فهرست مطالب

نشریه سنجش و ایمنی پرتو
سال ششم شماره 1 (پیاپی 21، زمستان 1396)

  • تاریخ انتشار: 1396/12/24
  • تعداد عناوین: 7
|
  • علیرضا آزادبر، داریوش سرداری *، محمدرضا کاردان، سمانه برادران صفحات 1-6
    کاهش ردپای زمینه یکی از موضوع های مهم در بالا بردن دقت دزیمتری با آشکارسازهای ردپای هسته ای حالت جامد است. هدف اصلی این پژوهش کاهش ردپای زمینه با استفاده از فرآیند پیش خورش الکتروشیمیایی برای برداشتن لایه سطحی آشکارساز می باشد. در این کار از واکنش شیمیایی بین آشکارساز پلی کربنات و محلول اتیلن دیامین با غلظت های 20%، 30%، 40% و 50% استفاده شده و در زمان های متفاوت رابطه بین ضخامت لایه برداشته شده و غلظت محلول اتیلن دیامین بررسی گردیده است. نتایج نشان داده که در غلظت های پایین پاسخ مناسب تر و لایه برداری یکنواخت تری انجام می شود. در نهایت بهترین نتیجه در غلظت 40% مشاهده شده که ردپای زمینه حدود 50% کاهش یافته است.
    کلیدواژگان: رادن، پلی کربنات، اتیلن دیامین، رد پای زمینه، خورش شیمیایی
  • امیر مصلحی * صفحات 7-16
    در پژوهش حاضر یک میکرودزیمتر طراحی شده به منظور اندازه گیری معادل دز نوترون ها، پیش از ساخت در میدان های آمیخته ی نوترون-گامای 241Am-Be و 252Cf مورد ارزیابی قرار گرفته است. میکرودزیمتر به صورت آرایه ای از 259 حجم حساس یکسان به منظور افزایش حساسیت به نوترون ها در نظر گرفته شده است. هر حجم حساس به شکل استوانه ای با قطر و ارتفاع mm 5 پر از گاز معادل بافت با فشار atm 11/0 طراحی شده است تا μm 1 از بافت را معادل سازی نماید. مقادیر معادل دز نوترون ها با استفاده از توزیع میکرودزیمتری میدان آمیخته که با استفاده از بسته ی شبیه سازی Geant4 محاسبه شده اند و با در نظر گرفتن حد جدایی keV/μm 5/3 بین سهم نوترون ها و پرتوهای گاما در این توزیع ها تعیین شده اند. نتایج به دست آمده نشان می دهد که مقادیر معادل دز برای دو میدان مذکور به ترتیب 9% و 17% با مقادیر H* (10) اختلاف دارند. با توجه به عدم نیاز میکرودزیمترها به کالیبراسیون دز به صورت جداگانه در میدان های متفاوت و پاسخ قابل اعتماد آن ها در میدان های ناشناخته، می توان نتیجه گرفت که میکرودزیمتر طراحی شده پس از ساخت می تواند در هر میدان آمیخته با بیشینه ی انرژی MeV 11 به منظور اندازه گیری معادل دز نوترون ها مورد استفاده قرار گیرد.
    کلیدواژگان: میکرودزیمتر، معادل دز، میدان آمیخته نوترون- گاما
  • سمیه باقری، فرشاد فقیهی *، حسین خلفی صفحات 17-28
    یکی از مسائل بسیار مهم در زمان نشت مواد رادیواکتیو از قلب یک راکتور هسته ای، تعیین و مدیریت مجتمع سوخت معیوب در میان تمامی مجتمع های موجود در قلب راکتور می باشد. هدف از این مطالعه ارائه یک روش سریع و کارا نسبت به روش های غیرمخرب و آزمون های نشتی متداول به منظور تشخیص و انتخاب سوخت معیوب است. اساس این روش بر پایه نمونه گیری از خنک کننده عبوری از قلب راکتور و ارزیابی طیف گاما حاصل از آن به منظور اندازه گیری نسبت فعالیت برخی پاره های شکافت گازی نشت یافته به خنک کننده راکتور می باشد. با استفاده از نسبت فعالیت Cs137/ Cs134 و لحاظ کردن فاکتور تاریخچه مربوط به هر یک از مجتمع های سوخت، می توان میزان مصرف سوخت را به دست آورد. همچنین، از نسبت ایزوتوپ های Xe133/ I133× I135 ضریب بیشینه قدرت و موقعیتی از قلب که سوخت معیوب در آن جا قرار دارد را پیش بینی نمود. به منظور بررسی این روش، نمونه آب یک سوخت معیوب واقع در کپسول تست نشتی راکتور تحقیقاتی تهران تهیه و مورد مطالعه قرار گرفت. نسبت فعالیت ایزوتوپ های موردنظر (برای چیدمان شامل سوخت موردنظر) محاسبه و طیف حاصل از ایزوتوپ های گازی در زمان های خنک سازی متفاوت مورد مطالعه قرار گرفته است. با در نظر گرفتن نسبت Cs137/ Cs134 (1212/0) و تاریخچه تابش دهی سوخت موردنظر (1023/2) میزان مصرف سوخت برای این سوخت 92/33% پیش بینی شد. کدهای محاسباتی میزان مصرف این مجتمع را 12/33% براورد می نماید که توافق نزدیکی با روش تجربی انجام شده دارد. مقایسه نتایج حاصل از آزمایش و محاسبات بیانگر براورد نسبتا خوب این روش از میزان مصرف سوخت مجتمع سوخت موردنظر می باشد.
    کلیدواژگان: سوخت معیوب، تشخیص نشت، پاره های شکافت گازی، شاخص میزان مصرف سوخت، شاخص ضریب بیشینه قدرت
  • سید محمد مهدی ابطحی * صفحات 29-38
    هدف از این پژوهش بررسی تاثیرات پهنای باند دریافتی تصویربرداری تشدید مغناطیسی (ام آر آی) بر پاسخ نهائی دزیمتر ژلی پلیمری PAGATUG می باشد. افزایش پهنای باند منجر به کاهش زمان نمونه برداری می شود که کاهش زمان تصویربرداری را نتیجه می دهد. بنابراین با انتخاب درست پهنای باند می توان هزینه تمام شده تصویربرداری و به دنبال آن مجموع هزینه دزیمتری ژلی پلیمری را کاهش داد. به این منظور دزیمتر ژلی پلیمری PAGATUG ساخته شد و یک روز پس از ساخت با استفاده از سیستم کلینیکی کبالت 60 مورد پرتودهی قرار گرفت. پس از پرتودهی با استفاده از یک دستگاه ام آر آی 5/1 تسلا پاسخ ژل مورد بازخوانی قرار گرفت. پهنای باندهای 60، 80، 90، 100 و 120 هرتز بر پیکسل (Hz/pixel) برای بازخوانی انتخاب شد. آهنگ بازگشت مغناطیسی، حساسیت دزیمتر و قدرت تفکیک دز مورد بررسی قرار گرفت. در پهنای باندهای مورد بررسی، با تغییر پهنای باند مقدار R2 و حساسیت دزیمتر به طور معنی داری تغییر نمی کرد. با افزایش پهنای باند به Hz/pixel 90 قدرت تفکیک دز به طور معنی داری بدتر شد. بنابراین پهنای باند Hz/pixel 90 به عنوان پهنای باند بهینه مشخص شد. محاسبات نظری نشان داد که با انتخاب پهنای باند Hz/Pixel 90 آرتیفکت، جابه جایی شیمیائی mm 82/0 می باشد که از مرتبه یک پیکسل بود. با این انتخاب زمان تصویربرداری حداقل 22% نسبت به تصویربرداری با پهنای باند Hz/pixel 60 کاهش پیدا می کرد.
    کلیدواژگان: دزیمتری ژلی پلیمری، تصویربرداری تشدید مغناطیسی، پهنای باند، آهنگ آسایش اسپین- اسپین، حساسیت، قدرت تفکیک دز _
  • آرزو خویشداری، محمد اسلامی کلانتری *، فتح الله بوذرجمهری، اعظم عسگری صفحات 39-46
    تعداد زیادی از سازمان های سلامت عمومی، پرتوگیری رادون در فضای بسته را به عنوان دومین عامل سرطان ریه پس از سیگار دسته بندی کرده اند. با توجه به مدت حضور کودکان در محیط های بسته یعنی مدارس و خطر سرطان پذیری بیش تر آن ها نسبت به بزرگسالان، اندازه گیری غلظت رادون در مدارس از اهمیت بالایی برخوردار است. در این پژوهش، تعدادی کلاس درس از مدارس ابتدایی دخترانه شهر یزد به طور تصادفی انتخاب و غلظت گاز رادون در آن ها اندازه گیری شد. غلظت گاز رادون به روش اندازه گیری فعال توسط دستگاه رادون سنج (RAD7) در کلاس های 23 مدرسه ابتدایی شهر یزد اندازه گیری شد. اندازه گیری ها به مدت 24 ساعت طی 16 چرخه 5/1 ساعته انجام شد. نتایج حاکی از وجود غلظت گاز رادون در محدوده 13 تا 145 بکرل بر مترمکعب با متوسط Bq/m3 87/47 و خطای استاندارد 73/1 است.
    کلیدواژگان: یزد، مدارس ابتدایی، کودکان، سرطان ریه، غلظت رادون، RAD7
  • مهسا معظمی قمصری، احمد رمضانی مقدم آرانی *، اردوان کوهی، بنفشه پور شهاب، چاپار رسولی، فاطمه شاکری صفحات 47-56
    هدف از انجام این پژوهش، طراحی و امکان سنجی ساخت یک طیف سنج تابش ترمزی برای اندازه گیری طیف انرژی پرتوهای ایکس سخت خروجی از توکامک دماوند می باشد. در این طرح مجموعه ای از فیلترهای سربی با افزایش انرژی قطع و دزیمترهای ترمولومینسانسGR-200 مورد استفاده قرار گرفتند. در روش ارائه شده، با استفاده از اصل برهم نهی، معادله ماتریسی بین طیف انرژی پرتوهای ایکس سخت توکامک دماوند و دز جذبی در دزیمترهای ترمولومینسانس استخراج شد و مقادیر ماتریس ضرایب این معادله، با شبیه سازی مسئله توسط کد محاسباتی MCNPX، به دست آمد. پرتودهی توسط دستگاه توکامک دماوند انجام گرفت و طیف انرژی پرتوهای ایکس سخت خروجی از توکامک دماوند با اعمال روش های بازیابی و مجموعه نظری اندازه گیری شد. نتایج به دست آمده نشان می دهد که ابزار تشخیصی ساخته شده می تواند به عنوان یک طیف سنج فوتون مناسب برای بازیابی طیف انرژی پرتوهای ایکس سخت توکامک دماوند در بازه انرژی keV 100 تاMeV 2 مورد استفاده قرارگیرد.
    کلیدواژگان: توکامک دماوند، پرتوهای ایکس سخت، الکترون های گریزان، ابزار تشخیصی پرتو ایکس، کد محاسباتی مونت کارلو، طیف نگاری انرژی _
  • فاطمه فتحی، فرشته ساحلی، مجتبی شمسایی زفرقندی *، ناصر وثوقی صفحات 57-65
    در این مقاله، محاسبه مقادیر S با استفاده از شبیه سازی تک سلول در کد مونت کارلوی Geant4 ابزار Geant4-DNA برای چشمه های تک انرژی الکترون با محدوده انرژی keV 1 تا keV 70 و برای دو رادیونوکلید گسیلنده الکترون اوژه ایندیوم-111 و تکنسیوم-m99 در آب مایع انجام گردید. مقادیر S حاصل با مقادیر داده شده توسط کمیته MIRD مقایسه و درصد تفاوت بین آن ها محاسبه گردید. اگرچه در اکثر موارد این تفاوت کم تر از 20 درصد تعیین شد، اما در برخی موارد تفاوت های بیش تری نیز مشاهده گردید. نتایج حاصل از این مقاله دارای توافق خوبی با مطالعات سایرین در این زمینه است. این پژوهش گامی مهم در جهت انجام دزیمتری در ابعاد سلولی و استفاده از نتایج آن ها در راستای بهبود طراحی درمان در کشور می باشد.
    کلیدواژگان: MIRD، میکرودزیمتری، کد Geant4، ابزار Geant4-DNA، مقادیر S
|
  • Alireza Azadbar , Dariush Sardari *, Mohammad Reza Kardan , Samaneh Baradaran Pages 1-6
    Reduction of background track in solid state nuclear track detectors is an important topic in dosimetry. The main objective of this research is to optimize the reduction of background track using the chemical pre-etching process for removal of surface layer of the detector followed by electrochemical etching process. In this regard, the chemical reaction between a polycarbonate detector and ethylenediamine solution with various density portion of 20%, 30%, 40%, and 50% is studied. Accordingly, some empirical relationships between removed layer thickness and etching time in different solution density are derived. The results of experiments illustrate that best outcome in the uniformity of etching can be achieved at density of 40% with 50% of background track reduction.
    Keywords: Background track, Ethylenediamine, Presoaking, Polycarbonate, Radon
  • Amir Moslehi * Pages 7-16
    In the present work a microdosimeter designed for measurement of neutrons dose-equivalent, is evaluated in the mixed neutron-gamma fields of 241Am-Be and 252Cf sources. The microdosimeter is considered as an array of 259 similar sensitive volumes to increase the sensitivity to neutrons. Each sensitive volume is a cylinder of 5 mm in diameter and height filled with the tissue-equivalent gas at 0.11 atm pressure to simulate 1 µm of tissue. Dose-equivalent values of neutrons are determined using the microdosimetric distributions calculated by Geant4 simulation toolkit and also considering the separation limit of 3.5 keV/µm between the neutron and gamma contributions in these distributions. Obtained results reveal that the dose-equivalent values of above sources deviate by 9% and 17% from H*(10) values, respectively. Paying attention to the no need for dose calibration of microdosimeters separately in different fields and their trustworthy responses in unknown fields, it can be concluded that the designed microdosimeter can be used in every mixed neutron-gamma field with the maximum energy of 11 MeV in order to measure the dose-equivalent of neutrons.
    Keywords: Microdosimeter, Dose-equivalent, Mixed neutron-gamma field.
  • Somayeh Bagheri , Farshad Faghihi *, Hosein Khalafi Pages 17-28
    One of the most important issues in a reactor core, at the time of radioactive material leakage, is detection and management of failed fuel assembly among all of assemblies. The purpose of this study is to provide a quick and efficient method compared to the non-destructive techniques, and common sipping tests to identify a failed fuel. The current method is based on sampling a coolant passing through the damaged FAs and evaluating the gamma spectrum obtained to measure the activity ratio of desired leaked fission fragments. Using the 134Cs/137Cs activity ratio and considering the history factor of each FA the maximum power peaking factor can be found. Also, by measuring the 133I × 135I /133Xe activity ratio the position of the core where failed-fuel is located can be predicted. In order to investigate the current method, a sample of the cooling water which passes through the failed fuel, located in the test sipping of the Tehran Research Reactor, was studied to measure the activity ratio of the desired isotopes. Then, the gamma spectrum at different cooling times (after leakage time) was studied. Considering the activity ratio of 134Cs/137Cs (0.1212) and the history of the relevant fuel (2.1023), the burnup of damaged-fuel was anticipated to be 33.92%. In addition the code calculations were carried out and we found that the suggested fuel assembly burnup is equal to 33.12%. Comparing the experimental as well as the calculational procedures gives a fairly good consistency of the herein method.
    Keywords: Failed fuel, Leakage detection, Gasses fission fragments, Burnup monitors, Power peaking factor monitoring.
  • Sayed Mohammad Mahdi Abtahi * Pages 29-38
    The aim of this research is to investigate the effects of the band width of magnetic resonance imaging (MRI) on the response of the PAGATUG polymer gel dosimeter. Sampling time decreases by increase in receive band width. Therefore, the scan time can decrease by increase in receive band width. Hence, the cost of gel dosimetry reduces by proper choose of MRI receive band width. To this aim the PAGATUG polymer gel dosimeter was prepared. The polymer gel cuvettes were irradiated using a clinical 60Co one day after preparation. Afterward, the gels responses were readout using a 1.5 T MRI system. Receive band widths of 60, 80, 90, 100 and 120 Hz/pixel were selected for imaging protocols. It was found that the R2 responses and the R2 sensitivities were not changed significantly by varying the receive band width. However, for receive band widths more than 90 Hz/pixel the dose resolution was decreased significantly. It is suggested to select the receive band width of 90 Hz/pixel for PAGATUG polymer gel dosimeters scanning. Theoretical calculations show that a receive band width of 90 Hz/Pixel causes a chemical shift of 0.82 mm which is of order of one pixel dimension. By using this receive band width the scanning time were reduced by 22% from receive band width of 60 Hz/pixel.
    Keywords: Polymer gel dosimetry, Magnetic resonance imaging, Receive band width, Spin-spin relaxation rate, Sensitivity, Dose resolution.
  • Arezoo Khishdari , Mohammad Eslami, Kalantari *, Fatollah Bouzarjomehri , Azam Asgari Pages 39-46
    Many public health agencies rank residential radon exposure as the second risk factor of lung cancer after smoking. Due to the presence of children in the indoor (especially schools after homes) for a long time, and high respiratory rate, they are exposed to higher risk from radon than adults. Therefore, in this research, indoor radon measurement was conducted randomly in some of primary schools in Yazd city. For this purpose, measuring device of radon gas (RAD7) were placed in appropriate classes of 23 elementary schools. This device measured radon gas concentration for 24 hours in 16 cycles each for 1.5 hours. Finally, average radon concentration with standard deviation for each of the school was obtained. Radon levels were in the range of 13 to 145 Bq/m³. The average radon concentration in all schools, 47.87 Bq/m³ with standard error equals 1.73 were lower than introduced action level by the EPA (148 Bq/m³).
    Keywords: Yazd, Elementary schools, Children, Lung Cancer, Radon concentration, RAD7
  • Mahsa Moazzemi, Ghamsari , Ahmad Ramazani, Moghaadam, Arani *, Ardavan Kouhi , Banafsheh Pourshahab , Chapar Rasouli , Fatemeh Shakeri Pages 47-56
    The aim of this paper is to design and study the manufacturing feasibility of a Bremsstrahlung spectrometer for measuring hard X-ray emission spectrum of Damavand Tokamak. For this purpose, a set of lead filters with increasing cut-off energies and GR-200 thermoluminescence dosimeters were used. The matrix equation which describes the relation between energy spectrum of hard X-ray emission and absorbed dose in thermoluminescence dosimeters was extracted by applying superposition principle and the values of coefficient matrix are obtained by performing a simulation procedure using Monte Carlo N Particle (MCNP) code. Irradiation was performed using Damavand tokamak and the hard X-ray emission spectrum was measured by unfolding method. The results show that the proposed diagnostic tool can be used as a photon spectrometer for unfolding energy spectrum of hard X-ray radiation of Damavand tokamak at 100keV-2MeV energy range.
    Keywords: Damavand Tokamak, Hard X-ray, Runaway electrons, X-ray diagnostic tools, Monte Carlo computational code, Energy spectroscopy
  • Fatemeh Fathi , Fereshte Saheli , Mojtaba Shamsaeezafarghandi *, Naser Vosoghi Pages 57-65
    In this paper, cellular S-values for monoenergetic electron sources with energy from 1 to 70keV and the Auger-electron emitting radionuclides Tc-99m and In-111 were calculated in liquid water using the Geant4 Monte Carlo toolkit with the low energy extension Geant4-DNA. The results were compared to corresponding MIRD database and the differences were calculated. Differences between Geant4-DNA and MIRD results up to 70% were found; However, for the present monoenergetic sources and radionuclides, they mostly remain below 20%. Calculated S-values in this paper, were in good agreement to S-values obtained in the other literatures. This study is an important step for performing cellular dosimetry which the results would improve the treatment planning in the country.
    Keywords: MIRD, Microdosimetry, Geant4 code, Geant4-DNA toolkit, S-values