طراحی حفاظ به منظور کاهش آلودگی های فوتونوترونی در شتاب دهنده ی پزشکی ۲۰ saturne

مقدمه: در شتاب دهنده های پزشکی مورد استفاده در پرتو درمانی، از برخورد فوتون های پر انرژی با اجزای شتاب دهنده ی نوترون استفاده می گردد. تولید این نوترون ها باعث دریافت دز اضافی توسط بیمار می شود. این مطالعه، با هدف بررسی تأثیر استفاده از حفاظ هایی با جنس ها و ابعاد متفاوت در شتاب دهنده ی پزشکی 20 saturne با انرژی mv 18 در کاهش دز فوتونوترون ها، انجام شد. روش ها: برای انجام شبیه سازی ها، از کدهای monte carlo شامل c4mcnp (monte carlo n-particle code) و mcnpx (monte carlo n-particle extended) استفاده شد. به منظور طراحی حفاظ، از سه ماده ی متفاوت پلکسی گلاس، پلی اتیلن و گرافیت استفاده شد. دز نوترون ها در طراحی های متفاوت حفاظ محاسبه شد و در نهایت با طراحی بدون حفاظ مقایسه گردید. در محاسبه ی دز، از عوامل تبدیل شار به دز 21-icrp (21-international commission on radiological protection) و 38-ncrp (38-national council on radiation protection and measurements) استفاده شد. یافته ها: به منظور اطمینان از صحت شبیه سازی ها، نتایج شبیه سازی با نتایج تجربی دزسنجی مقایسه و سازگاری خوبی مشاهده شد (کمتر از 5 درصد تفاوت). استفاده از پلی اتیلن با ضخامت cm 5/0 در مقایسه با طراحی بدون حفاظ، به طور متوسط کاهشی در حدود 13 درصد را در پی داشت که با افزایش ضخامت تا 2 و 4 برابر، درصد کاهش ها به 21 درصد و 39 درصد رسید. با افزایش ضخامت پلکسی گلاس نیز درصد تغییرات از 12 درصد به 19 درصد رسید. استفاده از گرافیت، کاهشی در حدود 6 درصد را به دنبال داشت. نتیجه گیری: استفاده از حفاظ در نزدیکی کولیماتورهای دستگاه شتاب دهنده، می تواند تأثیر به سزایی در کاهش دز نوترون ها داشته باشد. از بین سه ماده ی استفاده شده در این تحقیق، پلی اتیلن بالاترین درصد کاهش و گرافیت کمترین میزان کاهش ها را به خود اختصاص داد.