آشکارسازهای سوسوزن کاربردهای وسیعی دراندازه گیری های هسته ای دارندکه موجب اهمیت یافتن برآورد دقیق تابع پاسخ آنها و مطالعه کمیت های موثر بر آن می شود. ازجمله مهمترین اثرات، عوامل اپتیکی هستندکه مطالعه آنها نیازمند دقت نظر در برقراری ارتباط مناسب میان ترابرد تابش و ترابرد نور حاصل از تابش می باشد. راه حل تحلیلی ترابرد نور و فرآیند جمع آوری نوری، تنها برای تعداد محدودی از هندسه های ساده قابل استفاده است. اگر شکل آشکارساز و نوربرها پیچیده وغیر معمول باشد، روش مونت کارلو بسیار موثرتر و گاهی اوقات تنها تکنیک محاسباتی ممکن است. شبیه سازی ترابرد نور به روش مونت کارلو رایج ترین روش شبیه سازی ترابرد ذرات و تابش ها در ماده است که امکان مطالعه اثرات پیچیده درهندسه های سه بعدی دقیق را مهیا می سازد. کد مونت کارلوی شبیه سازی ترابرد نور که در این پایان نامه مورد بحث است، کد guide7 است. در اکثر کدهای شبیه سازی ترابرد نور، گام های اساسی ترابرد نور در سوسوزن عبارتند از : (1)تعیین نقطه تولید فوتون( فوتون ها با توزیعی کاملا تصادفی و یکنواخت در حجم حساس آشکارساز تولید می-شوند). (2) جهت حرکت فوتون (همسانگرد فرض می شود). (3) تضعیف نور ( فرض می شود شدت نور در طی مسیر حرکت به صورت نمایی کاهش می یابد). (4) برخورد نور با دیواره آشکارساز(یا نوربر) (5) انعکاس از دیواره (6) اتلاف در مرزها (7) آشکارسازی: به محض ورود فوتون به تکثیر کننده فوتونی شدت فوتون رسیده ثبت می شود و ترابرد آن به پایان می رسد. در این مرحله مجددا به گام اول بر می گردیم. معمولا شبیه سازی مونت کارلوی ترابرد نور در سوسوزن ها با دو روش آنالوگ و غیر آنالوگ انجام می شود. در روش آنالوگ در نقطه ای که ذره تابیده متوقف و انرژی اش را در سوسوزن از دست می دهد، تعدادی فوتون مرئی متناسب با انرژی ذخیره شده تولید شده و سپس فوتون ها تعقیب شده و تعدادی از آنها به فوتوکاتد رسیده و کسری از آنها نهایتا به فوتوالکترون تبدیل می شوند. در روش غیر آنالوگ، در نقطه تولید، به فوتون وزن واحد نسبت می دهند که در گام های بعدی به مرور از آن کاسته می شود. درصد فوتون های رسیده به فوتوکاتد در روش آنالوگ و وزن ثبت شده در فوتوکاتد در روش غیر آنالوگ به «بهره جمع آوری نور» معروف است. اکثر کدهای ترابرد نور به روش غیر آنالوگ کار می کنند اما کد guide7 بهره جمع آوری نور را به هر دو روش تولید می کند. کد guide7 دارای مزایا و معایبی است و هدف اصلی در این پایان نامه توسعه کد ترابرد فوتون guide7 برای شبیه سازی اثرات مختلف در آشکارساز سوسوزن است. از جمله مزیت های این کد می توان به محاسبه بهره جمع آوری نور برای بازه وسیعی از هندسه های مختلف نوربر، تعیین مختصات نقاط بازتابش متوالی برای مسیر اشعه، محاسبه اطلاعاتی مانند مسافت کلی پیموده شده توسط فوتون، زمان کل تاخیری فوتون ها، تعداد بازتابش ها و غیره و همچنین چاپ این اطلاعات بصورت هیستوگرام در خروجی، اشاره کرد. این کد با وجود مزیت هایی که دارد، دارای نقایصی نیز است. از جمله نقایصی که می توان به آن اشاره کرد، عدم وجود سطوحی با خاصیت بارتابندگی پخش کننده در سیلندرهای استوانه ای و مکعب مستطیلی (که در این کد می توانند به عنوان سلول سوسوزن قرار داده شوند)، می باشد. در این پایان نامه به معرفی این کد، راه حل پیشنهادی برای رفع نقص های مذکور پرداخته شده است و نهایتاً نتایج شبیه سازی با کد اصلاح شده با نتایج کار دیگران مقایسه شده است.

این پروژه شامل مقدمه ای بر فیزیک چشمه ی یونی تشدید الکترون سلیکوترون (فیزیک پلاسما)، بستر نرم افزاری سازگار با آن و مروری بر نتایج بدست آمده است. در این تحقیق ابتدا با یک بحث تئوری مرتبط با تولید ذرات باردار شروع کرده و به دنبال آن مروری بر تکنیکهای نرم افزاری کرده ، شبیه سازی را انجام داده و برای تست کردن آن tconf یا زمان محدود سازی ومولفه های سرعت ذرات خروجی را بررسی می کنیم. سپس با توجه به داده های بدست آمده پیکر بندی مناسبی را جهت بهینه کردن دستگاه پیشنهاد می کنیم. شبیه سازی ecr از دو بخش آهنربای دائمی (و البته سایر مدارات مغناطیسی) و مسیر ذره در این میدان مغناطیسی تشکیل شده است که بخش اول در سیستم عامل windows و با نرم افزار ansys انجام شد در بخش دوم و linux و با نرم افزارهای geant4 و root انجام شده لذا ارتباط بین این دو را با فایل های txt برقرار می کنیم همچنین برای اجراهای متوالی نیازمند پیش بینی خطاها و رفع آنها هستیم که بهمین منظور نرم افزار msp طراحی شده است. به منظور نتیجه گیری و اثبات قابلیت نرم افزار مسیر حرکت ذره رسم شده و زمانی را که ذره در محیط پلاسما محدود است ومولفه های سرعت را اندازه گیری می کنیم. سپس با استفاده از رویکرد شبکه های عصبی آن را تعمیم داده اشکالات ومعایب آن را رفع می کنیم. سپس با افزودن داده های جدید نتایج بیشتر ی بدست آورده و در مورد نتایج بحث می کنیم.

برای شتابدهنده های مدرن ،خصوصاً برای حلقه های انباره و کلیدرها که عمر مفید طیف درآنها در حدود ساعت ها اندازه گیری شده، خاصیت مگنت ها بسیار مفید می باشد. برای رسیدن به سطح کارایی بالا برای شتابدهنده ها و عمر مفید طیف، مگنت ها باید به طور دقیق طراحی نصب و تنظیم شوند. در واقع شرایط خوب برای شتابدهنده ها به کیفیت مگنت ها بستگی دارد و این مگنت ها هستند که شکل میدان مغناطیسی با خطاهای مختلف را ایجاد می کنند واین شکل و ترکیب میدان های مغناطیسی بستگی به ترکیب و شکل قطب های مگنت، دقت ساختِ ساختار مکانیکی قطب و سرهم کردن بخش های مختلف مگنت دارد. برای ساخت این مگنت ها نیاز است که کلیه پارامتر ها ،شبیه سازی کامپیوتری شود .محاسبه هندسه مگنت از طریق شبیه سازی ،نقش موثری در جهت طراحی وبهینه سازی مگنت ها و میدان های مغناطیسی آن دارد . در این پایان نامه با استفاده از کد مگنت ،یک مگنت چهار قطبی مربوط به سینکروترون چشمه نوری در پروژه در حال ساخت alba در اسپانیا ،طراحی وشبیه سازی و سپس برای کارایی و کیفیت هر چه بهتر میدان های مغناطیسی ،مورد بهینه سازی قرار گرفته شد و در آخر تاثیر مواد مختلف در مگنت بهینه سازی شده تحلییل و بررسی شد.

امروزه نوترون درمانی به عنوان شاخه ای از دانش نوین پرتودرمانی، یکی از موثرترین روش های درمان انواع تومورهای سرطانی در دنیا به شمار می رود. در این روش از یک سو شدت، انرژی و خلوص نوترون های تابیده به بدن بیمار به منظور اعمال بیشترین تخریب بر سلول سرطانی و کمترین آسیب به بافت سالم بدن و از سویی دیگر، ساخت چشمه های تولیدکننده نوترون مورد استفاده در نوترون درمانی، به دلیل طراحی و ساخت دشوار و هزینه های فراون حائز اهمیت است. در این پایان نامه به دنبال بررسی امکان استفاده از لیزرهای شتاب دهنده یونی جهت استفاده در نوترون درمانی می باشیم. به همین منظور ابتدا نوترون درمانی با روش های bnct و fnt مورد بحث قرار گرفت و سپس لیزرهای شتاب دهنده یونی و نحوه تولید نوترون از این لیزرها مطالعه و بررسی شد. در نهایت به امکان سنجی استفاده از لیزرهای شتاب دهنده یونی به عنوان چشمه های جدید تولید کننده نوترون در نوترون درمانی پرداخته شده است.

ایمنی در راکتور های هسته ای اهمیت بسیار دارد، چرا که در راکتور مقادیر قابل توجهی مواد رادیواکتیو قرار دارد که در صورت رها شدن می تواند فجایع انسانی و زیست محیطی خطرناکی ایجاد کند. یکی از رویدادهای مهم در راکتورها خاموشی آنی اضطراری است. بررسی کمی و کیفی این واقعه نامطلوب و تعیین عوامل اصلی به وجود آورنده و مخاطرات ناشی از آن در ارزیابی ایمنی اهمیت به سزایی دارد. هدف از این مطالعه ارزیابی سیستم های ایمنی موجود در راکتور تهران و یافتن راه حل های برای ارتقاء سطح ایمنی آن می باشد . در این تحقیق با استفاده از مدل درخت خطا، یک مدل منطقی برای سیستم حفاظتی ساخته می شود. پس از آن توسط نرم افزار saphire، احتمال وقوع وقایع آغازگر، با استفاده از نرخ خرابی اجزاء و زیر سیستم ها مطالعه، و از نظر کیفی و کمی مورد تجزیه و تحلیل قرار داده می شود. خطای انسانی با روش تحلیلی spar-h بررسی گردید .در پایان احتمال کل اسکرم با در نظر گرفتن خطای انسانی و خطای سخت افزاری بدست خواهد آمد. نتیجه بدست آمده برای وقوع اسکرم، ناشی از خرابی سخت افزاری حدودا1e-6 ، و ناشی ازخطای انسانی در شرایط ایده آل تقریبا 1e-2 است. که نتیجه بدست آمده نشان دهنده چندین برابر بودن خطای انسانی نسبت به خطای سخت افزاری است. در فصل اول مقدمه، فصل دوم روش ارزیابی احتمالاتی ایمنی (psa) ، فصل سوم خطای انسانی و روش spar-h ، فصل چهارم آشنایی با راکتور تهران و اجزای آن بخصوص سیستم حفاظت راکتور ، فصل پنجم نحوه ی رسم درخت خطاهای حاصل از نرم افزار spar-h برای فرکانس وقوع اسکرم و نتایج حاصل ازlog book و نهایتاً در فصل ششم نتایج محاسبات مورد تحلیل و بررسی قرارگرفته وسپس اضافه کردن یک پیوست که به توضیح مختصر نرم افزار spar-h پرداخته شده است. در پایان پیشنهادات و راهکارهایی برای اصلاح و بهبود سیستم ارائه شده است.

پیشرفت های چشم گیری که در زمینه فیزیک هسته ای در دهه های اخیر پدید آمده است، روش ها و ابزار بسیار دقیق و حساسی را به جهت تعیین میزان مواد مختلف در ترکیبات گوناگون فراهم آورده است که مزیت های بسیاری نسبت به سایر روش ها ازجمله روش شیمیایی دارا می باشد در مجموع هفت روش کلی هسته ای به جهت یافتن انواع مواد پدید آمده است. در این پایان نامه با بررسی ابزار به کار رفته در روش های مرسوم با استفاده از دو روش tna و fna به بهینه سازی کشف مواد مخدر با استفاده از پارامتر r پرداخته ایم. تمامی شبیه سازی های انجام شده تا کنون بر اساس این واقعیت شکل گرفته است که در تمامی مواد مخدر چهار عنصر c ، o ، h و nوجود دارد و بر پایه نسبت جرمی این عناصر به وجود ماده مخدر پی می برند. در این پایان نامه به بررسی اکتشاف مواد مخدری پرداخته ایم که فاقد اکسیژن و یا حتی نیتروژن هستند مانند thc(c21 h30 o2 )و متا امفتامین c10 h15 n و c10 h16 cl n نتایج بدست آمده نشان می دهد به منظور یافتن کمینه ماده مخدر بایستی ابتدا طیف مشخصه در شرایط یکسان بهینه سازی شود و اثر طیف زمینه به دقت لحاظ گردد و همچنین مقایسه ای بین نمونه از بهترین آشکارساز های مناسب برای این روش انجام گرفته است.

چکیده برخی از مطالعات اخیر در امکان استفاده ی بالینی از شتاب دهنده های خطی الکترونی (لیناک) با انرژی بالا متمرکز شده است، که به طور معمول در پرتو درمانی فوتون به عنوان چشمه های فوتو-نوترون برای کاربردهای پزشکی استفاده می شود. پرتو درمانی با استفاده از چشمه های فوتو-نوترون، امکان درمان به روش گیراندازی نوترون توسط بور (bnct) برای پرتو درمانی خارجی تومورهای منتشر شده هنگامی که روش های دیگر امکان پذیر یا مناسب نیستند، را گسترش می دهد. در این پروژه، طراحی و شبیه سازی یک چشمه ی فوتو-نوترونی و مجموعه ی شکل دهنده ی طیف(bsa) برای bnct، به پرتو درمانی خارجی تومورهای کم عمق مانند ملانومای پوست اختصاص داده شده است. بنابراین، با استفاده از شتابدهنده ی خطی واریانc/d 2300 و مواد مناسب و بهینه سازی هندسه، نرخ شار نوترون های حرارتی از مرتبه ی n/cm2.s 108، با حداقل نوترون های پر سرعت و گامای زمینه به دست آمد، که برای درمان سرطان های سطحی با استفاده از bnct توسط شتابدهنده ی لیناک به کار می رود. کلید واژه: لیناک، چشمه ی فوتو-نوترون، bnct ، bsa ، ملانومای پوست.

گیراندازی نوترون به وسیله ی بور ( bnct ) یک روش مؤثر در درمان انواع تومورها، مانند تومورهای بدخیم کبدی، ملانومای پوست و تومورهای مغزی می باشد. اثر درمان بر پایه ی احتمال بالای گیراندازی یک نوترون حرارتی در واکنش 10b(n,α)7li است. در این روش، ابتدا داروی حامل 10b به بدن بیمار تزریق و در مرحله ی بعد تاباندن نوترون به محل تومور صورت می گیرد. در اثر این عمل نوترون حرارتی توسط 10b گیر انداخته می شود و یک هسته ی برانگیخته ی 11b به وجود می آید که فورا به 7li و α تجزیه می گردد. انرژی حاصل از این واکنش در محدوده ای با ابعاد 9µm تخلیه گردیده که قابل مقایسه با ابعاد سلولی می باشد و باعث نابودی آن می شود. امروزه بطور کلی دو نوع پرتوی نوترونی در bnctاستفاده می شود: نوترون حرارتی که برای درمان تومورهای سطحی مانند ملانومای پوستی و نوترون فوق حرارتی که برای درمان تومورهای عمیق تر که با گذر از بافت به نوترون حرارتی تبدیل می شود. چشمه های نوترونی مختلفی برای تأمین شار نوترونی مورد استفاده قرار گرفته اند. در این پروژه، نوترون های حاصل از مولد d-d با انرژی 2.45 mev ، به منظور درمان تومور کبد (بدون بیرون آوردن کبد از بدن) مورد مطالعه قرار گرفته است. شبیه سازی با کد mcnp جهت پیدا کردن یک مجموعه ی شکل دهنده ی طیف ( bsa )، جهت تولید نوترون های فوق حرارتی مطلوب برای درمان، مورد بررسی قرارگرفت. نتیجه ی حاصله شامل 20 سانتی متر mgf2 و 20 سانتی متر lif به عنوان کندکننده، 5 سانتی متر pbبه عنوان بازتابنده، 20 سانتی متر موازی ساز از جنس pb، 1 میلی متر bi به عنوان گاما، 1 میلی متر 6li به عنوان فیلتر نوترون حراتی می باشد. در یک مدل بیمار، دز و مؤلفه های مربوطه مانند زمان درمان، محاسبه گردید. کلمات کلیدی: bnct ، تومورهای بدخیم کبدی، مولد d-d، bsa، دز.

امروزه مگنت ها و انواع آن ها در شتاب دهنده های با انرژی بالا ، کاربرد های متفاوتی دارند .در این مقاله با توجه به ضرورت انجام شبیه سازی در شتاب دهنده ها ، مگنت خم کننده با استفاده از کد پواسون طراحی شده است . مگنت های خم کننده در شتاب دهنده، عموما برای هدایت باریکه پرتو که در مسیر یک شتاب دهنده قرار می گیرند به کار می رود . این مگنت ها باعث خم شدن باریکه و طی کردن مسیر دایروی در یک شتاب دهنده گردیده و میدان مغناطیسی 1/42t با گرادیان 5/656t/m تولید می کند .در این مقاله علاوه بر شبیه سازی مگنت خم کننده با کد پواسون ، کیفیت میدان ، کیفیت گرادیان میدان و هم چنین آلیاژ مورد استفاده در این طراحی مورد بررسی قرار می گیرد . واژه های کلیدی: مگنت خم کننده ،شتاب دهنده ، شبیه سازی با کد پواسون

آرتریت روماتوئید بیماری ای التهابی، سیستمیک و مزمن است که بر بافت سینوویال اثر می گذارد. درمان های دارویی شامل استفاده از داروهای ضدالتهابی غیراستروئیدی nsaids، داروهای ضد روماتوئیدی اصلاح کننده بیماری dmards و درمان های درون مفصلی موضعی شامل تزریق درون مفصلی استروئیدها، سینوکتومی شیمیایی، سینووکتومی جراحی و رادیوسینووکتومی می باشد. رادیوسینووکتومی زمانیکه داروهای سیستمیک دراز مدت و تزریق درون مفصلی استروئید با شکست مواجه شود، مورد استفاده قرار می گیرد.در این فرآیند رادیونوکلئیدهای گسیلنده ی بتا ( فسفر-32) به کلوئیدی غیر قابل پخش چسبانده و به کپسول مفصلی تزریق می شوند، سپس در مایع سینوویال باقی مانده و یا در سلول های پوششی سینوویال فاگوسیت می شوند. در نتیجه تابش موضعی با انرژی بالا و پرتو رسانی اندک به بافت های اطراف که سبب اسکلروز، فیبروز غشای سینوویال ملتهب می شود را خواهیم داشت.