تعیین الگوریتم بهینه برآورد دز موثر در پرتوگیری خارجی

محیط های شغلی آلوده به پرتو، از محیط های نامعلوم تابش به شمار می آیند، که علی رغم مشخص بودن نوع چشمه، طیف انرژی و هندسه تابش فرودی بر افراد معلوم نیست. مساله حفاظت برای کارکنان در چنین محیط هایی و چگونگی برآورد خطرپذیری تابش آنها از مشکلات اساسی در دزسنجی است. همچنین مونیتورینگ فردی که به طور معمول انجام میشود، به عنوان یک روش استاندارد مورد تایید کمیته های مرجع نمی باشد(از جمله icrp وncrp). استفاده از دو دزسنج به طور همزمان به عنوان راه حلی برای این مشکل ارائه شده است. سوالات زیادی در مورد الگوریتم دو-دزسنج وجود دارد، به همین دلیل به عنوان یک موضوع حائز اهمیت برای کارهای تحقیقاتی در گروه های دزیمتری مطرح شده است. در این مطالعه، طراحی الگوریتم دو-دزسنج بر اساس کد مونت کارلوی mcnp و فانتومهای وکسل انجام گرفته است. الگوریتم دو-دزسنج به دز موثر و پاسخ دزسنجها وابسته است. بنابراین شناسایی عوامل موثر در تغییر مقدار دز موثر و پاسخ دزسنج ها ضروری است. برای طراحی الگوریتم مراحل زیر انجام شده است: ابتدا، اثر عوامل وزنی تابش (wr) و بافت (wt) ، نوع فانتوم، کد مونت کارلو و روش محاسبه روی مقادیر دز موثر با استفاده از فانتوم های ریاضیmird-5 و ornl و فانتومهای وکسل icrp ، taro، hanako و vipman انجام شده است. نتایج این محاسبات، اختلاف بزرگی بین داده ها هنگام استفاده از wr تصحیح شده و فانتوم هایی با اندازه های مختلف را نشان میدهد. اما استفاده از کدهای مونت کارلوی مختلف تفاوتی کمتر از 15% در مقدار دز موثر را ایجاد می نماید. طبق نظر کمیته icrp دز موثر براساس فانتومهای مرجع تعریف شده است. بنابراین اگر از این کمیت در یک فانتوم غیرمرجع استفاده شود، باید اثر تغییر آناتومی فرد بر مقدار دز موثر مشخص گردد. در گام بعد، اثر تغییر اندازه فانتوم با اضافه کردن لایه های ماهیچه و چربی روی تنه فانتوم ornl و مقایسه نتایج آن با فانتوم های vipman، norman05 ، mash-3 وicrp بررسی شده است. با اضافه کردن لایه هایی با ضخامت 5-0/5 سانتیمتر دز موثر حدود 40%-7% برای فوتونها و نوترونها در انرژیهای مورد بررسی، کاهش می یابد. همچنین با اضافه کردن لایه های مناسبی از بافت چربی و ماهیچه میتوان دز موثر یکسانی برای دو فانتوم کاملا متفاوت تخمین زد. با وجود آگاهی از چگونگی وابستگی دز موثر به عوامل فوق، در محیطهای شغلی به دلیل نامعلوم بودن میدان پرتو، امکان محاسبه دز موثر وجود ندارد، بنابراین باید دز رسیده به فرد، توسط دزسنج اندازه گیری شود. اثر ابعاد، نوع وهندسه دزسنجها روی پاسخشان مورد بررسی قرار گرفته است. بااستفاده از نتایج به دست آمده در مراحل فوق از طریق روش بهینه سازی سیستماتیک (نیوتن-رافسن) الگوریتم دو-دزسنج برای فانتوم مرجع icrp تعیین شده است و مقدار ضرایب بهینه برای دزسنج های جلو و پشت به ترتیب 0/65 و 0/44 به دست آمد. همچنین اثر شکل بدن روی الگوریتم دو-دزسنج با استفاده از فانتومهای مرجع نژادهای مختلف مورد بررسی قرار گرفته است که برای انجام آن از فانتومهای مرجع ktman-2 ، cram ، mash-3 وicrp استفاده شده است. نتایج نشان میدهد که شکل بدن روی مقدار دز موثر و پاسخ دزسنجها هنگامیکه دزسنج تحت تابش غیر مستقیم قرار دارد، بسیار اثرگذار است. الگوریتمهای دو-دزسنج به دست آمده برای فانتومهای مرجع مختلف تقریبا مشابه است و میتوان از یک الگوریتم مرجع برای آنها استفاده نمود (eest=0/64 rf+0/43rb). الگوریتم حاصل، مشکل تخمین پایین در استفاده از یک دزسنج را حل میکند اما در برخی از هندسه ها برآورد بالایی از دز موثررا ایجاد میکند. برای یافتن الگوریتم بهینه عوامل مختلفی مانند مکان دزسنجها روی بدن، مقدار ضریب (h(e ، پاسخ غیرهمسانگرد دزسنجها و...مورد بررسی قرار گرفته است. سرانجام این برآورد بالا با قرار دادن حفاظ روی دزسنجها کاهش یافت. هدف اصلی این است که بتوان با قرار دادن دزسنج روی بدن، دز موثر بدن را برآورد نمود، بنابراین شکل هندسی، ماده و اندازه حفاظ باید به گونه انتخاب شود که دزسنج رفتاری مشابه رفتار بدن در مقابل پرتو از خود نشان دهد. شکل هندسی حفاظ یک بیضی گون که در زیر آن یک استوانه با مقطع بیضی قرار دارد از ماده beal2o4 با ابعاد 5= c1=4/5، c2، انتخاب شد. با قرار دادن این حفاظ روی دزسنجها ضریب وزنی جدید برای دزسنجهای جلو و پشت به ترتیب 0/73 و 0/31 به دست آمده است. دز موثر تخمینی از این الگوریتم در گستره وسیعی از پرتوهای فرودی بسیار مناسب است و فقط 5% از داده ها برآورد پایین و حدود 80% از آنها برآورد دست بالایی کمتر از 100% دارند.الگوریتم بهینه برای کاربر چشمه قابل حمل am-be با طراحی حفاظ مناسب بررسی شد و نتایج قابل قبولی به دست آمد. درحال حاضر، این مطالعه بهترین الگوریتم موجود راارائه کرده است.