مجله علوم و فنون هسته ای
سال:1386 | دوره:- | شماره:2 (مسلسل 40) |تعداد مقالات:9

نحوه توزیع عناصر در بسیاری از نمونه های بیولوژی، میکروالکترونیک و زمین شناسی دارای اهمیت بسیار است. با استفاده از باریکه میکرونی و روبش نمونه می توان اطلاعات دقیقی از توزیع عنصری عناصر موجود در نمونه به دست آورد. بعد از راه اندازی سیستم میکروسکوپ روبشی پروتون (ریز باریکه) در آزمایشگاه واندوگراف، کاربرد این سیستم در زمینه های مختلف علوم آغاز شد. در این مقاله بعضی از نتایج آنالیز عنصری و نحوه توزیع عناصر در نمونه های مختلف باستان شناسی، بیولوژی، کانی شناسی، میکروالکترونیک و بیوتکنولوژی گزارش شده است. نتایج ارایه شده بعد از راه اندازی سیستم میکروپیکسی به دست آمده است. هدف از ارایه این نتایج، معرفی سیستم و بیان قابلیت های آن در بررسی و آنالیز عنصری مواد است.

باریکه های الکترونی بطور وسیعی در پرتو درمانی مورد استفاده قرار می گیرند. با توجه به اینکه مقدار انرژی اسمی الکترونها ویژگیهای باریکه های الکترونی را برای مقاصد درمانی به اندازه کافی فراهم نمی آورند، لازم است داده های دز عمقی را برای باریکه های الکترونی مشخص کرده و آنها را مورد استفاده قرار داد. هدف از این تحقیق بدست آوردن داده های دز عمقی باریکه های الکترونی 6MeV و 8MeV حاصل از شتاب دهنده خطی نپتون 10PC و ارزیابی ویژگیهای این باریکه ها به روش شبیه سازی مونت کارلو است. در این تحقیق از کد BEAMnrc برای مدل سازی شتاب دهنده مورد نظر استفاده شد. همچنین برای شبیه سازی فانتوم آب مورد استفاده (RFA300)، کد DOSXYZnrc به کار رفت. نمودارهای دز عمقی در امتداد محور مرکزی و عمود بر آن برای این باریکه های الکترونی در میدان 10×10 cm2 به روش مونت کارلو ترسیم شدند. پارامترهای عمق دزR100 ، Rq، R85، R50 و Rp از نمودارهای دز عمقی به هنجار شده بدست آمدند. نمودارهای دز عمقی محاسباتی در امتداد محور مرکزی و عمود بر آن سازگاری بسیار خوبی با مقادیر نمودارهای تجربی نشان دادند. با توجه به اینکه شتاب دهنده های مختلف از یک سازنده و با مدل مشابه اغلب ساختارهای مشابهی دارند، به نظر می رسد که با شبیه سازی یک شتاب دهنده از یک سازنده و با تغییر بیناب انرژی و شاخص کیفیت باریکه های مدل شبیه سازی شده، بتوان به مدل محاسباتی سایر شتاب دهنده ها از همان سازنده دست یافت. علاوه بر این، به نظر می رسد با فراهم شدن مدل محاسباتی برای هر شتاب دهنده، بتوان اثر هر یک از ساختارهای سر درمانی شتاب دهنده را بر باریکه های الکترونی بررسی کرد و در نهایت توزیع دز حاصل را بدست آورده و مورد ارزیابی قرار داد.

در این کار پژوهشی به تعیین شدت و طیف نوترون های حاصل از بمباران هدف تالیوم-203 به وسیله پروتون های با انرژی 5.28 MeV و جریان 145mA حاصل از سیکلوترون «Cyclone30» پرداخته شده است. با توجه به کاهش انرژی پروتون ها به هنگام عبور از ضخامت هدف تالیوم و زیر لایه مسی، انرژی متوسط پروتون ها در عمق های مختلف با استفاده از برنامه SRIM بدست آمد. به ازای انرژی متوسط پروتون در هر لایه، سطح مقطع انجام واکنش و توزیع انرژی نوترون های تولید شده به وسیله کد ALICE حساب شد و با استفاده از مقادیر بدست آمده، شدت و طیف کـل نـوتـرون های تولیـدی از تالیـوم و مس تعیین گـردید. با به کـاربردن مشخصات چشمـه بدست آمـده بـه شـدت 1.22×1013 n/s در کد MCNP/4C، نرخ دز معادل نوترون در فاصله 6 متری از چشمه نوترون حساب و با نتایج تجربی مقایسه شد. همچنین آکتیویته محصول بمباران (Pb201) حساب شد و مقدار اندازه گیری شده به ترتیب برابر با 13.5 Ci و 13.1 Ci بدست آمد که با توجه به تقریب های محاسبه و خطای اندازه گیری، با یکدیگر در توافق قابل قبولی می باشند.

آرایش و پیکربندی پلاسمای توکامک در میزان پارامترهای آن تاثیر چشمگیری دارد و در روابط محاسباتی کاملا ملموس است. در انجام محاسبات ترابرد، ضرایب و کمیت های اساسی وجود دارند که محاسبه دقیق آنها با توجه به دستگاه معادلات از اهمیت خاصی برخوردار است. از آنجا که توکامک سیستمی چنبره ای است علاوه بر اثرهای کلاسیک لازم است اثرهای نئوکلاسیک ناشی از انحنای میدان در آن مورد بررسی قرار گیرند. ذرات به دام افتاده در هندسه ای با میدان قوی بر مسیرهای موازی شکلی نوسان می کنند که بر بسیاری از پارامترهای برخوردی ترابرد اثر دارد. در اینجا محاسبه دقیق کسر ذرات به دام افتاده با توجه به مدل تعادلی استاندارد در آرایش بیضی شکلی که برای توکامک در نظر گرفته شده با استفاده از مدل Lin-Liu صورت گرفته است. لازم به ذکر است که در این محاسبات، پروفیل میانگین میدان مغناطیسی بر سطوح شار با انتگرال گیری تحلیلی با فرض تابع بیضوی گون در حالت «نسبت منظر» خیلی بزرگ و جابجایی صفر مرکز سطوح بدست آمده است. با استفاده از فرمول بندی و مدل مناسب در رژیم های مختلف برخوردی ضریب هدایت نئوکلاسیک پلاسما در توکامک دماوند با داشتن کسر ذرات به دام افتاده حساب می شود و منحنی های لازم به دست می آیند. بی شک در محاسبه ترابرد و کمیتهای دیگر از این داده ها برای توکامک دماوند می توان بهره گرفت.

در بررسی بیماریهای قلب، تعیین متابولیسم آن علاوه بر وضعیت خون رسانی عامل بسیار مهمی در تشخیص وضعیت اکثر بیماریهای قلب وعروق می باشد. در این میان تعیین وضعیت بیماریهایی مانند بیماری ایسکمی قلب (اختلال در خونرسانی عضله قلب) کاردیومیوپاتی (اختلال در عملکرد عضله قلب) و بیماریهای ناشی از ازدیاد فشار خون از اهمیت ویژه ای برخوردار است. امروزه در اکثر کشورهای پیشرفته، جهت تعیین متابولیسم قلب از روشهای PET استفاده می کنند ولی از آنجا که این سیستم تصویربرداری پرهزینه بوده و در اکثر مراکز موجود نیست می توان از نشاندارسازی اسید چرب IPPA (یدو فنیل پنتا دکانوئیک اسید) با ید رادیوآکتیو برای بررسی متابولیسم قلب، که مکمل سایر روشهای موجود است کمک گرفت. تمام مراحل آزمایشگاهی آن بر روی حیوانات آزمایشگاهی با ید 131 صورت گرفت؛ عمل نشاندار شدن IPPA با ید 131 و تعیین خلوص شیمیایی آن با HPLC توسط گروه شیمی سیکلوترون انجام شد و در زمانهای مشخص، پس از تزریق مقدار معینی از پرتوداروی مورد نظر، عمل تصویربرداری صورت گرفت و توزیع بیولوژیکی پرتودارو در ارگانهای مختلف بررسی شد. در تصاویر اولیه جذب (Uptake) تیروئیدی نسبتا بالا بود که در مراحل بعد، از محلول لوگل برای حذف جذب تیروئیدی و اصلاح تصویر استفاده شد و در تصاویر بعدی جذب مناسبی در قلب که ارگان هدف بود مشاهده گردید.

در این طرح پژوهشی از 5 سطح وزنی 6، 8، 10، 12، 14 گرمی بنه زعفران و پنج سطح 0، 2.5، 5،10 ،7.5 گری پرتو گاما استفاده شد. پس از تکمیل اطلاعات سال اول تحقیق، با استفاده از تجزیه واریانس وضعیت بوته های سبز شده، طول گلپوشها و طول کلاله ها در مورد بنه های شاهد و تیمار شده، مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت. از نظر آماری با انتخاب سطح معنی دار، 5% سطوح مختلف وزن پیازها و سطوح مختلف پرتودهی گاما به بوته های سبز شده و طول گلپوش ها و کلاله ها تاثیر معنی داری نداشتند. بررسی کروموزوم ها در تقسیم میتوزی انتهای ریشه نشان داد که ناهنجاریهای کروموزومی در تیمارهای مربوط به بنه های 8 و10 گرمی و در سطح 7.5 و10 گری تابش پرتو گاما به وفور دیده می شوند. بنابراین، می توان نتیجه گرفت که پرتوتابی بیش از 10 گری باعث توقف جوانه زنی در این گیاه می شود و بهترین دز پرتوتابی از 5 تا10 گری می باشد.

برای ارزیابی کمی عیار اورانیوم گمانه های حفاری شده در کانسار خشومی، از داده های چاه پیمایی و آزمایشگاهی XRF نمونه های مغزه استفاده می شود. بنابراین برای تعیین رابطه این دو نوع داده، با تقسیم محدوده  مغزه های گمانه ها به فواصل 3.05 متری معادل فواصل بین پلاک های حفاری، عملیات یکسان سازی و آنالیز داده های چاه پیمایی در 115 محدوده انجام پذیرفت و از میان آنها، 55 محدوده که دارای ضریب بازیابی مغزه بیش از 90 درصد بودند انتخاب شدند. در این محدوده ها نحوه ارتباط عیارهای آنالیز شده به وسیله دستگاه XRF اورانیوم و توریوم بررسی و کمیت پرتوزایی ناشی از توریوم مشخص شد. سپس با دو روش بررسی رابطه پرتوزایی مطلق با عیار اورانیوم و پرتوزایی ممیز شده اثر توریوم با عیار اورانیوم، معادلات رگرسیون آنها بدست آمد. در معادله پرتوزایی مطلق با عیار اورانیوم، میزان میانگین خطای تخمین در حد صفر است، ولی با توجه به بالا بودن نسبی واریانس، خطای تخمین برای حصول سطح اطمینان مناسب برای طراحی معدنی، به اطلاعات تکمیلی نیاز است.

امروزه در دانش پزشکی تعیین عناصر کم مقدار مانند مولیبدن در نمونه های زیستی، به لحاظ نقش ضروری که در واکنشهای بدن دارند حایز اهمیت بسیار است. مولیبدن در ساختار آنزیمهای فلزی زانتین دی هیدروژناز، آلدئید اکسیداز و سولفیت اکسیداز در بدن موجودات زنده موجود می باشد. این آنزیمها در سوخت و ساز ترکیبات حاصل از نیتروژن، کربن و گوگرد نقش مهمی دارند. مولیبدن معمولا به مقادیر اندک در نمونه های زیستی به روش فعال سازی نوترونی اندازه گیری می شود. ولی با توجه به تقاضای روز افزون مراکز درمانی و دانشگاهی، برای تعیین عناصر کم مقدار، همچنین گران بودن این روش و عدم دسترسی آسان به آن، کاربرد روش طیف سنجی جذب اتمی مورد توجه بیشتری قرار گرفته است. شهرت عمومی این روش را می توان به کاربرد ساده و آسان آن در روشهای مختلف مربوط ساخت. به علاوه حساسیت زیاد روش طیف سنجی جذب اتمی مجهز به کوره گرافیتی در مقایسه با روشهای دیگر جذب و نشر اتمی در بسیاری از زمینه ها به ویژه در پزشکی مهم می باشد. در این کار پژوهشی روش مناسب نمونه سازی ناخن به منظور اندازه گیری مولیبدن بررسی شد و شرایط بهینه برای اندازه گیری این عنصر با دستگاه طیف سنجی جذب اتمی مجهز به کوره گرافیتی تعیین گردید. پس از بهینه کردن شرایط، غلظت مولیبدن در انواع نمونه های ناخن ارسال شده از مناطق مختلف در محدوده 0.11 تا5.10  میکروگرم بر گرم بدست آمد.