فهرست مطالب

نشریه سنجش و ایمنی پرتو
سال دوازدهم شماره 3 (پیاپی 47، پاییز 1402)

  • تاریخ انتشار: 1402/09/01
  • تعداد عناوین: 6
|
  • سارا وثوقی، محمدرضا عبودزاده* صفحات 121-133

    ترکیبات پلاتین همچنان اصلی ترین عامل شیمی درمانی مورد استفاده در درمان بیماران سرطانی هستند. ترکیب سیس پلاتین نشان دارشده با رادیونوکلیید تشخیصی- درمانی پلاتین-m195 به طور بالقوه می تواند ابزار مفیدی برای تعیین دز بیمار و همچنین کمک به تحقیقات در مورد مکانیسم عمل سیس پلاتین و متابولیسم آن در بدن انسان باشد. رادیونوکلیید mPt195با خصوصیات هسته ای مناسب می تواند به راحتی در سنتز ترکیبات سیتوتوکسیک مبتنی بر پلاتین استفاده گردد. در این مطالعه، محاسبات تولید رادیونوکلیید پلاتین-m195 در راکتور تحقیقاتی تهران، از طریق حل هم زمان معادله های دیفرانسیلی زنجیره های واپاشی برای هدف های پلاتین و ایریدیوم طبیعی با استفاده از نرم افزار متلب انجام گردید. هدف های پلاتین و ایریدیوم طبیعی پس از آماده سازی در راکتور تهران پرتودهی شده و پس از انجام فرایند رادیوشیمیایی، مقدار تجربی فعالیت پلاتین-m195 حاصل از پرتودهی هدف پلاتین طبیعی، با مقادیر تیوری مقایسه شده است. نتایج نشان داد که سازگاری خوبی بین مقادیر اندازه گیری شده به صورت تجربی و نتایج حاصل از محاسبات تیوری وجود دارد. نتایج حاصل از این پژوهش می تواند در مطالعات نشان دارسازی سیس- پلاتین با رادیونوکلیید پلاتین-m195 به کار گرفته شود.

    کلیدواژگان: رادیونوکلید، پلاتین-m195، پلاتین، ایریدیوم، راکتور تحقیقاتی تهران
  • رضا شمس آبادی*، حمیدرضا باغانی صفحات 135-143

    در مطالعه حاضر، مقادیر اثرات زیست شناختی نسبی (RBE) مربوط به رادیوایزوتوپ های مختلف ید به منظور مقایسه عملکرد کدهای مونت کارلوی MCSD و GEANT4-DNA در انرژی های پایین مورد بررسی قرار گرفته است. پس از محاسبه طیف الکترون های اوژه حاصل از رادیوایزوتوپ های ید شامل 124I،123Iو 125I توسط کد مونت کارلوی GEANT4، محاسبه مقادیر RBE در افزونه GEANT4-DNA بادر نظر گرفتن مدل B-DNA صورت گرفت. علاوه بر این، مقادیر RBE نیز توسط کد MCDS در شرایط کاملا هوازی برآورد شد. نتایج حاصل از این بررسی نشان داد که استفاده از فیزیک GEANT4-DNA-option4 در افزونه GEANT4-DNA در مرحله فیزیکی نتایج نزدیکتری را در مقایسه با کد MCDS جهت ارزیابی مولفه های زیست شناختی و تخمین RBE نشان می دهد. بیش ترین مقادیر اختلاف به دست آمده در این مطالعه مربوط به فیزیک GEANT4-DNA-option2 بوده که این میزان برای رادیوایزوتوپ های مورد بررسی از 22/3 درصد تا 24/6 درصد متغیر است. از آن جا که آسیب های دورشته ای ایجادشده در مولکولDNA در نهایت می تواند موجب مرگ سلول شود و با توجه به تطابق مناسب بین مقادیر محاسبه شده RBEDSB از طریق کدهای MCDS و GEANT4-DNA، می توان استنباط کرد که کد MCDS نتایج دقیقی را هنگام برآورد آسیب ایجادشده در مولکول DNA (ناشی از تابش های یونیزان) ارایه می دهد.

    کلیدواژگان: الکترون های اوژه، شکست های تک رشته ای، شکست های دو رشته ای، شبیه سازی مونت کارلو، اثرات زیست شناختی نسبی
  • افروز عسگری، سید ابوالفضل حسینی، محمدحسین چوپان دستجردی، جواد مختاری* صفحات 145-153

    روش های مختلفی برای اندازه گیری توان راکتور وجود دارد. در راکتورهای هسته ای توان با شار نوترون رابطه مستقیم دارد، بنابراین روش معمول برای اندازه گیری توان، تشخیص شار نوترون در قلب راکتور است. راکتور چشمه نوترون مینیاتوری (MNSR[1]) برای تعیین توان از دو آشکارساز نوترون اتاقک شکافت (FC[2]) متصل به سیستم های کنترلی کامپیوتر و کنسول استفاده می کند. این آشکارسازها ابزار نشان دهنده توان راکتور هستند و صحت خروجی آن ها در دقت نتایج آزمایشات و ایمنی راکتور نقش به سزایی دارد. در نتیجه کالیبراسیون این آشکارسازها ضروری است. نکته حایز اهمیت این است که، اندازه گیری های مربوط به کالیبراسیون باید در یک محیط نوترون-گاما بسیار شبیه به محیطی که آشکارساز بعدا در آن استفاده می شود، انجام شود. در این مطالعه کالیبراسیون آشکارسازهای اتاقک شکافت در قلب راکتور مینیاتوری با استفاده از آشکارسازهای ردپای هسته ای حالت جامد (SSNTD[3]) انجام شده است. ضریب کالیبراسیون آشکارسازهای متصل به سیستم کنترلی کامپیوتر و کنسول به ترتیب برابر 02/1 و 88/0 هستند.

    کلیدواژگان: راکتور چشمه نوترون مینیاتوری MNSR، آشکارساز نوترون اتاقک شکافت، آشکارسازهای ردپای حالت جامد SSNTD، توان راکتور، ضریب کالیبراسیون
  • سعیده کوهستانی* صفحات 155-161
    در این مقاله تاثیر طول های مختلف عایق پیرکس بر شدت اشعه ایکس نرم، اشعه ایکس سخت و انتشار یون تولید شده توسط دستگاه پلاسمای کانونی 4 کیلوژول دانشگاه صنعتی امیرکبیر به طور همزمان بررسی شده است. ماده عایق مورد استفاده پیرکس بوده و طول آن از 30 تا 60 میلی متر با گام های 5 میلی متری متغیر بوده است. سه فشار مختلف گاز نیون برای تزریق در دستگاه 6، 7، و 8 تور، در آزمایش مورد استفاده قرار گرفته است. برای اندازه گیری شدت اشعه ایکس سخت و نرم به ترتیب از آشکارساز سوسوزن و فوتودیود PIN و برای اندازه گیری گسیل یون از فنجان های فارادی استفاده شد. یافته ها نشان می دهد که طول 45 میلی متر حداکثر انتشار یون را ایجاد می کند، در حالی که یک عایق 50 میلی متر شدت بیش تری را برای اشعه ایکس نرم و سخت ایجاد می کند. برای به دست آوردن بهترین عملکرد دستگاه با در نظر گرفتن همه خروجی ها، محاسباتی بر پایه الگوریتم های بهینه سازی به کار برده شده است و در نتیجه این محاسبات ضریبی که در این تحقیق به عنوان ضریب عملکرد نامیده شده به دست آمده است. بر اساس مقادیر این ضریب، بهترین عملکرد با طول 50 میلی متر و فشار گاز 8 تور حاصل می شود.
    کلیدواژگان: اشعه ایکس نرم، اشعه ایکس سخت، گسیل یون، دستگاه پلاسمای کانونی، فنجان فارادی، فوتودیود
  • نفیسه سالک، علی یداللهی، حمید سپهریان، رضا داورخواه، جواد فصیحی رامندی، محسن طبسی صفحات 163-174

    در این مقاله اطلاعات مربوط به پسماندهای پرتوزای احتمالی تولید شده در فرآیند تولید Mo99 شکافتی به کمک اهداف اورانیومی LEU در داخل کشور و نحوه مدیریت آن ها طی کل مراحل تولید، بر اساس محاسبات هسته ای با استفاده از کد ORIGEN ارایه شده است. با توجه به نتایج به دست آمده، پسماندهای جامد، مایع و گازی احتمالی تولیدی، ترکیبی از پسماندهای سطح پایین (LLW) و سطح متوسط (ILW) و حاوی اورانیوم غنی شده و سایر محصولات شکافت و اکتینیدها هستند. براساس نتایج محاسبات پرتویی و گرمای حاصل از هسته های پرتوزای موجود در هر بسته پسماند، به نظر می رسد، هیچ پسماند سطح بالایی از تاسیسات تولید Mo99 تولید نمی شود، زیرا این پسماندها شامل هسته های پرتوزای بلند عمر یا آلفازا با پرتوزایی بیش از Bq/g 400 که حرارت آن ها بیش از kW/m3  2 نیستند. جنبه های اقتصادی مدیریت پسماند های حاصل از تولید Mo99 مهم بوده و تاثیر قابل توجهی در قیمت نهایی Mo99 و محصولات جانبی فرآیند می گذارد. در فرآیند تولید Mo99 شکافتی، بازیابی اورانیوم شکافته نشده بسیار توصیه می شود و ترجیحا اورانیوم باید در تاسیسات تولید Mo99 از جریان های پسماند تفکیک شود.

    کلیدواژگان: مولیبدن-99، اورانیوم غنا پایین، محاسبات پرتوی، طبقه بندی پسماند، مدیریت پسماند
  • محمدمهدی ابراهیمی بشلی*، علی نگارستانی، محمدجواد خداشناس، امین رضا محمودی صفحات 175-181

    یکی از مهم ترین محدودیت های آشکارسازهای گازی پدیده پلیمریزاسیون است این عامل می تواند عملکرد آشکارساز را به طور کلی مختل کند. وقوع این پدیده در آشکارسازهای سیمی مشاهده و اثبات شده است. در این مقاله، پدیده پلیمریزاسیون روی آشکارسازهای تکثیرگر الکترون گازی ضخیم (THGEM) در حالت جریان های خود خاموش شونده (SQS) با استفاده از منبع گامای Cs137 با فعالیت µCi 3.95 بررسی شده است. در حضور مقدار تقریبی (10%) گاز هیدروکربنی مانند متان، که به عنوان فرونشان در ترکیب گاز 10P استفاده می شود، مشاهده می شود که پس از سه روز که آشکارساز به طور متوسط سه تا چهار ساعت در روز مورد استفاده قرار می گیرد. تغییرات ناگهانی در سرعت شمارش و همچنین جرقه های الکتریکی دیده می شود. با توجه به تصاویر و مشاهدات، اثرات مضر پلیمریزاسیون گاز هیدروکربن که از عوامل اصلی این پدیده است در آشکارسازهای THGEM به اثبات رسیده و پیشنهاد هایی برای بهبود و افزایش طول عمر سیستم ارایه شده است.

    کلیدواژگان: آشکارساز تکثیرگر الکترون گازی ضخیم، مد ستون نوری خود فرونشان، پلیمریزاسیون، یونیزاسیون، گاز فرونشان
|
  • Sara Vosoughi, MohammadReza Aboudzadeh-Rovias * Pages 121-133

    Platinum agents continue to be the main chemotherapeutic agents used in the treatment of cancer. Cisplatin agents labeled with platinum-195m theranostic radionuclide can potentially be a useful tool to determine the patient's dose and also assist in the investigation of the mechanism of Cis-platinum’s action and its metabolism in the human body. 195mPt radionuclide with suitable nuclear properties can be easily used in the synthesis of platinum-based cytotoxic compounds. In this study, production calculations of platinum-195m in the Tehran Research Reactor (TRR) were performed through the simultaneous solution of differential equations of the decay chains for natural platinum and natural iridium targets using MATLAB software. Natural platinum and iridium targets were irradiated in the TRR and after the radiochemical process, the experimental value of activity of 195mPt resulting from the irradiation of the natural platinum target was compared with the theoretical values. The results showed that there is good compatibility between the measured values experimentally and the results of the theoretical calculations. The results of this research can be used in studies of Cis-platinum labeling with platinum-195m.

    Keywords: Radionuclide, 195mPt, Platinum, iridium, Tehran research reactor
  • Reza Shamsabadi *, HamidReza Baghani Pages 135-143

    In current study, the relative biological effectiveness (RBE) values relevant to the various Iodine radioisotopes, have been assessed to compare the performance of the MCSD and GEANT4-DNA Monte Carlo codes at low energy regions. After the calculation of the Auger electrons energy spectrum, obtained from the Iodine radioisotopes including 123I, 124I, and 125I through the GEANT4 Monte Carlo code, the calculation of the RBE values was performed through the GEANT4-DNA extension by considering the B-DNA model. In addition, the RBE values were also estimated by the MCDS code in completely aerobic conditions. The results of this study showed that employing the GEANT4-DNA-option4 physics by GEANT4-DNA extension in the physical stage provides near results in comparison with MCDS code for the radiobiological assessments and RBE estimation. The obtained highest difference values in this study were related to the use of GEANT4-DNA-option2 physics which varies from 22.30% to 24.60% for the studied radioisotopes. Since double strand damages along the DNA molecule can eventually lead to the cell death, and due to the appropriable agreement between the calculated results of RBEDSB values through the MCDS and GEANT4-DNA codes, it can be deduced that the MCDS code provides accurate results for the radiation induced DNA damage.

    Keywords: Auger electrons, single strand breaks, double strand breaks, Monte Carlo simulation, Relative biological effectiveness
  • Afrouz Asgari, Seyed Abolfazl Hosseini, MohammadHosein Choopan Dastjerdi, Javad Mokhtari * Pages 145-153

    There are several methods to measure the reactor power. Since the power is directly related to the neutron flux in a reactor, the usual way to measure the power is to detect the neutron flux in the reactor core. The miniature neutron source reactor (MNSR) uses two fission chamber (FC) neutron detectors connected to computer and console control systems to determine the reactor power. These instruments are indicators of power, therefore the output of them has a significant role in reactor safety and needs to be calibrated. Importantly, the calibration measurements should be performed in a neutron-gamma environment very similar to the environment in which they will be used later. The aim of this study is to calibrate the fission chamber detectors in the core of the reactor by using the solid-state nuclear trace detector (SSNTD). The calibration factors of the FC detector related to the computer and control systems are equal to 1.02 and 0.88, respectively.

    Keywords: miniature neutron source reactor (MNSR), fission chamber (FC) neutron detector, solid state nuclear trace detector (SSNTD), reactor power, Calibration factor
  • Saeideh Koohestani * Pages 155-161
    The current study investigated the impact of different lengths of Pyrex insulators on the intensity of soft X-ray (SXR), hard X-ray (HXR), and ion emission generated by a 4-kJ plasma focus device (APF), simultaneously. The insulator material used was Pyrex, and its length was varied from 30 to 60 mm. Three different neon filling gas pressures, namely 6, 7, and 8 Tor, were utilized in the experiments. The findings indicate that the length of 45 mm yields the maximum ion emission, whereas a 50 mm insulator produces higher intensities for both HXR and SXR. To obtain the best performance of the device considering all outputs, a mathematical analysis is employed, resulting in a value named as PN. Based on the results of the analysis, the best performance is achieved with a length of 50 mm and a gas pressure of 8 Torr.
    Keywords: Hard X-ray, Soft X-ray, Neon ion, Plasma focus device, Insulator length
  • Nafise Salek, Ali Yadollahi, Hamid Sepehrian, Reza Davarkhah, Javad Fasihi Ramandi, Mohsen Tabasi Pages 163-174

    In this paper, we have tried to provide details about possible radioactive wastes produced in the fission molybdenum-99 production process using LEU uranium targets in the country and how to manage them throughout the production process. Potential solid, liquid, and gaseous wastes are a combination of low-level (LLW), and medium-level (ILW) wastes that contain enriched uranium and other fission products and actinides. Based on the results of radiation calculations and heat generated by the radionuclides in each waste package, it seems that no high-level waste (HLW) is generated from the 99Mo production facility, as this waste contains long-lived or alpha-emitting radionuclides with more activity of 400 Bq/g which their heat generation is not more than 2 kW/m3. The economic aspects of 99Mo-related waste management are important and can substantially influence the final price of 99Mo and by-products. In the fission 99Mo production process, the recovery of unburnt uranium is highly recommended, preferably the uranium should be segregated from the waste streams within the production facility.

    Keywords: Molybdenum-99, Low-enriched uranium, Radiation calculations, Waste classification, Waste management
  • MohammadMahdi Ebrahimi-Besheli *, Ali Negarestani, MohammadJavad Khodashenas, Amin Reza Mahmoodi Pages 175-181

    One of the most important limitations of gas detectors is the phenomenon of polymerization. This factor can disrupt the overall performance of the detector. The occurrence of this phenomenon has been observed and proven in wired detectors. In this paper, the polymerization phenomenon on thick gas electron multiplier detectors (THGEM) in self-quenching streamer (SQS) mode has been investigated using a 137Cs gamma source with 3.95µCi(1.46×105Bq) activity. In the presence of an approximate amount (10%) of a hydrocarbon gas such as methane, which is used as a quencher in the P10 gas composition, it is observed that after three days the detector is used an average of three to four hours per day. Sudden changes in the counting rate and also electrical sparks are seen. According to the images and observations, the harmful effects of hydrocarbon gas polymerization, which is one of the main factors of this phenomenon, have been proven in THGEM detectors, and suggestions have been made to improve and extend the life of the system.

    Keywords: Thick Gas Electron Multiplier Detector, Self-Quenching Streamer Mode, Polymerization, ionization, Quencher Gas