روش تصویربرداری pet (تصویربرداری گسیل پوزیترون) یکی از روشهای نوین تصویربرداری به صورت مقطعی (برش نگاری) است، که امروز به صورت گسترده ای در سطح جهان استفاده می شود. مزیت این روش، تصویربرداری از عملکرد و فیزیولوژی، بافتهای بدن است. در این روش دارو با یک رادیونوکلئید تابش کننده پوزیترون نشان دار شده و به بدن تزریق می گردد. بسته به خصوصیات ویژه دارو، این ماده در بخشی از بدن بیمار مجتمع می گردد. در آن ناحیه ذرات پوزیترون با ترکیب با الکترونها دچار پدیده فنا می شوند و دو فوتون گاما با زاویه o180 درجه تابش می شود. بوسیله آرایه ای از آشکارسازها که در اطراف بیمار قرار گرفته اند این دو فوتون آشکارسازی شده و سپس به کمک کامپیوتر، از مجموعه این فوتون ها تصویر تشکیل می شود. اما این فوتونها در فاصله مکان فنا تا زمانی که به آشکارسازها می رسند تحت تاثیر رویدادهایی قرار می-گیرند که باعث می شود تصویر نهایی بدست آمده تصویر صحیح و واضحی نباشد. به منظور بدست آوردن تصاویر صحیح و بدون نویز در این روش تصویربرداری، باید تصحیحاتی اعمال شود. در این پروژه روش های تصحیحات تصادفی (با استفاده از روش حفاظ گذاری)، پراکندگی (با استفاده از روش پنجره انرژی دوگانه)، و تضعیف (با استفاده از روش اسکن عبوری ) بررسی شده و با استفاده از کد شبیه سازی mcnp شبیه سازی های دستگاه و اعمال تصحیحات انجام می شود. در اینجا تمام شبیه سازی ها برای دستگاه pet حیوانی کوچک انجام میشود، که از دو جفت بلوک آشکارسازی روبروی هم تشکیل شده که هر بلوک شامل 64 سلول آشکارسازی در کل شامل 256 سلول آشکارسازی است. فانتوم مورد استفاده فانتوم موش صحرایی است که بصورت یک استوانه با طول cm15 و قطر cm5 است، که همچنین در بعضی از شبیه سازی ها از فانتوم مغز موش صحرایی هم استفاده شده است.

سرطان سینه یکی از شایع ترین سرطانها در کل جهان است سالانه 7 هزار زن ایرانی به این نوع سرطان مبتلا می شوند. با توجه به شیوع این بیماری در سنین پایین تر نسبت به سایر کشورهای اروپایی و آمریکایی، آسیب های اجتماعی، خانوادگی و اقتصادی آن در ایران، بسیار چشمگیر است. طبق گزارش وزارت بهداشت، درمان و آموزش پزشکی در بیست و چهارمین گردهمایی کشوری معاونان غذا و داروی دانشگاههای علوم پزشکی کشور هزینه یک دوره درمان سرطان سینه برای هر بیمار 34 میلیون تومان برآورد شده است که در صورت وجود یک سیستم غربالگری مناسب، تشخیص بیماری به موقع انجام شده و این امر به موفقیت درمان و کاهش هزینه آن کمک بسزایی می کند. در این پژوهش سعی می شود تا با تعیین عناصر در بافت های مختلف، معیار جدیدی برای غربالگری بیماران سرطانی بدست آید .در هر یک از این آزمایشگاه ها با توجه به توانمندی های موجود، روش های گوناگونی برای آنالیز عنصری مورد استفاده قرار می گیرد. این پژوهش در سازمان انرژی اتمی پژوهشکده واندوگراف انجام گرفت که روش اندازه گیری عناصر کم مقدار pixe(proton induced x-ray emission) بود که دارای دقت وحسایت بالایی می باشد و با نرم افزار gupix win تجزیه و تحلیل داده ها انجام شد که در فصل سوم عملکرد پیکسی بصورت کامل شرح داده شده است. نمونه موها از انیستیتوی سرطان واقع در بیمارستان امام خمینی تهیه گردید که به سه گروه سالم، سرطانی و انواع بیماریهای خوشخیم پستان (benign) تقسیم شدند. و غلظت عناصر s ,ca ,cl ,zn ,cu ,feرا مورد بررسی قرار دادیم. در مورد سطح عناصر ca ,cl ,fe باید گفت اختلاف معنی داری مشاهده نشده است. ولی غلظت عناصر ,zn ,cu s در نمونه موی سرطانی نسبت به گروه سالم کاهش یافته است.

سامانه پرتودهی ir-136 در سازمان انرژی اتمی به منظور پرتودهی محصولات مختلفی مورد بهره برداری قرار می گیرد. در شرایطی خاص به دلیل برخی محدودیت ها از جمله حداقل زمان جابجایی محصول و نیاز به پرتودهی بعضی محصولات با دز پایین، از فضای خارج از سیستم جابجایی محصول برای پرتودهی می توان استفاده کرد. هدف اصلی در این تحقیق تدوین یک برنامه کامپیوتری با سرعت بالای محاسباتی برای مکان یابی نقاط مناسب به منظور پرتودهی ساکن در سیستم پرتودهی ir-136 می باشد. به این منظور به تدوین یک برنامه کامپیوتری در محیط برنامه نویسی فرترن پرداخته شده است. در این برنامه، مسیر پرتوهای ساطع شده از چشمه کبالت تا رسیدن به نقطه ی دزیمتری مورد توجه قرار گرفته و آهنگ دز جذبی با استفاده از روش کرنل نقطه ای محاسبه شده است. چشمه پرتودهی به صورت مجموعه ای از چشمه های جزئی در نظر گرفته شده و آهنگ دز ناشی از هر یک محاسبه شده است. برای منظور نمودن اثرات پرتو های پراکنده شده و خود جذبی چشمه، به ترتیب از ضرایب انباشت و جذب موثر استفاده شده است. در نهایت با جمع زدن آهنگ دز ناشی از هر یک از چشمه های نقطه ای، آهنگ دز کل در مکان های مورد نظر بدست می آید. در این تحقیق علاوه بر استفاده از برنامه کامپیوتری تدوین شده، از کد کامپیوتری mcnp نیز استفاده شده است. آهنگ دز جذبی در جعبه های محصول قرار گرفته در کنار جداره داخلی دیوار شمالی اتاق پرتودهی در دو چیدمان مستطیلی شکل و u شکل محاسبه شده است و نتایج محاسبات در چند مکان خاص با نتایج حاصل از اندازه گیری با دزیمتر های پرسپکس مورد مقایسه قرار گرفته است. نتایج سازگار بدست آمده از برنامه کامپیوتری و محاسبه با کد mcnp و اندازه گیری نشان می دهد در شرایطی که پرتودهی به محصولات در سیستم جابجایی محصول مقدور نیست، برنامه کامپیوتری تدوین شده برای محاسبه ی سریع آهنگ دز جذبی مناسب می باشد.

تحقیقات در مورد نقاط کوانتومی از اوایل دهه 60 میلادی که آغاز راه آن بود روندی افزایشی داشته است. به عنوان مثال محققانی در دانشگاه وندربیلت در سال 2005 ویژگی های نقاط کوانتومی cdse را بررسی کردند و به این نتیجه رسیدند که آن ها از خود نور سفید ساطع می کنند و بوسیله ی امواج ماوراء بنفش برانگیخته می شوند.نقاط کوانتومی نانوکریستال هایی هستند که اثرات اندازه ی کوانتومی را از خود بروز می دهند، در این محدوده ی ابعادی، هر چه اندازه ی کریستال کوچکتر شود، فاصله میان سطوح انرژی نیمه رسانا و اندازه ی موثر باند ممنوعه افزایش می یابد. (لازم به ذکر است که نقاط کوانتومی در زمره نیمه رساناها نیز می گنجند). این موضوع به این معنی است که یک ماده با ترکیب شیمیایی و ساختمان کریستالی معین به صرف ابعاد فیزیکی خود می تواند دارای گستره ی وسیعی از خواص اپتوالکترونیکی باشد. همین خاصیت موجب شده که توجه زیادی به این زمینه ی تحقیقاتی شود. همچنین نقاط کوانتومی مانند نیمه رساناهای معمولی از تعداد زیادی مواد مشابه ساخته می شوند، که این مواد در اغلب موارد شامل فلزات و/یا شبه فلزات واسطه می شوند. برخلاف نیمه رساناهای معمولی که اجسامی ماکروسکوپیک هستند، نقاط کوانتومی بی نهایت کوچک و از مرتبه چند نانومتر، تقریبا نزدیک به صفر بعد هستند (اندازه ای بین1 تا 100 نانومتر و تعداد ?10?^3تا ?10?^6 اتم و الکترون از ویژگی های آن هاست). در ضمن از جمله کاربرد آن ها در ساخت کامپیوترهای کوانتومی می باشد. دور حضوری کوانتومی یکی از مهمترین موضوعات مطرح در علم اطلاعات کوانتومی است چون به آن فقط به عنوان یک عمل انتقال اطلاعات کوانتومی نگاه نمی شود بلکه در حقیقت سازنده ی بنایی برای روند اطلاعات کوانتومی جهانی است. در حقیقت نقطه ی شروع و اساس دور حضوری کوانتومی از سال ها پیش توسط انیشتین، پودولسکی و روزن شروع شده است. بر اساس تحقیقات اخیر، خوشه های کوچک اتمی که به عنوان نقاط کوانتومی شناخته می شوند می‍ توانند برای دور حضوری کوانتومی یک واسطه ی عالی باشند. پدیده ی فیزیکی که در آن اطلاعات (به شکل یک حالت کوانتومی، یک ویژگی خیلی خاص ریاضی گونه از یک اتم ) به صورت آنی به جای دیگری انتقال می یابد، بدون اینکه سیر فیزیکی در فضا داشته باشد. دور حضوری یکی از حقیقت های علم اطلاعات کوانتومی است، زمینه ی در حال توسعه ای که می تواند تأثیر مهمی بر محاسبات و ارتباطات داشته باشد. در این موضوع خاص تحقیق بر روی نقاط کوانتومی نیمه رسانا که از تقریبا 1000 اتم از عناصر نیمه رسانا تشکیل شده اند و قطری در حدود 1 نانومتر دارند متمرکز است. به آن ها اتم های مصنوعی نیز می گویند چون رفتارشان کاملاً شبیه به یک تک اتم است، مثلاً الکترون های یک نقطه ی کوانتومی نیمه رسانا مشابه الکترون های یک تک اتم، مقید می شود. بنابراین یک نقطه ی کوانتومی علی رغم اینکه از صدها و یا هزاران اتم تشکیل شده، می تواند با یک تک حالت کوانتومی تعریف شود. دور حضوری کوانتومی تکنیکی برای انتقال حالت های کوانتومی از یک مکان به مکان دیگر است. از طرفی توصیفی بر اساس بیت های کوانتومی نیز امکان پذیر است، بدین صورت که ارسال کننده ی اول یک بیت کوانتومی چشمه دارد که می خواهد به گیرنده ی اول بفرستد و یک جفت در هم تنیده را به اشتراک می گذارد (جفت انیشتین-پودولسکی-روزن(epr)). ارسال کننده یک اندازه گیری روی بیت کوانتومی چشمه و نیمی از جفت epr ، با تصویر کردن بیت کوانتومی هدف (نزد گیرنده) به حالتی که همان حالت اولیه ی بیت کوانتومی چشمه می‍ باشد، انجام می دهد. سپس گیرنده، بیت کوانتومی هدف را به حالت اولیه ی بیت کوانتومی چشمه ( بر اساس دو بیت اطلاعات کلاسیکی ارسال کننده) با چرخش تبدیل می کند. دور حضوری کوانتومی با استفاده از جفت فوتون های در هم تنیده و اتم ها به طور تجربی استفاده شده است. اتلاف یک فرایند نابود کننده ی همدوسی می باشد که جمعیت حالت های کوانتومی سیستم را در نتیجه برهمکنش با محیط، تغییر می دهد. در اینجا دور حضوری کوانتومی در یک سیستم نقاط کوانتومی یک بعدی گونه با حضور اتلاف مورد بررسی قرار می گیرد و مدلی برای پروتکل دور حضوری کوانتومی با اتلاف مشخص می گردد.