امروزه تعیین عناصر کم مقدار یکی از دغدغه های اصلی محققان برای تشخیص زودهنگام بیماری های خاص می باشد. یکی از روش های موثر و دقیق برای اندازه گیری عناصر کم مقدار، استفاده از فعالسازی نوترونی است. افزایش درستی دستگاه اندازه گیری عناصر بدن، bca، بدون یکنواخت کردن آهنگ فعالسازی درون عمق فانتوم امکان پذیر نیست. از طرفی، شکل بدن و محتویات آن در تغییر یکنواختی آهنگ فعالسازی موثر است. با استفاده از پیش کندکننده، می توان توزیع یکنواخت تری در بدن ایجاد کرد. هدف از این پایان نامه تعیین جنس و شکل پیش کندکننده برای افزایش یکنواختی آهنگ فعالسازی در عمق فانتوم 5 سال است. برای این منظور، ابتدا با استفاده از فانتوم آب تاثیر فیزیک چیدمان بر یکنواختی بررسی شد. سپس بهترین ماده ی پیش کندکننده، انتخاب گردید و ضخامت های مختلف آن در مقابل فانتوم قرار گرفت. در نهایت نتایج تاثیر شکل پیش کندکننده بر میزان یکنواختی مشاهده شد. محاسبات نشان دادند، بهترین یکنواختی با استفاده از دو صفحه ی پارافینی به عنوان پیش کندکننده در بدن ایجاد می گردد. ضخامت این صفحات در هر بخش از بدن به گونه ای است که بهترین یکنواختی را در آن بخش ایجاد می کند. بهترین شاخص های یکنواختیِ کلِ به دست آمده برای توزیع عمقی، 517/9% در مقیاس cv است. همچنین مقدار cv در توزیع طولی و عرضی در چنین حالتی به ترتیب، 291/10% و 864/20% می باشد.

این بررسی با درنظر گرفتن تغییر آماری جرم (حجم) و شکل ریه انجام شده¬است. اثر این تغییرات در مقدار دز جذبی ریه در شش هندسه تابشی استاندارد فوتون و نوترون با استفاده از کد mcnpx 2.6.0 مطالعه شده است. برای این منظور، در گام اول پس از استخراج مدل ریه فانتوم مرد بزرگسال icrp، حجم آن به 100 مقدار مختلف که با استفاده از توزیع آماری حجم مشخص می شوند، تغییر داده شده است. صد ریه تهیه شده مجددا درون فانتوم مرد بزرگسال icrp جایگزین شده اند. در نهایت صد فانتوم با حجم ریه مختلف برای انجام محاسبات آماده شده و تحت تابش چشمه های گسترده و تک انرژی فوتون و نوترون قرار گرفته اند. برای هر کدام از شرایط پرتودهی، مقدار میانگین دز جذبی ریه و انحراف از معیار آن برای این فانتوم ها محاسبه شده است. نتایج به دست آمده نشان می دهد که برای چشمه های فوتون کم انرژی، تغییرات حجم ریه، سبب بروز عدم قطعیتی تا حدود 90% مقدار دز جذبی آن می شود. با افزایش انرژی چشمه، مقدار عدم قطعیت به کمتر از 1% کاهش می یابد. برای تابش دهی نوترونی، مقدار پراکندگی دز جذبی بین 0.6% تا 8% تغییر می کند. بیشینه پراکندگی در تابش دهی نوترونی برای انرژی های بین mev 0.1 تا mev 5 اتفاق می افتد. به منظور بررسی اثر شکل ریه بر مقدار دز، حدود 70 مدل ریه از تصاویر پزشکی موجود استخراج شده و پس از یکسان¬سازی حجم، در فانتوم icrp جایگذاری شده است. مشابه مرحله قبل مقدار میانگین دز جذبی ریه و انحراف معیار آن برای 70 فانتوم طراحی شده با ریه هایی با شکل متفاوت نیز، در پرتودهی های مختلف محاسبه شده است. زمانی که این فانتوم ها در معرض تابش فوتون های کم انرژی قرار می گیرند، اثر تغییر شکل در مقدار دز جذبی قابل توجه است (عدم قطعیت بیش از 100%). با افزایش انرژی فوتون وابستگی دز جذبی ریه به تغییر شکل به شدت افت می کند. همچنین بیشینه عدم قطعیت دز جذبی در تابش دهی نوترون کمتر از 7% می باشد. در بخش آخر این پژوهش، مقدار عدم قطعیت دز جذبی ریه و دز موثر کل بدن، برای مجموعه ای از افراد با ریه هایی با حجم مختلف، در پرتودهی نوترونی دستگاه ivnaa، تعیین می شود. با توجه به این که دقت این دستگاه به خصوصیات نمونه بستگی دارد، تغییرات شاخص های کیفی دستگاه در اثر تغییر حجم ریه نیز مورد بررسی قرار گرفته است. از این جهت، ابتدا با انجام اصلاحاتی در چیدمان دستگاه فعال سازی، اثر شکل کلی بدن در شاخص های کیفی دستگاه کمینه شده و سپس مجموعه فانتوم های آماری با حجم ریه متفاوت در دستگاه ivnaa قرار داده شده اند. شاخص های دزسنجی شامل دز جذبی ریه و دز موثر کل بدن و شاخص های کیفی از قبیل میانگین شار نوترون حرارتی و یکنواختی آن درون نمونه برای هر فانتوم محاسبه شده است. نتایج نشان می دهد که تغییرات دز جذبی ریه و دز موثر در اثر تغییر حجم ریه قابل چشم پوشی است. همچنین تغییر ابعاد ریه، نمی تواند بر مقدار شار نوترون حرارتی و یکنواختی آن اثر قابل توجهی داشته باشد. لازم به ذکر است که نتایج گزارش شده در مراحل متفاوت این پژوهش با اجرای 45000 برنامه به دست آمده¬اند.

در این تحقیق به حفاظ گذاری برای پرتو های گاما با استفاده از سرامیک ها پرداخته شده است. سرامیک ها به دو روش مخلوط اکسیدی و سل-ژل احتراقی سنتز شدهاند. وضرایب تضعیف خطی و جرمی سرامیک ها به سه روش تجربی و شبیه سازی و تئوری اندازه گیری شده است.

به منظور استخراج طیف دقیق چشمه از طیف بدست آمده از آشکارساز سوسوزن استفاده از روش‏های واپیچش طیف لازم و ضروریست. در این پژوهش از روش ماتریس معکوس برای واپیچش طیف‏ بدست آمده توسط آشکارساز سوسوزن استفاده شده است. ماتریس معکوس مورد استفاده دارای ابعاد 76×76 بوده و در محدوده انرژی mev 125/0 تا mev 2 با گام انرژی mev 025/0 می‏باشد.

در این پایان نامه، تابع پاسخ غیرخطی آشکارسازهای 2 و 3 اینچی(csi(tl به منظور فراهم آوردن امکان تحلیل طیف گاماهای حاصل از آشکارساز و بررسی اثر ابعاد آشکارساز بر تابع پاسخ آن تعیین شده است. پس از انجام آزمایش طیف نگاری گاماهای چشمه های استاندارد، مقادیر fwhm و سپس ضرایب پهن شدگی گاوسی (geb) محاسبه شده اند تا با استفاده از آن در تالی f8 کد مونت کارلوی mcnpx، بتوان توابع پاسخ آشکارساز را شبیه سازی کرد.