بخشی از مقاله
چکیده
هدف این تحقیق به دست آوردن پارامترهای بهینه برای طراحی سیستم موازی ساز نوترونی است. با استفاده از محاسبات مونت کارلو برای بهینه سازی پارامترها از آزمایش های پرهزینه و پردازش های اشتباه در طراحی موازی ساز اجتناب می کنیم و اطلاعات مفیدی در این زمینه به دست می آوریم. با استفاده از شبیه سازی مونت کارلو بررسی هر جزئی از یک بخش از کل سیستم ممکن می شود.
واژههای کلیدی: رادیوگرافی نوترونی، موازی ساز، صفحه ی تصویر، کندساز
01مقدمه
از دهه1990 تا به امروز، سیستم های تصویربرداری برای آنالیز تصاویر و رادیوگرافی نوترونی استفاده شدند، که افزایش آشکار سازهای موجود مثل، پرده های سوسوزن نازک تر و پیشرفت آشکارسازهای جدید مثل، ورقه میکروکانال سبب بهبود قدرت تفکیک شده اند. نوترون ها می توانند کنتراست خوبی برای اتم های سبک در حضور اتم های سنگین فراهم نمایند، همانند تصویر نوترونی ازیک گل رز درون یک محفظه ی سربی .فرآیندهای لازم برای رادیوگرافی نوترونی عبارتنداز:
-1 کند سازی: رادیوگرافی نوترونی معمولی، به نوترون هایی در حد انرژی گرمایی یا شبه گرمایی از 10 - 0/025 نیاز دارد. بنابراین تعدادی کندساز برای آهسته کردن نوترون ها در این محدوده ی انرژی با سطح مقطع جذب نوترونی پایین برای بیشینه ی شار و سطح مقطع پراکندگی بالا برای بیشینه ی افت انرژی لازم است. موادی که اغلب برای کندسازها استفاده می شوند عبارتند از: آب، آب سنگین، گرافیت، بریلیوم و پلی اتیلن.
-2 موازی سازی: دیواره های موازی ساز با یک ماده ی مات نوترونی که سطح مقطع جذب بالایی داشته باشد همانند، بور،گادولینیوم و کادمیوم خط کشی می شوندکه از لحظه ی ورود جلوی منحرف شدن نوترون ها را می گیرد و هم چنین زاویه ی کوچک پراکندگی درون موازی سازرا کاهش می دهد.[2] شارنوترون گرمایی در تأسیسات رادیوگرافی از تا است.[3 ]البته مطلوب است که برای رسیدن به شار نوترون گرمایی تا جایی که ممکن است صرف نظر از روش تصویربرداری، یک سازشی بین شار و رزولوشن هندسی تصویر برقرار سازیم.[4] نسبت یک پارامترمشخصه ای از هر موازی ساز است. نسبت شار نوترونی در خروج از موازی ساز و غیرتیزی تصویر را مشخص می کند. شار نوترونی در خروج از موازی ساز به طور تقریبی برابراست با: - 1 -
که شار نوترونی در ورود به موازی ساز، شار نوترونی در خروج از موازی ساز،مساحت روزنه ورودی موازی ساز است. افزایش یا کاهش سبب کوچک تر شدن نسبت می شود. از طرفی، افزایش شار نوترونی توسط کاهش نسبت تیزی هندسی تصویر را تنزل می بخشد. شکل زیر رابطه ی بین هندسه ی تصویر و غیرتیزی هندسی را نشان می دهد. برای فراهم ساختن مناسب می توان توسط حرکت دادن نمونه وآشکارساز به عقب و جلودر امتداد خط به عددمطلوب رسید. درشکل4-4 اجزای اصلی موازی ساز طراحی شده را نشان داده ایم:
02نتایج و بحث
برای فیلترگاما ضخامتی حدود 3 از بیسموت انتخاب شد. چون بیسموت همانند آن چه در شکل4-6 نشان داده شده ضریب تضعیف گامای بالایی دارد و نوترون های گرمایی را نسبت به سرب کم تر تضعیف می کند.موادبه کار رفته در موازی ساز: مواد استفاده شده در موازی ساز با در نظرگرفتن پارامترهایی از قبیل، سبکی، هزینه ی کم و تراشکاری آسان انتخاب شدندکه عبارتند از: آلومینیوم: چون سبک وزن و ارزان است و قدرت قابل قبول و قابلیت تراشکاری خیلی خوبی دارد برای بدنه ی موازی ساز استفاده می شودهم. چنین سطح مقطع جذب و پراکندگی نوترونی نسبتاً پایینی دارد. بورال: چون دارای بوراست که سطح مقطع جذب نوترون گرمایی خیلی بالایی دارد و شدیداً فعال نمی شود. بورال به سختی تراشکاری می شود اما به آسانی با استفاده از برش سریع آب بریده می شود. سرب وبیسموت: برای حفاظ بندی گاما استفاده می شوند. سرب چون قابل دسترس تر است، حفاظ گامای بهتری از بیسموت است. هم چنین سرب می تواند بدون سختی زیاد تراشکاری شود. بورپلی اتیلن ونیتریدبور: برای حفاظ بندی نوترون در خارج از حجم پرتو استفاده می شوند. چون هر دوی آن ها قابلیت تراشکاری خوب و سطحان رژي ن وت روى ىاي گ رهاي ي - VeM - مقطع جذب بالایی دارند.
