بخشی از مقاله
-3 مقدمه
برای ارزیابی دقیق دز داخلی افراد و کارکنان لازم است که از میزان ورود مواد پرتوزا به داخل بدن تخمینی داشتهباشیم. عموماً از شمارندههای کل بدن جهت آشکارسازی پرتوهای گاما با انرژی بالاتر از 200 کیلوالکترون ولت که از بدن ساطع شده، استفاده میشود. این ابزار نمیتواند بهطور مستقیم آلودگی داخلی را اندازهگیری کند لذا کاربر باید بتواند ارتباط بین مقدار اندازهگیری شده و مقدار ماده پرتوزا وارد شده به بدن را تعیین کند. بنابراین از فانتوم نیمتنه بهطور گسترده برای مقیاسبندی انرژی و بازدهی آشکارسازی با قرار دادن چشمه ترکیبی استاندارد در حفرههایی که نمایانگر تیروئید، ششها، دستگاه گوارش و کل بدن است، استفاده میشود. آشکارساز یدور سدیم NaI(Tl) در سامانههای شمارندهی کل بدن کاربرد وسیعی دارد.[1]
در این تحقیق شبیهسازی مونت کارلو برای محاسبهی بازدهی یک سامانهی شمارنده بدن با هندسه صندلی، که آشکارساز آن از نوع NaI(Tl) میباشد، موردنظر است. البته برای اعتبار سنجی سامانهی شمارنده، در ابتدا محاسبات تعیین بازدهی مطلق برای یک چشمه نقطهای با انرژیهای مختلف در فاصلهی معینی از آشکارساز NaI(Tl) در محیط بررسی میشود. سپس برای انجام محاسبات مونت کارلو یک فانتوم نیمتنه بهوسیله کد
1311
MCNPX مدلسازی میشود. در نهایت بازده یک سامانهی شمارنده با هندسهی صندلی که شامل فانتوم نیم تنه و چشمهی نقطهای که در موقعیت کل بدن در فانتوم قرار گرفته است، ارزیابی میشود.
-4 روش کار
-1-4 بازده آشکارساز
معمولاً ذراتی که وارد آشکارساز میشوند، بهطور کامل شمرده نمیشوند و در مواردی بسته به نوع و انرژی ذره، نوع و اندازهی آشکارساز، ممکن است بیهیچ برهمکنشی از آشکارساز بگذرند و یا علامتی که تولید میکنند، آنقدر کوچک باشد که نتوان با دستگاههای الکترونیکی در دسترس آنها را ثبت کرد، لذا بازدهی ذاتی آشکارساز عملاً کمتر از یک است. بازدهی آشکارساز به چگالی و اندازهی مادهی آشکارساز، نوع و انرژی تابش و سامانهی الکترونیک متصل به آشکارساز، وابسته است. با افزایش احتمال برهمکنش بین تابش فرودی و مادهی آشکارساز، بازدهی آشکارساز افزایش مییابد که این احتمال متناسب با سطح مقطع برهمکنشها با آشکارساز، چگالی ماده و ابعاد آشکارساز است.[2]
-2-4 محاسبه بازده ذاتی آشکارساز
یکی از روشهای مرسوم برای محاسبه بازدهی آشکارساز استفاده از روش مونت کارلو و کد MCNPX است که دقت خوبی دارد.[3] شبیهسازی برای آشکارساز NaI(Tl) به ابعاد 2 اینچ در 2 اینچ با یک موازیساز سربی که بر روی یک فانتوم نیمه تنه قرار گرفته است، انجام میگیرد و از درخواست (تالی) F8 برای تعیین تعداد شمارشها در ناحیه فوتوپیک استفاده میشود.
برای اطمینان از صحت محاسبات نتایج حاصل از شبیهسازی، نخست یک چشمه همسانگرد در یک فاصلهی معین 10)سانتیمتری) از یک آشکارساز با ابعاد مورد نظر شبیهسازی میشود و سپس کمیت نسبت شمارش فوتوپیک به شمارش کل بیناب همراه با نتایج تجربی مرجع [2]، در نمودار شکل (1) آورده و مقایسه شده است.
-3-4 مدلسازی فانتوم نیمتنه
شمارندهی کل بدن با هندسه صندلی یکی از انواع هندسههای به شکل قوسی میباشد که توسط گروه Evans برای اندازهگیری آلودگی داخلی معرفی شد.[4] شمارندهی کل بدن در این تحقیق شامل آشکارساز 2 NaI(Tl) اینچ در 2 اینچ، موازیساز سربی و فانتوم نیمتنه است که این فانتوم بر روی صندلی قرار گرفته و
1312
چشمه در موقعیت کل بدن جایگذاری شده است. شکل((2 نمایی از آشکارساز و موازیساز مدلسازی شده که در فاصلهی 10 سانتیمتری از سطح فانتوم نیم تنه قرار دارد را نشان میدهد.
شکل : 1 نمودار تغییرات بازدهی (شمارشهای فوتوپیک به کل طیف) نسبت به انرژی برای آشکارساز NaI(Tl) با ابعاد مختلف که در فاصله 10 سانتیمتر در محیط هوا قرار گرفته است.[2]
