سنجش و ایمنی پرتو
سال:1397 | دوره:7 | شماره:1 |تعداد مقالات:7

مطالعه ی حاضر به بیان روشی برای تخمین اثربخشی بیولوژیکی نسبی، RBE، نوترون های سریع با استفاده از شبیه سازی مونت کارلو می پردازد. این رهیافت بر اساس ترکیب یک مدل با دقت اتمی از هندسه مولکول DNA و شبیه سازی به روش مونت کارلو برای ردیابی ذرات است. موقعیت دقیق مکانی اتم های مولکول DNA از بانک داده پروتئینی استخراج گشته است. ابزار Geant4 برای ردیابی ذرات ثانویه تولید شده توسط نوترون های سریع در برهمکنش شان با آب مایع استفاده گردید. به دلیل استفاده از طیف انرژی ذرات ثانویه به جای تابش مستقیم نوترون، زمان محاسبات به طور محسوسی کاهش یافت. شکست رشته ای دوگانه به عنوان مؤثرترین نوع آسیب، برای تخمین RBE نوترون ها، استفاده شد. پرتوهای گامای کبالت 60 به عنوان تابش مرجع برای محاسبه RBE در نظر گرفته شدند. مدل در توصیف رفتار RBE و محل RBEmax بر اساس توزیع انرژی نوترون ها موفق بوده است.

هدف اصلی این پژوهش، تعیین و اندازه گیری میزان پرتوزایی رادون-222 و رادیوم-226 در آب های معدنی و آشامیدنی شهرستان سرعین می باشد. دستورالعمل مورد استفاده برای نمونه برداری و آنالیز پرتویی رادون-222 و رادیوم-226 به ترتیب، استاندارد ASTM: D 5072-09 و ISO 13165-1: 2013 بوده است. اندازه گیری میزان غلظت رادون-222 و رادیوم-226 در نمونه های آب معدنی و آشامیدنی به روش شمارش سوسوزن مایع مایع انجام پذیرفت. نتایج اندازه گیری ها نشان می دهد که محدوده پرتوزایی رادون-222 در نمونه های آب معدنی Bq/L 71/6-14/1 و برای نمونه های آب شرب در محدوده Bq/L 72/9-25/4 می باشد. همچنین میزان پرتوزایی رادیوم-226 در نمونه های آب معدنی در محدوده Bq/L 248/0-048/0 و در نمونه های آب شرب در محدوده Bq/L 078/0-044/0 تعیین گردید. درنتیجه میزان پرتوزایی رادون-222 و رادیوم-226 در همه نمونه های منابع آب آشامیدنی کمتر از حد مجاز می باشد. البته در برخی از چشمه ها که عده کمی از مردم به عنوان آب آشامیدنی استفاده می کنند، میزان پرتوزایی رادون-222 بالاتر از حد استاندارد مشاهده شد. با این نتایج، به نظر می رسد برای کنترل میزان آلودگی منابع آب شرب شهر سرعین به رادیونوکلیدهای رادون-222 و رادیوم-226 می توان با روش ارائه شده و با برنامه مدونی این منابع را مورد ارزیابی و نظارت قرار داد.

اخیراً نانوکامپوزیت های پلیمری به منظور آشکارسازی و دزیمتری پرتوهای گاما به صورت بَرخط مورد استفاده قرار گرفته اند. در این کار تجربی نانو لوله های کربنی چند دیواره (MWCNT) در بستر پلی استایرن (PS) با درصد وزنی 05/0 پخش شدند. در ساخت نانوکامپوزیت (wt% 05/0)PS/MWCNT از روش محلولی بهره گیری شد. تصویر SEM پخش مناسب و یکنواخت نانولوله های کربنی در بستر پلیمری را تأیید کرد. جریان تاریک و جریان تابشی نانوکامپوزیت مذکور تحت پرتوهای گامای چشمه 60Co توسط الکترومتر در ناحیه اختلاف پتانسیل V500-1 و در محدوده آهنگ دز mGy/min 134-45 اندازه گیری شد. نتایج نشان داد که این دزیمتر در هندسه آرایه ی 2 تایی نسبت به هندسه های 3 تایی و تکی دارای پاسخ دزیمتری مناسب تری در محدوده آهنگ دز و اختلاف پتانسیل های ذکر شده است. در نتیجه نانوکامپوزیت مذکور می تواند به عنوان یک دزیمتر فعال به صورت امیدبخشی در ناحیه تشخیصی و درمانی به کار گرفته شود.

هدف مطالعه حاضر، اندازه گیری دز پرتوهای فوتونی و نوترون حرارتی رسیده به سطح پستان دگرسو در طول پرتودرمانی سرطان پستان برای اندازه میدان های درمانی مختلف در حضور گوه های دینامیکی و فیزیکی می باشد. مقادیر دز فوتونی و نوترون حرارتی توسط تراشه های ترمولومینسانس برای اندازه میدان های 13×11، 17×11 و 21×11 سانتی متر مربع و در حضور گوه های فیزیکی و دینامیکی اندازه گیری شدند. نتایج نشان دادند که مقادیر دز رسیده (ناشی از هر دو پرتوهای فوتونی و نوترون حرارتی) به سطح پستان دگرسو در حضور گوه فیزیکی برای اندازه میدان های 13×11، 17×11 و 21×11 سانتی متر مربع به ترتیب 06/12، 75/15 و 40/33 درصد کل دز تجویزی بودند و همچنین، برای گوه دینامیکی به ترتیب 18/9، 92/12 و 26/29 درصد کل دز تجویزی به دست آمدند. با افزایش اندازه میدان، مقادیر دز فوتونی و نوترون حرارتی رسیده به سطح پستان دگرسو افزایش یافتند. علاوه بر این، مقادیر دز فوتونی و نوترون حرارتی رسیده به سطح پستان دگرسو در حضور گوه دینامیکی کمتر از گوه فیزیکی بود. مشابه با پیشنهادات مطالعات قبلی انجام شده، هنگام پرتودرمانی سرطان پستان با تکنیک گوه، استفاده از گوه دینامیکی به جای گوه فیزیکی مخصوصاً برای میدان مماسی داخلی ارجحیت دارد.

آگاهی از نحوه توزیع دز پلاک های چشمی بتازا، با توجه به محل تومور از اهمیت بالایی برخوردار است. در این مطالعه هندسه پلاک های چشمی شرکت BEBIG، مدل های CCB، COB و CIB، برای درمان تومورهای خاص چشمی با ابزار شبیه ساز Geant4 شبیه سازی شد و اثر رادیونوکلوئیدهای مختلف و جنس پلاک چشمی، بر توزیع دزشان مورد بررسی قرار گرفت. برای اعتبار سنجی، دزیمتری مدل های ذکر شده ی پلاک های چشمی 106Ru، توسط فیلم های رادیوکرمیک EBT3 و همچنین نرم افزار طراحی درمان انجام گرفت. برای تومورهای با عمق 3 میلی متر، 90Sr و 142Pr می توانند جایگزین مناسبی برای 106Ru باشند. پلاک های 166Ho و 188Re، به علت افت شدید در توزیع دزشان، تنها می توانند برای ضایعات سطحی مورد استفاده قرار بگیرند. پلاک های طلا به علت تضعیف بیشتر مشاهده شده را می توان باریک تر تولید نمود و استفاده از آن ها در طراحی مدل های COB و CIB، به علت نزدیکی به عصب چشمی و عنبیه، مناسب تر است.

در پرتودرمانی، یون های سنگین تر از پروتون، دارای فواید بیش تری از نظر خواص زیستی نسبت به پروتون هستند. اخیراً یون هلیوم، به دلیل انتقال خطی انرژی (LET) بیش تر و اثر زیستی نسبی (RBE) بزرگ تر، مورد توجه واقع شده است. برای طراحی قله براگ گسترش یافته (SOBP) از دز زیستی برای تابش با هر نوع یون، نیاز به مقادیر دقیق RBE است که این کمیت، وابسته به دز، LET و پارامتر ویژه بافت است و نسبت به عمق در بافت، دارای تغییرات مکانی است. در اینجا، مقدار دقیق RBE در تابش یون هلیوم به رده سلولی V79، با بکارگیری یک عبارت پارامتری برای تغییرات RBE نسبت به LET، و نیز استفاده از کد شبیه سازی مونت کارلوی Geant4 برای محاسبه LET و استخراج توزیع مکانی دز، محاسبه شده است. نمودارهای قله براگ مختلف و مقادیر LET، برای هر برش در ناحیه تومور محاسبه شده اند. برای تولید یک SOBP زیستی مناسب، یک مجموعه از ضرایب وزنی با استفاده از محاسبات ماتریسی استخراج شده است که توسط این ضریب، شدت پرتوهای یون هلیومی برای ایجاد یکنواختی مطلوب در SOBP برای دز زیستی، تنظیم شدت پرتوها انجام گرفته است.

در یک شتاب دهنده الکترونی پرده ای هنگام عبور باریکه الکترونی از پنجره خروجی تیتانیومی محافظ خلاء، فوتون های پرتو ایکس به علت کند شدن الکترون های شتابدار تولید می شوند. یکی از مسائل مهم در استفاده از شتاب دهنده های الکترونی توانایی کنترل پرتو ایکس تولید شده یا در واقع حفاظ سازی شتاب دهنده به منظور جلوگیری از آثار مخاطره آمیز ناشی از آن است. در کار حاضر بر اساس هندسه پیشنهادی شتاب دهنده الکترونی پرده ای، با استفاده از کدMCNP4C، دز پرتو ایکس حاصل از تابش ترمزی شبیه سازی شد که خود ناشی از برخور باریکه الکترونی با جریان ثابت mA 50 و انرژی های مختلف keV 300-100 بر روی فویل تیتاینیومی با ضخامت µ m 13 است. نتایج حاکی از کاهش دز پرتو ایکس ناشی از تابش ترمزی از Gy 685 به Gy 176 به ازای افزایش انرژی از keV 100 به keV 300 در واحد زمان است. همچنین مقادیر توان توقف تابشی شبیه سازی شده با کدMCNP4C برای این تغییر انرژی در پنجره تیتانیومی، روندی افزایشی از MeV. cm2/g 012/0 به MeV. cm2/g 021/0 را نشان می دهد. بیشینه و کمینه درصد انحراف مقادیر شبیه سازی و نظری توان توقف تابشی به ترتیب برابر با 33% و 3% به دست آمده است. نتایج حاصل از محاسبه میزان اتلاف انرژی ناشی از تابش ترمزی برای عبور الکترون از فویل تیتانیومی با ضخامت µ m 13 به ازای انرژی های keV 300-100، از keV 2-10 ×44/12 تا keV 2-10×19/7 تعیین شد. علاوه بر این بر مبنای نتایج حاصل از کد MCNP4C، حفاظ شتاب دهنده شبیه سازی و برای بیشینه انرژی keV 300 ضخامت بهینه حفاظ سربی cm 5/2 محاسبه گردید.