از  کد MCNPX 2.6 و پروتکل TG-43U1 برای شبیه سازی چشمه براکی تراپی ید-125 مدل 6711Amersham  (با فعالیت mCi 0/5) و فانتوم ORNL استفاده شد. طرح درمانی شامل 76 چشمه، حاوی ماده پرتوزای ید-125 است که به دو شکل دانه ای و نقطه ای در سه حجم اولیه 30/02 ، 38/01 و cm3 52/01 و سه گام زمانی مختلف در پروستات کاشته شده اند. سه گام زمانی شامل لحظه ی پس از کاشت، روز صفرم و روز سی ام پس از کاشت است. در گام نخست دز معادل پرتو در سه حجم مختلف برای دو توزیع دانه ای و نقطه ای در بافت سالم و سرطانی محاسبه شد. در گام دوم، مکان چشمه ها از موقعیت پیش فرض منحرف و منجر به تغییر در نحوه توزیع دز می گردد. با جابجایی در سه جهت چپ-راست (mm 1/8)، درون سو-برون سو (mm 2/1) و بالا-پایین (mm3/4)، دز معادل پرتو محاسبه شد. حداکثر عدم قطعیت دز پروستات تحت درمان با چشمه های دانه ای، به حجم  cm352/01 و مقدار 20 %+  مشاهده شد. در گام سوم، علاوه بر تغییر مکان چشمه ها، تورم 12 % نسبت به حجم آغازین آن، مشاهده که منجر به دریافت دزی کمتر نسبت به مرحله قبل شد.در این طرح درمانی، اثر جابجایی چشمه ها و تورم به میزان 12 %  بررسی شد. عدم قطعیت در جابجایی چشمه ها در روز صفرم پس از کاشت، حدود 20% ± محاسبه شد. همچنین تاثیر دو عامل ذکر شده پس از سی روز از کاشت در پروستاتی با حجم cm3 58/25 با چشمه های نقطه ای، کاهش 21/04 %  در مقادیر دز بافت سالم و سرطانی را نسبت به لحظه ی پس از کاشت نشان داد. حداکثر خطای کد 0/03 % است.

    کلیدواژگان: سرطان پروستات، براکی تراپی، کد MCNPX، چشمه ید-125، جابجایی چشمه، تورم، دز دریافتی، عدم قطعیت
  • محمودرضا اکبری، علیرضا کریمیان* صفحات 213-222

    امروزه، جهت بهبود صحت درمان در پرتودرمانی، تلاش های بسیاری برای استفاده از تصویر برداری رزونانس مغناطیسی به دلیل مزایایی چون ایجاد تمایز بافت نرم فوق العاده و دنباله های پالسی فوق سریع، وجود دارد. از سوی دیگر، پرتودرمانی با یون کربن، به دلیل مزایایی چون اثر بیولوژیکی نسبی بالاتر و کاربرد در درمان برخی تومور های مقاوم به تابش های با انتقال انرژی خطی پایین، به سرعت در حال توسعه است. ایده ی استفاده از هدایت تصویر رزونانس مغناطیسی در درمان با یون کربن، چالش هایی را به همراه دارد که آشفتگی دز در بدن بیمار از جمله این چالش هاست. به همین منظور، در این تحقیق، با استفاده از شبیه سازی به روش مونت کارلو،  یک فانتوم مکعب مستطیلی شامل لایه های بافتی مختلف که هندسه ی ناحیه قفسه سینه را شبیه سازی می کند و مربوط به بیماری با توموری در ریه است، مدلسازی شد. برای اولین بار در این مطالعه، آشفتگی های دز سه بعدی باریکه های واقعی کربن درمانی با انرژی 220 مگاالکترون ولت بر نوکلیون در حالت حضور دو میدان متوسط (5/1 تسلا) و بالا (3 تسلا) که بر فانتوم بافتی شبیه سازی شده اعمال شدند، با حالت بدون میدان، مقایسه شد. همچنین توزیع معادل دز سه بعدی در داخل فانتوم ناهمگن شبیه سازی شده در حضور میدان مغناطیسی 5/1 تسلا، محاسبه شد. در محل عمق براگ، هیچ جابجایی طولی برای مراکز پروفایل دز و معادل دز در میدان 5/1 تسلا مشاهده نشد. میزان جابجایی طولی پروفایل دز کلی در میدان 3 تسلا برابر 1/1 میلی متر محاسبه شده است. همچنین، میزان انحراف جانبی مراکز پروفایل دز و معادل دز در میدان 5/1 تسلا برابر 7/1 میلی متر و میزان جابجایی جانبی مرکز پروفایل دز در میدان 3 تسلا، 3/3 میلی متر محاسبه شده است. نتایج حاکی از آن است که آشفتگی های دز بدست آمده، در محدوده صحت مورد انتظار از کربن درمانی با هدایت تصویر تشدید مغناطیسی، قابل توجه می باشند.

    کلیدواژگان: هدایت تصویر تشدید مغناطیسی، کربن درمانی، شبیه سازی مونت کارلو، توزیع دز کلی، معادل دز یون کربن، سرطان ریه
  • فائزه ملک زاده تربه بر، علیرضا کریمیان*، احمد شیرانی، مصطفی رباط جزی، مهدی اخلاقی صفحات 223-228

    SPECT-CT یک روش تصویربرداری جهت تشخیص بیماری ها و مطالعه فیزیولوژی بدن می باشد. در این نوع تصویر برداری به دلیل استفاده از رادیو دارو جهت تصویربرداری (SPECT) و پرتو ایکس (CT) دز پرتوی نسبتا بالایی به بیمار وارد می شود. اگر بیمار خانم باردار باشد با توجه به اینکه جنین در حال رشد، درون رحم در تمام طول دوره قبل از تولد نسبت به هر تابش پرتویی حساس است و ممکن است آثار مخرب و جبران ناپذیری دریافت کند، حفاظت از خانم باردار و جنین در برابر تابش از اهمیت خاصی برخوردار است. هدف از این پژوهش ارزیابی و محاسبه دز جذبی جنین در تصویر برداری قلب با استفاده از دستگاه SPECT-CT در حالت های استرس و استراحت قلب با تزریق mCi 20 از رادیودارویTc-MIBI  99m می باشد.به منظور ارزیابی دز جذبی جنین از روش مونت کارلو و با استفاده از کد  MCNPX  و فانتوم  ORNL  جنین را در سه دوره بارداری سه، شش و نه ماهگی شبیه سازی کرده و میزان دز جذبی جنین در دو حالت استرس و استراحت در تصویربرداری SPECT محاسبه شده است. دز جذبی جنین در حالت استرس در سه دوره بارداری سه، شش و نه ماهگی به ترتیب 2- 10 * 1/26، 3- 10*  2/9 و 4- 10 * 2/83  میلی گری و دز جذبی جنین در حالت استراحت در سه دوره بارداری سه، شش و نه سالگی به ترتیب  2- 10 * 2/52، 3- 10 * 5/79 و 4- 10 * 5/68 میلی گری محاسبه شده است.نتایج این تحقیق نشان می دهد که بیشترین دز جذبی جنین مربوط به تصویربرداری حالت استراحت قلب در سه ماهگی جنین است. دز جذبی جنین در تمام دوره های بارداری کمتر از Gy 0/05 محاسبه شده که طبق گزارش NCRP 128 و ICRP 84 این میزان دز برای جنین خطر جدی ایجاد نمی کند. اما با این حال نیز بایستی توصیه های ایمنی خاص به خانم های باردار جهت کاهش دز جذبی جنین به خصوص در ماه های اولیه بارداری داده شود.

    کلیدواژگان: جنین، دز جذبی، خانم باردار، SPECT-CT، قلب، 99mTc-MIBI
  • نفیسه خسروی، مجتبی تاجیک*، بهزاد بقراطی صفحات 229-236

    در این مقاله اثرات تابش های پروتون و الکترون بروی لایه های محافظ در سلول منطقی دیجیتالی درون تراشه FPGA  با استفاده از کد  FLUKA شبیه سازی شده است.  با استفاده از کد مونت کارلوی، ترابرد الکترونها و پروتونها در یک سلول منطقی مربوط به دروازه ی دیجیتالی درون تراشه FPGA مورد بررسی قرار گرفته شده است. در این شبیه سازی، حداکثر انرژی الکترونهای و پروتونهای وارد شده به سلول منطقی تراشه بین 30 تا 50 مگا الکترون ولت بوده و آثار اختلالات ناشی از تابش بر مواد نیمه هادی و همچنین برخی از اثرات مخرب تابش پرتوهای الکترون و پروتون در پنج ساختار متفاوت با بکار بردن لایه های آلومینیوم، سیلیکون، دی اکسید سیلیکون، بورن و اکسید بورن مورد بررسی قرار گرفته شده است. نتایج شبیه سازی ها نشان می دهد، بکار بردن لایه ی ضخیم دی اکسید سیلیکون در چند لایه ی متفاوت موجب کاهش آثار ناشی از اختلال ها نسبت به سایر ساختارها خواهد شد.

    کلیدواژگان: سلول منطقی، پروتون، اثرات تابش، کد فلوکا، SEU
  • علیرضا آزادبر، سمانه برادران*، محمدرضا کاردان، داریوش سرداری صفحات 237-245

    منشاء گاز رادن زنجیره فروپاشی اورانیوم موجود در خاک زمین  است که در فضا آزاد شده و از طریق شکافهای ساختمان به فضای داخلی خانه ها راه می یابد. این گاز از طریق تنفس می تواند وارد سیستم تنفسی شده  و باعث بروز خطرات پرتوی گردد. تحقیقات انجام شده در سالهای اخیر رادن را به عنوان دومین عامل ابتدا به سرطان ریه بعد از سیگار معرفی کرده است. غلظت دختران پرتوزای رادن در یک فضای بسته، کمیت مرتبط و مورد توجه محققین از نقطه نظر سلامتی می باشد.  لذا اندازه گیری دقیق تر میزان غلظت گاز رادن در راستای ارزیابی میزان پرتوگیری مردم از اهمیت بالای برخوردار می باشد.  هدف از این تحقیق اندازه گیری گاز رادن موجود در خانه های مسکونی شهر رامسر با دو روش معاصر و گذشته نگر و همچنین مقایسه آن با اندازه گیری های قبلی انجام شده می باشد. جهت اندازه گیری غلظت رادن معاصراز روش غیر فعال با استفاده از اتاقک نفوذی گاز رادن  و آشکارساز رد پای هسته ای حالت جامد و برای اندازه گیری غلظت گاز رادن گذشته نگر از فعالیت پلونیوم 210 کاشته شده در اشیا شیشه ای استفاده شده است. آشکارسازهای رد پای هسته ای حالت جامد به کار رفته در این تحقیق پلی کربنات بوده که در دنیا برای روش گذشته نگر برای اولین بار از این نوع پلیمر استفاده شده است.  میانگین غلظت اندازه گیری شده رادن معاصر حدود Bq/m3 416 و رادن گذشته نگر حدود Bq/m3 1299 می باشد. اختلاف غلظت گاز رادن گذشته نگر با غلظت گاز رادن معاصر می تواند به تغییر در نرخ تهویه و تغییر غلظت آیروسلها و نسبت سطح به حجم اتاق مرتبط باشد. با توجه به مقایسه نتایج بدست آمده با استانداردهای انجمن حفاظت محیط زیست آمریکا مشخص شد که 45 درصد  از خانه ها دارای غلظت گاز رادن بالاتر از148 بکرل بر متر مکعب می باشد که لزوم اجرای روش هایی برای کاهش گاز رادن در این خانه ها حتمی است.

    کلیدواژگان: رادن گذشته نگر، رادن معاصر، آشکارساز پلی کربنات، سرطان ریه
  • معصومه نان بده، سید محمود سادات کیایی*، مصطفی حسن زاده، علی آقامحمدی صفحات 247-250

    مهمترین بخش درمان به روش نوترون تراپی (NCT1)، دستیابی به باریکه ای از نوترون های با شدت و انرژی مناسب و با حداقل آلودگی و آسیب است. در این پژوهش به منظور اصلاح طیف نوترون حاصل از همجوشی D-D و استفاده از آن در نوترون تراپی، مجموعه ای از مواد مختلف، که اصطلاحا مجموعه شکل دهنده طیف نامیده2 می شود، در مسیر نوترون های خروجی با انرژی 2.45 MeV  قرار می گیرد به گونه ای که باریکه نوترون خروجی آن از نظر شدت و انرژی برای درمان مناسب باشد. در این مقاله، این مجموعه برای یک دستگاه پلاسما کانونی IS3 توسط کد MCNPX2.6 طراحی و بهینه سازی شده است. همچنین در این تحقیق، ضریب بهره کل ذرات تولید شده از چشمه PF 109 در نظر گرفته شده است. نتایج این مطالعه نشان می دهد که با توجه به مواد BSA3، بهترین انتخاب برای بازه انرژی نوترون های فوق حرارتی می باشد.

    کلیدواژگان: پلاسمای کانونی، نوترون تراپی، مجموعه شکل دهنده طیف، شار، MCNPX2.6
  • یاسر کاسه ساز*، بهروز رکرک، حسین چوپان دستجردی صفحات 251-256

    اخیرا یک کولیماتور جدید برای رادیوگرافی نوترونی بر پایه استفاده از کانال پرتودهی E  راکتور تحقیقاتی تهران طراحی، ساخته و با موفقیت تست شده است. آزمون های اولیه نشان می دهد که این سیستم قابلیت استفاده صنعتی جهت تصویر برداری از نمونه های مختلف را دارد. یک گام مهم و اساسی در این مسیر طراحی و ساخت یک اتاق با ابعاد مناسب و با در نظر گرفتن ملاحظات ایمنی پرتویی می باشد. پژوهش حاضر در مورد آنالیز اتاق پیشنهاد شده از نظر ملاحظات دزیمتری است که با استفاده از کد MCNPX انجام شده است. به این منظور بعد از شبیه سازی کامل هندسه اتاق، کف اتاق و نیز دیوار استخر راکتور، دز در قسمت های مختلف بیرون اتاق و پشت دیوارها محاسبه گردید. نتایج نشان میدهد که دیوارها و چیدمان در نظر گرفته شده میتواند دز در بیرون اتاق را تا حد 10 میکروسیورت بر ساعت کاهش دهد که این مقدار از نظر ملاحظات ایمنی پرتویی قابل قبول میباشد.

    کلیدواژگان: راکتور تحقیقاتی تهران، سیستم رادیوگرافی نوترونی جدید، حفاظ سازی، دزیمتری، کد MCNPX
  • مرتضی رئیسی*، جعفر اسماعیلی، ابراهیم شیروانی صفحات 257-260

    در این تحقیق میزان توزیع دز در اطراف سامانه رطوبت و چگالی سنج هسته ای MC-1DR واقع در دانشگاه شهرکرد با کد MCNPX شبیه سازی شده و با مقادیر اندازه گیری مقایسه شده است. با توجه به عدم تقارن سیستم و موقعیت چشمه های نوترون و گاما مقدار دز معادل در فاصله های 5 و 30 و 100 سانتیمتری و در جهت های مختلف تعیین شده است. به دلیل هندسه پیچیده جداره های داخلی سامانه و عدم داده های دقیق در مورد ترکیبات آلیاژی دیواره های داخلی و خارجی و ساختمان داخلی چشمه ها، بین نتایج تجربی و شبیه سازی در بعضی از نقاط اختلاف هایی مشاهد شده است. در حالت کلی نتایج نشان می دهد زمانی که چشمه گاما در داخل سامانه قرار دارد بیشترین دز در زیر دستگاه و کمترین در پشت دستگاه قرار دارد. همچنین در سمت چپ دستگاه دز نوترون و در قسمت راست دز گاما بیشتر است. در مقایسه با حداکثر دز مجاز در روز، mrem 12، زمان استفاده از دستگاه حداکثر یک ساعت و در فاصله m 1 از آن توصیه می شود.

    کلیدواژگان: آهنگ دز معادل، سامانه MC-1DR، کد MCNPX
  • حسین محمدی، محمدرضا شجاعی*، جمشید سلطانی نبی پور صفحات 261-266

    هدف از مطالعه حاضر، بررسی اثر نوسانات ولتاژ حاصل از دستگاه های تولید کننده اشعه ایکس بر کیفیت پرتوهای اشعه ایکس می باشد. برای رسیدن به این موضوع باید ابندا طیف انرژی حاصل از تیوب های تولید کننده اشعه ایکس در محدوده رادیوگرافی تشخیصی شبیه سازی شده و با نتایج تجربی اندازه گیری شده، صحت سنجی شود. آنالیز آماری انجام گرفته روی نتایج نشان می دهد که تفاوت معنی داری بین نتایج شبیه سازی و نتایج تجربی وجود ندارد. سپس تاثیر ریپل ولتاژ روی طیف انرژی شبیه سازی و بررسی شد. برای بررسی اثر نوسانات ولتاژ بر میزان کیفیت پرتو محاسبات لایه نیم جذب (HVL) انجام گرفت. نتایج حاصل از این تحقیق نشان داد که نوسانات ولتاژ می تواند تا حدود 56% مقدار HVL را در ولتاژ kV100 و در حدود 75% در ولتاژ kV80 کاهش دهد.

    کلیدواژگان: لایه نیم جذب، شبیه سازی مونت کارلو، GATE، نوسانات ولتاژ، طیف انرژی
  • محمدرضا رضایی راینی نژاد*، توحید یوسف زاده حسنلوئی، زهرا رستمی صفحات 267-274

    چکیده   پیش بینی زلزله در ایران وجهان تا کنون با روش های مختلفی بررسی شده است. در این تحقیق   با استفاده از تغییرات بعد فراکتال تغییرات غلظت رادن در چشمه اب گرم ریحانشهر زرند کرمان   در تاریخ 28-5 دی ماه  1395و ارتباط ان با زلزله های انجام شده در  ان منطقه با D/R بزرگتر از 0.5  از تاریخ 15-1 بهمن 1395 به بررسی امکان پیش بینی زلزله  با استفاده از تغییرات بعد فراکتال تغییرات غلظت رادن در چشمه های ابگرم  پرداخته شده است. نتایج این تحقیق نشان میدهد که 25-17 روز قبل از زلزله با D/R  بزرگتر از 0.5  در  بعد فراکتال  روزانه  غلظت رادن در چشمه آبگرم ریحانشهر زرند کرمان  افت شدیدی  مشاهده میشود . در نتیجه  تغییرات بعد فراکتال  روزانه   غلظت رادن در چشمه های  آبگرم میتواند بعنوان یکی از پارامترهای پیش نشانگری زلزله  محسوب شود  . داده های عملی این تحقیق  همراه با کسب مجوز استفاده از داده ها  از مرکز تحقیقاتی  پیش نشانگر زلزله  دکتر نگارستانی  و همکاران  مستقر در دانشگاه  تحصیلات تکمیلی کرمان  اخذ شده است. نتایج این تحقیق نشان میدهد در تاریخ 26-20   بهمن زلزله ای  با   D/Rبزرگتر از 0.5 در این منطقه رخ خواهد داد. دلایل و  شواهد  نشان  از  تحقق پیش بینی صورت گرفته با وقوع زلزله ای با  1.885=  D/R    در تاریخ 22 بهمن ماه 1395 در آن منطقه دارد .چکیده   پیش بینی زلزله در ایران وجهان تا کنون با روش های مختلفی بررسی شده است. در این تحقیق   با استفاده از تغییرات بعد فراکتال تغییرات غلظت رادن در چشمه اب گرم ریحانشهر زرند کرمان   در تاریخ 28-5 دی ماه  1395و ارتباط ان با زلزله های انجام شده در  ان منطقه با D/R بزرگتر از 0.5  از تاریخ 15-1 بهمن 1395 به بررسی امکان پیش بینی زلزله  با استفاده از تغییرات بعد فراکتال تغییرات غلظت رادن در چشمه های ابگرم  پرداخته شده است. نتایج این تحقیق نشان میدهد که 25-17 روز قبل از زلزله با D/R  بزرگتر از 0.5  در  بعد فراکتال  روزانه  غلظت رادن در چشمه آبگرم ریحانشهر زرند کرمان  افت شدیدی  مشاهده میشود . در نتیجه  تغییرات بعد فراکتال  روزانه   غلظت رادن در چشمه های  آبگرم میتواند بعنوان یکی از پارامترهای پیش نشانگری زلزله  محسوب شود  . داده های عملی این تحقیق  همراه با کسب مجوز استفاده از داده ها  از مرکز تحقیقاتی  پیش نشانگر زلزله  دکتر نگارستانی  و همکاران  مستقر در دانشگاه  تحصیلات تکمیلی کرمان  اخذ شده است. نتایج این تحقیق نشان میدهد در تاریخ 26-20   بهمن زلزله ای  با   D/Rبزرگتر از 0.5 در این منطقه رخ خواهد داد. دلایل و  شواهد  نشان  از  تحقق پیش بینی صورت گرفته با وقوع زلزله ای با  1.885=  D/R    در تاریخ 22 بهمن ماه 1395 در آن منطقه دارد .

    کلیدواژگان: تغییرات غلظت، رادون، آب گرم، پیش بینی، زلزله، بعد فراکتال
  • محرم امینی، حامد صالحی* صفحات 275-284

    مواد رادیواکتیو مورد استفاده در پزشکی هسته ای یا خود رادیو ایزوتوپها هستند و یا داروهایی که با مواد رادیو ایزوتوپ نشاندار شده اند. داروی رادیواکتیو، در روش های تشخیصی مواد رادیواکتیو به بیمار تزریق شده و میزان اشعه تایید شده، از بیمار اندازه گیری می گردد. اکثر روش های تشخیصی به کمک یک دوربین اشعه گاما، توانایی تشکیل تصویر را دارند. در این کار قصد داریم میزان دز جذبی را بوسیله کد MCNP برای ارزیابی دزیمتری زمانیکه رادیو دارو مس64 برای تصویربرداری یا درمان در سینه، مغز و قلب به کار می رود ، بررسی کنیم.

    کلیدواژگان: دزیمتری، رادیو داروی مس 64، توزیع بیولوژیکی، واپاشی بتا مثبت، تصویر برداری در پزشکی هسته ای، کد MCNP
  • هیوا رخزادی زردوئی، مصطفی حسن زاده*، سید محمود سادات کیایی، عبدالله رفاعی صفحات 285-290

    در این پژوهش، به منظور محاسبه میزان پرتوزایی رادیوایزوتوپ هایی مانند 11C، 15O، 18Fو123,124I در دستگاه پلاسمای کانونی جهت تولید رادیوایزوتوپ های پزشکی، از ذرات بدون بار نوترون و باردار پروتون با هدف های مکعبی ازجنس نیتروژن، زینان، کربن و بور طبیعی جامد استفاده شده است. انرژی چشمه ذرات در ورودی برنامه از MeV 1 تا  MeV10 می باشد. همچنین ضریب بهره کل ذرات حدود در نظر گرفته شده است. در این مقاله، به کمک کد ام سی ان پی ایکس[1] ، میزان شار و انباشت انرژی ذرات نوترون و پروتون برای تولید رادیوایزوتوپ های پزشکی در دستگاه پلاسمای کانونی محاسبه شده است. با توجه به نتایج بدست آمده در این تحقیق نشان می دهد که به دلیل متفاوت بودن سطح مقطع های جذب و رزنانس هدف های در نظر گرفته شده با انرژی نوترون ها و پرتون ها، مقدار افزایش شار ذرات خطی نمی باشد اما پس از انرژی تقریبا  MeV10 این شیب به دلیل ثابت بودن سطح مقطع تقریبا ثابت است. همچنین نتایج این مطالعه نشان می دهد که با افزایش انرژی پروتون ها در این هدف ها، مقادیر انباشت انرژی پروتون ها به طور خطی افزایش می یابد اما بیشترین مقدار آن برای هدف نیتروژنی و کمترین مقدار آن برای هدف زینان به دلیل متفاوت بودن سطح مقطع برهم کنش ها می باشد. [1] MCNPX2.7

    کلیدواژگان: پلاسمای کانونی، رادیو ایزوتوپ، پرتوزایی، بهره کل، کد ام سی ان پی
  • قاسم فروزانی*، زهرا کشاورز صفحات 291-294

    در این  پژوهش جهت تاثیر کاهش شدت پرتوی گاما توسط مواد و کامپوزیت پلیمری مورد بررسی با استفاده از کد MCNPX، از کبالت 60 با انرژی میانگین  25/1 به عنوان چشمه فوتونی استفاده شده است. بدین صورت که ابتدا  تاثیر ضخامت و چگالی را بر کاهش شدت پرتوی گاما مورد بررسی قرار داده ایم و سپس مقایسه ای بین حفاظ هایی از جنس سرب، تنگستن و کامپوزیت پلیمری پیشنهادی در چندین ضخامت توسط کد MCNPX شبیه سازی شده است.

    کلیدواژگان: پرتوی گاما، کامپوزیت پلیمری، چشمه فوتونی، حفاظ، شبیه سازی
  • آرمین مسیبی، شهریار ملکی*، فرهود ضیائی صفحات 295-298

    نانوساختارهای کربنی با افزوده شدن در بستر پلیمری، ضمن ارتقای خواص الکتریکی، مکانیکی و اپتیکی نانوکامپوزیت، دارای کاربردهای فراوانی در صنعت، پزشکی و کشاورزی هستند. نویسندگان حاضر، پژوهشهای متعددی بر نوع جدیدی از دزیمترهای تابشی گاما مبتنی بر ماده نانوکامپوزیت پلیمر-نانو ساختارهای کربنی ارایه نموده اند. در این تحقیق، در ابتدا آستانه گذر الکتریکی نانوکامپوزیت پلی استایرن-اکسیدگرافن(PS/GO) در کسرهای وزنی مختلف به روش المان محدود شبیه سازی شد. سپس، در مرحله تجربی، نانوکامپوزیتهای مختلف در درصدهای وزنی مختلف شامل 0.05، 0.1، 0.5، 1، 2، 3 ، 5 و8 به روش ترکیب محلولی ساخته شد. در ادامه هدایت الکتریکی این نمونه ها در دمای اتاق اندازه گیری شد. در نهایت آستانه گذر الکتریکی نانوکامپوزیت های مذکور با استفاده از نتایج شبیه سازی المان محدود و تجربی با یکدیگر مقایسه شد که مقدار آن برابر2.5 درصد وزنی برآورد گردید. نتایج این پژوهش نشان داد که روش المان محدود ضمن همخوانی قابل قبول با نتایج تجربی، یک ابزار قدرتمند در تعیین خواص الکتریکی نانوکامپوزیتهای پلیمری با اهداف دزیمتری به شمار می رود.

    کلیدواژگان: نانوکامپوزیت، پلی استایرن، نانو ساختارهای کربنی، آستانه گذر الکتریکی، هدایت الکتریکی
  • الهام حسین نژاد، غزاله گرایلی*، مصطفی فرزین، مهبد اصفهانی، طاهره حدیثی نیا صفحات 299-309

    تابش تمام بدن (TBI) یکی از انواع درمان های رادیوتراپی با میدان خارجی است که معمولا همراه با شیمی درمانی برای سرکوب سیستم ایمنی و آمادگی بیمار قبل از پیوند مغز استخوان انجام می شود. طبق توصیه AAPM در TBI وجود یکنواختی در توزیع دز امری ضروری است و لذا تغییرات دز در طول بدن باید در محدوده %10± دز تجویزی قرار داشته باشد. به طور کلی TBI در دو هندسه درمان مخالف و موازی قدامی و خلفی و مخالف و موازی جانبی انجام می شود. به علت آن که هندسه مخالف و موازی قدامی و خلفی نسبت به هندسه دوجانبه یکنواختی بهتری دارد، بهبود یکنواختی در این تکنیک ساده تر است. تاکنون تکنیک های مختلفی ازجمله استفاده از جبرانگرهای بافت، تکنیک های رادیوتراپی دینامیک و... برای بهبود یکنواختی توزیع توسط مراکز مختلف در سراسر دنیا مورد استفاده قرار گرفته اند. هدف از این مطالعه، بررسی مروری بر تکنیک های بهبود یکنواختی توزیع دز در تابش فوتونی تمام بدن با هندسه درمان مخالف و موازی قدامی و خلفی است.

    کلیدواژگان: تابش تمام بدن، یکنواختی توزیع دز، تکنیک قدامی خلفی
  • معصومه بخشی، غزاله گرایلی*، احمد مستعار، محمود تشکری دادگر صفحات 311-318

    امروزه رادیوجراحی استریوتاکتیک مبتنی بر گامانایف،  برای درمان ضایعات مغزی با ابعاد کوچک بسیار توسعه یافته است. جهت بررسی دزیمتری و ارزیابی سیستم طراحی درمان گامانایف نیاز به استفاده از شبیه سازی مونت کارلو با استفاده از کد اختصاصی beamnrc که دارای گزینه های non CT data  و CT data است، می باشد. اما با توجه به مزایا و عدم مزایای این گزینه ها، انتخاب گزینه بهتر و صحیح تر کد هدف اصلی این مطالعه می باشد. در این مطالعه برای اندازه گیری توزیع دز از دستگاه گامانایف مدل 4C،  فانتوم استاندارد کروی معادل آب و نیز فیلم های EBT3 بهره گیری شد. شبیه سازی فانتوم کروی با هر دو گزینه کد beamnrc، CT data و non CT data انجام گرفت و نتیجه توزیع دز حاصله مقایسه گردید.مقایسه نتایج توزیع دز شبیه سازی با اندازه گیری در هر سه راستا با دارا بودن شاخص گامای کوچکتر از یک نشاندهنده اعتبار شبیه سازی می باشد. همچنین مقایسه توزیع دز حاصل از شبیه سازی به هر دو روش نشان دهنده اختلاف معنی داری بین منحنی ها نمی باشد. براساس نتایج بدست آمده کد beamnrc با استفاده از هر دو گزینه  CT data و non CT data می تواند دقت یکسانی جهت محاسبه توزیع دز فراهم نماید. لذا روش non CT data با توجه به سهولت استفاده برای فانتوم های با شکل منظم ارجح می باشد

    کلیدواژگان: شبیه سازی، گامانایف، توزیع دز، CT data، کد beamnrc
  • مهسا نوری اصل، محمد حمدی پور* صفحات 319-325

    در این مقاله ما یک آشکارساز گازی را در نظرگرفته ایم  و فرض کرده ایم بخاطر عبور پرتو یونساز یک الکترون درآن ایجاد گردد، با شبیه سازی عددی سیستم با در نظر گرفتن برخوردها و ایجاد الکترونهای ثانوی مسیر حرکت الکترون اولیه و الکترونهای ثانوی را با مفهوم روش مونت کارلو بدست آورده ایم. وابستگی تعداد الکترونهای ثانوی ایجاد شده به ولتاژ الکتریکی اعمالی و همچنین فشار گاز داخل آشکارساز بررسی شده است، نهایتا وابستگی تعداد الکترونهای ثانوی ایجاد شده به تعداد الکترونهای اولیه ناشی برخورد پرتویونیزان (که آنرا به عنوان معیاری از انرژی پرتو فرودی در نظر گرفته ایم) را مطالعه کرده ایم که با استفاده از آن سعی کرده ایم امکان سنجی طیف نگاری با این آشکارسازها را بررسی کنیم.

    کلیدواژگان: آشکار ساز گازی، تکثیر الکترونی گازی، آشکارساز تناسبی، آشکارساز گایگر-مولر، یونش
  • زهرا جباری راد، سید ابوالقاسم حائری* صفحات 327-332

    در سوانح پرتوی مختلف، تخمین میزان دز دریافتی افراد درگیر در سانحه، از اولویت های اصلی بوده و لازمه شروع اقدامات درمانی می باشد. در موارد پرتوگیری با دزهای بیشتر از 6 گری، روش معمول سنجش دی سانتریک، کارایی خود را در بیودزیمتری مصدومان پرتوی از دست می دهند. در این موارد، روش جایگزین توصیه شده، روش تراکم پیش رس کروموزومی می باشد. نشان داده شده است که شمارش حلقه های کروموزومی روش تراکم پیش رس کروموزومی، ساده تر و مناسب تر از روش سنجش دی سانتریک در موارد پرتوگیری با دز بالا می باشد. در مطالعه حاضر، منحنی دز-پاسخ بیراهی های ناپایدار کروموزومی حلقه در لنفوسیت های خون محیطی با استفاده از روش القای شیمیایی تراکم پیش رس کروموزومی برای پرتو ایکس در محدوده صفر تا 10 گری تهیه شد. بدین منظور، نمونه های خون محیطی 4 فرد سالم در محدوده صفر تا 10 گری پرتو ایکس پرتودهی شده و مطابق روش توصیه شده توسط آژانس بین المللی انرژی اتمی برای القای شیمیایی تراکم پیش رس کروموزومی، کشت و محصول برداری شدند. پس از مطالعه میکروسکپی اسلایدها و تعیین تعداد آسیب کروموزومی حلقه در هر نمونه، منحنی دز- پاسخ مربوطه استخراج شد. این منحنی به صورت خطی-درجه دو بوده و قابل بهره برداری برای موارد پرتوگیری با دزهای بالا می باشد. شمارش بیراهی کروموزومی حلقه در روش شیمیایی تراکم پیش رس کروموزومی نیاز به تجهیزات خاصی نداشته و حتی در موارد پرتوگیری های فوق کشنده نیز قابل استفاده می باشد

    کلیدواژگان: تخمین دز، دزیمتری بیولوژیکی، تراکم پیش رس کروموزومی، منحنی دز-پاسخ، اشعه ایکس
  • سید علی حسینی تفرشی*، پیمان آقایی، احمد رمضانی مقدم، محمدامین طغیانی صفحات 333-339

    ملاتونین به عنوان یک ترکیب ساخته شده توسط فتوسنتز کننده ها، از آن ها در برابر بسیاری از تنش های محیطی محافظت می کند. مکانیسم های تعدیل در محافظت ملاتونین به طور دقیق در یوکاریوت های ابتدایی مانند جلبک ها شناخته شده نیست. در این تحقیق سعی شده تا اثر پیش تیمار ملاتونین در ایجاد مقاومت جلبک کلرلا ولگاریس به پرتوهای یونزای گاما مورد بررسی قرار بگیرد. نتایج نشان داد که غلظت  100 میکرومولار ملاتونین، افزایش معنی داری را در رشد و فعالیت آنزیم آسکوربات پراکسیداز، بعنوان یکی از اجزاء سیستم آنتی اکسیدان آنزیمی داشته است.

    کلیدواژگان: جلبک کلرلا ولگاریس، ملاتونین، پرتوگاما، سیستم آنتی اکسیدانی آنزیمی، رشد و فیزیولوژی
  • مرتضی پورچیت ساز، بابک شیرانی بیدآبادی*، رضا محمدی صفحات 341-346

    با گسترش روش های مختلف نمودارگیری، کاربرد نمودارها در تمام رشته های مرتبط با علوم زمین بیش از پیش اهمیت پیدا می کند. نمودارهای چاه پیمایی اطلاعات ضروری را برای ارزیابی کمی هیدروکربن و همچنین نوع سنگ و خصوصیات سیال درون سازند در اختیار قرار می دهند. از آنجا که چاه پیمایی از نظر تصمیم گیری، بخش مهمی از مراحل حفاری و تکمیل چاه های نفت و گاز بوده، بنابراین کسب اطلاعات دقیق و کامل از نمودار اجتناب ناپذیر است. ابزار چگالی سنج هسته ای نمونه ای از ابزار های چاه نگاری هسته ای است که چگالی سازند و نوع لیتولوژی آن را اندازه گیری و شناسایی می کند؛ بنابراین دقت اندازه گیری در این ابزار از اهمیت ویژه ای برخوردار است. در این ابزار از چشمه گاما Cs-137 استفاده شده است. تعیین چگالی و نوع لیتولوژی سازند با استفاده از برهم کنش های پراکندگی کامپتون و پدیده فتوالکتریک پرتوگامای حاصل از چشمه با سازند اندازه گیری می شود. در این تحقیق با استفاده از شبیه سازی ابزار چگالی سنج هسته ای درون چاهی توسط کد MCNP تاثیر اثر فعالیت چشمه روی طیف انرژی خروجی برای سه سازند رس، ماسه سنگ و سنگ آهک با چگالی معلوم مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج طیف انرژی نشان می دهد افزایش یا کاهش فعالیت چشمه بر دقت اندازه گیری تاثیرگذار است.

    کلیدواژگان: چاه نگاری، سازند، چشمه ی گاما، لیتولوژی، چگالی سنج، کد MCNP
  • داود قاسم آبادی*، مسعود عبدالله زاده صفحات 347-351

    در این پژوهش، طیف انرژی بتای نیکل63 به صورت طیف کامل انرژی، انرژی متوسط طیف، و انرژی ماکزیمم طیف جهت بررسی عمق نفوذ در سیلیکون در نظر گرفته شده است. محاسبات انجام شده بروش مونت کارلو با بهره گیری از کد MCNPX در یک هندسه مشخص انجام گردید؛ در ادامه توان توقف الکترون باانرژی مختلف در سیلیکون با استفاده از کد محاسباتی ESTAR محاسبه گردید. نتایج بدست آمده توافق خوبی باهم دارند. محاسبات انجام شده در طراحی قطعات نیمه هادی آشکارسازها و دزیمترهای هسته ای قابل استفاده است.

    کلیدواژگان: طیف انرژی بتا، نیکل63، عمق نفوذ، کدMCNPX، کد محاسباتی ESTAR
  • فرهاد فروهرمجد، اعظم صالحی ولاشانی*، کریم ابراهیم پور صفحات 353-358

    هرچنداستفاده از پرتوهای یونساز ،بخش پذیرفته شده ای از حرفه پزشکی جهت تشخیص ودرمان بیماریهاست اما علیرغم فواید آن ،از دیدگاه ایمنی منشاء خطرات بالقوه ای برای پرتوکاران می باشد.شناخت هرچه بیشترعوامل مرتبط با پرتوگیری می تواند گامی موثر درارتقاء ایمنی کارکنان و تقلیل میزان پرتوگیری باشد.این مطالعه با هدف فوق بصورت توصیفی-تحلیلی دربین گروه های مختلف پرتوکار(پزشکی هسته ای،رادیوتراپی ،رادیولوژی و سی تی اسکن) انجام گرفت. جهت جمع آوری داده ها از پرسشنامه استفاده گردید و نهایتا با نرم افزار موجود مورد تجزیه و تحلیل آماری قرار گرفتند.نتایج بدست آمده دراین مطالعه نشان داد میانگین میزان دوز دریافتی پرتو در 6 دوره گذشته (001/0 P <) و 30 دوره گذشته (001/0 P <) بین گروه های مختلف کاری تفاوت معنا دار داشت.80% کارکنان در همه گروه ها از فیلم بج در همه شیفتهای کاری استفاده میکردند.77.1% افراد مورد بررسی دوره های آموزشی ایمنی کار با پرتو را گذرانده بودند.و 60% پرتوکاران از وسایل حفاظت فردی استفاده میکنند.

    کلیدواژگان: پرتوکاران، دوز دریافتی پرتو، فیلم بج، میلی سیورت
  • سیده نسرین حسینی مطلق*، حامد سلوکی صفحات 359-366

    ذرات باردار مانند پروتون ها و یون های کربن یک ابزار فزاینده مهم در پرتو درمانی هستند. با این حال، مشکلات  فیزیکی حل نشده مانع از اجرای مطلوب، از جمله برآورد بجا گذاری دوز در بافت غیر همگن، یک جنبه ضروری بهینه سازی درمان است. روش مونت کارلو (MC) می تواند برای برآورد میزان تشعشع مورد استفاده قرار گیرد و در عین حال ، این عملیات محاسباتی قدرتمند بسیار گران است، و قابلیت محدود کردن آن را دارد. در این کار از فیزیک پایه به شکل معادله Bethe استفاده می کنیم تا یک جواب جدید تحلیلی برای برد ، انرژی و انتقال انرژی خطی (LET) ذرات ارایه شود. این راه حل از لحاظ عملکرد انتگرال نمایشی با تبدیل نسبیتی هماهنگ ارایه شده است، که امکان استفاده از آن در سطح انرژی رادیوتراپی (پروتونهای 50-350 مگاالکترون ولت، یونهای کربن 100-600Mev/a.m.u) را فراهم می کند. توافق در امتداد مسیر ذرات ، با برخی از اختلافات در رسیدن به مسیر بالا می باشد. مدل ارایه شده در یک چارچوب بهینه سازی ذرات پرتو درمانی به عنوان یک روش سریع برای  دوز و LET برآورد شده است، که قادر به حساب آوردن ناهمگونی در چگالی الکترون و پتانسیل یونیزاسیون است.

    کلیدواژگان: معادله Bethe، دوز، LET، رادیوتراپی، ذرات باردار، پروتون، یون کربن
  • حامد کسائی*، رضا فقیهی، علی احمدی، علیرضا مومن رکن آبادی صفحات 367-372

    جهت بررسی و شبیه سازی حرکت تومور متحرک در رادیوتراپی و بررسی دزیمتریک پوشش هدف متحرک، استفاده از وسیله ای که شرایط واقعی را شبیه سازی کند و از لحاظ جنس مواد و بافت ها، معادل بدن انسان بوده و امکان اعمال حرکات داخلی بدن انسان را نیز داشته باشد، ضروری است. این وسیله که فانتوم متحرک نام دارد، باید حرکت تومور و حرکت های جایگزین را شبیه سازی و کنترل نماید.در اغلب فانتوم های موجود بخش استخوان یا نادیده گرفته می شود و یا از استخوان طبیعی انسان استفاده می شود که به مرور زمان کیفیت خود را از دست داده، اضمحلال یافته و مشکلاتی را ایجاد می کند. در این تحقیق ماده ای کامپوزیت، مشابه استخوان طبیعی جهت جایگزینی بافت استخوانی در فانتوم پیشنهاد شده است که از دید رادیوتراپی معادل بافت استخوان می باشد.این کامپوزیت، برخلاف استخوان طبیعی، طول عمر و استحکام بیشتر، و امکان تعبیه محل جایگذاری انواع دزیمترها را داشته و شرایط بررسی دزیمتریک ارگان های درخطر را نیز هنگام درمان تومور متحرک فراهم می سازد.

    کلیدواژگان: فانتوم متحرک رادیوتراپی، بافت استخوان، کامپوزیت استخوانی
  • مصطفی برهانی* صفحات 373-384

    هدف اصلی این مقاله به کارگیری روشی بر مبنای الگوریتم های هوش محاسباتی برای تهیه نقشه پرتوی است که به دسته بندی الگوهای مختلف شناسایی مناطق آلوده پرتوی و تغییر آلودگی پرتوی می پردازد. در این مقاله، برای تعیین درجه آلودگی پرتوی مناطق، استفاده از سیستم استنتاج فازی پیشنهاد شده است. در این تحقیق از داده های از طیف سنج پرتوی با قدرت تفکیک بسیار بالا (Ultra-high Resolution Spectrometry) در زمینه کشف اورانیوم استفاده شده است. حوزه پژوهش شامل ذخایر اورانیوم شناخته شده از جمله لامباپور-پداگاتو، چیتریال و کپونرو است. داده های طیف سنجی پرتوی با رزولوشن بسیار بالا که برای اکتشاف اورانیوم جمع آوری شده بود برای تخمین میانگین نرخ جذب در هوا به سبب توزیع پرتو ماده ها (پتاسیم در درصد و اورانیوم و توریم در بخش در میلیون) در این مناطق مورد استفاده واقع شد. همچنین برای تعیین میزان آلودگی پرتوی هر منطقه از سیستم استنتاج فازی ممدانی استفاده شده است. نتایج بدست آمده کارایی این روش را با دقتی برابر با 76 درصد برای آشکارسازی سه سطح آلودگی پرتوی (بدون آلودگی پرتوی یا آلودگی پرتوی کم، آلودگی پرتوی متوسط و آلودگی پرتوی زیاد) و 89 درصد برای شناسایی کلی مناطق آلوده از مناطق فاقد آلودگی پرتوی برآورد نمود.

    کلیدواژگان: هوش محاسباتی، طیف سنج پرتوی با قدرت تفکیک بسیار بالا (Ultra-high Resolution Spectrometry)، استنتاج فازی ممدانی، نقشه پرتوی، استنتاج فازی، الگوریتم ژنتیک، SVM
  • محمدتقان ساسانپور، محسن شریف زاده*، علی طاهری صفحات 385-390

    وقتی تنها از یک طرف با سازه در ارتباط هستیم، یکی از روش های ضخامت سنجی سازه های فولادی بکارگیری روش پراکنش کامپتون می باشد. در این مقاله به علت رفتار آماری شمارش پرتوهای پراکنده شده به بحث و بررسی دقت اندازه گیری ضخامت فولاد پرداخته شده است. با بکار گیری روش آزمایشی و مقایسه آن با شبیه سازی MCNP این دقت تا کمتر از 2/0 میلی متر بدست آمده است.

    کلیدواژگان: ضخامت سنجی، پراکندگی کامپتون، فولاد، دقت اندازه گیری ضخامت، شبیه سازی MCNP
  • فاطمه حسن پور*، علی روحی، علیرضا صدرممتاز صفحات 391-396

    اسکن تیرویید جهت بررسی انواع اختلالات غده تیرویید و با استفاده از تکنسیم 99 متا استیبل1 انجام می گیرد. از طریق تصاویر به دست آمده می توان اندازه غده تیرویید، میزان برداشت آن در مقایسه با غده بزاقی، بررسی گره های تیروییدی و اختلالات عملکرد آن ارزیابی نمود. با توجه به نمای اسکن، می توان بین گره های تیروییدی پرکار(گرم) و یا کم کار(سرد) که نیاز به درمان های متفاوتی دارند، افتراق قایل شد. بررسی توده های گردنی با گسترش به قفسه سینه از دیگر کاربردهای عمده اسکن تیرویید با ید 131 است. در این روش 24  ساعت پس از تجویز بسیار اندک ید 131، تصویربرداری از منطقه گردن و قفسه سینه انجام می شود. هدف از انجام این مقاله شبیه سازی ذرات گسیل شده تابش ید131  و تکنسیم 99 متا استیبل، محاسبه و مقایسه دز جذبی این دو رادیودارو در تیرویید و دیگر اندام های اطراف تیرویید همانند ریه، پوست و  مغز  بود. شبیه سازی و محاسبات براساس روش مونت کارلو توسط نرم افزار2 ام سی ان پی ایکس  انجام شد. هندسه تیرویید و دیگر اندام ها از هندسه فانتوم ORNL-MIRD استفاده شد.  دز جذبی در تیرویید و اندام های دیگر با افزایش فعالیت افزایش یافت، اما دز جذب شده در اندام های دیگر کمتر از تیرویید بود.  نتایج نشان داد دز جذبی در تکنسیم 99 متا استیبل  نسبت به ید 131 کمتر بود. در بررسی های که با ید 131 انجام می شود میزان پرتوگیری غده تیرویید و کل بدن خیلی بالاست.  از طرفی تکنسیم پرتکنتات با نیمه عمر 6 ساعت و انرژی گاما 140 کیلو الکترون ولت همانند ید 131 جذب غده تیرویید می شود. لذا با توجه به امتیازاتی که تکنسیم پرتکنتات نسبت به  رادیوداروی  ید 131 دارد  می توان از جذب تکنسیم پرتکنتات به عنوان معیاری جهت ارزیابی عملکرد تیرویید استفاده کرد.

    کلیدواژگان: دز جذبی، کد شبیه سازی ام سی ان پی ایکس و فانتومORNL-MIRD
  • عقیل محمدی* صفحات 397-402

    قانوان عکس مجذور فاصله جهت محاسبه شار پرتوها در فواصل مختلف از چشمه پرتو مورد استفاده قرار می گیرد. این قانوان برای چشمه و آشکارساز نقطه ای در خلاء کاربرد دارد. هدف اصلی در این پژوهش، بررسی رفتار نقطه ای چشمه پرتو و آشکارساز غیر نقطه ای از طریق حذف نوترون های پراکنده جهت تصحیحات لازم در قانون عکس مجذور فاصله است. این کار با استفاده از چشمه نوترون 241Am-Be با اکتیویته Ci20، شمارنده طویل و مخروط سایه انجام گردیده است. نتایج نشان می دهد که توان فاصله در قانوان عکس مجذور فاصله بجای عدد 2 برابر با 010/0±907/1 محاسبه شده است. همچنین اکتیویته چشمه نوترون با شرایط بدست آمده برابر با Ci (96/0±95/ 17) محاسبه شده که با مقدار اسمی آن در هنگام اندازه گیری حدود %82/5 اختلاف دارد.

    کلیدواژگان: قانون عکس مجذور فاصله، شار نوترون، شمارنده طویل، اکتیویته چشمه نوترون
  • نسترن زمانی* صفحات 403-410

    فیلترهای هوا و به ویژه فیلتر هپا به عنوان یکی از موثرین تجهیزات ایمنی در حفاظت پرسنل و محیط اطراف در مقابل اثرات ناشی از پرتوهای موجود در هوا بوده و در زمان وقوع حادثه برای کارکنان و عموم مردم اهمیت حیاتی دارند. دپارتمان انرژی از طریق دو استاندارد فنی 3020 و 3025 راهنمایی هایی را در مورد الزامات اطمینان کیفی فیلترهای هپا در بسته بندی، ارسال و انبار داری و همچنین در انجام تست و بازرسی فیلترهای هپا که بر اساس بخش های FC و FK از کد ASME AG-1 طراحی و ماده واسط(مدیا) آنها فیببر شیشه می باشد، فراهم می نماید.استانداردهای فنی دپارتمان انرژی، بیان می دارند تست و بازرسی باید توسط تاسیسات مستقل و بطور 100 درصد، قبل از نصب فیلتر و در حین کار انجام شود و این علاوه بر تست و بازرسی های سازنده فیلتر می باشد. وجود یک برنامه 4 مرحله ای تست های اطمینان کیفی توسط تاسیسات مستقل تست (FTF) موجب شده نرخ مردودی در تست های چشمی به 5-3 درصد و در تست جریان به حدود 2 درصد کاهش یابد. همچنین همکاری های این دو استاندارد موجب گردیده تا کد ASME AG-1 با تست و نظارت DOE اصلاح نموده و بدین ترتیب طراحی های دقیق تر بتوان بدست آورد. در این مقاله پس از معرفی ساختمان و انواع فیلترهای هپا، با برنامه DOE در تست و بازرسی های اطمینان کیفی فیلترها آشنا شده و در پایان نقایص سیستم فیلترهای تهویه راکتور تهران در مقایسه با این برنامه در قسمت نتایج تذکر داده می شود.

    کلیدواژگان: فیلترهای هپا، کد ASME AG-1، استاندارد DOE، تست وبازرسی QA، ذرات هوازی
  • معصومه حسین نژاد*، محمد مهدوی، سید ربیع مهدی مهدوی صفحات 411-414

    با پیشرفت فناوری نانو، می توان از مواد با عدد اتمی بالا نظیر نانوذرات طلا برای افزایش میزان دز جذبی بهره جست و از این خاصیت برای از بین بردن سلول های سرطانی استفاده کرد. در این مطالعه برای نشان دادن افزایش دز جذبی حاصل از نانو ذرات طلا، فاکتور افزایش دز جذبی (DEF) حاصل از غلظت های متفاوت نانو ذره طلا محاسبه شد. ابتدا ژل معادل بافت مجیک اف درآزمایشگاه فیزیک هسته ای دانشگاه مازندران ساخته شد و در ادامه نانو ذره طلا با غلظت های مناسب به ژل افزوده شد. ویال های حاوی ژل و نانوژل تحت تابش اشعه ایکس 6 مگاولت شتابدهنده خطی زیمنس قرار گرفتند. بعد از خوانش ژل با سیستم تصویربرداری سی تی اسکن نوری، میزان فاکتور افزایش دز جذبی برای نانو ذرات با غاظت های  1/0، 3 و 6 میلی مولار برآورد شد. مشاهده می شود که افزایش غلظت نانو ذره طلا باعث افزایش دز جذبی می گردد.

    کلیدواژگان: نانو ذره طلا، فاکتور افزایش دز جذبی، ژل مجیک اف، سیستم تصویربرداری سی تی اسکن نوری
|
  • Mojtaba Keshavarzi, Ehsan Sadeghi*, Mostafa Zahedifar, Manijeh Rahimi Balkanloo Pages 1-5

    Strontium Tetraborate doped with Lead SrB4O7:Pb powder was prepared by solid state method. The formation of Strontium Tetraborate compound was analyzed by X-ray diffraction (XRD) and Scanning Electron Microscopy (SEM). Thermoluminescence Glow Curve of gamma irradiated sample was investigated in order to use as a thermoluminescent dosimeter. Because of excellent mechanical properties, non-hygroscopicity and sensitivity to gamma radiation, SrB4O7:Pb can be used as a personal dosimeter.

    Keywords: solid state method, Thermoluminescence Glow Curve, Thermoluminescent dosimeter, non-hyggroscopicity, personal dosimeter
  • Farbod Bahrami, Samaneh Baradaran*, Fereidoun Mianji, Reza Faghihi Pages 7-13

    In this study, calibration process was carried out for deigned new CR-39 nuclear track detector for protons, neutrons and alpha particles separately under the same etching condition. In order to aim this purpose, americium-beryllium standard source (241Am-Be) and Plexiglas phantom for neutron irradiation, brass collimators and americium standard source (241Am) for alpha irradiation and the accelerator and Van de Graff accelerator for proton irradiation were employed. Sodium hydroxide solution 6.25N at the temperature of 85 °C was used for CR-39 etching. Considering obtained results, different detection shields were designed to distinguish between fast neutron particles, thermal neutrons, albedo neutrons, protons and alpha in mixed radiation fields. Moreover, both the contribution of each particle and the ability of the designed detector to discriminate energy of charged particles were found.

    Keywords: CR-39, Track Detection, Separating, Mixed Radiation Field, Calibration
  • Hosein Taghipour, Payvand Taherparvar* Pages 15-23

    Recently, proton therapy is used as one of the effective methods for treating various types of cancer in clinical treatment. An appropriate formalism to obtain relative biological effectiveness values for treatment planning studies is needed in this hadrontherapy technique. Hereby, the quantity of biological dose, instead of using the physical doses, is introduced to evaluate the biological effect of radiation in tissue. In proton therapy, a constant RBE of 1.1 is usually applied clinically as recommended by ICRU. However, different studies including data from irradiation experiments propose that a variable RBE factor is more appropriate. The primary objective of this project was to calculate and compare the dose-to-patient results of constant RBE versus variable RBE calculated by different models for hadron therapy. The irradiation experiments show the RBE parameter depends on different parameters such as deposited dose, LET, radiation energy and tissue sensitivity. In the present study, Wilkens, Wedenberg, Carabe and McNamara models were used to calculate RBE and biological dose in different models by using GATE Monte Carlo code. The results of the different models were compared with constant RBE of 1.1. On the other hand, bringing further simulations closer to the real situation, proton beam modulation has been used to create Spread-Out Bragg Peak (SOBP) region, and different models of RBE have been used to calculate the biological doses. Results show that the four different models predicted an equal or lower dose in the proton beam-entrance region compared to predictions for constant RBE, while greatly exceeding the predicted constant RBE dose in the distal part of the region target.

    Keywords: Proton therapy, Biological Dose, RBE, LET, GATE
  • Parvin Dehghanipour*, Jamshid Soltani-Nabipour, Mehdi Sohrabi, Mohammadreza Rezaei-Raeini Nejad, Ali Hashemizadeh-Aghda Pages 25-32

    In the last decade, several studies have concluded that elevated concentrations of radon gas in soil or groundwater could be the sign of an imminent earthquake. It is believed that in case of sudden movement of rocks before earthquake, radon is released from the depth of ground and reached the surface. In this way, by measuring Radon concentration change, earthquake prediction is possible. In this study, for the purpose of the feasibility of using microstrip gas detector in monitoring Radon change, initially for the verification of the code, the range of radon alpha particles and its progeny in the air has been obtained in the standard condition, which is consistent with the experimental results. Then detector geometry has been simulated by MCNPX code and after examining the average of detector response to decay, the output code is calibrated considering the information about the radon changes in Jowshan hot spring. The results have shown that the detector response is comparable to the experimental data and can be used as an earthquake pre-indicator.

    Keywords: Microstrip gas detector, Radon, Earthquake, Monte carlo, MCNPX
  • Hossein Jarahi, Yaser Kasesaz* Pages 33-41

    Neutron Generators (NG) are used as a neutron source for different applications. During recent years, major efforts are underway to develop a high yield compact NG. In this way, radiation protection aspects need to be considered during the operation of these high yield NGs. In this paper the neutron effective dose of a NG operator has been calculated using MCNPX Monte Carlo code. The results show that the neutron dose around a NG tube is highly dependent on the angle, distance and the type of NG (DD or DT). The dose due to DT source is 500 time higher than the DD source. Increasing the distance from 1 m to 5 m will decreased the dose up to 20 times. Increasing the distance is the effective way to reduce the dose rate but in a laboratory which there is not enough space, an appropriated neutron shield should be considered.The shields had designed in 6 different materials (ALF3, Borated-Polyethylene, concrete 806, Paraffin, Polyethylene,non-borated, Solid boric acid) and in thicknesses of 10, 20, 30, 40, 50 and 60 cm. The gamma flux, gamma effective dose, thermal neutron flux, epithermal neutron flux, fast neutron flux, total flux of neutron, and neutron effective dose components had calculated in a phantom spherical hypothetical shape. The results showed that Borated-Polyethylene shields for both of DD and DT source in thickness of 60 cm had the minimum neutron effective dose and also this shield in 60-cm thickness had lower gamma Dose than the other shields in both of the DD and DT source.

    Keywords: Neutron generator, neutron effective dose rate, gamma effective dose rate, neutron flux rate, gamma flux rate, MCNP Monte Carlo code, shield design
  • Fatemeh Maroufkhani, Seyed Mohammad Mahdi Abtahi* Pages 43-47

    Unlike proton therapy, conventional radiation therapy directs X-rays not only at the tumor but also unavoidably at nearby healthy tissue. Protons deliver radiation to tumor tissue while the healthy structures will be spared during proton therapy. When protons travel through matter, secondary particles like neutrons and photons are produced. It is believed that the secondary dose can lead to secondary cancer. It is not generally possible to measure directly the absorbed dose in a Human body. Therefore, Monte Carlo simulations and phantoms are useful for estimating the absorbed dose in organs. In this study, the MCNPX and Analytical phantom of the human body, ORNL-female phantom were used for breast proton therapy. We considered a characteristic tumor with the same composition of breast tissue. Measurement was performed with the energy range of 60-70 MeV proton beams accelerated. Secondary productions generated in the body of the patient can affect the organs surrounding the target region, so the equivalent dose of these secondary radiations was calculated in vital organs including Right-Lung and Left-Lung. For all energies, the equivalent dose of photons in vital organs is lower than neutrons. Our Monte Carlo results show that the equivalent dose of the Neutrons and Photons in the left lung is 0.1051 mSV and 0.0178 mSV in the right lung per 1mSV of 70 MeV energy incident proton beam. It is shown that for high-energy proton beams, most of the absorbed dose by organs is due to secondary neutrons but those are low enough to be neglected. Breast proton therapy provides satisfactory target coverage and enhances normal tissue sparing that can limit unnecessary doses delivered to the lung, though there has been a significant development in Radiation therapy technology, there still remain concerns on treatment related to long-term side effects. This problem is more pronounced in pediatric cases.

    Keywords: Proton therapy, Breast cancer, Monte Carlo, MCNPX
  • Marzieh Sadat Hosseini Moghadam, Mohammad Reza Shojaei*, Hamzeh Hosseinnezhad Pages 49-52

    One of the most important groups that can be exposed to nuclear radiation is pregnant women and their fetus. This group of people can be technicians at nuclear centers located in the patients undergoing treatment or nuclear medicine diagnostic centers. The purpose of the paper is to determine the rate of doses received by female technicians who are indirectly in the vicinity of nuclear radiation. In order to verify the results of computer simulation, a comparison was made with experimental results from the nuclear medicine department of Imam Hossein Hospital in Shahroud. The statistical analysis of the results showed that there was a significant difference between the simulation results and there are no experimental results.

    Keywords: Radiopharmaceutical 99mTC feature, Monte Carlo simulation, MCNPX code, Radiation dose
  • Mohammmad Hosein Choopan Dastjerdi*, Javad Mokhtari Pages 53-58

    In this study, the neutron and gamma doses in the dry channel and in the internal irradiation site of the Miniature Neutron Source research reactor (MNSR) has been calculated and measured. The MNSR reactor is a light water reactor with a maximum power of 30 kW and equipped with various irradiation facilities, including five irradiated sites, five irradiation sites and a dry channel. The internal irradiation sites have the closest gap to the core of the reactor, with the highest flux and doses available in these locations. Dose calculations have been performed using simulation of the reactor by MCNP computational code and dose measurement using TLD600 and TLD700 thermo-luminescence dosimeters. The experiments have been carried out at both the shutdown and operational status of reactor. In order to validate the computational code, the neutron flux in the internal irradiation site and at the end of the dry channel has been measured by foil activation method and validated by the calculation results. The results of the calculation and measurement of the neutron and gamma doses were in good agreement. The determination of neutron and gamma doses at these sites makes possible such experiments and researches that need to receive a precise amount of neutron and gamma doses.

    Keywords: Neutron dosimetry, Gamma dosimetry, MNSR reactor, thermo-luminescence dosimeter, MCNP code
  • Arezoo Sharifi, Mohammadreza Abdi, Reza Ghostariani, Mohammad Hossein Choopan Dastjerdi* Pages 59-62

    Technetium is one of the most important radioisotopes recognized in medicine which is obtained through ‎the decay of molybdenum 99.The half-life of this radioisotope is 6 hours and it is capable of 140 kev gamma ray emission. Due to its short half-life, this radioisotope must be produced at the site of consumption, so that the shortest possible time interval between production and consumption can be achieved. The aim of the present study was the neutronic ‎evaluation of the amount ‎of 99Mo-99TC production through nuclear fission in the Tehran research reactor. The primary core ‎of the reactor with the code MCNP X 2.6 was simulated and neutron flux was assessed in 6 locations. ‎Then, the fuel plate was placed at the site with the highest neutron flux. In different phases, changes ‎were made in the enrichment of fuel. Moreover, the amount of molybdenum produced in each phase was ‎calculated. Based on the results, the amount of‎ molybdenum produced, and thus,‎ the amount of ‎technetium were the highest in the 20% enriched fuel.

    Keywords: Tehran research reactor, Molybdenum, Technetium production, MCNP code, Fission, Fuel plate
  • Reza Pourimani*, Tayebeh Davoodmaghami, Monire Mohebian Pages 63-72

    In this study, 34 soil samples were collected from the east of the Shazand power plant to the  Arak city, with a length of 25 km. The specific activities of radionuclides of 226Ra, 232Th, 40K, and 137Cs were determined using gamma-ray spectrometry method. Gamma-ray spectra registered to employ high purity germanium (HPGe) detector with 30% relative efficiency. Specific activities of corresponding radionuclides in the soil samples varied from 18.92±3.82 to 43.11±5.38, from 25.31±4.23 to 54.27±7.30, from 230.17±19.93 to 728.25±36.06 and from <1.49 to 35.77±1.76 in Bq/kg, respectively. Alpha and gamma indices were calculated. Gamma index with average value as 0.86 in samples varied from 0.61 to 1.16.  Alpha index obtained in a range of 0.09 to 0.22 with average as 0.13. Radiological map of radionuclides distributions using SURFUR15 software was derived.

    Keywords: radioactive nuclides, fossil fuel power plant, radiological maps, gamma index, alpha index
  • Zohreh Gholamzadeh*, Atieh Jozvaziri, Mohammad Mirvakili Pages 73-78

    Thorium fuels have attracted researcher’s attention due to the reduction of uranium deposits in the world, more abundances than uranium, and the ability to be breeding in thermal and fast reactors. This study aimed to investigate the radiation safety and the amount of necessary shielding for the transportation of spent thorium fuel in the Tehran Research Reactor. The ORIGEN and MCNPX computational codes were used to calculate the gamma spectra of the spent fuel and the fuel dose rates loaded within the lead cask. The results of the calculations showed that compared to uranium fuels used in the Tehran Research Reactor, more cooling times are needed before the thorium spent fuel transport by the lead cask. In addition, the thickness of the cask required for the transport of the spent thorium fuel is greater than uranium fuel.

    Keywords: Spent thorium fuel, Tehran Research Reactor, Simulation by MCNPX Code, Thickness of transport lead cask
  • Elham Hoboubati, Leila Gholamzadeh*, Mohammad Ali Haddad Pages 79-84

    Measurement of ionizing radiation in various fields, such as environmental safety, industrial detection processes, radiation protection and medical is very important. Radiation dosimetry plays an important role in determining the amount of energy absorbed and the effects of radiation. Recent optical fiber sensors have been shown to be radiation dosimeters. Our goal here is to investigate the effect of ionizing radiation on fiber optics. Thus, in this paper, the effect of electron beam radiation on the loss of light passing through the fiber optics after the end of radiation in the wavelength range of 1300-1550 nm is investigated. Optical fibers with doses of of 22 and 47 kGy were irradiated. All measurements were carried out at a temperature of 25 ± 2 ° C. The results show that the light dissipation of the fiber optically increases with the radiation dose and decreases with the passage of time after the end of radiation.

    Keywords: Optical fiber, Electron Beam, Attenuation, Dose, Dosimeter
  • Ali Biganeh, Omidreza Kakuee*, Hossein Rafi-Kheiri, Mohammad Lamehi-Rashti Pages 85-92

    In this paper, digital signal processing for precise gamma ray spectroscopy is presented. The basis of this system is a 14bit waveform digitizer which samples the output of pre-amplifier signals directly. The advantages and limitations of the digital spectrometer compared with analog spectrometer has been tested and analyzed from precise gamma ray spectroscopy point of view. The results shows that the digital pulse processing provides better energy resolution, longer stability in time, better peak to Compton ratio, higher throughput and effective elimination of ballistic deficit.

    Keywords: Detector, Nuclear electronics, Digital Signal Processing, Spectroscopy, Gamma radiation
  • Soroush Zamani Moghaddam*, Sassan Zamani Moghaddam Pages 93-102

    One of the main factors for satellite design is simulating of total ionizing dose due to space ionizing rays in devices used in space. By measurement of induced dose based on available data in different altitudes, expenses of designing, satellite weight and amount of needed fuel will be reduced. Optimum design of satellite for protecting satellite against ionizing radiation has considerable effect on reduction of manufacturing expenses. TID effect should be calculated for each mission separately. The main parameters for starting simulation are perigee and apogee altitudes, inclination, launch date and space environment condition. In this article, the induced dose for missions with equal apogee and perigee points and the most dangerous altitudes for launching satellites have been simulated. To gain this goal, simulations have been performed in different inclinations from 500km to 58000km. by plotting result of all these simulations for launching satellite in minimum solar activity, a dose map has been achieved for different altitudes and inclinations. Absorbed dose in this dose map is sum of absorbed dose of all radiations in space environment. Simulation results illustrate that the maximum dose are related to low inclinations in altitudes between 11000 and 12000. The result of calculated and simulated results have been confirmed and evaluated by ECSS documents. These results have been simulated by using the last version of OMERE radiation package.

    Keywords: Space radiation, Total ionizing dose, Satellite, ECSS, GCR, Van allen belt, Solar particles, Ionizing rays, Inclination
  • Mohsen Rezaei*, Mansour Ashoor, Leila Sarkhosh Pages 103-112

    Gamma-ray detection has an important role in the enhancement the nuclear safety and provides a proper environment for applications of nuclear radiation. To reduce the risk of exposure, aerial gamma survey is commonly used as an advantage of the distance between the detection system and the radiation sources. One of the most important issues in aerial gamma survey is the detection noise. Various methods being proposed to reduce the noise of the gamma detectors, among which, in this paper, the utilization of Cyclo-stationary properties is proposed, because of its capability in detecting weakened gamma rays with low rate counts from far sources. To increase the accuracy of the results of gamma detection and reduce errors due to physical and flight constraints, we compared other time-series processing and spectral estimation methods. The most important problem with such methods is the high computational complexity, which makes them difficult to use. In this paper, we present the aerial gamma detection noise reduction methods based on the Cyclo-stationary properties in extended Kalman filters. The Kalman estimates real-time variations in the counts of radionuclides using data integration based on a dynamic model. The results show that the extended Kalman is superior to other filters due to its nonlinear distortion reduction feature. The focus of the paper is on the modeling, matching and computational aspects of applying the Kalman filter on real data obtained from aerial gamma survey. The covariance and the required computational time have been evaluated using the power spectral density estimation, Multi-taper spectral estimation, and the extended Kalman methods. The results indicate that the extended Kalman method increases the converging speed in addition to empowering the detector against the nonlinear noise and disturbances.

    Keywords: Aerial gamma survey, Extended kalman, Estimation, Computational complexity
  • Seyed Alireza Mousavi Shirazi* Pages 113-122

    During radiotherapy by any radiation, it is always essential to stop absorbing the excess dose by a tissue. To better treat cancerous tissues and to make more precise irradiation for a cancerous tumor, there needs the accurate irradiation time to be estimated. First, the constituent materials of any of the existing organs in abdominal tissue are extracted and defined in the MCNPX code. Then, every organ in the abdominal tissue is voxelized by MATLAB software. Each of the voxels is defined based on Hounsfield unit of pixels in DICOM images. Then, the voxels are assigned to the related tissue which is comprised of its constituent materials, and they are filled up with them. Then, the liver tissue is segmented among the abdomen region from other tissues. Then, the geometry of the segmented liver tissue is generated as input data for MCNPX code, and the absorbed dose is computed. After obtaining the values of absorbed doses in liver tissue per each of incident fast neutron energies, the required irradiation time is obtained in second by making an appropriate proportion of absorbed dose and activity. This precise required irradiation time is obtained by an advanced software application (designed in this research using Delphi 7 programming language) through establishing a relationship between the absorbed dose and activity based upon the energy of clinical fast neutron source. The required irradiation time is calculated to reach the desired dose for each patient during fast neutron radiation therapy for similar liver tissues accordingly.

    Keywords: Dose, Fast neutron, Imaging, Irradiation time, Liver, Radiation therapy
  • Susan Khalili, Seyed Hashem Miri-Hakimabad*, Elie Hoseinian-Azghadi Pages 123-128

    The purpose of this study is to estimate internal dose to human body due to administration of I-131 using new biokinetic model of iodine. In this respect, we used international commission on radiological protection (ICRP) adult reference phantoms. Monte Carlo calculations were performed using MCNPX 2.6 code. The average dose to target organ per disintegration inside source organ, namely S factor, was estimated using F6 and *F8 tallies, and then compared to those from previous studies. The results show that the difference between S factors is on average less than 8%. Furthermore, the variations caused by different 131I decay spectrums were investigated. Finally, the absorbed and the effective doses were obtained for adult female and male ICRP reference phantoms considering two biokinetic models. To conclude, using different tallies and decay spectrums, as well as, various biokinetic models could affect considerably on the amount of estimated internal dose.

    Keywords: Internal dosimetry, iodine-131, biokinetic mode
  • Masud Golshani*, Ali Asghar Mowlavi, Behnam Azadegan Pages 129-140

    Determination of the relative biological effectiveness (RBE) of Auger electrons is a challenging task in radiobiology. In this study, we have estimated the RBE of internal conversion (IC) and Auger electrons released during Gadolinium neutron capture reaction (GNCR) by means of biological weighting functions (BWFs) with microdosimetric approach. Regarding the different distribution of Gadolinium (Gd) relative to the DNA as a target, the microdosimetric parameters of the Gd electrons were calculated using the Geant4 Monte Carlo toolkit and ROOT software. Assuming Gd infiltration into the cells and uniform distribution inside the Cell, the lineal energy distribution of Gd electrons in DNA was used instead of the lineal energy distribution of external radiations in the micrometer-diameter targets, which has been conventionally used in the mentioned methods.The results show that the calculated RBE values of Gd electrons using BWFs (2.68) for the case where Gd distributed at the center of the DNA are approximately equivalent to the RBE value of the therapeutic neutrons, which were measured in the literatures with the same biological conditions. According to the results, although the changes of the RBE of Gd electrons to the different distribution of Gd relative to the DNA are small, the amount of biological dose of the Gd electrons in the DNA is strongly dependent on the Gd distribution. In the case where Gd distributed at the center of DNA, the mean biological dose of Gd electrons in DNA during one GNCR (227.8 kGy.Eq) is large enough for occurring double-strand breaks (DSB) of the DNA. If we have accurate information about the spatial distribution of Gd or Auger-electron emitters inside the cell, by comparing to the results obtained in this study, we can have a better estimation of the RBE of the Gd electrons or in general Auger electrons.

    Keywords: RBE, Auger electrons, Biological weighting function, Microdosimetric kinetic model, Geant4
  • Hamed Imani Shirvanedeh, Antia Aalipour, Kourosh Arbabi, Arzhang Shahvar, Jamshid Soltani-Nabipour* Pages 141-146

    According to International Atomic Energy Agency (IAEA) recommendations, the calibration of ionization chambers used for radiotherapy dosimetry follows the substitution method which demands the use of a reference ionization chamber. This work introduces the Design and fabrication of cylindrical ionization chamber for dosimetry to be used by standard dosimetry laboratories. The result of the quality control tests  in Secondary Standard Dosimetry Laboratory (SSDL) of the Atomic Energy Organization Which was carried out in accordance with the standards and limits set by the International Atomic Energy Agency, are evidence of the accuracy of the claim that this chamber can be used as a reference dosimeter in standard dosimetric laboratories.The low polarity effect and leakage current, high ion collection efficiency and stability, linear response of the detector to the dose and the rate of dosing are some of this instrument characteristic through optimum design of guard ring and collecting electrode and also the proper choice of materials in fabrication.

    Keywords: Cylindrical ionization chamber, Dosimetry, Radiation protection, Collecting electrode, Guard ring, Quality control tests
  • Pezhman Shamshiri*, Ghasem Forozani, Azam Zabihi Pages 147-153

    Radiotherapy using various beams is one of the methods for treating cancer, Hadrons  used   to  treat cancers  that  are  near critical organs. The most important part of the cell that is damage by ionizing radiation is DNA. In this study, damages induced in the  genetic material of  living cells (DNA) defined by  the  atomic model from the  protein data bank (PDB) have been studied by  radiation of monoenergetic protons and its secondary particles using  Geant4 code. The total SSB yield is independent of energy of incident particle. The total DSB yield is increase with increasing of  incident particle LET. The ratio of total inelastic events to absorbed dose for primary protons as well as its  secondary particles is independent of energy. The contribution of  secondary particles in the formation  of  single-strand  breaks and double-strand breaks have been calculated. The DSB yield generated by secondary particles is increase with decreasing the energy of the incident particle and the contribution of  secondary particles to the generate of double-strand break for energies less than 5 Mev  is greater than their contribution to the creation of single-strande breaks. The ratio of double-strand breaks to single- strand breaks have been reduced by increasing  the energy of   the radiation particle.

    Keywords: Radio therapy, Single-strand break, Double-strand break, DNA, Geant4, Protein data bank
  • Mohammad Nabipour*, Mohammad Reza Deevband, Amin Asgharzadeh, Narges Soleimani Pages 155-162

    Given the extensive use of common mammography tests for screening and diagnosis of breast cancer, there are concerns over the increased dose absorbed by the patient due to the sensitivity of the breast tissue. Thus, knowing the Mean Glandular Dose (MGD) before radiation to the patient through its estimation can be helpful. For this reason, the MultiLayer Perceptron (MLP) neural network model was trained with Levenberg-Marquardt (LM) backpropagation training algorithm and the Entrance Surface Air Kerma (ESAK) was estimated. After running the program, it was found that 35 neurons is the most optimal value, offering a regression coefficient of 95.7%, where the Mean Squared Error (MSE) for all data was 0.437 mGy, accounting for 4.8% of the range of output changes, representing a prediction with 95.2% accuracy in the present research. In comparison with the Monte-Carlo simulation method, it enjoys a desirable accuracy.

    Keywords: Estiamting dose, Mammography screening, Mean glandular dose, Neural network, Multilayer perceptron
  • Farnaz Arayeshnia*, Fereydoon Abbasi Davani Pages 163-170

    The radioactive contamination measurement is essential in nuclear facilities. Monitoring of low level alpha and beta contamination is possible using light detectors high efficiency. Due to the fact that many detectors canchr('39')t simultaneously discriminate alpha, beta and gamma rays; among existing methods, phoswich detectors would be appropriate option to measure different radioactive contaminations. By this method, it is possible to study simultaneously the alpha/beta/gamma contamination sources with a single detector, which consists of three layers of different scintillators. Here, our design using ZnS(Ag), BC400 and NaI(Tl), with thicknesses of 0.0025, 1 and 3 cm, is sensitive to interaction with alpha, beta and gamma particles, respectively. The absolute efficiency for each layer was determined by the trade-off between the efficiency and background counts due to interference radiation in each layer. Thus, at an energy of 0.1 MeV, the maximum absolute efficiency for beta particles was 24% and 1-2 MeV at maximum absolute yield of gamma rays with an approximate value of 16%.

    Keywords: detector, alpha, beta, gamma, phoswich, MCNP, GEANT4
  • Seyede Fatemeh Taheri*, Ahmad Shirani Pages 171-178

    High Purity Germanium detectors (HPGe) are subdivisions of semiconductor detectors which are widely used in nuclear technology from space industry to nuclear medicine, due to their high resolution, low dead time, unlimited size and compatibility with a variety of environments. The( absolute and intrinsic) efficiency of the HPGe detector, which depends on the geometry of the source-detector system and also on the energy of gamma ray, is an important factor in determining the activity of the radioactive sources. A simpler way to determine the activity of radiation sources is to use the virtual point intrinsic efficiency which is independent of source-detector distance. The virtual point is a point within the detector that all interactions are assumed to take place in that point. The goal of this study is to determine the location of the virtual point of the HPGe detector of GMX 40P4-76 model and determine the virtual point intrinsic efficiency for this detector at various energies of gamma rays. To do this, we first experimentally obtained the spectrum of gamma rays emitted from a Europium source at different distances from the detector using the HPGe spectroscopy system. Similarly, using the Monte Carlo simulation method (MCNPX code) we simulated the spectroscopy system. In this study, in the first step, the virtual point distances from detector top were determined in two experimental and simulation methods for gamma ray energies from 121 keV  up to 1408 keV, the results of which were in good agreements. In the second step, using the virtual point distances, we calculated the virtual point intrinsic efficiencies at various gamma ray energies for the HPGe detector, and it was shown that this efficiency for a given energy  is almost constant with small deviations for various source-detector distances and it is therefore easier to calculate the activity of unknown sources using this efficiency, because the distance dependency is gone and we do not need to perform  measurements at different distances.

    Keywords: HPGe detector, Monte Carlo method, MCNP code, Efficiency, virtual point detector
  • Iraj Moradi Gharatloo*, Yaser Kasesaz, Mir Shahram Hosseini Panah Pages 179-183

    In this research, the applicability of several metal hydrides as neutron moderator and shielding for D-D fusion sources has been investigated by MCNPX code. The results have been investigated in three steps to find the materials with lower thermal, fast and total neutron fluxes than conventional shielding materials. The results show relative advantages of LaNi5H6, VH, TiH2, TaH, Mg (BH4)2, YH2, NbH and LaH3 metal hydrides in reducing the energy of D-D neutron sources, so that utilization of these hydride compounds as a part of the neutron moderator or shielding will be very effective in reducing the volume of nuclear facilities.

    Keywords: Metal Hydride, Neutron Shield, Neutron moderator, Fusion Neutrons, MCNPX Monte Carlo code
  • Behnam Azadegan, Ali Asghar Mowlavi*, Seyed Ali Mahdipour Pages 185-190

    Nowadays, due to the high costs and large dimensions of the conventional proton accelerators, other optimal methods for producing the proton beam have been studied. Using of Laser-driven proton accelerators is one of the important and new methods. In laser-driven ion acceleration, a highly ultra-intense laser pulse interacts with solid density targets and will create a plasma media that will accelerate ions and produce protons. Currently there are projects in this in field such as ELIMED, PMRC, DROT, HZDR and …. Due to the large angular dispersion of protons, reducing their dispersion and collimating them for transmission is very important. In this research, using the GEANT4 toolkit, the exact solenoid and its magnetics field for HZDR beamline have been simulated. The effect of solenoid on protons with a primary divergence of 5 degrees was investigated. The results show that consideration of the details of the solenoid has a direct effect on the calculation of the proton profiles and is necessary. The maximum of the solenoid magnetic field was calculated to ~20 Tesla to fit the proton selector system at a distance of one meter from the source.

    Keywords: proton, magnetic field, solenoid, energy distribution, source
  • Hossein Zaki Dizaji*, Tayeb Kakavand, Mahdokht Farzam Pages 191-196

    Radiation detection is essential for determining of radiation dose. Depend on the detector and dosimetry method, detection process is performed in different levels. Pulse counting is the first level of detection. Typically, the output of a radiation detector for determining value of the radiation dose cannot be used directly. Through changing the response function or the readout detector, is trying to create relevance and proportionality between detector readout and value of the dose equivalent. For this purpose, there are various software methods and hardware methods are obtained dose equivalent values. Software methods such as convolution, Deconvolution, etc. and hardware methods such as additional of layers of modulators, etc have been used. Selective data sampling of multi-channel energy is a software method which has been studied in this paper. The main purpose of this method, is obtaining the response of photon dosimetry at different energies. The response function of NaI(TL) 3”×3” detector for 0.411 MeV to 3 MeV gamma-rays has been simulated by using MCNPX code, and for calculating dose, the calibration coefficients were determined. Finally, the response energy of the detector has been drawn for photon dosimetry of the channels with multiple energy range. Results show that presented dosimety method has high level precision.

    Keywords: Detection, Response Function, Dosimetry, Gamma Radiation, MCNPX Code
  • Ahmad Ramazani-Moghaddam-Arani*, Sayed Ehsan Roozmeh Pages 197-202

    The giant magneto impedance (GMI) effect is a large variation in the electrical impedance of a magnetic conductor when subjected to a static magnetic field. The sensitivity to the direction (AGMI) and magnitude of applied  magnetic field    and also linearity levels   of this  effect are three important parameters in magnetic sensors application. A suitable annealing procedure can be used to achieve an optimum response of GMI by reducing the quenched-in internal stresses and induces transverse magnetic anisotropy.  In this research the effect of irradiation of gamma rays from two gamma sources (60Co, 137Cs) on the asymmetry of GMI  of Co68.15Fe4.35Si12.5B15  amorphous alloy is studied. The optimum asymmetry of studied sample obtained after 30 (24) hours irradiation by photons emitted by 60Co (137Cs) source. The X-ray diffraction pattern shows a transition from amorphous phase to a crystalline phase in  samples. Results  show that induced changes by irradiation with 137Cs source leads to a better sensitivity  to  direction of applied magnetic field especially in case of irradiated sample for 24 hours. This sample can be considered a good magnetic sensor candidate.

    Keywords: Magneto impedance, Annealing, Gamma ray, Amorphous alloys, Magnetic sensors
  • Zahra Aghaei, Alireza Karimian*, Mohammad Hassan Alamatsaz Pages 203-212

    Brachytherapy, is a method to treat prostate cancer in which a radiation source is placed inside or next to the cancer affected tissues. Purpose of this article is to determine the uncertainty level of received dose in prostate tissue due to the relocation of the placed radiation sources and inflation in prostate after positioning the radiation seeds. To simulate the model 6711 Amersham (activity level equal to 0.5 mCi) iodine-125 brachytherapy source, we used MCNPX 2.6 code and TG-43U1 protocol, and we used ORNL phantom. Treatment plan included 76 sources consisting iodine-125 radioactive, once placed in the form of seeds and once applied in the form of beads in three initial volume: 30.02, 38.01 and 52.01 cm3 and three different time steps were placed in prostate phantom. Three-time steps were investigated, including the moment after placing, the zero days and thirty days after placing. In the first step, the obtained dose of radiation in three different prostate volumes, for both seed distribution and bead distribution in healthy and cancerous tissue, was calculated. In the second step, position of the sources was relocated from the assumption, and causes a change in dose distribution. Considering the movements in 3 directions of left-to-right (1.8 mm), intra-exterior (2.1 mm), up-down (3.4 mm) after implantation the equivalent dose was calculated. The maximum uncertainty of received dose in a prostate with seed implanted sources and the volume of 52.01 cm3 and it was reported as +20%. At the third step, in addition to the change in the location of sources, inflation rate of 12% was observed in comparison with the primary volume at the first step of treatment process which resulted in a smaller dose rather than the previous stage.In this treatment plan, relocating of the sources and 12% inflation of the tumor were analyzed. Uncertainty of source relocating was calculated as ±20% in zero-day of positioning. Also, 12% inflation of the tumor and source relocation after 30 days, in a prostate with the volume of 58.25 cm3 curing by point sources, shown 21.04% reduction in received dose for healthy and cancer tissues since the moment of placing. The maximum error of MCNPX code was calculated 0.03%.

    Keywords: Prostate Cancer, Brachytherapy, MCNPX Code, Iodine-125 Source, Source Relocating, Inflation, Absorbed Dose, Uncertainty
  • Mahmoudreza Akbari, Alireza Karimian* Pages 213-222

    Nowadays, in order to improve the accuracy of treatment in radiation therapy, there are many attempts to use magnetic resonance imaging (MRI) due to the advantages of excellent soft tissue contrast and ultra-fast pulse sequences. On the other hand, carbon-ion radiation therapy is developing rapidly due to the benefits of greater relative biological effectiveness (RBE) and the application in the treatment of some low linear energy transfer (LET) radiation-resistant tumors. The idea of using MRI guidance in treating carbon-ion, presents challenges including the dose perturbation in the patientchr('39')s body. For this purpose, in this study, using a Monte Carlo simulation, a rectangular phantom was modeled with various tissue layers simulating chest geometry of a patient with lung tumor. For the first time in this study, three-dimensional dose perturbation of a 220 MeV/nucleon realistic carbon-ion beam in the presence of two medium (1.5 Tesla) and high (3 Tesla) magnetic fields applied to the simulated tissue phantom, was compared with the non-field condition. Also, the distribution of the three-dimensional dose equivalent in the simulated heterogeneous phantom was calculated in the presence of a 1.5 Tesla (T) magnetic field. At the Bragg depth, no longitudinal displacement was observed for the centers of the dose and dose equivalent profiles affected by a 1.5 T field. The longitudinal displacement of the total dose profile in a 3 T field was calculated to be 1.1 mm. Furthermore, the amount of lateral deflection of the center of the dose and dose equivalent profiles in a 1.5 T field was equal to 1.7 mm, and the amount of lateral displacement of the center of the dose profile in a 3 T field, was calculated to be 3.3 mm. The results indicate that the dose perturbation are remarkable in the accuracy expected from carbon-ion radiotherapy guiding by MRI.

    Keywords: MR-guided, Carbon therapy, Monte Carlo simulation, Total dose distribution, Carbon-ion dose equivalent, Lung cancer
  • Faezeh Malekzadeh-Torbebar, Alireza Karimian*, Ahmad Shirani, Mostafa Robat-Jazi, Mahdi Akhlaghi Pages 223-228

    SPECT-CT is an imaging method for diagnosing diseases and studying physiology of the body. In this type of imaging, due to the use of radiopharmaceutical for imaging (SPECT) and X-rays (CT), a relatively high dose of radiation is introduced into the patient. If the patient is pregnant, considering that the developing fetus is sensitive to any radiation in the uterus throughout the entire period before birth, there may be harmful and irreversible effects on the fetus; therefore protecting the pregnant woman and the fetus against radiation is of great importance. The purpose of this study is to evaluate and calculate the fetus absorption dose in cardiac imaging using the SPECT-CT machine in stress and resting conditions of the cardiac by injecting 20 mCi of radiopharmaceutical of 99mTc-MIBI.  In order to evaluate the fetus absorption dose, the Monte Carlo method, using the MCNPX code and the ORNL phantom, was applied to simulate the fetus in three, six and nine months of pregnancy, and the radiation absorbed doses of fetus absorption were calculated in two condition of stress and rest.The absorbed dose of fetus in stressed state in three, six and nine months of gestational age are 1.26 × 10-2, 2.9 × 10-3, 2.83 × 10-4  mGy respectively and The fetus absorption dose in rest in three, six and nine months of gestational age are  2.52 × 10-2, 5.79 × 10-3, 5.68 × 10-4 mGy respectively. The results of this study indicate that the highest fetus absorption dose is related to cardiac resting imaging at the third month of the fetus. The fetus absorption dose has been calculated to be less than 0.05 Gy for all maintenance periods, which, according to the NCRP 128 and ICRP 84, do not cause a serious risk to the fetus. However, special immunological advices should also be given to pregnant women to reduce the absorption of fetus, especially in the early months of pregnancy.

    Keywords: Fetus, Absorbed dose, Pregnant Woman, SPECT-CT, Heart, 99mTc-MIBI
  • Nafiseh Khosravi, Mojtaba Tajik*, Behzad Boghrati Pages 229-236

    In this paper, radiation effects in protection layers of logical cell of the digital gate in the FPGA for electron and proton rays was simulated Using the FLUKA Code. by using of the Monte Carlo simulation, the electron and proton transport into the logical cell of the digital gate in the FPGA will be studied. In this simulation, the maximum energy of the electrons and protons at the entrance of logic cell have been chosen between 30 to 50 MeV and the degradation effects of these rays on semiconductor material, their effects on five different layer configurations such as layer of aluminum, silicon, silicon dioxide, boron dioxide and boron will be studied. The simulation result shows that using the multi-layer of silicon dioxide relatives to the other cases leads to reduction of degradation effects on semi-conductor sensitive volume.

    Keywords: logical cell, proton, radiation effects, SEU, FLUKA code
  • Alireza Azadbar, Samaneh Baradaran*, Mohammadreza Kardan, Dariush Sardari Pages 237-245

    The origins of radon gas are the amount of uranium decay in the soil that is released into space and through the interior gaps of  buildings. Radon can enter the respiratory system and cause radiation hazards. Recently research has identified Radon as the second leading cause of lung cancer after cigarette smoking. The indoor concentration of Radon progeny is mentioned as an important issue regard to the point of view of health. Therefore, a more accurate measurement of the concentration of radon gas in order to assess the exposure of people is of great importance. The purpose of this research  is to measure radon gas with two contemporary and retrospective methods in Ramsar homes, which is known as a high level background radiation area, as well as comparison with previous measurements. In order to measure the Concentration of contemporary radon by  passive method using a radon chamber and solid state nuclear track detectors, a retrospective of the activity of polonium 210 implanted in glass objects was used to measure the concentration of radon gas. The solid state nuclear track detectors used in this research are polycarbonate, which is the first time used in this world for this type of polymer for the retrospective method. The average concentration of measured for contemperory radon is about 416 Bq /m3 and the resrospective radon is about 1299 Bq /m3. According to the comparison of the results  with the US Environmental Protection Agency standards, it was found that 45% of the radon gas concentration is above 148 becquerel per cubic meter, which is indispensable for reducing radon gas in these buildings. At the same time, the difference in the concentration of rare earth radiant gas with contemporary radon gas can be related to the change in the ventilation rate and the change in the concentration of aerosols and the ratio of the surface to the volume of the room.

    Keywords: Retrospective Radon, Contemporary Radon, Polycarbonate Detector, Lung Cancer, Polonium 210
  • Masome Nanbedeh, Seyed Mahmod Sadat Kiai*, Mostafa Hassanzadeh, Ali Aghamohammadi Pages 247-250

    The most important part of neutron therapy treatment (NCT1) is to achieve a beam of neutrons with suitable energy and intensity, as well as the least pollution and damage. In this study, in order to correct the neutron spectrum from D-D fusion and its use in neutron therapy, a set of different materials which are called the Beam Shaping Assembly (BSA) was placed in the direction of energy 2.45 MeV neutrons output in such a way that the neutron beam intensity and energy output were appropriate for treatment. Moreover, the total yield coefficient 109 was considered. In this article IS set for a plasma focus device was designed and optimized by MCNPX2.6 code. The results of this study indicated that, according to BSA3 materials, epithermal neutrons were the best choice for energy range.

    Keywords: Plasma focus, Neutron therapy, Beam Shaping Assembly, Flux, MCNPX2.6
  • Yaser Kasesaz*, Behroz Rokrok, Hossein C. Dastjerdi Pages 251-256

    Recently, a new Neutron Radiography (NR) beam line has been designed, constricted, installed and tested based on the use of E-beam tube of Tehran Research Reactor (TRR). Initial tests have been shown that the system can be used for different samples and purposes such as nuclear plates and rods fuels.  For this end the system need a suitable irradiation room which should be installed at the NR beam port. The present work is the analyses of the proposed irradiation room in view of irradiation safety. To do this, using MCNPX Monte Carlo code the proposed room structure and neutron beam catcher have been simulated and then neutron/gamma dose have been calculated at different locations around the room walls. The results show that the designed room and beam catcher have good performance in case of reduce the total neutron and gamma dose to 10 μSv/h which is desired value in view of radiation protection issue.

    Keywords: Tehran Research Reactor, new neutron radiography system, sheilding, dosimetry, MCNPX code
  • Morteza Raeisi*, Jafar Esmaili, Ebrahim Shirvani Pages 257-260

    In this study, distribution of dose rate around the nuclear gauge device MC-1DR which located in shahrekord university was simulated by MCNPX code and was compared whit the measured values. Due to the asymmetry of device and neutron and gamma source positions, the dose rates were determined at a distance of 5, 30 and 100 cm in different directions. Base on the complex geometry of the inside of device, there are discripency between measured and simulated results in the some points. In general, the values show when the gamma source is positioned in safe mode. The maximum and minimum of dose rate are in below and back of the device. Also, in the left side neutron dose and in the right side gamma dose is greatest. Finally, for safe operating one hour is at most recommended at a distance of 1m in compare with standard threshhold, 12mrem per day.

    Keywords: Equivalent dose rate, MC-1DR system, MCNPX code
  • Hossein Mohammadi, Mohamadreza Shojaei*, Jamshid Soltani-Nabipour Pages 261-266

    The purpose of this study was to investigate the effect of voltage ripple produced by X-ray machines on the quality of X-ray rays. For this purpose, the energy spectrum from the X-ray tube manufacturer should be simulated in the range of diagnostic radiography and verified by experimental results. The statistical analysis of the results showed that there is no significant difference between simulation results and experimental results. Then the effect of the ripple factor on the energy spectrum was simulated and investigated. In order to investigate the effect of ripple factor on the beam quality, the half-value layer HVL was calculated. The results of this study showed that the voltage fluctuations can reduce up to 56% of the HVL value at 100 kV and about 75% at 80kV voltage.

    Keywords: HVL, simulation monte carlo, GATE, voltage ripple, energy spectra
  • Mohammad Reza Rezaie Rayeni Nejad*, Tohid Yoosefzadeh Hassanlouei, Zahra Rostami Pages 267-274

    Previously earthquake prediction in Iran and world was down with various methods. Result was shown that  the 17-25 days before D/R > 0.5     earthquakes ,  the  FD-RC  was varied rapidly large than standard deviation  in  Reyhan Shahr (Zarand-Kerman) hot spring .therefore  the FD-RC is a powerful  parameter for  earthquake prediction.in this research the experimental data of radon of  Reyhan Shahr(Zarand-Kerman)   hot spring in 2011/12/03 -2012/03/02  time interval was taken from Dr.Negarestani et al  KGUT(Kerman Graduate University of Advanced Technology)  earthquake prediction center. Result was shown that the 15-17 days before D/R > 0.5 earthquakes, the FD-TR was varied rapidly large than standard deviation in Reyhan Shahr (Zarand-Kerman) hot spring. Possibility of earthquake prediction was shown that the D/R > 0.5 earthquakes will happen in 20 – 26 Bahman 1395 in Reyhan Shahr (Zarand-Kerman) zone. Therefore the FD-TR is a powerful parameter for earthquake prediction.

    Keywords: Variation of the Concentration, Radon, Hot Spring, Reyhan Shahr, Earthquake Prediction, Fractal Dimension
  • Moharam Amini, Hamed Salehi* Pages 275-284

    Radioactive materials used in nuclear medicine are the radioisotopes or drugs that are identified with radioisotopes. A radiopharmaceutical transfusion is one of diagnostic methods and a radiation value approved should be measured. The nuclear medicine images of diagnostic methods can be made by a gamma camera (γ-camera). In this article, we used MCNPX2.4 for internal dosimetry assessment when the 64Cu radiopharmaceutical is in brain, heart or breast for imaging or treatment.

    Keywords: Radiation dosimetry, Copper-64 radiopharmaceutical, 64Cu, Copper biodistribution, Positive beta (β+) decay, Nuclear medicine imaging, MCNP code
  • Hiva Rokhzadi-Zardooee, Mostafa Hassanzadeh*, Seyed Mahmod Sadat-Kiai, Abdollah Refaei Pages 285-290

    In this study, to calculate the radioactivity of radioisotopes such as 11C, 15O, 18F and 123,124I in a focus plasma device for the production of medical radioisotopes, the particles of neutrons and protons with cubic targets of Nitrogen, Xenon, Carbon and a solid natural Boron is used. Particles energy are at the input of the program from 1MeV to 10MeV. Also, the total yield coefficient is considered. In this paper, with the help of MCNPX 2.7 code, the amount of flux and deposited energy of neutron and proton particles is calculated for the production of medical radioisotopes in the focal plasma system. According to the obtained results in this study, it is shown that due to the different absorption and resonance cross sections for the considered targets with the energy of the neutrons and the protons are not a linear increase in the flux of particles. But after an energy of approximately 10 MeV, this slope is almost constant due to the constant cross section. Also, the results of this study show that with increasing energy of protons in these targets, the deposited energy of protons increases linearly, but its maximum value for the nitrogen target and its lowest value for the Xenon target due to different interactions cross-section.

    Keywords: Plasma focus, Radioisotope, Radiation, Total yield, MCNPX2.7
  • Ghasem Forozani*, Zahra Keshavarz Pages 291-294

    In this study, cobalt 60 with a mean energy of (1.25 Mev) was used as a photonic source to investigate the effect of decreasing gamma-ray intensity by materials and polymer composite using MCNPX code. First, we investigated the effect of thickness and density on the reduction of gamma ray intensity, and then the comparison between the lead protector, tungsten and polymer composite in several thicknesses was simulated by MCNPX code and recorded.

    Keywords: Gamma ray, Polymer composite, Photon source, Shield, Simulation
  • Armin Mosayebi, Shahryar Malekie*, Farhood Ziaie Pages 295-298

    Carbon nanostructures via adding to a polymer matrix, while improving the electrical, mechanical and optical properties of the nanocomposites, are widely used in the industry, medicine, and agriculture. The authors presented several investigations on a new type of gamma dosimeter based on the polymer-carbon nanostructures nanocomposite. In this research, the electrical percolation threshold of the Polystyrene-Graphene Oxide nanocomposite (PS/GO) was simulated using the finite element method in different weight percentages. Then, at the experimental phase, various nanocomposites were fabricated in different weight percentages of 0.05, 0.1, 0.5, 1, 2, 3, 5 and 8 via the mixed-solution process. The electrical conductivities of the samples were measured at the room temperature. Finally, the electrical conductivities of the nanocomposites were compared using the FEM simulation and the experimental results, which were estimated as 2.5wt%. The results of this study showed that the finite element method in accordance with the experimental results is a powerful tool to determine the electrical properties of the polymer nanocomposites considering the dosimetric approaches.

    Keywords: Nanocomposite, Polystyrene, Carbon Nanostructure, Electrical Percolation Threshold, Electrical Conductivity
  • Elham Hoseinnezhad, Ghazale Geraily*, Mosafa Farzin, Mahbod Esfahani, Tahere Hadisiniya Pages 299-309

    Total body irradiation (TBI) is a kind of external beam radiotherapy which is used in conjunction with chemotherapy with the purpose of immunosuppression before bone marrow transplantation. As recommended by AAPM dose distribution uniformity in TBI is very important and dose variation must be within ±10% of prescription dose. Patients treatment geometry for TBI techniques fall into two common categories: parallel-opposed anterior/posterior lateral total body irradiation and parallel-opposed lateral total body irradiation. So far several techniques such as use of tissue compensator, dynamic TBI delivery, etc. where implemented in different department around the world to improve dose distribution uniformity. The propose of this paper is to review several techniques that are used around the world for dose uniformity improvement in parallel opposed anterior posterior TBI.

    Keywords: total body irradiation, tratment geometry, compensator, translation couch technique, sweeping beam technique, uniformity
  • Masoumeh Bakhshi, Ghazale Geraily*, Ahmad Mostaar, Mahmoud Tashakori-Dadgar Pages 311-318

    Todays gamma knife radiosurgery is used widely for treatment of very small brain tumors. In order to investigate accuracy of dosimetry and treatment planning calculations, using Monte Carlo simulation with dedicated code named as beamnrc including non-CT data and CT data options is necessary. The aim of this study is choosing the best options in order to have an accurate tools based on their advantages and disadvantages. In this study, gamma knife unit 4C along with standard water equivalent phantom and EBT3 films were used to obtain dose distributions. Monte Carlo simulation was done with non-CT data and CT data options of the code and their resulting dose were compared.Comparison the calculated and measured dose distributions at X, Y and Z axis showed gamma value below 1 which verified Monte Carlo simulations. Also comparing the dose distributions from both non-CT data and CT data with each other implies that there is no significant difference between two methods. Based on the obtained results using non-CT data and CT data results in the same dose distribution. So for simplicity, using non CT data for regular phantom shapes is preferred.

    Keywords: Simulation, Gamma knife, Dose distribution, CT data, Beamnrc
  • Mahsa Noori-Asl, Mohammad Hamdipour* Pages 319-325

    In this paper we consider a gaseous detector and supposed, because of pass of an ionizing radiation, an electron created inside it. By numerical simulation with monte carlo method and concluding the impacts, scatterings and creation of secondary electrons, we find the trajectory of initial and secondary electrons. Dependence of number of secondary electrons to applied electrical field is investigated. Finally we study the dependence of number of secondary electrons to number of initial electrons created by ionizing radiation (as a measure of the radiation energy), then we try to investigate the possibility of spectrometry by this detectors.

    Keywords: gaseous detector, gaseous electron multiplication, proportional counter, Geiger Muller detector, ionization
  • Zahra Jabary Rad, Abolghasem Haeri* Pages 327-332

    Dose assessment of radiation victims is a key element in medical management of radiation accidents. At high radiation doses (> 6 Gy), dicentric assay lose its efficiency and premature chromosome condensation (PCC) assay was proposed to overcome the restrictions of dicentric assay. It was shown that PCC ring is more suitable and simpler than dicentric for biodosimetry in high radiation doses. In this study, we established standard dose response curve using chemical PCC ring assay on human peripheral blood lymphocytes for X-ray in the dose-interval of 0–10 Gy. The chemical PCC assay performed on Peripheral blood lymphocyte of four healthy donors after irradiation with different doses of X-rays (0-10 Gy) and the IAEA recommendations for production of an in vitro dose response curve were followed. The dose response curve was fitted based on the linear quadratic model and practicable for high radiation doses. Chemical PCC ring assay is applicable with no need to any special equipment even after supra lethal radiation doses.

    Keywords: Dose Assessment, Biological Dosimetry, Premature Chromosome Condensation, Dose Response Curve, X-Ray
  • Seyed Ali Hosseini Tafreshi*, Payman Aghaie, Ahmad Ramezani Moghadam, Mohammad Amin Toghyani Pages 333-339

    Melatonin as a compound made by photosynthetic organizers protects them against many environmental stresses. Modulating mechanisms of melatonin, as a protector are not well known in early eukaryotes, such as algae. In this research, the effect of melatonin pre-treatment on evaluating Chlorella vulgaris resistance to gamma ionizing radiation was investigated. The results showed that 100 µM concentrations of melatonin had a significant increase in the growth of algal cell and activity of the ascorbate peroxidase enzyme as one of the components of the enzymatic antioxidant system.

    Keywords: alga Chlorella vulgaris, Melatonin, Gamma radiation, enzymatic antioxdant system, Growth, physiology
  • Morteza Poorchitsaz, Babak Shirani Bidabadi*, Reza Mohammadi Pages 341-346

    Developing well logging methods will increase the applications of logs related to all the other geology sciences. Well logging curves introduce the essential information to evaluate reservoir characterizations, rock type and also formation fluid properties quantitatively. One of the most important parts of drilling and completion operations which affect making decision about the future planes is based on how logging data is acquired and interpreted precisely and completely. Litho-density logging tool is a nuclear tool measures formation density and indicating its lithology. Therefore the accuracy of tool measurements is significant. Cs137 is the radioactive source inserted in the tool for downhole measurements. Formation density and lithology are measured by gamma ray Compton scattering and photoelectric absorption phenomena respectively. In this approach, simulation of density tool using MCNP code is discussed to figure out the effect of radioactive sourcechr('39')s activity on the output of energy spectrum belongs to shale, sandstone and limestone formations with known densities. The energy spectrum results affect the accuracy of measurements due to either increase or decrease in source activity.

    Keywords: Well Logging, Formation, Gamma Source, Lithology, Densitometry, MCNP Code
  • Davood Ghasemabadi*, Massud Abdolahzadeh Pages 347-351

    In this study, the energy spectrum of beta-nickel 63 is considered as the total energy spectrum, average energy of the spectrum, and maximum spectral energy for analyzing the penetration depth of silicon. Monte Carlo calculations were carried out using a MCNPX code in a given geometry; in the following, Stopping-Power for electrons with different energies in silicon was calculated using the ESTAR computational code .The results are in good agreement. Also can be used in the design of semiconductor detectors and nuclear dosimeters.

    Keywords: Beta Energy Spectrum, Nickel 63, Penetration Depth, MCNPX Code, ESTAR Computation Code
  • Farhad Forouharmajd, Azam Salehi-Valashani*, Karim Ebrahimpour Pages 353-358

    Although using ionizing radiation is an accepted part of medical profession for patients’ treatment and diagnosis, and despite its benefits, from safety point of view, it can pose potential hazards for radiographers. More understanding of exposure can be an effective move towards safety enhancement of staff and reduction of exposure rate. Present study, aimed at the above mentioned goals, was conducted among different radiographer groups working in hospitals. 35 people from different radiographer groups have been studied, including the practitioners in nuclear medicine, radiotherapy, radiology, and CT scan units in 4 Isfahan state hospitals. Checklists and questionnaires were employed for data gathering; and finally the data were analyzed by SPSS software. Obtained results in this study showed that the average of exposure dose within the past 6 months and the past 30 periods among different working groups enjoyed significant difference, in such a way that average of exposure dose within the past 6 months and the past 30 periods in nuclear medicine group was more than the others. 80% of staff in all the groups use film badge during all shift works. 77.1% of studied person have passed training course regarding the safety in working with radiation and 60% of which used protective tools during the work

    Keywords: radiography personnel, Exposure Dose, Radiation Dosimeter Badge, Milisivert
  • Seyede Nasrin Hosseinimotlagh*, Hamed Solooki Pages 359-366

    Charged particles such as protons and carbon ions are an increasing tool in radiation therapy. However, unresolved physical problems prevent optimal performance, including estimating the deposited dose in non-homogeneous tissue, is an essential aspect of optimizing treatment. The Monte Carlo (MC) method can be used to estimate the amount of radiation, but, this powerful computing operation is very expensive, and has the ability to restrict it. In this work, we use basic physics in the form of the Bethe equation to provide a new analytical solution for range, energy and LET of particles. This solution is presented in terms of the functional integral by converting the relativistic harmonics, which allows it to be used at the level of radiotherapy energy (protons 50-350 MeV, carbon ions of 100-600 Mev / a.m.u). The agreement along the path of the particles, with some differences in reaching the path is high. The model presented in an optimization framework for radiation particle radiation is estimated as a rapid method for dose and LET, which is able to account for heterogeneity in electron density and ionization potential.

    Keywords: Bethe equation, dose, LET, radiotherapy, Charged particles, proton, Carbon ion
  • Hamed Kasayi*, Reza Faghihi, Ali Ahmadi, Alireza Momenroknabadi Pages 367-372

    The use of a device that simulates the actual condition, as well as being equivalent to the human body in materials and tissues, and having the capability of acting like internal motions of human body is necessary to investigate and simulate the motion of a tumor in radiotherapy and to evaluate dosimetrical coverage of the dynamic target. This device which is called the dynamic phantom should simulate and control the tumor and sorrugate motions.In most phantoms, the bone section is either ignored or is from natural bones instead, which lose their quality over time passing, degraded and cause problems. In this study, a composite material similar to the natural bone has been proposed to replace bone tissue in phantom, which is radiotherapically equal to bone tissue.This composite, in contrast to the natural bone, has a longer life, higher strength and the possibility of embedding a variety of dosimeters. It also prepare dosimetrical evaluation of the organs at risk while the treatment of the dynamic tumor.

    Keywords: Dynamic radiotherapy phantom, Bone tissue, Bony composite
  • Mostafa Borhani* Pages 373-384

    The main objective of this paper is to use a computational intelligence algorithm for preparing a mapping map that categorizes different patterns of identification of infected areas and changes in radiation pollution. In this paper, the use of the fuzzy inference system has been proposed to determine the degree of radiation contamination in the regions. The study uses ultra-high resolution spectrometry data to detect uranium. The research area includes well-known uranium deposits, including LambaPur-Peddagattu, Chitrial and Koppunuru. The high-resolution Spectrometry data collected for uranium exploration was used to estimate the average absorption rate in the air due to the distribution of females (potassium per cent and uranium and thorium per million) in these areas. Mamdanichr('39')s Fuzzy Inference System has also been used to determine the amount of radiation contamination in each region. The results showed that the efficiency of this method was 76% accurate for the detection of three levels of radiation contamination (no radiation contamination, low radiation exposure, medium radiation and high radiation pollution) and 89% for the overall identification of contaminated areas from non-polluted areas.

    Keywords: Computational intelligence, Ultra-high Resolution Spectrometry, Fuzzy Inference of Mamadani, Radiation Map, Fuzzy Inference, Genetic Algorithm, SVM
  • Mohammad Taghan Sasanpour, Mohsen Sharifzadeh*, Ali Taheri Pages 385-390

    When there is limitation access to one side of the structure in industry, one of the best methods for thickness measurements is the Compton scattering. In this paper, due to the statistical behavior of dispersed beam counting, we discuss the accuracy of the measurement for steel thickness. Using the experimental method and comparing it with MCNP simulation code, the accuracy is obtained less than 0.2 mm.

    Keywords: Thickness measuring, Compton scattering, Steel, Accuracy
  • Fatemeh Hassanpour*, Ali Rouhi, Alireza Sadremomtaz Pages 391-396

    Thyroid scanning is performed to examine the thyroid gland disorders using 99mTc. Through the obtained images can evaluate the size of the thyroid gland, the amount of its removal compared with the salivary gland, examine the thyroid nodules and its performance impairments. According to the scan view, it is possible to differentiate between hot and cold thyroid nodules that need different therapies. The study of cervical mass with expansion to the chest is another major function of thyroid scanning with 131I. In this method, 24 hours after administration of little 131I, imaging of the neck and chest area is performed. The purpose of the present study was to simulate the emitted particles of 131I radiation and 99mTc, calculate and compare the absorbed dose and the S-value of these two radiopharmaceuticals in the thyroid and other organs around the thyroid, such as the lung, skin, and brain. Simulation and computations were performed using the Monte Carlo method by MCNPX software. ORNL MIRD phantom geometry was used for thyroid and other organs geometry. The absorbed dose in the thyroid and other organs increased with increasing activity, but the absorbed dose in the other organs was lower than the thyroid. The results showed that absorbed dose in 99mTc was lower than 131I. Although  131I has a diagnostic function in thyroid diseases, it has its own special disadvantages. 131 I in addition to 364kev high energy of gamma photons radiations, emits high-energy particles of 647 kev beta, too. Secondly, it has a lifetime of 8/05. Therefore, in studies conducted with 131I, the amount of radiation exposure of the thyroid gland and the total body  is very high (about 15,000 rades are the absorbed thyroid dose). On the other hand, the Tc pertechnetate with a lifetime of 6 hours and gamma energy of 140 kilos of electron volts, like 131I, is absorbed by the thyroid gland. Therefore, regarding the advantages of Tc pertechnetate to the 131I radiopharmaceutical , it is possible to use the absorbing of Tc  pertechnetate  as a measure to evaluate thyroid function.

    Keywords: Absorbed dose, I-131, Tc-99m, MCNPX, ORNL-MIRD Phantom
  • Aghil Mohammadi* Pages 397-402

    The inverse-square law is used to calculate the radiation flux at difference distances from the source. This law is applied for point source and point detector in vacuum. This research aims to study the point behavior of volumetric source and detector by undertaking required corrections on inverse-square law through the elimination of scattered neutrons contribution. The measurements have been performed with a 20Ci 241Am-Be neutron source, a long counter and appropriate shadow cone. The results confirm that the exponent in inverse-square law should be changed to 1.907±0.010 when volumetric neutron source and detector are used. Also, the neutron source activity has been measured as 17.95 Ci, which is 5.82% less than its nominal value.

    Keywords: inverse square law, neutron flux, long counter, neutron source activity
  • Nastaran Zamani* Pages 403-410

    HEPA filters serve as important safety device to protect personnel as well as the public and environment from the radiation effects exist in the air, so they are vital devices in the event accidents. DOE provides directions through the use of two technical standards, 3020 and 3025, including QA requirements for the procurement, packaging, shipping and storage of HEPA filters and also provides direction to the QA requirements for HEPA filter inspection and testing, which their media is Fiber-glass and designed according to the FC and FK sections of ASME AG-1 code.  The DOE Technical Standards specifically state that inspection and testing are to be performed at an independent FTF prior to filter installation at DOE nuclear facilities and this is in addition to the inspection and testing performed by the filter manufacturers.By applying a four step QA inspection and testing program in DOE FTF, the rate of annually deficiencies in visual inspections is 3-5 percent and for flow inspections is about 2 percent and these values sustained during 40 years of applying this program which shows this program is efficient. Also a good relation between AG-1 and DOE is performed, caused the requirements of AG-1 be revised according to this program. In this paper firstly HEPA filter structure and its different types is described, then DOE program of  QA inspections and testing of filters is discussed, and finally deficiencies of ventilation system of TRR in comparison to this program is mentioned in results.

    Keywords: HEPA filters, ASME AG-1, DOE standard, QA testing, inspection, Air-born particles
  • Masoumeh Hosseinnezhad*, Mohammad Mahdavi, Seyyed Rabee Mehdi Mahdavi Pages 411-414

    with the advancement of nanotechnology, high-atomic materials such as gold nanoparticles can be used to increase the amount of absorbed doses and use this property to eliminate cancer cells. In this study, the dose enhancement factor (DEF) derived from different concentrations of gold nanoparticles was calculated to show an increase in absorbed dose from gold nanoparticles. At first, a tissue equivalent gel (MAGIC-f) was made at the University of Mazandaranchr('39')s Nuclear Physics Laboratory, and the gold nanoparticles were added to the gel with appropriate concentrations. Vials containing gel and nano-gel were exposed to X-ray radiation of 6 MV of Siemens linear accelerator. After reading the gel with the optical CT scan imaging system, the DEF for nanoparticles was estimated for concentrations, 0.1, 3 and 6 mM. Iit was concluded that increasing the concentration of gold nanoparticles would increase the absorbed dose.

    Keywords: Gold nanoparticle, The Dose Enhancement Factor, MAGIC-f gel, The Optical CT scan imaging