طراحی حفاظ به منظور کاهش آلودگی های فوتونوترونی در شتابدهنده پزشکی ساترن 20

پرتو درمانی از موفق ترین روش های درمان تعدادی از بیماری ها از جمله سرطان می باشد. پرتودرمانی به درمان بیماری با استفاده از پرتو ها می پردازد. با توجه به این که چشمه پرتوزا در چه فاصله ای از بدن بیمار قرار بگیرد، پرتو درمانی به دوبخش درمان از راه دور و درمان از راه نزدیک تقسیم می شود. از جمله دستگاه هایی که در درمان از راه دور مورد استفاده قرار می گیرند، شتابدهنده های پزشکی می باشند که در دو مد فوتونی والکترونی کار می کنند. فوتون ها به دلیل اثر حفاظت پوست وعمق نفوذ بالا در درمان تومورهای عمقی به کار می روند. در مد فوتونی دستگاه،الکترون ها از طریق برخورد با یک هدف،در اثر پدیده تابش ترمزی ،فوتون تولید نموده و این پرتو توسط سایر اجزای شتابدهنده همسو و یکنواخت شده و در درمان به کار می رود. در شتابدهنده ها از برخورد فوتون ها و الکترون های پرانرژی با اجزای شتابدهنده،نوترون تولید می شود. سطح مقطع برخورد برای واکنش(e,n) درحدود10برابر کوچکتر از سطح مقطع برخورد برای واکنش(γ,n) است، بنابراین تولید نوترون ها در مد فوتونی از اهمیت بالاتری برخوردار است. تولید این نوترون ها باعث دریافت دز اضافی توسط بیمار می شود. نوترون ها دارای ضریب کیفیت (q)بالایی نسبت به پرتوهایγ هستند. از طرف دیگر نوترون ها دارای نسبت ازدیاد اکسیژن) (oer کوچکتر از حد معمول هستند و بنابراین دز پایینی از آن ها نیز برای از بین بردن بافت های بیمار کافی است. پس لازم است طراحی حفاظ های مناسب در کاهش دز نوترون ها مورد بررسی قرار بگیرد. در این تحقیق از کد مونت کارلویی mcnp برای شبیه سازی شتابدهنده ساترن 20 و فانتوم آب استفاده شدو نتایج شبیه سازی با نتایج تجربی دز سنجی مقایسه شد که تطابق خوبی بین آن ها وجود داشت. این کار به منظور اعتبار سنجی کد انجام گرفت. به منظور کاهش دز نوترون ها ،از حفاظ هایی باجنس ها و ابعاد متفاوت در فواصل متفاوت از کولیماتورها استفاده شد. در هر مورد شبیه سازی ها با استفاده از کد مونت کارلویی mcnp انجام گرفت. دز نوترون ها در شرایط متفاوت محاسبه شد و با حالت بدون حفاظ مقایسه شد. از سه ماده پلی اتیلن،پلکسی گلاس و گرافیت به عنوان حفاظ استفاده شد که از بین آن ها پلی اتیلن بالاترین درصد کاهش ها و گرافیت کمترین میزان کاهش ها را به خود اختصاص داد.