طراحی وساخت یک حفاظ نوترونی انعطاف پذیر با استفاده از نانوذرات جهت کاربرد در شتابدهنده های خطی پزشکی
The designing and fabrication of a flexible neutron shielding using nanoparticles for application in medical linear accelerators
مجریان: اصغر مصباحی
خلاصه روش اجرا: به منظور طراحی و ساخت حفاظ نوترونی انعطاف پذیر، ابتدا با استفاده از کد شبیه سازی MCNPX بهترین ترکیب و ضخامت از لحاظ تضعیف را برای نمونه شماره یک بدست می آوریم. هندسه شبیه سازی شامل منبع نوترونی Am/Be ، حفاظ سربی برای این منبع و برای ناحیه اندازه گیری شار نوترون های عبوری و هم چنین حفاظ نوترونی پیشنهادی خواهد بود. بدلیل اینکه حفاظ پیشنهادی دو لایه می باشد شبیه سازی هم در دو مرحله انجام می گردد. در مرحله اول، ابتدا بدون قرار دادن حفاظ در مسیر عبور نوترون ها، شار اولیه اندازه گیری شده و در مراحل بعد با قرار دادن ضخامت حداقل و افزایش تدریجی آن به اندازه گیری شار نوترون های کند شده پرداخته می شود. طیف نوترون های عبوری بدست آمده در این مرحله، به عنوان طیف فرودی برای مرحله دوم در نظر گرفته شده و در نهایت بعد از جذب نوترون های حرارتی توسط لایه دوم، در مرحله ی دوم شبیه سازی، شار نوترون های عبوری نهایی اندازه گیری شده و با استفاده از نمودار (Ln(I0/I بر حسب X (مجموع ضخامت های لایه اول ودوم) به محاسبه سطح مقطع ماکروسکوپیک کل پرداخته می شود. بعداز بدست آوردن بهترین ترکیب وضخامت برای نمونه1 (شامل پودر)که نمونه شماره 2 هم از لحاظ ضخامت و ترکیب مشابه با آن خواهد بود به ساخت نمونه ها به صورت بلوک پرداخته خواهد شد. برای اندازه گیری تجربی سطح مقطع ماکروسکوپیک، نمونه ها به سازمان انرژی اتمی آزمایشگاه دوزیمتری ارسال خواهند شد.
اطلاعات کلی طرح 
| مرحله جاری طرح | خاتمه قرارداد و اجرا در دانشکده/مرکز |
| کد طرح | 60773 |
| عنوان فارسی طرح | طراحی وساخت یک حفاظ نوترونی انعطاف پذیر با استفاده از نانوذرات جهت کاربرد در شتابدهنده های خطی پزشکی |
| عنوان لاتین طرح | The designing and fabrication of a flexible neutron shielding using nanoparticles for application in medical linear accelerators |
| نوع طرح | طرح - پایان نامه |
| اولویت طرح | ساخت و ارتقاء کیفیـت و تجاری سازی مواد، تجهیزات پزشکی و تستهای آزمایشگاهی |
| نوع مطالعه | مطالعات علوم پایه (Experimental) |
| تحقیق در نظام سلامت | خیر |
| آیا طرح پایاننامه دانشجویی است؟ | بله |
| مقطع پایان نامه | کارشناسی ارشد |
| مدت اجرا - ماه | 12 |
| نوآوری و ضرورت انجام تحقیق | طرح پژوهشی با در نظر گرفتن دو نوآوری ذکر شده هدف گذاری شده است. در این طرح ابتدا ترکیب های در نظر گرفته شده توسط شبیه سازی بدست خواهد آمد، سپس نمونه در دانشکده شیمی ساخته خواهد شد که شامل دو نمونه پودری و نانو خواهد بود.برای اطمینان از حفاظ کنندگی نمونه های بدست آمده، نمونه ها که به صورت ورق های 3Cmمی باشند به سازمان انرژی اتمی ایران، آزمایشگاه دوزیمتری ارسال شده و نتایج شبیه سازی مونت کارلو با اندازه گیری مقایسهخواهد شد. این پروژه می تواند در مرحله دوم یعنی ساخت حفاظ به ابعاد و اندازه واقعی و نصب روی سیستم شتابدهنده منجر گردد و همچنین ترکیب پیشنهادی به صورت Patent ثبت گردد. |
| اهداف اختصاصی | -شبیه سازی با استفاده از کدMCNPX جهت یافتن بهترین ترکیب و ضخامت از لحاظ تضعیف و محاسبه سطح مقطع ماکروسکوپیک برای نمونه شماره یک محافظ نوترونی (ترکیب و ضخامت نمونه شماره دو مشابه با نمونه شماره یک خواهد بود. -ساخت حفاظ نوترونی شامل حالت پودر و یا نانوذره مواد تنگستن، اکسید آهن، نیکل وکاربید بور به همراه رزین سیلیکون به صورت بلوک -اندازه گیری تجربی سطح مقطع ماکروسکوپیک حفاظ نوترونی در شکل های پودری و نانوذره با استفاده از منبع نوترونیAm/Be |
| چکیده انگلیسی طرح | In order to design and build a flexible neutron shield, we first use the MCNPX simulation code to obtain the best combination and thickness in terms of attenuation for sample number 1. The simulation geometry will include the Am/Be neutron source, lead shield for this source and for the area for measuring the passing neutron flux, as well as the proposed neutron shield.Since the proposed shield is a two-layered one, the simulation is performed in two stages. In the first stage, the initial flux is measured without placing the shield in the neutron path, and in the subsequent stages, the slowed neutron flux is measured by placing the minimum thickness and gradually increasing it.The spectrum of transmitted neutrons obtained in this stage is considered as the incident spectrum for the second stage, and finally, after the absorption of thermal neutrons by the second layer, in the second stage of simulation, the final transmitted neutron flux is measured and the total macroscopic cross-sectional area is calculated using the graph (Ln(I0/I) in terms of X (the sum of the thicknesses of the first and second layers).After obtaining the best composition and thickness for sample 1 (including powder), which sample number 2 will be similar in terms of thickness and composition, the samples will be made into blocks. For experimental measurement of the macroscopic cross-section, the samples will be sent to the Atomic Energy Organization's Dosimetry Laboratory. |
| کلمات کلیدی | R∑:سطح مقطع حذف نوترون t∑ : سطح مقطع ماکروسکوپیک کل Part per hundred parts of resin by weight: Phr Thermal neutrons: نوترون با انرژی(ev0.025-0.4) Fast neutrons : نوترون با انرژی (10KeV-10MeV) |
| ذینفعان نتایج طرح | بیماران سرطانی |
اطلاعات مجری و همکاران
| نام و نامخانوادگی | سمت در طرح |
|---|---|
| اصغر مصباحی | استاد راهنمای اول (آموزشی ) |
| خطیبه وردی پور | دانشجوی مالک پایان نامه |
اطلاعات تفضیلی
| حوزه خبر | خبر |
|---|---|
| رسانه ها و مردم | عنوان خبر شبیه سازی و ساخت یک نمونه حفاظ نوترونی انعطاف پذیر با استفاده از نانوذرات برای کاربرد در شتابدهنده های خطی پزشکیمتن خبر این طرح تحقیقاتی در گروه فیزیک پزشکی دانشکده پزشکی تبریز و با همکاری دانشکده شیمی دانشگاه تبریز انجام شد. در این مطالعه میزان اثر بخشی نمونه های محافظ نوترون شامل 4.8% ، 9% ، 23.1% و 37.5% از میکرو و نانو ذرات کاربید بور، اکسید بریلیوم، اکسید آهن، اکسید تنگستن، اکسید روی و اکسید گادولونیوم با ماتریس پلی یورتان و نمونه های محافظ گاما شامل 23.1% ، 37.5% و 50% از میکرو و نانوذرات اکسید سرب، اکسید تنگستن و اکسید بیسموت با ماتریس سیلیکون با استفاده از شبیه سازی مونت کارلو کد MCNPXمورد بررسی قرار گرفت. سپس از بین نمونه های شبیه سازی شده چند نمونه شامل درصدهای وزنی مختلفی از میکرو و نانوذرات اکسیدتنگستن، اکسید آهن و کاربید بور ساخته شد.
در مجموع نتایج محاسبات حاصل از شبیه سازی مونت کارلو نشان داد که در همه ی نمونه ها حالت نانو تضعیف نوترون و گاما بالاتری نسبت به حالت میکرو دارد به طوری که این اختلاف تضعیف بین حالت میکرو و نانو در همه ی نمونه ها و غلظت ها با افزایش مقدار انرژی نوترون کاهش پو با افزایش مقدار انرژی پرتو گاما افزایش پیدا می کند. در کامپوزیت های حاوی نانوذرات با توجه به ابعاد نانومتری ذرات تقویت کننده، |
| متخصصان و پژوهشگران | عنوان خبر شبیه سازی و ساخت یک نمونه حفاظ نوترونی انعطاف پذیر با استفاده از نانوذرات برای کاربرد در شتابدهنده های خطی پزشکیمتن خبر این طرح تحقیقاتی در گروه فیزیک پزشکی دانشکده پزشکی تبریز و با همکاری دانشکده شیمی دانشگاه تبریز انجام شد. در این مطالعه میزان اثر بخشی نمونه های محافظ نوترون شامل 4.8% ، 9% ، 23.1% و 37.5% از میکرو و نانو ذرات کاربید بور، اکسید بریلیوم، اکسید آهن، اکسید تنگستن، اکسید روی و اکسید گادولونیوم با ماتریس پلی یورتان و نمونه های محافظ گاما شامل 23.1% ، 37.5% و 50% از میکرو و نانوذرات اکسید سرب، اکسید تنگستن و اکسید بیسموت با ماتریس سیلیکون با استفاده از شبیه سازی مونت کارلو کد MCNPXمورد بررسی قرار گرفت. سپس از بین نمونه های شبیه سازی شده چند نمونه شامل درصدهای وزنی مختلفی از میکرو و نانوذرات اکسیدتنگستن، اکسید آهن و کاربید بور ساخته شد.
در مجموع نتایج محاسبات حاصل از شبیه سازی مونت کارلو نشان داد که در همه ی نمونه ها حالت نانو تضعیف نوترون و گاما بالاتری نسبت به حالت میکرو دارد به طوری که این اختلاف تضعیف بین حالت میکرو و نانو در همه ی نمونه ها و غلظت ها با افزایش مقدار انرژی نوترون کاهش پو با افزایش مقدار انرژی پرتو گاما افزایش پیدا می کند. در کامپوزیت های حاوی نانوذرات با توجه به ابعاد نانومتری ذرات تقویت کننده، |
| سیاستگذاران درمانی | عنوان خبر شبیه سازی و ساخت یک نمونه حفاظ نوترونی انعطاف پذیر با استفاده از نانوذرات برای کاربرد در شتابدهنده های خطی پزشکیمتن خبر در مجموع نتایج محاسبات حاصل از شبیه سازی مونت کارلو نشان داد که در همه ی نمونه ها حالت نانو تضعیف نوترون و گاما بالاتری نسبت به حالت میکرو دارد به طوری که این اختلاف تضعیف بین حالت میکرو و نانو در همه ی نمونه ها و غلظت ها با افزایش مقدار انرژی نوترون کاهش پو با افزایش مقدار انرژی پرتو گاما افزایش پیدا می کند. |
| سیاستگذاران پژوهشی | عنوان خبر شبیه سازی و ساخت یک نمونه حفاظ نوترونی انعطاف پذیر با استفاده از نانوذرات برای کاربرد در شتابدهنده های خطی پزشکیمتن خبر در مجموع نتایج محاسبات حاصل از شبیه سازی مونت کارلو نشان داد که در همه ی نمونه ها حالت نانو تضعیف نوترون و گاما بالاتری نسبت به حالت میکرو دارد به طوری که این اختلاف تضعیف بین حالت میکرو و نانو در همه ی نمونه ها و غلظت ها با افزایش مقدار انرژی نوترون کاهش و با افزایش مقدار انرژی پرتو گاما افزایش پیدا می کند. در کامپوزیت های حاوی نانوذرات با توجه به ابعاد نانومتری ذرات تقویت کننده مقدار تضعیف پرتوهای نوتورن نسبت به حالت میکرو بیشتر است. |
| لینک (URL) مقاله انگلیسی مرتبط منتشر شده 1 |
