hossein tavakoli anbaran
-
پیش زمینه و هدف
چشمه 252Cf یک چشمه گسیلنده نوترون، پرتوهای گاما و ذرات آلفا و بتا می باشد. در مدل های رایج این چشمه جهت استفاده در براکی تراپی تنها نوترون ها و پرتوهای گاما در دزیمتری اطراف چشمه نقش دارند. در این مطالعه ضمن بررسی فرار پرتوهای بتا و تابش ایکس ترمزی از کپسول چشمه براکی تراپی 252Cf مدل ایزوترون، دزیمتری کل پرتوهای موثر در محیط آب اطراف چشمه انجام شد و افزایش دز معادل کل با استفاده از ذرات 10B محاسبه گردید.
مواد و روش کاربا استفاده از کد مونت کارلو MCNPX.2.6.0 دزیمتری برای پرتوهای نوترون، گاماهای اولیه، ثانویه، ذرات بتا و تابش ایکس ترمزی در یک فانتوم کروی آب به شعاع cm 20 در فواصل 5/0 تا cm 6 از چشمه صورت گرفت و فاکتور افزایش دز با استفاده از ذرات B10 با غلظت ppm 50 محاسبه گردید.
یافته ها:
بیشترین میزان اختلاف نسبی مقادیر دز معادل کل با در نظر گرفتن پرتوهای ایکس ترمزی و ذرات بتا نسبت به عدم حضور آن ها در فاصله cm5/0 از چشمه 19درصد است. با افزایش فاصله از چشمه میزان تاثیر این پرتوها در دز معادل کل کم شده به طوری که در فاصله cm 5/2 مقادیر آن به کمتر از 5/درصد0 می رسد. میزان تاثیر بورون در دز معادل کل با افزایش فاصله از چشمه افزایش پیدا می کند و در فواصل cm 5/0 تا cm 6 از چشمه، از 01/0 درصد به بیش از 22درصد می رسد.
بحث و نتیجه گیری:
طبق یافته های موجود در این مطالعه دز ناشی از پرتوهای ایکس و ذرات بتا عبوری از کپسول چشمه نقش قابل ملاحظه ای در دزیمتری اطراف چشمه دارد و افزایش دز با استفاده از B10 به افزایش فاصله تومور از چشمه بستگی دارد که باید در کاربردهای کلینیکی مد نظر قرار گیرد.
کلید واژگان: پرتو بتا, تابش ایکس ترمزی, دز معادل, ذرات B10, چشمه براکی تراپی Cf252Background & Aims252Cf is a source of emission of neutron, gamma rays, and beta and alpha particles. In the common models of this source used in brachytherapy, only neutrons and gamma rays contribute in the dosimetry around the source. In this study, while investigating the escape of beta rays and bremsstrahlung X-rays from the source capsule of brachytherapy 252Cf of Isotron model, the dosimetry of the total effective radiation in the water environment around the source was performed and the total equivalent dose increase was calculated using 10B particles.
Materials & MethodsDosimetry for the neutron rays, the primary gammas, the secondary gammas, the beta particles, and the bremsstrahlung X-rays in the spherical water phantom performed with the radius of 20 cm at the distances of 0.5 to 6 cm from the source using the Monte Carlo MCNPX.2.6.0 code. Dose increment factor was calculated using B10 particles with a concentration of 50 ppm.
ResultsThe highest relative difference in dose values, taking into account the X-ray and the beta particles their absence at the distance of 0.5 cm from the source, was %19. As the distance from the source increases, the effect of these rays on the total equivalent dose rate decrease, as in the distance of 2.5 cm distance, its values reach less than % 0.5. The boron effect on the total equivalent dose increases by distance from the source, as at the 0.5 to 6 cm distances from the source will increase from %0.01 to more than % 22.
ConclusionAccording to the findings of this study, the dose of the X-rays and the beta particles passing through the source capsule are effective in the dosimetry around the source, and increasing the dose by 10B depends on increasing the tumor source distance, which should be considered in clinical applications.
Keywords: Beta Beam, 10B Particles, Bremsstrahlung X-Ray, 252Cf Brachytherapy Source, Equivalent Dose -
کاهش اختلال ایزوتوپ های گاما دهنده طبیعی موجود در خاک به منظور کشف مخازن نفتی با استفاده از پس پراکندگی پرتوهای گامای چشمه Cs137
از دیرباز تا کنون آزمایش های بسیاری بر روی خاک با استفاده از پرتوهای گاما به منظور بدست آوردن اطلاعاتی مانند چگالی انجام شده است. پژوهش ریاباو و دیگران در سال 1976 میلادی که به منظور افزایش بهره وری چاه پیمایی انجام شد از جمله این آزمایش هاست. در این پژوهش ما با استفاده از کد MCNP شبیه سازی هایی را روی خاک و سنگ های رسوبی انجام داده و شار پرتوهای گامای عبوری از ماده مورد نظر را محاسبه کرده و سپس با استفاده از این کمیت، به اطلاعاتی در مورد ماده مورد نظر دست خواهیم یافت. از آنجایی که پرتوزایی چشمه های موجود در طبیعت باعث اختلال در اندازه گیری ها می شود باید راه کاری برای از بین بردن این اختلال پیدا کرد، لذا در این کار افزایش اکتیویته چشمه مورد استفاده در شبیه سازی ها نسبت به چشمه های موجود در طبیعت برای کاهش و یا از بین بردن این اختلال پیشنهاد و به کار گرفته شده است، بطوریکه اکتیویته ویژه چشمه Cs137 را نسبت به اکتیویته ویژه چشمه های موجود در طبیعت افزایش داده و تغییرات شار خروجی را بررسی می نماییم. با استفاده از نتایج بدست آمده در این شبیه سازی ها می توان اینگونه استنباط کرد که با افزایش اکتیویته ویژه چشمه Cs137 نسبت به ایزوتوپ های موجود در طبیعت از میزان اختلال بوجود آمده توسط این چشمه ها کاسته شده تا جایی که در اکتیویته ویژه 3.09946 MBq/grتقریبا این اختلال به صفر نزدیک می شود و می توان گفت در اکتیویته ویژه ای برابر با 3.09946 MBq/gr و یا بیشتر از آن می توان اثر ایزوتوپ های موجود در طبیعت را برای پیدا کردن مواد با این روش از بین برد.
کلید واژگان: مخازن نفتی, پس پراکندگی پرتوهای گاما, مونت کارلوReduction of disorder caused by isotopes existing in soil to explore oil reservoirs using back scattering gamma rays of the Cs137So far, many experiments have been carried out with gamma rays to obtain some information of the matter such as density. The work of Ryabov and others in 1976 is one of these experiments, which was using gamma densitometry to study flooding intervals in a borehole in order to enhance the efficiency of well logging. In this work, simulations have been carried out using MCNP code on soil and sedimentary rocks, and information is obtained about the substance by using flux of back-scattered gamma rays from the material. Since the irradiation of existing sources in nature causes disturbance in measurements, it should be a way to eliminate this disorder, therefore, in this work, the increase in the activity of the source used in simulations in relation to the radioisotopes existing in nature will be proposed, to reduce or eliminate this disruption, which increases the specific activity of the Cs137 source relative to the specific activity of the sources in nature and examines the fluctuation fluxes. Using the results obtained in these simulations, it can be deduced that by increasing the special activity of the Cs137 source in relation to the radioisotopes existing in nature, the amount of disruptions caused by radioisotopes existing in nature was reduced, until in special activity about 3.09946 MBq/gr this disorder will be close to zero, and it can be said that in a special activity equal to 3.09946 MBq/gr or greater than that, the disorder of radioisotopes existing in nature, can be eliminated to find materials in this way.
Keywords: oil mines, back-scattering gamma, Monte Carlo -
استفاده از اندرکنش پرتوهای گاما با مواد یک روش غیر مخرب و جدید برای بدست آوردن اطلاعات مفیدی همچون چگالی ماده می باشد. در این کار ما با استفاده از کد MCNP یک بلوکه متشکل از سنگ های رسوبی به همراه چهار حفره درون آن شبیه سازی نموده ایم که در هر کدام از این حفره ها یک آشکارساز قرار داده شده است. سپس با قرار دادن یک چشمه Cs137 در یکی از حفره ها و اضافه نمودن درصدهای مختلفی از آب و نفت به سنگ های رسوبی تشکیل دهنده بلوکه مقدار کنتراست را برای پرتوهای گامای خروجی و پس پراکنده شده بدست آورده ایم که تابع پاسخ آشکارساز درون حفره ای که روبه روی چشمه قرار گرفته است بیشتر از بقیه آشکارسازها بدست آمده است. کنتراست بدست آمده در بلوکه حاوی سنگ های رسوبی با چهل درصد نفت در حفره های اول تا چهارم به ترتیب برابر با 219.10- ، 354.85- ، 174.75- و 197.30- و برای آب 198.31- ، 330.87- ، 167.73- و 185.26- می باشد. با توجه به این موضوع که با حفر کردن چند حفره از هر دو روش گامای عبوری و پس پراکنده استفاده شده است می توان موقعیت مکانی بهتری را برای جایگاه آشکارساز بدست آورد. همچنین از مقادیر محاسبه شده مشخص است که کنتراست بدست آمده از حفره دوم (حفره ای که روبه روی چشمه است) از بقیه کنتراست ها بیشتر می-باشد که می توان گفت از لحاظ موقعیت دارای جایگاه بهتری نسبت به بقیه حفره ها می باشد، اما با توجه به کمیت D (تفاوت نسبی بین کنتراست های محاسبه شده برای نفت و آب به درصد) حفره اول نسبت به بقیه برتری دارد زیرا در آن با درصد ماده موجود در خاک کمتری می توان معادن را از یکدیگر تفکیک نمود.
کلید واژگان: مخازن نفتی, پس پراکندگی پرتوهای گاما, مونت کارلوGamma ray interactions with materials is a non-destructive method, which can be used for obtaining useful information such as the densities of the materials. In this work, the Monte Carlo Neutron – Photon (MCNP) code was used to simulate a block composed of sedimentary rocks with four holes (wells) so that each hole contained a detector. Then, by placing a Cs137 source in one of the holes and adding various percentages of water and oil to the sedimentary constituents of the block, the contrast value for the output and scattered gamma rays was obtained by the response function of the detector inside each of the wells. The response function of the detector in front of the source is greater than that of the other detectors. The obtained contrast in the block containing sedimentary rocks with forty percent of oil in the first to fourth holes is -219.10, -354.85, -174.75 and -197.30, respectively, and the contrast for the case of water in the first to fourth holes is -198.31, -330.87, -167.73 and -185026, respectively. Given the fact that by digging several holes either for the scattered or crossed gamma, one can obtain a better location for the detector position. It is also clear from the calculated valuesthat the contrast obtained from the second hole (that is in front of the source) is greater than the rest of the contrasts. However, due to the quantity D, the first hole is superior to the rest, because it can be distinguished from minerals by the percentage of materialsin the soil.
Keywords: Petroleum reservoirs, Back-scattering gamma, Monte Carlo -
بررسی اثر پراکندگی های کامپتونی بین آشکارسازهای حلقه پت بر کیفیت تصویر به وسیله شبیه سازی مونت کارلومجله دانشگاه علوم پزشکی سبزوار، سال بیست و هفتم شماره 1 (پیاپی 108، فروردین و اردیبهشت 1399)، صص 17 -26زمینه و هدف
پراکندگی های کامپتونی گاماهای نابودی بین آشکارسازهای حلقه پت، با ثبت خط پاسخ نادرست از رزلوشن فضایی تصویر پت می کاهند. این مقاله با ارایه یک روش جدید سعی در حذف این رخدادها از تصویربرداری پت دارد. در این روش آشکارسازها طوری عایق بندی می شوند که گاماهای پراکنده از یک آشکارساز نتوانند وارد آشکارسازهای دیگر حلقه پت شوند.
روشپس از شبیه سازی حلقه پت مدل BiographTM 6 ساخت شرکت Siemens به وسیله شبیه سازی مونت کارلو کد MCNPX، با جداسازی آشکارسازهای حلقه پت در هندسه مساله، اقدام به حذف این رخدادها و بررسی اثر آن بر تابع پاسخ آشکارسازهای دستگاه پت شد.
یافته هابررسی اطلاعات بدست آمده از شبیه سازی ها نشان داد که جداسازی آشکارسازهای حلقه پت از شمارش آشکارسازها در محدوده پنجره انرژی بخصوص در نزدیکی آستانه پایینی آن (350 تا 400 کیلو الکترون ولت) می کاهد. این کاهش شمارش در حضور کره ای از بافت نرم بدن - به شعاع cm20- کمتر شد به طوری که درصد اختلاف نسبی شمارش آشکارسازها بین دو حالت اتصال و عدم اتصال بین آشکارسازها از حداکثر 70 درصد(در انرژی400 کیلوالکترون ولت) در نبود بافت نرم به حداکثر 12 درصد (در انرژی 350 کیلوالکترون ولت) در حضور بافت نرم رسید.
نتیجه گیریجداسازی آشکارسازها از یکدیگر اگر چه خطای حاصل از ثبت گاماهای نابودی پراکنده در آشکارسازهای مجاور را کاهش داد و رزلوشن فضایی را بهبود بخشید اما با حذف برخی از هم زمانی های صحیح و کاهش حساسیت دستگاه عملا اثر مطلوب چندانی بر تصویربرداری پت، نداشت. همچنین کاهش اندک شمارش ها با وجود بافت نرم، نشان دهنده تاثیر بیشتر جداسازی آشکارسازهای حلقه پت در بهبود کیفیت تصویر در تصویربرداری های ناحیه شکمی نسبت به تصویربردار های نواحی دیگر نظیر ناحیه سر و گردن بود.
کلید واژگان: آشکارسازهای حلقه پت, شبیه سازی مونت کارلو, پراکندگی کامپتون, رزلوشن فضایی, حساسیت دستگاه پتBackgroundThe Compton scattered annihilation gammas between PET detectors reduce spatial resolution by making an incorrect Line of Response. This paper, by presenting a new method, tried to remove these errors from PET imaging. In this way, the detectors were insulated so that scattered gammas from a detector can not enter other detectors of the PET ring.
MethodFirst of all, the Siemens PET BiographTM 6 scanner ring was simulated and then all detectors of this ring were isolated to resolve this error and investigate its impact on the Response Function of PET detectors.
ResultsThe analysis of the results of simulation showed that, the isolation of PET detectors reduced counts of detectors in the energy window, especially at the lower threshold (350 to 400 keV). This reduction with a spherical soft issue was less than without that. So that the maximum of the relative percentage difference for counts of detectors between connect and disconnect them was 70% (in 400 keV) and 12% (in 350 keV) in the absence and presence of soft tissue, respectively.
ConclusionAlthough the isolation of the detectors boosted the resolution of PET, it removed some true coincidences and reduced the sensitivity of PET; there for, it did not have much effect on image quality of PET. Also, a slight decrease in the count, with the soft tissue, shows the greater effect of the isolation of PET-detectors in improving image quality in abdominal imaging in comparison with other imaging such as head and neck imaging.
Keywords: PET scanner ring, Monte Carlo simulation, Compton scattering event, Spatial resolution, Sensitivity of PET -
پژوهش "گرشاو" و "کوورکرز" در پیدا کردن برلیم به وسیله انتشار سریع نوترون با چشمه رادیوم در سال 1930 اولین پژوهش انجام شده بر روی خاک با استفاده از فعالسازی به کمک پرتوهای گاما است. در این پژوهش با استفاده از کد MCNP شبیه سازی هایی روی خاک و سنگ های رسوبی انجام گرفته و شار پرتوهای گامای حاصل از نابودی پوزیترون خارج شده از ماده مورد نظر محاسبه گردیده است؛ سپس با استفاده از این کمیت، اطلاعاتی در مورد ماده مورد نظر بدست آمده است. با استفاده از این نتایج در این شبیه سازی ها یک حالت بهینه برای محل قرار گیری چشمه و آشکارساز به منظور شناسایی مخازن نفتی بدست می آید؛ که در این حالت می توان مخازن نفت، گاز و یا آب را شناسایی و از یکدیگر تفکیک کرد. در این حالت بهینه، مقدار کنتراست بدست آمده برای مخازن آب، نفت و گاز به ترتیب از صفر تا 53.60 ، 63.40 و 73.89 درصد تغییرات داشته؛ که این تغییرات به ازای تغییر درصد نفت، آب و یا گاز موجود در سنگ های رسوبی در انرژی keV 511 بوده است. مزیت استفاده از این روش آن است که بدلیل آنکه حداقل انرژی لازم برای انجام اندرکنش کربن 18.7 MeV است، نیازی به بررسی چشمه های موجود در طبیعت نمی باشد. زیرا بیشترین انرژی ساطع شده توسط آنها کمتر از 18.7 است، بنابراین چشمه های موجود در طبیعت هیچ گونه اختلالی در این اندازه گیری ها ایجاد نمی کنند.
کلید واژگان: مخازن نفتی, پس پراکندگی پرتوهای گاما, مونت کارلوIntroductionIn the field of nuclear physics, the use of gamma rays is an important and practical method. This method is used in various industries such as oil and gas production, mining and quarrying, environmental monitoring and so on. The technology of using gamma rays is based on the interaction of the beams with materials. The three main phenomena are the interaction of gamma rays with photoelectric material, Compton scattering, and pair- production phenomena. Due to its very high sensitivity, activation analysis has become an important and applicable tool in various fields ranging from science and engineering to industry, mineral exploration, medicine, etc. One of the biggest advantages of analyzing by this activation method is that it can detect most isotopes with very high sensitivity. In this research, different simulations have been carried out on sedimentary rocks in order to find a suitable method for exploration of oil reservoirs. These simulations are performed in three different states and by comparing the results obtained in each case, the best results are selected to explore the oil reservoirs.
Methodology and Approaches:
The Monte Carlo method is a class of computational algorithms that rely on random iterative sampling to calculate their results. To use this method, a structured input file must be provided, including problem information such as geometry, material type, source, output type, and so on. The code, based on this method, solves the problem using input file information and the crosssection library and generates the results in an output file. In the simulations by this code, a cubic block of about 2 meters is considered to be a type of sedimentary rocks, oil, gas, water and a combination of these rocks with water, gas or oil. The simulated cavity has a depth of 180 cm and a radius of 7.62 cm. A 2-inch NaI (Tl) detector is inserted into the specified hole.
Results and ConclusionsAccording to the obtained results, it is possible to detect and identify the oil reservoirs and to separate the oil reservoirs from the gas and water reservoirs. The advantage of using this method is that due to the minimal amount of energy required for carbon interactions of 18.7 MeV, there is no need to investigate existing sources in nature, since the maximum energy emitted by these sources is less than 18.7 MeV. Thus, the sources in nature do not cause any disruption in the measurements.
Keywords: oil mine, Oil reservoirs, Monte Carlo method, Back-scattering gamma -
تابش پرتو یون ساز ساختار مولکولی سلول را تغییر داده و سبب مختل شدن عملکرد آن می شود. براکی تراپی توسط چشمه گامای (_^192) Ir یکی از شیوه های پرکاربرد پرتو درمانی در سرطان دهانه رحم و پروستات است و عبور تابش های یونیزان آسیبب های متعددی به مولکول های بدن از جمله DNA وارد می کنند، که برخی از این آسیب ها منجر به مرگ سلول و همچنین اگر این سلول ها جنسی باشند باعث اختلالات توارثی نیز می شوند. به همین دلیل در این پژوهش آسیب های وارد شده به مولکول DNA توسط فوتونها و الکترونهای ثانویه ناشی از این چشمه را در فواصل مختلف بررسی کردیم و سپس آهنگ دز در ابعاد تعریف شده از DNA را به دست آوردیم. در این کار ما با استفاده از کد MCNPX شار و دز فوتون و الکترون های ثانویه ناشی از چشمه فوق را در ابعاد تقریبی از DNA در یک فانتوم آب محاسبه نموده ایم و با استفاده از شار الکترون به دست آمده، از طریق کد MCDS به بررسی تابع توزیع احتمال بازده شکستگی-های تک رشته ای و دو رشته ای DNA در فواصل مختلف از چشمه پرداخته ایم. شبیه سازی ها نشان داد آسیبهای DNA در فواصل مختلف از چشمه متفاوت است و به تعداد الکترون های ثانویه رسیده به آن ناحیه و انرژی آنها بستگی دارد. همچنین مشاهده شد این مقادیر در فواصل 04/0 و 5/2 سانتی متری از چشمه دارای قله اند. بطوریکه بیشینه احتمال شکستگی تک رشته ای در آن فواصل به ترتیب 06/8 % و 9/3 % است و بیشینه احتمال شکستگی دو رشته ای در آن فواصل به ترتیب 54/0 % و 11/0 % است، قابل توجه است که مقدار دز رسیده به DNA در این فواصل به ترتیب 202/27 و mGy/h 005/0 است.
کلید واژگان: کد MCNPX, کد MCDS, شکستگی تک رشته ای (SSB), شکستگی دو رشته ای (DSB), دز چشمه ی 192-IrIonizing radiation modifies the molecular structure of the cell and ultimately disrupts its function. Brachytherapy by the Gamma Iridium-192 source is one of the most widely used radiotherapy methods in cervical and prostate cancer. For this reason, in the research, we investigated the damage to the DNA molecule by photons and secondary electrons of the source at different distances, and then we obtained the dose rates in the defined dimensions of DNA. In this work, using the MCNPX code, we calculated the flux and photon dose and secondary electrons from iradium-192 Brachytherapy, in approximate dimensions of DNA in a water phantom. Then, using the electron flux obtained, through the MCDS code, we investigated the efficiency of DNA breaks at different distances from the source. The simulations indicated that DNA damage is different at various distances from the source and it depends on the number of secondary electrons reaching that region as well as its energy. With increasing the distance from the source, the values of the probability distribution function of DNA single-strand and two-strand breaks diminish. It was also observed that these values had peaks at distances of 0.04 and 2.5 cm from the source, where the maximum probability of single-strand break at those distances was 8.06% and 3.9%, respectively, and the maximum probability of the two-strand break at those distances was 0.54% and 0.11%, respectively. It is notable that the dose reaching the DNA at these distances was 27.202 and 0.005 mGy/h, respectively.
Keywords: MCNPX code, MCDS code, single-strand break (SSB), double-strand break (DSB), (, ^192)Ir source dose -
مجله دانشگاه علوم پزشکی شهید صدوقی یزد، سال بیست و هفتم شماره 4 (پیاپی 152، تیر 1398)، صص 1467 -1481مقدمهدر تصویربرداری پت احتمال دارد، یک یا هر دو گامای نابودی قبل از رسیدن به آشکارساز بر اثر اندرکنش کامپتون در بدن از مسیر خود منحرف شوند و خطای پراکندگی را ایجاد کنند.روش بررسیاین مقاله که یک پژوهش شبیه سازی مونت کارلویی است، به بررسی اثر بافت نرم بدن بر این خطا می پردازد.به این منظور به وسیله کد شبیه سازیMCNPX، حلقه آشکارساز دستگاه پت/سی تی مدلBiographTM6به همراه یک هندسه ساده از بافت نرم شامل کره ای به مرکز حلقه پت با شعاع های مختلف (از 5/0 تا 30 سانتی متر) و با در نظر گرفتن دو نوع توزیع مکانی برای چشمه گامایkeV511 -نقطه ای و حجمی کروی با توزیع یکنواخت (حجمی)- شبیه سازی شد.نتایجبافت نرم اطراف چشمه نقطه ای و حجمی، طوری پرتوهای گاما را پراکنده می کند که افت انرژی آن ها کم و تقریبا تمامی آن ها در محدوده پنجره انرژی ثبت می شوند. بافت نرم اطراف چشمه نقطه ای در فاصله 8 تا 12 سانتی متری از چشمه و برای چشمه های حجمی کروی با توزیع یکنواخت، در فاصله 8 سانتی متری از مرکز چشمه، بیشترین اثر پراکنندگی را در تصویربرداری پت دارند. اثرات پراکنندگی بافت نرم در اطراف چشمه نقطه ای از چشمه حجمی بیشتر است.نتیجه گیریدر تصویربرداری پت اثر پراکنندگی اندام های مجاور محل توزیع رادیودارو بیشتر از اندام های غیر مجاور است. برای بافت نرم با ضخامت بالا(بیشتر از شعاع 20سانتی متر) اثر افت زوج گاماهای نابودی در کنار اثر پراکندگی دیده می شود.با توجه به نتایج این تحقیق برای میزان افزایش دوز تزریقی به بیماران چاق، فاکتور ضخامت بدن بیمار در ناحیه شکمی می تواند جایگزین دقیق تری برای وزن بیمار باشد.کلید واژگان: آشکارساز پت, بافت نرم بدن, پراکندگی کامپتون, شبیه سازی مونت کارلوJournal of Shaeed Sdoughi University of Medical Sciences Yazd, Volume:27 Issue: 4, 2019, PP 1467 -1481IntroductionIn PET imaging, one or both of two annihilation photons may change the direction before reaching the detector due to Compton scattering interaction in body.MethodsThis article, a Monte Carlo simulation study, examined the effect of soft tissue on this error.In this work, the PET BiographTM 6 scanner, a simple geometry of soft tissue -including a sphere of soft tissue in center of PET ringwith various radii (from 0.5 to 30cm)- and two kinds of 511keV gamma source –point source and spherical source - were simulated by Monte Carlo MCNPX code to investigate scattering effect of soft tissue on PET imaging.ResultsAnalysis of the results of the simulation showed that, the majority scattered photons fell within the energy window without much loss of energy. Soft tissue around the point source at a distance of 8 to 12cm from the source and soft tissue around the spherical source at a distance of 8cm from the center had the most scattering effect in PET imaging. The scattering effect of soft tissue around the point source was more than the spherical source.ConclusionThe scattering effect of the adjacent organs is more than the non-adjacent organs.For high thicknessof soft tissue (more than20cm of radius), the attenuation effect is as obvious as the scattering effect. According to the results of this study, the patient's body thickness -in the abdominal region-could be a more accurate alternative for the patient's weight for increasing the injected dose into obese patients.Keywords: PET detector, Soft tissue, Compton scattering, Monte Carlo simulation
-
هدف از این پژوهش گزینش بهترین مکان آشکارساز نسبت به حفاظ و چشمه ی گاما است که کمترین ضریب انباشت شار فوتون را داشته باشیم. در این کار تحقیقی ضریب انباشت شار پرتوهای گامای چشمه های سیلندری Cs137، Co60، N16 هم محور با حفاظ هایی از جنس آلومینیوم، آهن و سرب با ضخامت ثابت cm55/1 در آشکارسازCsI(Tl) با استفاده از کد MCNP-4Cمحاسبه گردید. بدین منظور آشکارساز به ترتیب در فواصل مختلف از 9 الی 18 سانتی متر و زوایای متفاوت نسبت به محور چشمه از 30 الی 150 درجه قرار گرفت. در این تحقیق سعی بر آن بوده است تا وابستگی ضریب انباشت به عدد اتمی ماده، انرژی پرتو گاما فاصله نسبی آشکارساز- ماده- چشمه و زاویه ی آشکارساز مورد بررسی قرار گیرد. نتایج به دست آمده نشان می دهد که ضریب انباشت در گستره ی وسیعی از1 تا 3.5 تغییر می کند. با توجه به نتایج حاصل از شبیه سازی ها، پیشنهاد می گردد چنانچه هدف کاهش ضریب انباشت باشد لازم است چشمه، حفاظ و آشکارساز هم محور باشند. در غیر این صورت هر چه انحراف آشکارساز از محور مرکزی بیشتر باشد ضریب انباشت شار پرتوهای فوتونی در آشکارساز بیشتر می گردد.کلید واژگان: ضریب انباشت شار, چشمه ی گاما Cs137, Co60و N16, آشکارساز CsI(Tl), روش مونت کارلوThe purpose of this study is to select the best place for the detector towards shield and the gamma source which have the least flux buildup factor of the photon. In this research, the flux buildup factor of gamma rays was calculated by using of MCNP-4C code for cylindrical sources 137Cs, 60Co, 16N coaxial shields made up of aluminum, iron and lead with a constant thickness 1.55 cm in detector CsI (Tl). For this purpose, detector was respectively placed at different distances from 9 to 18 cm and different angles from 30 to 150 degrees with respect to the axis of the source. In this study, we tried to assess the dependency of the buildup factor with material atomic number, gamma-ray energy, relative distance of detector-material-source and angle of detector to source. The obtained results showed that the buildup factor values are variable in a wide range from 1 to 3.5. According to the results of simulation, if the aim is reduction of the buildup factor source, shield and detector should be designed parallel and coaxial. Otherwise, whatever deviation of detector from the central axis is increased, the gamma-rays buildup factors are greater in detector.Keywords: Flux buildup factor, Monte Carlo method, Isotopic gamma sources, 60 Co, 137 Cs, 16 N, CsI (Tl) detector
- در این صفحه نام مورد نظر در اسامی نویسندگان مقالات جستجو میشود. ممکن است نتایج شامل مطالب نویسندگان هم نام و حتی در رشتههای مختلف باشد.
- همه مقالات ترجمه فارسی یا انگلیسی ندارند پس ممکن است مقالاتی باشند که نام نویسنده مورد نظر شما به صورت معادل فارسی یا انگلیسی آن درج شده باشد. در صفحه جستجوی پیشرفته میتوانید همزمان نام فارسی و انگلیسی نویسنده را درج نمایید.
- در صورتی که میخواهید جستجو را با شرایط متفاوت تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مطالب نشریات مراجعه کنید.