چکیده کاربرد روزافزون پرتوهای یونساز و غیریونساز در زمینه های مختلف شغلی امری مفید و اجتناب ناپذیر است. بنابراین برای حفاظت کارکنان در برابر تابش، برآورد دز رسیده به بدن ضرورت پیدا می نماید. در این پژوهش دزسنجی دستگاه های مین یاب که از روش پس پراکندگی نوترون جهت شناسایی مین های زمینی استفاده نموده، مورد بررسی قرار گرفته است. این دستگاه ها شامل چشمه نوترون be9-am 241 و آشکارساز 3bf می باشد. به منظور برآورد آسیب پذیری تابش، کمیته icrp دزموثر را معرفی کرده است. این کمیت محاسباتی می باشد، اما در اکثر موارد تابش به دلیل مشخص نبودن جهت و انرژی نوترون های تابیده به بدن، به طور مستقیم نمی توان دزموثر نوترون را محاسبه نمود. بنابراین، در این پژوهش دزموثر نوترون با استفاده از روش های تقریبی و روشی دقیق در فواصل مختلف کاربر از سیستم مین یاب، برآورد گردید. این محاسبات با استفاده از مدل فانتوم ریاضی ornl به وسیله شبیه سازی کد مونت کارلوmcnpx با اجرای حدوداً 100 برنامه انجام شد. هدف از انجام این پایان نامه، ارائه یک روش قابل اعتماد و کارآمد برای دزسنجی سیستم های مین یاب و مقایسه دز دریافتی با دزمجاز سالانه بوده است. روش تقریبی دزموثرمتوسط نسبت به روش تقریبی معادل دزموثر تفاوت کمتری با روش دقیق دزموثر داشت، در نتیجه این روش برای دزسنجی دستگاه های مین یابی پیشنهاد می شود. با مقایسه دزموثر دریافتی با دزمجاز سالانه مشخص شد که دز دریافتی از مین یاب های مورد بررسی بالا بوده است. کلید واژه: دستگاه مین یاب، دزموثر، فانتوم ornl، کد mcnpx

با معرفی مدل قطره مایع و جملات وابسته به تغییر شکل آن به بررسی پدیده شکافت پرداخته ایم. برای بررسی و محاسبه سد پتانسیل شکافت از روش "ارائه معادله هندسی" استفاده شده است و دو نوع معادله هندسی برای شکافت های دوگانه و سه گانه به تفصیل مورد بحث قرار گرفته شده است. برای شکافت دوگانه، بر اساس مدل هندسی برنامه ای رایانه ای نوشته ایم که سد پتانسیل شکافت و چند پارامتر فیزیکی مهم دیگر را می دهد. همچنین برای شکافت سه گانه شبه متقارن برنامه رایانه ای نرم افزاری دیگری به زبان فرترن نوشته ایم که بوسیله آن می توان سد پتانیل شکافت را بدست آورد؛ خروجی این برنامه رایانه ای چند کمیت مهم در شکافت سه گانه را ارائه می نماید. با اجرای برنامه های مربوط به شکافت دوگانه و سه گانه نتایج را با داده های تجربی مقایسه کرده ایم تا صحت هرکدام بررسی شود. در پایان برای شکافت سه گانه نامتقارن (کلی ترین حالت شکافت سه گانه) معادله ای ارائه کرده ایم و نتیجه ای از مخاسبات مربوط به این معادله را برای یک شکافت سه گانه نامتقارن نوعی آورده ایم.

پروتون درمانی یکی از روش های درمان سرطان است که در درمان انواع خاصی از تومورها، مخصوصا تومورهایی که در عمق قرار دارد، بر سایر روش های پرتودرمانی ارجحیت دارد. امتیاز پروتون درمانی به سایر روش ها، به خواص فیزیکی پروتون و در واقع به چگونگی توزیع دز آن در ماده بر می گردد. پروتون ماکزیمم دز خود را در انتهای مسیر و به یکباره ذخیره می کند و در طول مسیر دز کمی ذخیره می کند. این توزیع دز توسط منحنی براگ توصیف می شود و به مکان ذخیره ماکزیمم دز، قله براگ گفته می شود. به این ترتیب با توجه به عمق تومور در بدن می توان انرژی پرتو را به گونه ای تعیین کرد که مکان قله براگ بر روی تومور واقع شود و به بافت سالمی که در مسیر عبور پرتو قرار دارد آسیب کمی می رسد. و همچنین می توان با توجه به پهنای تومور از قرار دادن چندین قله براگ باریک در کنار هم، قله گسترده براگ (sobp) را، برای ایجاد توزیع دز یکنواخت در تومور ایجاد کرد. برای شبیه سازی درمان یک تومور مغزی کروی شکل به وسیله پرتو پروتون، با استفاده از کد مونت کارلو، از یک چشمه دایره ای شکل و هم شعاع با کره تومور استفاده کرده و سپس بازه انرژی مورد نیاز چشمه، متناسب با مکان تومور تعیین می شود. برای شبیه سازی بدن بیمار نیز از فانتوم وکسل استفاده شده است. در اینجا با قرار دادن چشمه در زوایای مختلف نسبت به سر فانتوم و سنجش معیارهای مربوط به یک پروتون درمانی موفق، می توان موقعیت مکانی بهینه را برای چشمه پیدا کرد. از جمله این معیار ها، دریافت دز کافی در تومور برای تخریب کامل و همچنین یکنواختی توزیع دز در تومور می باشد. و دیگری پایین بودن دز متوسط رسیده به اعضا سالم است. البته با توجه به اینکه برهمکنش پرتو با ماده به صورت نقطه ای است، علاوه بر پایین بودن دز متوسط جذب شده در اعضا، یکنواختی توزیع آن نیز اهمیت دارد و باید مطمئن شویم هیچ نقطه ای از بافت سالم بیش از حد مجاز دز دریافت نکرده باشد. اما در این پژوهش بهترین حالت را از لحاظ موقعیت مکانی چشمه، به گونه ای تعیین کردیم که در این حالت، با وجود دریافت دز کافی با توزیع تقریبا یکنواخت در تومور، دز متوسط رسیده به اعضا سالم بیش از حد مجاز نباشد. در این شبیه سازی به نواحی ای از بافت سالم مغز که در اطراف تومور قرار دارد، همانند تومور، دز بالایی رسیده است. برای حل این مشکل لازم است در شبیه سازی حجمی در مسیر عبور پرتو قرار دهیم که شکل تومور در آن تعبیه شده باشد. به این وسیله مکان ذخیره ماکزیمم دز پرتو منطبق بر شکل تومور شده و این نقص رفع می شود.