باتوجه به اینکه فناوری ساخت شتابدهنده ها در ایران از علوم جدید به شمار می رود، و با توجه به کاربرد وسیع این فناوری در شاخه های مختلف علوم و صنعت، لزوم پرداختن به معقوله شتابدهنده ها و تولید و پیشبرد این دانش در کشور امری ضروری به نظرمی رسد. طراحی، ساخت و تجهیز شتابگرها و ادوات جانبی آن تلاش های صورت گرفته در چند سال اخیر به شمار می رود. ابزار عیب یابی و اندازه گیری باریکه یکی از اجزای تشکیل دهنده مهم برای هر شتابدهنده می باشد. به نوعی، عملکرد یک شتابدهنده به خوبی عملکرد ادوات عیب یابی و اندازه گیری آن است. متأسفانه تاکنون تلاش های جدی وموثری در این حوزه صورت نگرفته است. در این تحقیق، تلاش برای اندازه گیری باریکه پروتونی شتابگر الکترواستاتیک از نوع کاکرافت- والتون واقع در آزمایشگاه فیزیک نوترون سازمان انرژی اتمی ایران آغاز، و در نهایت منجر به طراحی وساخت دستگاه آنالیزورپروتون با قابلیت اندازه گیری امیتنس باریکه به روش شکاف – جاروبک و همچنین تابع توزیع باریکه شد. درانجام آزمایش با این دستگاه علاوه بر اندازه گیری پارامترهای ذکر شده در شرایط مختلف آزمایشی، عیوب و ناهمگونی هایی در کارکرد اجزای مختلف دستگاه شتابگر آشکار شد.

: فیزیک پزشکی دانش استفاده از مفاهیم و کاربردهای فیزیکی در تشخیص و درمان پزشکی می-باشد. این شاخه از دانش، علوم پرتو درمانی، پرتوشناسی تشخیصی و پزشکی هسته ای را در برمی-گیرد. پزشکی هسته ای نیز به نوبه خود به دو بخش تشخیص و درمانی تقسیم می شود. بخش درمانی، استفاده از رادیو ایزوتوپ های هسته ای در درمان بیماران را شامل می شود ولی بخش تشخیص آن تصویر برداری پزشکی به روش هسته ای با استفاده از رادیوایزوتوپ هایی است که به عنوان چشمه ایجاد کننده تابش گاما (تابش یون ساز) مورد استفاده قرار می گیرند. از این رو، در تصویر برداری پزشکی هسته ای از سیستم های آشکار سازی استفاده می شود که قادر به آشکار سازی تابش های گاما باشند. به این دوربین های تصویر برداری، دوربین گاما گفته می شوند. یکی از اجزای اساسی در دوربین های گاما، کلیماتورها می باشند. برای ایجاد تصویر توسط دوربین های گاما، باید اطلاعات مربوط به هر نقطه از عنصر مورد تصویر برداری به صورت متناظر در نقطه مقابل آن در صفحه تصویر ثبت شود. از این رو استفاده از کلیماتورها جهت حذف فوتون های پراکنده که اطلاعات غیرمتناظری را ثبت می کنند و باعث تابش زمینه در تصویر (و در نتیجه کاهش وضوح تصویر) می شوند، ضروری می باشد. در طراحی کلیماتورها، دو ویژگی حساسیت و وضوح (که در کیفیت تصاویر حاصل تأثیر مستقیم دارند) باید مورد توجه قرار گیرند. ش: یکی از متداول ترین نوع کلیماتور مورد استفاده در تصویر برداری های پزشکی هسته ای نوع سوراخ–موازی با شکل حفره های شش ضلعی می باشد. در شبیه سازی های دوربین گاما، از ? سوراخ های چهارضلعی به عنوان تقریبی از شش ضلعی برای این نوع کلیماتورها استفاده می شود (به دلیل هندسه پیچیده شش ضلعی ها). ما در این تحقیق، کدی برای فرآیند تصویر برداری توسط کلیماتورهای سوراخ–موازی شش ضلعی ارائه کرده ایم که با استفاده از یک فرمول ریاضی قادر به توصیف هندسه و عملکرد کلیماتورهای سوراخ-موازی شش ضلعی می باشد. این کد شبیه سازی به طراحان این نوع کلیماتورها کمک خواهد کرد که قادر باشند کلیماتوری طراحی و بسازند که با در نظر گرفتن حساسیت و وضوح دلخواه، ویژگی های مورد نیاز برای تصویر برداری معینی را فراهم کند. : کد مورد نظر در یک نرم افزار برنامه نویسی turbo c++ 30 نوشته و اجرا شد. از یک چشمه نقطه با شمارش (تعداد فوتون های گسیلی) 1000000 برای صحت کارایی این کد استفاده شد. برای فاصله های مختلف چشمه از کلیماتور و تغییر کمیت های توصیف کننده ابعاد هندسی کلیماتور، کد مربوط مورد اجرا قرار گرفت. : پس از هر بار اجرا، توزیع فوتون های آشکار شده از کلیماتور در صفحه تصویر، به صورت تصاویری دو بعدی و سه بعدی به وسیله نرم افزار matlab7 به دست آمدند. نمودارهای تغییر حساسیت و وضوح این تصاویر نیز توسط نرم افزار excel رسم شدند. : نتایج نشان دادند که با افزایش فاصله چشمه از کلیماتور، حساسیت و وضوح کاهش یافت. افزایش ضخامت کلیماتور وضوح را افزایش و حساسیت را کاهش داد. کاهش ضخامت سپتا و قطر حفره ها باعث افزایش حساسیت کلیماتور و کاهش وضوح گشت. افزایش ابعاد کلیماتور، باعث افزایش هم-زمان حساسیت وضوح گشت که نسبت به نتایج دیگر طراحی کلیماتور مطلوب تر است.

توموگرافی به وسیله ی گسیل پوزیترون (positron emission tomography) که به اختصار pet نامیده می شود در سالهای اخیر به سرعت در حال تبدیل شدن به مهمترین ابزار تصویر برداری پزشکی هسته ای می باشد. یک روش استاندارد و غیر تهاجمی نوین برای ارزیابی عملکرد قلب، استفاده از تکنیک تصویر برداری pet است. در این روش تصویر برداری، همانند سایر روشهای تصویر برداری از قلب، اختلالات ناشی از حرکات تنفسی منجر به کاهش کیفیت تصویر می گردد. ذر این پژوهش، ساخت فانتوم تضعیف و اکتیویته‏ی قلب توسط ncat، انجام گردید به گونه‏ای که سیکل تنفسی آن به 80 قسمت مساوی تقسیم‏بندی گردیده و ضایعه‏ای در ناحیه‏ی apex تمام فانتوم‏های اکتیویته‏ تعبیه گردید. فانتوم‏های مربوط به فاز‏های مختلف قلبی توسط simset، جهت شبیه سازی تصاویر pet، مورد استفاده قرار گرفتند و سینوگرام حاصل از این شبیه سازی توسط نرم‏افزار stir و به روش iterative مورد بازسازی قرار گرفت. تصاویر بازسازی شده به دو دسته‏ی مختلف تقسیم شدند، به صورتی که یک دسته از آن‏ها توسط الگوریتم اتوماتیک rmc، مورد تصحیح حرکت تنفسی قرار گرفتند و دسته‏ی دیگر بدون هیچ دستکاری تهیه شدند. تصاویر دیده شده با xmedcon، چاپ و سپس کدگذاری گردیدند و در نهایت به صورت blind، در اختیار چهار پزشک متخصص پزشکی هسته‏ای قرار داده شد. در پایان داده‏ها با استفتده از نرم‏افزار spss، آزمون کاپا مورد ارزشیابی قرار گرفت. در شش فاکتور مورد نظر پزشکان، در بررسی کیفی تصاویر، همگی بر اثر مثبت تصحیح حرکت تنفسی بر تصاویر توافق نسبتاً کاملی داشتند و در بین فاز‏های مختلف قلبی، تاثیر این بهبود بر فاز 9 قلبی به مراتب بیشتر بوده که نتایج بدست آمده با نتایج مقایسه‏ی کمّی، که توسط گرجی و همکاران انجام شد، همخوانی دارد.

مصرف نمک طعام در کشور ما 3 برابر کشورهای دیگر (میزان متوسط نمک مصرفی جهانی )می باشد،چون نمک طعام حاوی سدیم می باشد مصرف زیاد آن می تواند بیماری های نظیر فشار خون بالارا در پی داشته باشد.یکی از روش های کنترل بیماری فشار خون بالا نمک های جایگزین است. این نمک های جایگزین اغلب حاوی پتا سیم به جای سدیم می باشند. طعم آنها مشابه نمک خوراکی است . نمک های جایگزین (نمک پتاسیم ) فشار خون را بالا نمی برد اما چون حاوی پتاسیم می باشد ،پتاسیم دارای 3 ایزوتوپ در طبیعت می باشد که یکی از این ایزوتوپ ها پتاسیم -40 است ناپایدار بوده و به طریق واپاشی بتای منفی( 89 %) وتسخیر الکترون وبتای مثبت +? (11%)واپاشی انجام می دهد. واپاشی های هسته ای یون سازند و هر مقدار تابش می تواند مضرر باشد و ریسک ابتلا سرطان را بالا ببرد برای اینکه مقدار پتاسیم مصرفی وتعداد ایزوتوپ های پتاسیم-40 و میزان فعالیت و هم چنین اثرات تشعشع آن که از طریق خوردن نمک جایگزین وارد بدن می شود را اندازه گیری کنیم ،از 3 روش استفاده شده است: 1-گاما اسپکتروسکوپی (که با استفاده از hpge راکتور تهران انجام شد) 2-تجزیه شیمیایی با استفاده از دستگاه flame photometer ( در آزمایشگاه شیمی دانشکده علوم پایه)3- شمارنده گایگر مولر مدل -7996 inspector se در آزمایشگاه گروه فیزیک انجام دادیم .بر اساس این آزمایشات و محاسبات مقدار این پتاسیم در 15 گرم،5/ 5416 میلی گرم ،که تقریباً5/1 برابر حداکثر مقدار مجاز بوده ومیزان فعالیت این 15 گرم نمک جایگزین در بدن bq2 10 × 68/1 می باشد میزان تشعشعات اندازه گیری شده نمک جایگزین طعام درمحدوده low radiation یا دز پایین قرار دارند. با توجه به اینکه اثر دز پایین اشعه به وضوح برروی بدن انسان مشخص نیست و چونکه در دز های پایین خطاهای اندازه گیری قابل ملاحضه است نمی توان به سادگی در مورد ضرر در نمک های جایگزین اظهار نظر کرد .از طرف دیگر بر اساس نظریه های متفاوت اثر تشعشع به هر میزان پتانسیل تخریبی سلولهای زنده را دارد می توان نتیجه گرفت که مصرف نمک های پتاسیم دار برای افراد مسن می تواند سودمند باشد و برای افراد جوان که سلولهای تولید مثل و بافت های نرم و استخوان آنها در حال فعالیت زیادتری است می تواند مضرر باشد .

امروزه استفاده از پرتوهای یونساز به امری اجتناب ناپذیر مبدل شده است ، اما از طرفی مضرات این نوع پرتوها بر روی بافت های زنده به اثبات رسیده است . اگر در بکارگیری این پرتو ها بهترین شرایط کنترلی و حفاظتی نیز اعمال شود هرگز نمی توان به طور کامل جلوی نفوذ تشعشعات طبیعی که در محیط قرار دارند را گرفت . به واسطه وجود رادیونوکلوییدهای منتشر کننده پرتوهای یونساز در پوسته زمین (پرتوهای زمینی )و متعاقب آن در ترکیبات مصالح ساختمانی و همچنین پرتوهای کیهانی همه مردم در معرض پرتوگیری این اشعه های یونساز که پرتوگیری زمینه ای نام دارد ، قرار دارند . اشعه های گاما با انرژی زیادی که دارند میتوانند تغییرات شیمیایی بوجود آورند که از نظر بیولوژیکی برای سوخت و ساز طبیعی سلولهای بدن بسیار مهم است. تشعشع گیری انسان از اشعه های گامایی محیطی طبیعی معمولاْ بیشتر از جمع کل اشعه های تولید شده از طریق انسان است. در این تحقیق دز جذبی اشعه های گامایی طبیعی و دز جذبی موثر سالانه مربوط به آن برای مناطقی از استان لرستان بوسیله یگ شمارنده حساس گایگر- مولر (g-m) اندازه گیری شده است. نتایج بدست آمده از ???? نمونه اندازه گیری شده نشان می دهد که میانگین آهنگ دز معادل جذبی در فضای باز استان لرستان nsv/h?±??? (msv/yr ?/?? ± ?/??) شده است . پس از بررسی های انجام شده و مقایسه این دز جذبی با گزارش ???? کمیته علمی سازمان ملل در مورد اثر تشعشعات اتمی (unscear 2000) ??? جمعیت دنیا در این محدوده (msv ? تا ?) دز جذبی دریافت می کنند. بنابراین دز جذبی در استان لرستان نیز در این محدوده قرار می گیرد.

در این پایان¬نامه ضریب جذب خطی مواد سبک، متوسط و سنگین از قبیل پلکسی¬گلس (پلاستیک فشرده)، بتون، آلومینیوم، آهن و سرب با استفاده از یک چشمه¬ی نقطه¬ای محصور شده کبالت-60 (60co)، که ساطع¬کننده فوتون¬های گاما با انرژی¬های mev 17/1 و mev 33/1 است، اندازه¬گیری شده است. این محاسبات به دو روش آزمایشگاهی (اندازه¬گیری) و شبیه¬سازی با کد محاسباتی هسته¬ای mcnpx، انجام گرفته است. در ابتدا ابعاد نمونه¬های مورد نظر به دقت اندازه¬گیری و چگالی هر یک به دست آورده شد. بعد از چیدمان مناسب وسایل آزمایش که شامل چشمه، موازی¬ساز اولیه، ماده¬ جاذب، موازی¬ساز ثانویه و آشکارساز است، به ترتیب با قرار دادن ضخامت-های مختلف مواد جاذب مورد نظر، شمارش¬ها برای هر یک از آن¬ها به مدت 100 ثانیه و با 10 مرتبه تکرار برای هر مورد، توسط شمارنده آشکارساز گایگر-مولر اندازه¬گیری و ثبت شد. با استفاده از رابطه¬ جذب نمایی که برای فوتون¬های گاما وجود دارد و با رسم نمودار تغییرات نیمه لگاریتمی شدت پرتوهای عبوری بر حسب ضخامت ماده جاذب و به دست آوردن شیب این نمودار، ضریب جذب خطی (µ) برای هر یک از مواد محاسبه شده است. در مرحله بعد، هر یک از اجزاء آزمایش با توجه به شکل هندسی، ابعاد و موقعیت آن¬ها با استفاده از دستورات کد شبیه¬سازی mcnpx 2.6 کدنویسی شد. برای به دست آوردن ضریب جذب خطی مواد یاد شده از تالی f4 (تالی شار حجمی) استفاده شده است. خروجی تالی f4 به عنوان شدت پرتوهای عبوری (i) در نظر گرفته شده و در این مرحله نیز مانند مرحله قبل با رسم نمودار تغییرات لگاریتم شدت پرتوهای عبوری بر حسب ضخامت ماده جاذب و به دست آوردن شیب آن، ضریب جذب خطی محاسبه شده است. در نهایت مقایسه نتایج به دست آمده برای ضریب جذب خطی، به دو روش آزمایشگاهی و شبیه¬سازی، نشان داد که نتایج حاصل از این دو روش تطابق خوبی با یکدیگر دارند. از این رو کد شبیه¬سازی mcnpx2.6 یک کد قابل اطمینان برای محاسبه¬ ضریب جذب خطی برای حفاظ¬گذاری در برابر پرتوهای الکترومغناطیسی با انرژی بالا است.