در پایان نامه حاضر، به بررسی و مطالعه ی اثرات ناهمواری فصل مشترک بر روی ترابرد الکتریکی وابسته به اسپین در نانو ساختارهای غیرمغناطیسی و مغناطیسی در رژیم همدوس می پردازیم. در محاسبات از روش ماتریس انتقال و تقریب جرم موثر و در تعیین مغناطش قطعات نیمرسانای مغناطیسی در اتصالات، از تقریب میدان متوسط استفاده شده است. برای توصیفی نزدیک تر به واقعیت از ترابرد الکتریکی در نانوساختارها، ناهمواری ها در فصل مشترک در قالب مدل های منظم و نامنظم لحاظ شده است. علاوه بر اثر ناهمواری سطح، اثر پارامترهای دیگری مانند ولتاژ، دما و ضخامت لایه ی غیرمغناطیسی (چاه کوانتمی) نیز بر رفتار کمیت های مهم احتمال عبوردهی، مقاومت مغناطیسی تونل زنی و قطبش اسپینی، بررسی شده است. نتایج محاسبات عددی نشان می دهد که ناهمواری در سطوح مشترک به دلیل باز شدن کانال های رسانشی اضافه، احتمال عبوردهی را در نانوساختارهای مغناطیسی کاهش می دهد. هم چنین کنترل دما در ساختارهای نیمرسانای مغناطیسی باعث افزایش اثر فیلتر اسپینی در این اتصالات می شود. مطالعات حاضر می تواند در بهبود ساخت ادوات اسپینترونیکی نظیر دیودهای تونل زنی تشدیدی اسپینی، فیلترهای اسپینی قوی و حافظه های کامپیوتری مغناطیسی، مفید باشد.

چکیده ملانومای چشمی یکی از نادرترین و خطرناک ترین تومورهای درون چشمی می باشد. براکی تراپی یکی از روشهای رادیوتراپی است که در آن از چشمه های رادیواکتیو در نزدیکی یا در محل موضعی که مورد درمان قرار می گیرد، استفاده می شود. یکی از رایجترین روشهای درمان تومورهای چشمی استفاده از پلاکهای چشمی می باشد. بدلیل افزایش روز افزون استفاده از این نوع پلاکها در درمان این تومورها تخمین مقدار افت دز آنها در فواصل مختلف و دز جذب شده در بافت های چشم بسیار مهم می باشد و بنا به اهمیت فانتوم در نظر گرفته شده در جهت بررسی دزیمتری این پلاکها به بررسی اختلاف دزیمتری در فانتوم آب و فانتوم چشم پرداخته شده است و به همین منظور هندسه ی قسمتهای مختلف چشم اعم از صلبیه، مشیمیه، شبکیه، تومور و عدسی توسط کد mcnp شبیه سازی شده است و بعد از مدل سازی چشم از طریق کد، توزیع دز مربوط به سیستم براکی تراپی برای چشمه های ید 125، پلادیوم 103و کبالت 60 در بافتهای سالم و تومور در دو فانتوم آب و چشم بدست آمده است و نتایج مورد بررسی و مقایسه با یکدیگر قرار گرفته است. بررسی نتایج نشان می دهد که دزیمتری پلاکهای pdو i در فانتوم چشم نسبت به فانتوم آب تغییر می کند به طوری که دز در طول تومور افزایش می یابد و نحوه تغییرات در هر یک متفاوت است ولی دزیمتری در پلاک حاوی co در فانتوم چشم نسبت به فانتوم آب تغییری نمی-کند. نتایج نشان دهنده ضرورت تعریف فانتوم چشم برای بعضی از پلاک ها در جهت بررسی های دزیمتری می باشد و نحوه تغییرات دزیمتری به نوع چشمه بستگی دارد.

یکی از کاربردهای بازتاب سنجی نوترونی تعیین نوع و ضخامت لایه ها می باشد. امروزه برای تعیین نوع و ضخامت لایه های مغناطیسی با ابعاد نانومتر از بازتاب نوترونهای قطبیده از لایه های مغناطیسی استفاده می شود که تغییر راستای میدان مغناطیسی داخلی در این لایه ها باعث ایجاد حالت خاصی در بازتابندگی به نام بازتابندگی اسپین-چرخشی می شود که در آن اسپین نوترون پس از بازتاب تغییر می کند. در این پایان نامه با استفاده از برنامه ی محاسباتی فرترن (fortran)، بازتابندگی های اسپین-چرخشی و در حالت عدم چرخش اسپین نوترون های قطبیده را از نانولایه های مغناطیسی شبیه سازی کرده و اثرات چرخش راستای میدان را بر روی این بازتابندگی ها به خصوص بازتابندگی اسپین-چرخشی بررسی کرده ایم. در ادامه به دلیل اینکه مرز بین لایه ها در نمونه های واقعی کاملا مجزا و مشخص نیست و بر اساس روش ساخت فیلم های نازک به دو صورت نرم و زبر می باشند و همچنین نوع مرز بین لایه ها بر روی بازتاب نوترون و قطبش آن تاثیر می گذارد، اثرات نرمی بین سطوح با استفاده از تابع اکارت به عنوان تابع توصیف کننده ی نرمی پتانسیل بین سطوح بر روی بازتاب و قطبش نوترونهای بازتابیده مخصوصا حالت خاص اسپین-چرخشی مورد بررسی قرار گرفته است.

bnct روشی موثر برای درمان تومورهای مغزی است که اساس آن بر واکنش 10b(n,?)7li استوار است. این روش شـامل دو مرحله ی جانشانی حامل های بور در تومور و سپس بمباران ناحیه ی تومور بوسیله ی نوترون های با انرژی و شدت مناسب است. نوترون های مناسب برای درمان تومورهایی مثـل گلیوبلاستوما مولتی فرم، که در قسمت های عمقی مغز رشـد می کنند، نوتـرون هایی با انرژی فوق گرمایی و با شار n/cm2s 109 هستند. در حال حاضر برایbnct ، از راکتورها به عنوان چشمه ی نوترون استفاده می شود. با این حال مولـدهای نوترون d-t که نوترون هایی با انرژی mev1/14را بر اسـاس واکنـش همجوشی تولید می کنند، به دلیل مزایای زیادی که دارند، گزینه ی مناسبی برای استفاده درbnct به شمار می آیند. برای کاهش انرژی نوترون های تولید شده از این چشمه ها تا ناحیه ی مطلوب فـوق گرمایی، از مجموعه ی شکل دهنده ی طیف (bsa) استفاده می گردد و باید طوری طراحی شود که نوترون ها پس از عبور از آن دارای انرژی و شدت مناسب برای استفاده درbnct باشند. عموماً پس از طراحی طیف و رسیدن به حالت بهینه، شار نوترون ها به شدت کاهش می یابد. لذا اتخاذ تدابیری جهت افزایش شار نوترون از اهمیت زیادی برخوردار است. در این پروژه امکان استفاده از اورانیوم، که از طریق واکنش شکافت منجر به افزایش تعداد نوترون های گسیل شده از چشمه می گردد، به عنوان تکثیرکننده برای چشمه ی d-t مورد بررسی قرار گرفته و بهترین شرایط برای دستیابی به بیشترین افزایش شار مطالعه شده است. در ادامه تلاش شده است تا با انتخاب ترکیب و ضخامت-های مختلفی از مواد به عنوان کندساز، فیلتر نوترون های سریع، فیلتر نوترون های گرمایی، فیلتر گاما، بازتابنده و موازی ساز، شار مناسبی از نوترون های فوق گرمایی با کمترین مقدار آلودگی پرتو را در دهانه ی خروجی bsa داشته باشیم. همچنین با محاسبه ی دوز ناشی از طیف های طراحی شده بر روی فانتوم سر شبیه سازی شده، کیفیت طیف مورد مطالعه قرار گرفته است. کد محاسباتی mcnp برای طراحی و بهینه سازی سیستم و محاسبات دزیمتری مورد استفاده قرار گرفته است.

امروزه استفاده از پرتوهای گاما در زمینه های مختلف صنعت، پزشکی و کشاورزی، کاربرد گسترده ای دارد. از این میان، تابش پرتوهای نسبتاً پرانرژی گامای co60، امکان نابودی باکتری های فسادزا در مواد غذایی، سترون سازی آفات در محصولات کشاورزی و استریلیزه کردن تجهیزات پزشکی و بهداشتی را فراهم می سازد. با توجه به لزوم آگاهی از دز دقیق دریافت شده توسط محصولات، دزیمتری سیستم های پرتودهی گاما از اهمیت بالایی برخوردار است. شیوه های کنونی دزیمتری در این سیستم ها به صورت غیرفعال است و لذا زمان بر و پرهزینه می باشد. روش دزیمتری به هنگام سیستم های پرتودهی گاما، علاوه بر اندازه گیری همزمان دز در نقاط مختلف، امکان بررسی عملکرد سیستم پرتودهی، تهیه ی نقشه ی آهنگ دز و اعتبارسنجی برنامه های کامپیوتری را نیز به راحتی فراهم می سازد. در این پروژه با توجه به محدوده ی آهنگ دز سیستم های پرتودهی گامای co60، آشکارساز اتاقک یونش با هدف اندازه گیری آهنگ دز در این سیستم ها طراحی شده است. در این طراحی پارامترهای مهم و تاثیرگذار بر رفتار اتاقک، همچون هندسه و ابعاد اتاقک، گاز درون آن، ابعاد و ضخامت الکترودها و جنس عایق ها به گونه ای انتخاب شدند که عوامل کاهنده ی جریان از جمله میزان بازترکیب یونی و جریان نشتی، کمینه باشند. سپس یک نمونه اتاقک یونش ساخته شد و در سیستم پرتودهی گامای gc-220 واقع در پژوهشکده ی کاربرد پرتوهای سازمان انرژی اتمی در آهنگ های دز مختلف و در حضور سه گاز هوا، نیتروژن و آرگون مورد آزمایش قرار گرفت. اتاقک ساخته شده از رفتاری قابل پیش بینی و تکرارپذیر برخوردار است و تطابق خوبی بین نتایج محاسبات و اندازه گیری ها وجود دارد، به گونه ای که اختلاف نسبی میان نتایج برای گاز نیتروژن حدود 4% می باشد. پس از اطمینان از عملکرد مناسب اتاقک ساخته شده، اتاقک در سیستم gc-220 نسبت به دزیمتر استاندارد فریک کالیبره شد و سپس عملکرد آن در چند نقطه ی انتخابی سیستم پرتودهی صنعتی گامای ir-136 برای اندازه گیری آهنگ دز مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج ارزیابی نشان داد که اتاقک ساخته شده برای اندازه گیری به هنگام آهنگ دز در سیستم های پرتودهی صنعتی مناسب است.

bnct یک روش درمانی موثر برای درمان تعدادی از سرطان ها نظیر سرطان مغز محسوب می شود. در این روش درمانی، طیف نوترون فوق گرمایی بیشترین اثر بخشی را دارا می باشد. برای تأمین این طیف نوترون درمانی، راکتورها تنها چشمه های تولید نوترون بشمار می آیند. البته اخیراً تحقیقات گسترده ای برای فراهم آوری باریکه نوترون در بیمارستان ها با استفاده از شتاب دهنده های خطی الکترون انجام گرفته است. با وجود اینکه استفاده از چشمه ی شتاب دهنده الکترون یک روش جایگزین برای تولید نوترون از طریق انجام فرآیند الکترون/فوتون/نوترون محسوب می شود، اما نقطه ضعف عمده تولید نوترون با استفاده از شتاب دهنده های الکترون، بازده نوترون پایین آنها می باشد. جهت فرآهم آوری طیف نوترون مناسب برای درمان تومورهای عمیق مغزی، این کار بر اساس استفاده از شتاب دهنده الکترون mev 25 صورت پذیرفت. بهینه سازی هدف الکترون فوتون و فوتونوترون با توجه به انرژی الکترون انجام گرفت. محاسبات با استفاده از کد مونت کارلو mcnpx برای مواد متفاوت به عنوان هدف(e,?) و(?,n) با هندسه های مختلف انجام شد. با استفاده از نتایج، مناسب ترین طیف فوتونوترون با بیشترین شدت معرفی شد. بعلاوه تعدادی مجموعه شکل دهنده طیف نوترون شامل کند کننده، فیلتر، بازتابنده و موازی ساز طراحی شدند. در این قسمت ترکیبات متنوعی از مواد در ضخامت های گوناگون جهت دستیابی به مناسب ترین باریکه نوترون درمانی برای برقراری استانداردهای ارائه شده توسط iaea، مورد بررسی قرار گرفتند. با توجه به نتایج بدست آمده، استفاده از مجموعه های شکل دهنده طیف بهینه، منجر به برقراری پارامترهای iaea برای طیف نوترون خروجی شد. همچنین، در گام بعدی بررسی پارامترهای طیف درون فانتوم سر snyder انجام گرفت. محاسبات mcnpx جهت دزیمتری و تعیین پارامترهای درون فانتوم برای طیف های نوترون خروجی از هریک از مجموعه های طراحی شده به طور جداگانه انجام گرفت. با توجه به محاسبات انجام گرفته، بهترین سیستم درمانی که قادر به تأمین مناسب ترین بیم نوترون جهت بکارگیری در روش bnct است، انتخاب شد.

از آنجا که در روش های کلاسیک به منظور کشف و شناسایی مین از ابزارهایی نظیر فلزیاب و تربیت حیوانات استفاده می شود، این روشها بسیار خطرناک، پرهزینه و زمان بر هستند. از اینرو، مطالعات گسترده ای در مورد مین یابی با استفاده از تکنیک های هسته ای از سال 1950 انجام شده است. این روش ها بر پایه این واقعیت که مواد منفجره نظیر (tnt(c7h5n3o6 و (rdx(c3h6n6o6 شامل مقادیر قابل توجهی کربن، نیتروژن، اکسیژن و هیدروژن هستند، شکل گرفته اند. به عبارت دیگر، در تکنیک هسته ای با شناسایی عناصر سبک تشکیل دهنده ماده منفجره، فرآیند آشکارسازی مین صورت می پذیرد. تکنیک هسته ای به دو روش کلی تحلیل گاما آنی ناشی از فعالسازی نوترون و پس پراکندگی نوترون، تقسیم بندی می شود. هر کدام از این دو روش، بر پایه اصل مکان یابی شکل گرفته اند. در این پایان نامه با استفاده از کد mcnp به امکان سنجی ترکیب این دو روش می پردازیم. در این شبیه سازی، انرژی بهینه چشمه نوترون برای بالاتر بردن بهره روش مین یابی با استفاده از تکنیکهای هسته ای محاسبه می شود. سپس با استفاده از موادی مانند اورانیوم در حد فاصل بین چشمه مولد نوترون و زمین نشان داده خواهد شد که استفاده از این مواد می تواند ضمن افزودن بر تعداد نوترون ها فرود آمده بر خاک، بهره روش بکار رفته در فرآیند مین یابی را نیز افزایش دهد. علاوه بر این، ضخامت بهینه تکثیرکننده برای بهترین نتیجه در مین یابی محاسبه شده و نتایج بدست آمده با نتایج تحقیقات مشابه مقایسه می شود. شبیه سازی های ما نشان می دهد که استفاده از چشمه d-t به همراه اورانیوم با خاک 2% رطوبت کارایی دستگاه مین یابی با روش پس پراکندگی نوترون را تا 40% افزایش می دهد.

در این پایان نامه، به طراحی اتاق درمان bnct، بر اساس چشمه نوترونی d-t، پرداخته شده است که در مطالعات اخیر به عنوان چشمه مناسبی برای درمان تومورهای عمقی مغز معرفی شده است. بر این اساس، محاسبات حفاظ سازی با استفاده از کد mcnp برای طراحی اتاق درمان این چشمه، انجام شده است که شامل بهینه سازی و تعیین ضخامت دیوار اصلی و فرعی، پنجره، راهرو و درب ورودی است، به گونه ای که آهنگ دز معادل در بیرون اتاق به کمتر از حد تعیین شدهsv/h ? 1 برسد. نتایج شبیه سازیها نشان داد که ضخامت 90 سانتیمتر بتن معمولی برای حفاظ اصلی، 60 سانتیمتر به عنوان حفاظ فرعی، پنجره پلکانی شکل برای مشاهده موقعیت بیمار از جنس شیشه ساده به ضخامت 60 سانتیمتر و یک راهروی پیچ در پیچ به همراه یک درب ورودی با ضخامت 2 سانتیمتر سرب در انتهای راهرو، می تواند آهنگ دز معادل را در بیرون اتاق درمان به کمتر از مقدار تعیین شده برساند.

فرآیند رشد و تولید سطوح و فصول مشترک با شکل و خواص متفاوت، به دلیل کاربرد در ساخت قطعات الکترونیکی از موضوعات مورد توجه در کارهای نظری و تجربی به شمار می¬رود. به همین دلیل در رساله¬ی حاضر به دو مبحث پراخته می¬شود که ارتباطی بسیار نزدیک دارند. مبحث اول به رشد سطوح با استفاده از توابع همبستگی خاص و روش¬های نشست استاندارد اختصاص دارد. تمامی سطوح تولید شده در این روش¬ها ناهموار بوده و ریخت شناسی آن¬ها به روش نشست و رشد انتخاب شده وابسته است. رشد سطوح با استفاده از یک تابع همبستگی خاص، امکان بررسی مشخصه¬های اصلی توصیف کننده¬ی سطح یعنی، ارتفاع ناهمواری، طول همبستگی و نمای زبری را فراهم می¬سازد. همچنین در مورد رشد با استفاده از نشست ذرات، امکان بررسی ریخت¬شناسی سطح وجود دارد. به این ترتیب که می¬توان تغییرات عرض ناهمواری با زمان رشد لایه و نماهای مقیاسی- نمای رشد، نمای زبری و نمای دینامیکی- را برای سطوح متفاوت محاسبه نمود. محاسبه¬ی نماهای مقیاسی در تعیین کلاس جهانی سطح تولید شده موردنظر کاربرد دارد. علاوه بر مطالعه¬ی ریخت شناسی سطح، اخیراً محاسبه¬ی خصوصیات ترابردی سطوح ساخته شده به¬خصوص در ساخت قطعات الکترونیکی از اهمیت فراوانی برخوردار است. این مبحث، دومین موضوعی است که در این رساله به آن پرداخته می-شود. از میان عوامل موثر بر خصوصیات ترابردی در ساختارهای تونل¬زنی، ناهمواری فصول مشترک از مهمترین عوامل تاثیرگذار شناخته شده و در این پایان¬نامه به آن پرداخته می¬شود. از خصوصیات قابل محاسبه در ساختارهای تونل¬زنی ناهموار که سطوح مشترک آن¬ها با استفاده از روش¬های مختلف نشست و یا تابع همبستگی خاص رشد یافته است می¬توان به ضریب عبور(احتمال عبور)، جریان الکتریکی، مقاومت مغناطیسی تونل¬زنی و قطبش اسپینی در ساختارهای مغناطیسی و غیرمغناطیسی اشاره نمود. با داشتن اطلاعات دقیق از سطوح رشد یافته در کارهای تجربی می¬توان نتایج آن را با نتایج محاسبات کارهای نظری مقایسه نمود و با یافتن و کم نمودن تاثیر عوامل نامطلوب، قطعات الکترونیکی با کارکرد بالا و ویژگی¬های دلخواه طراحی نمود.

مقاومت و سختی فاز های توپولوژیک را در حضور برهمکنش های اختلالی با در نظر گرفتن مثال های خاصی از کد رنگی در میدان مغناطیسی و کد رنگی مختل شده با برهمکنش آیزینگ، مورد مطالعه قرار می دهیم. همچنین با استفاده از روش تبدیلات یکانی پیوسته اختلالی و روش قطری سازی دقیق, گذار های فاز بین فاز توپولوژیک کد رنگی و فاز قطبیده در راستای میدان و همچنین فاز های منظم در حضور برهمکنش آیزینگ را بررسی می کنیم و دیاگرام فاز کد رنگی در میدان مغناطیسی و تحت اثر اختلال آیزینگ را تعیین می نماییم. همچنین یک تصویر شبه ذره ای برای برانگیختگی های بنیادی آنیونی ارائه کرده و دینامیک ذرات را مورد مطالعه قرار می دهیم. مدل موثر حاصله از شبه ذرات برهمکنشی این امکان را فراهم می سازد تا فیزیک کم انرژی کد رنگی را مورد کاوش قرار دهیم و وجود حالت های مقید را آشکار نماییم. در مرحله بعد با استخراج رابطه بین کد رنگی در میدان مغناطیسی موازی و مدل بکستر-وو در میدان عمود، دیاگرام فاز مدل را در دمای محدود تعیین می کنیم. در نهایت به مطالعه کد رنگی با برهمکنش دوتایی می پردازیم و با رهیافتی اختلالی و همچنین یک نگاشت اسپینی-بوزونی نشان می دهیم که حد دیمر های ایزوله از مدل، معادل یک کد رنگی موثر بر روی شبکه مثلثی است. ویژگی های فاز توپولوژیک کد رنگی موثر را نیز استخراج می نماییم. سپس با معرفی کد های مثلثی که نوع بهینه شده ای از کد های رنگی برای مقاصد تجربی است، نشان می دهیم که ساختار خاصی از شبکه روبی وجود دارد که بر روی آن کد رنگی با برهمکنش دوتایی به کد های مثلثی کاهش می یابد. در پایان دیاگرام فاز کلی کد رنگی با برهمکنش دوتایی را استخراج می نماییم.

در دنیای امروز پلاسما به عنوان حالت چهارم ماده شناخته و به فراوانی در خارج از زمین یافت می شود ، دارای خواص و ویژگی هایی منحصر به فرد استو برای اهداف و مقاصد بسیاری مورد مطالعه و استفاده قرار میگیرد ، اما این کار در روی زمین صرفا با محدود کردن پلاسما درون ابزار و ادوات ممکن است (حال می خواهد مطالعه برروی آن در آزمایشگاه باشد یا استفاده از آن در لوازم خانگی و صنعتی و ...). پس از معرفی پلاسما و مطالعه ی ویژگی های آن در می یابیم به علت اختلاف سرعت الکترونی و یونی و در نتیجه بازترکیب الکترون ها در نزدیکی هر دیواره ی جامدی، فزونی بار مثبت ویژگی شبه خنثایی پلاسما را با چالشی جدی مواجه می کند و پلاسما در صورت وجود شرایط لازم در تلاش برای بقا موفق می شود با ایجاد منطقه ای به نام غلاف خواص خود را خارج از این ناحیه حفظ نماید، غلاف پلاسما ویژگی هایی متفاوت از پلاسما دارد و تغییر پارامتر ها اثرات مختلفی بر آن باقی می گذارد. در بررسی این اثرات ابتدا به دنبال یافتن معادله های حاکم بر پلاسما و غلاف آن هستیم، بدین منظور با توجه به زیاد بودن ذرات موجود مدل های متفاوتی را بررسی می کنیم و با برگزیدن رهیافتی مناسب معادله های مورد نظر را به دست می آوریم. مشاهده ی اثر پارامتر ها بر غلاف را به کمک دو مثال آغاز می کنیم، در مثال اول سراغ غلافپلاسمای مغناطیده ای می رویم که فرکانس برخورد یونی آن وابسته به سرعت شارش یون ها باشد و با یافتن رابطه توانی میان این فرکانس و سرعت، برای دو حالت فرکانس برخورد ثابت و مسافت آزاد میانگین ثابت، با حل عددی معادله های مربوط و رسم نمودار مشخصه های غلاف به بررسی رفتار غلاف می پردازیمو در مثال دوم پلاسمایی که شامل برخورد های یون خنثی و دمای یونی است را در نظر میگیریم و با فرض تک دما بودن یون ها (مدل هم دما) و حل معادلات و رسم نمودار اثر دما را بر غلاف آن مطالعه می کنیم. سپس سراغ مطالعه ی اصلی خود، پلاسمای اکتیو گرم و غیر برخوردی می رویم، یعنی پلاسمایی که در آن یونیزاسیون صورت می گیرد و دمای یونی مخالف صفر است و از برخورد ذرات پلاسما با یکدیگر صرف نظر می شود. معادله های این چنین پلاسمایی را استخراج نموده، شرایط مرزی و اولیه ی مورد نیاز را پیدا و برای دو مدل هم دما و بی دررو معادله های پلاسما و غلاف را بازنویسی می کنیم و پس از بی بعد سازی آن ها را به روش عددی حل می کنیم، هر جا حل تحلیلی امکان پذیر بود از آن برای مقایسه ی جواب عددی استفاده می نماییم. با رسم نمودارها، با تغییر پارامترهای مورد نظر عمق به وجود آمدن غلاف و تغییرات دیگر ویژگی های آن را مشاهده می کنیم ودر پایان به تحلیل و بررسی نتایج خواهیم پرداخت.

در این پایان نامه، شبیه سازی درمان ملانومای چشم با استفاده از پرتو پروتون، به عنوان یک روش درمانی مطلوب بررسی شده است؛ به همین منظور ابتدا با استفاده از پرتوهای تک انرژی پروتون، محدود? انرژی مورد نیاز جهت درمان یک تومور چشمی محاسبه شده و با توجه به نتایج محاسبات دوزیمتری، به نحو? ساختن sobp به روش ماتریسی پرداخته شده است؛ سپس شبیه سازی و تحلیل یک نازل پروتونی، جهت آماده سازی پرتو اولیه با انرژی بالا و انجام محاسبات دوزیمتری و ایجاد sobp به منظور تولید دوز یکنواخت در منطق? تومور، در دو جهت عمقی و عرضی انجام گرفته است. برای داشتن شرایط بهینه در درمان در روش سوم، با استفاده از انتقال دهند? برد و با پرتوهایی با انرژی اولی? پایین، به شبیه سازی پیش از درمان پرداخته شده است. همچنین اثر تعریف محیط واقعی بافت چشم بر روی محاسبات دوزیمتری و نحو? طراحی خط پرتو مطالعه شده است. طبق نتایج به دست آمده، اختلاف بیشینه دوز در بافت واقعی نسبت به تعریف آب به عنوان ماد? معادل چشم در روش اسکن پرتو به عنوان یک روش ایده آل از حدود 15% تا 31% و در روش انتقال دهند? برد از 12% تا 15% می باشد. انتقال پیک براگ در عمق نیز در آب نسبت به بافت واقعی تنها حدود mm2/0 می باشد که در قیاس با عدم قطعیت موجود در سیستم پروتون تراپی قابل چشم پوشی است. به علاوه اختلاف ضرایب وزنی بهینه کنند? پیک های براگ در بافت واقعی نسبت به آب، در روش اسکن پرتو از حدود 1% تا 18% و در روش انتقال دهند? برد تا حدود 7% می باشد. میزان اختلاف ها در نتایج، با تغییر روش تحویل پرتو و با روش های کنش پذیر کاهش می یابد و از آنجایی که در سیستم های پروتون تراپی از روش دوم برای درمان تومورهای چشمی استفاده می شود، تفاوت ها قابل صرف نظر است. مطابق با نتایج این رساله می توان گفت که استفاده از فانتوم آب، دقت کافی جهت انجام طراحی پیش از درمان را دارا است. کلید واژه: پروتون تراپی، ملانومای چشم، پیک براگ، sobp، ضرایب وزنی.

برای درمان سرطان کبد عواملی همچون هندسه، مواد فانتوم، فاصله ی چشمه تا سطح فانتوم و جهت پرتودهی و... حائز اهمیت است، زیرا خطرات ناشی از قرارگرفتن در برابر پرتو، نظیر افزایش احتمال ابتلا به سرطان در اثر تخریب ساختار dna و بروز اختلالات ژنتیکی زیستی در پرتو درمانی، وجود دارد. در این رساله کبد و هندسه کبد و شبیه سازی آن بوسیله کد mcnpبررسی شده است.