فهرست مطالب
نشریه سنجش و ایمنی پرتو
سال سیزدهم شماره 3 (پیاپی 51، پاییز 1403)
- تاریخ انتشار: 1403/09/01
- تعداد عناوین: 5
-
-
صفحات 119-129امروزه برای درمان ضایعات بزرگ پوستی که در محدوده 3cm-5cm قرار دارند، استفاده از اپلیکاتورهای چند مکان استقرار چشمه با چند کولیماتور قابل تعویض پیشنهاد داده شده است؛ به همین منظور در این تحقیق به ارزیابی پارامترهای دزیمتری اپلیکاتور پوست برای بررسی تاثیر هندسه کولیماتورهای (3cm×5cm، 4cm و 5cm) اپلیکاتور میدان بزرگ والنسیا بر توزیع دز چشمه 75Se با استفاده از روش مونت کارلو پرداخته شد؛ نتایج نشان داد با کوچک تر شدن قطر کولیماتور تاثیر قابل توجهی در میزان درصد دز عمقی در سطح، ضریب فاکتورخروجی و زمان درمان ایجاد نشد، و با افزایش عمق میزان درصد دز عمقی به شدت کاهش یافت. میزان نیم سایه برای کولیماتورهای 4cm و 3cm×5cm (محور x) به ترتیب %17.2 و %42.2 افزایش یافت و برای کولیماتور 3cm×5cm (محور y) 5.6% کاهش یافته است. میزان همواری برای کولیماتورهای 4cm و 3cm×5cm (محور x) به ترتیب %57، %23.8 بهبود و برای کولیماتور 3cm×5cm (محور y) 3.8% افزایش یافته و میزان تقارن برای دیگر کولیماتورهای نسبت به کولیماتور 5cm بهبود یافته است.کلیدواژگان: چشمه 75Se، کولیماتور، اپلیکاتور میدان بزرگ والنسیا، دزیمتری، مونت کارلو
-
صفحات 131-137در این مقاله، به بررسی تجربی همزمان تاثیر سیستم پیش یونش و تغییرات فشار بر تابش اشعه ایکس سخت تولیدی از دستگاه پلاسمای کانونی نوع مدر پرداخته شده است. سیستم پیش یونش به کار رفته در این آزمایش، یک مدار مقاومت با مقاومت بالا و جریان حداقل برابر با 330 مگااهم بوده که به صورت موازی با سیستم اسپارک گپ در مدار شارژ سیستم بسته می شود. در این مقاله از یک دستگاه پلاسمای کانونی نوع مدر با ولتاژ شارژ توسط خازن برابر با 12 کیلوولت و گاز تزریقی از نوع هیدروژن است. در این کار، شرایط تشکیل پینچ و تابش ایکس سخت تولیدی در 5 فشار متفاوت 7/0، 75/0، 82/0، 85/0 و 95/0 تور در دو حالت با و بدون سیستم پیش یونش مورد بررسی قرار گرفته شده است. در ادامه، بهینه ترین شرایط فشار براساس شدت ایکس سخت تولیدی و تابش شده با وجود سیستم پیش یونش به دست آمده است.کلیدواژگان: پلاسمای کانونی، سیستم پیش یونش، پینچ، ایکس سخت
-
صفحات 139-149در این مقاله، با استفاده از شبکه های عصبی مصنوعی، روشی برای طبقه بندی تصاویر مقطع نگاری رایانه ای ریه با هدف تشخیص زودهنگام سرطان ارائه شده است. برای این منظور، با استفاده از تصاویر مقطع نگاری رایانه ای، کل ریه قطعه بندی شده و پارامترهای آماری همچون میانگین، انحراف معیار، چولگی، کشیدگی، گشتاور مرکزی مرتبه پنجم و گشتاور مرکزی مرتبه ششم از روی تصاویر قطعه بندی شده محاسبه می شوند. در فرایند طبقه بندی از شبکه های عصبی پیشخور انتشار به عقب استفاده شده است. نتایج نشان می دهد در میان توابع آموزشی موجود برای آموزش شبکه های عصبی انتشار به عقب، بهترین دقت طبقه بندی با استفاده از تابع آموزشی Traingdx و با دقت % 91.1 حاصل شده است. همچنین، دو تابع آموزشی جدید نیز در این مقاله معرفی شده اند که یکی از آن ها با دقت % 93.3، تشخیص % 100، حساسیت % 91.4 و حداقل میانگین مربعات خطای 0.998 و دیگری با دقت % 93.3 و حداقل میانگین مربعات خطای 0.0942 به نتایج قابل قبولی دست یافته اند. به طور کلی، تشخیص زودهنگام سرطان با استفاده از شبکه های عصبی مصنوعی امیدوارکننده ترین راه برای افزایش شانس زنده ماندن بیماران است.کلیدواژگان: مقطع نگاری رایانه ای، طبقه بندی تصاویر، انحراف معیار، کشیدگی، شبکه های عصبی پیشخور
-
صفحات 151-161در این تحقیق نقش آرایش خطوط میدان الکتریکی در یک مجتمع تکثیرگر الکترونی به عنوان عامل فرونشانی هندسی در یک آشکارساز گازی حساس به مکان مورد توجه قرار گرفته شده است. با به کارگیری دو هندسه و یک پیکربندی دوگانه از این ساختار ریزالگو، میدان الکتریکی در ولتاژ آستانه ای که در آن ستون های نور مرئی در حضور ترکیب گازی P10 در مقابل چشمه رادیواکتیو پدیدار می شوند شبیه سازی شده است. در این شبیه سازی عبور از اندازه کمینه میدان الکتریکی برای تکثیر الکترون ها و تغییرات اندازه میدان الکتریکی در فاصله میان دو الکترود مجتمع های تکثیرگر از یک مقدار حداکثری در مرکز هر حفره و کاهش آن در سطح الکترودها مشخص می شود. همگرایی خطوط میدان الکتریکی در وسط هر کدام از حفره ها و واگرایی آن در نزدیکی الکترودهای آند و کاتد، تشکیل یک ناحیه پلاسمای خود پایدار غیر مخرب به شکل ستون نوری در فضای محصور شده داخل حفره های الکترودها را به دنبال دارد که شدت نور آن به تعداد الکترون هایی که در پدیده بهمن الکترونی شرکت داشته اند وابسته است.کلیدواژگان: مجتمع تکثیرگر الکترونی، ساختار ریزالگو، میدان الکتریکی، پلاسمای خودپایدار، ستون نور مرئی و فرونشانی هندسی
-
صفحات 163-172در طول دهه ها، حفاظت در برابر پرتوهای یونساز یک دغدغه جهانی بوده است. در حوزه حفاظ در برابر اشعه، فوتون ها و نوترون ها اهمیت ویژه ای دارند، زیرا این پرتوها بار الکتریکی نداشته و عمق نفوذ بالایی در مواد مختلف دارند. یکی از چشمه های کاربردی نوترون، کالیفرنیوم-252 می باشد که شار بسیار بالایی از نوترون های سریع را به همراه فوتون های گاما تولید می کند. طراحی یک حفاظ با مواد مناسب و کاهش حجم و وزن حفاظ جهت سهولت در جابه جایی منبع با حفاظ و جهت کاهش دز گاما و نوترون یک امر ضروری است. در این تحقیق، ویژگی های حفاظتی کنرتیوم، استیل ضدزنگ، تنگستن کاربید و پلی اتیلن/بیسموت (5/78% وزنی) برای کاهش دز معادل گاما و منیزیوم بوروهیدرید، آلومینیوم بوروهیدرید، زیرکونیوم بوروهیدرید، لیتیم بوروهیدرید، توریم بوروهیدرید، برلیوم بوروهیدرید، پریمادکس و سدیم سیانوبوروهیدرید برای کاهش دز معادل نوترون، با کمک کد مونت کارلوی MCNPX شبیه سازی شد. نتایج شبیه سازی نشان دادند که منیزیوم بور هیدرید با ضخامت cm 5/17 و کنرتیوم با ضخامت cm 1 منجر به کاهش 5/5 درصدی در آهنگ دز کل در فاصله 1 متری از چشمه و کاهش 39 درصدی ضخامت حفاظ نسبت به مقاله مرجع (جنس و ضخامت آن در متن بیان شده است) گردید. بنابراین، منیزیوم بور هیدرید و کنرتیوم به ترتیب به عنوان بهترین ماده جاذب نوترون و گاما تعیین شدند. در ادامه این مطالعه، توسعه و بررسی مواد پیشرفته دیگری به عنوان یک حفاظ بهینه در یک میدان آمیخته نوترون و گاما پیشنهاد می شود.کلیدواژگان: نوترون، گاما، حفاظ سازی، حفاظت در برابر اشعه، شبیه سازی مونت کارلو
-
Pages 119-129Recently, multi-position applicators with interchangeable collimators have been proposed for the treatment of skin lesions in the range of 3 cm to 5 cm; for this purpose, in this research, for investigating the effect of collimators(3 cm × 5 cm, 4 cm, 5 cm) geometry of the large field Valencia applicator on the dose distribution of 75Se source, dosimetry parameters of the skin applicator were evaluated by the Monte Carlo method. Finally, it was found that by decreasing the diameter of the collimator, there was no significant effect on the output factor, treatment time, and depth dose percentage on the surface, and with the increase in depth, the depth dose percentage decreased sharply. The amount of penumbra increased by 17.2% and 42.2% for 4cm and 3 cm × 5 cm (x-axis) collimators, respectively, and decreased by 5.6% for 3 cm × 5 cm (y-axis) collimator. The amount of flatness for 4cm and 3cm×5cm(x-axis) collimators has improved by 57% and 23.8%, respectively, and for the 3 cm × 5 cm(y-axis) collimator it has increased by 3.8%; the amount of symmetry for other collimators has improved compared to the 5cm collimator.Keywords: 75Se Source, Collimator, Valencia Large Field Applicator, Dosimetry, Monte Carlo
-
Pages 131-137In this paper, the experimental investigation of the effect of the pre-ionization system and pressure changes on the hard X-ray emission produced by the mather focus plasma device has been discussed. The pre-ionization system used in this experiment is a 330 Megaohm resistor that is placed in parallel with the spark gap system in the charging circuit of the system. The charging voltage by the capacitor is equal to 12 kV and the injected gas is hydrogen. In this work, the conditions of pinch formation and hard X-ray production at 5 different pressures of 0.7, 0.75, 0.82, 0.85 and 0.95 Torr have been investigated in two cases with and without pre-ionization system. In the following, the optimal pressure conditions have been obtained based on the intensity of produced and irradiated hard X-rays with the presence of the pre-ionization system.Keywords: Plasma Focus, Pre-Ionization System, Pinch, Hard X Ray
-
Pages 139-149This paper presents a novel artificial neural network-based method for the classification of lung CT images to enable early diagnosis of lung cancer. For this purpose, the entire lung is segmented from the CT images, and statistical parameters such as mean, standard deviation, skewness, kurtosis, fifth-order central moment, and sixth-order central moment are computed from the segmented images. A feedforward backpropagation neural network is employed for the classification process. The results show that among the existing training functions for backpropagation neural networks, the best classification accuracy of 91.1% is achieved using the Traingdx training function. Additionally, two novel training functions are introduced in this paper, one of which achieved an accuracy of 93.3%, 100% detection rate, 91.4% sensitivity, and a mean squared error of 0.998, while the other achieved an accuracy of 93.3% and a mean squared error of 0.0942. Overall, the early diagnosis of lung cancer using artificial neural networks is a promising approach to increase the survival rate of patients.
-
Pages 151-161In this study, the role of arrangement of electric fields in the Electron Multiplier Assembly as a geometrical quenching in the gaseous position-sensitive detector has been presented. Using of two geometrical and cascade configuration of this micro pattern structure, the electric fields were simulated at threshold voltage when the visible streamers appeared in front of a radioactive source in the presence of P10 gas. In this simulation, the minimum necessary electric field strength to multiply electrons and the variation of electric fields in the distance between the Electron Multiplier Assembly electrodes from a maximum value in the center of each hole and its decrease at the surface of the electrodes is shown. The convergence of the electric field lines in the center of each hole and its divergence near the anode and cathode electrodes lead to the formation of a non-destructive self-sustaining plasma region in the form of a visible streamer in the enclosed space inside the electrode holes which its light intensity is equal to the number of electrons that they have participated in the electron avalanches.Keywords: Electron Multiplier Assembly (EMA), Micro-Pattern Structure, Electric Field, Self-Sustaining Plasma, Visible Streamers, Geometrical Quenching
-
Pages 163-172Protection against ionizing radiation has been a global concern for decades. In the field of radiation protection, photons and neutrons are particularly important, because these rays do not have an electric charge and have a high penetration depth in different materials. One of the most useful neutron sources is californium-252, which produces a very high flux of fast neutrons along with gamma photons. Considering the portability of californium-252, one of its advantages is the treatment of cancer with alpha particles by capturing its neutrons by boron-10. Therefore, it is necessary to design a shield with suitable materials and reduce the volume and weight of the shield in order to facilitate the moving of the source with the shield and to reduce the gamma and neutron dose. In this research, by using a pre-designed shield, the protective properties of kennertium, stainless steel, tungsten carbide and polyethylene/bismuth (78.5% wt.) to reduce gamma equivalent dose and magnesium borohydride, aluminum borohydride, zirconium borohydride, lithium borohydride, thorium borohydride, beryllium borohydride, premadex and sodium cyanoborohydride to reduce Neutron equivalent dose was simulated with the help of MCNPX Monte Carlo code. The simulation results indicated that magnesium borohydride with a thickness of 17.5 cm and kennertium with a thickness of 1 cm led to a 5.5% decrease in the total dose rate at a distance of 1 meter from the source and a 39% decrease in the shielding thickness compared to the reference article (the material and the thickness are stated in the text). Therefore, magnesium borohydride and kennertium were determined as the best neutron and gamma absorbers, respectively. In the continuation of this study, the development and investigation of other advanced materials are suggested as an optimal shielding in a mixed neutron and gamma field.Keywords: Neutron, Gamma, Shielding, Radiation Protection, Monte Carlo Simulation