طراحی حفاظ به منظور کاهش آلودگی‌های فوتونوترونی در شتاب دهنده‌ی پزشکی 20 saturne

مقدمه: در شتاب دهنده های پزشکی مورد استفاده در پرتو درمانی، از برخورد فوتون های پرانرژی با اجزای شتاب دهنده نوترون استفاده می گردد. تولید این نوترون ها باعث دریافت دز اضافی توسط بیمار می شود. این مطالعه، با هدف بررسی تاثیر استفاده از حفاظ هایی با جنس ها و ابعاد متفاوت در شتاب دهنده پزشکی 20 saturne با انرژی 18 mv در کاهش دز فوتونوترون ها، انجام شد.روش ها: برای انجام شبیه سازی ها، از کدهای monte carlo شامل mcnp4c (monte carlo n-particle code) و mcnpx (monte carlo n-particle extended) استفاده شد. به منظور طراحی حفاظ، از سه ماده متفاوت پلکسی گلاس، پلی اتیلن و گرافیت استفاده شد. دز نوترون ها در طراحی های متفاوت حفاظ محاسبه شد و در نهایت با طراحی بدون حفاظ مقایسه گردید. در محاسبه دز، از عوامل تبدیل شار به دز icrp-21 (international commission on radiological protection-21) و ncrp-38 (national council on radiation protection and measurements-38) استفاده شد.یافته ها: به منظور اطمینان از صحت شبیه سازی ها، نتایج شبیه سازی با نتایج تجربی دزسنجی مقایسه و سازگاری خوبی مشاهده شد (کمتر از 5 درصد تفاوت). استفاده از پلی اتیلن با ضخامت 0.5 cm در مقایسه با طراحی بدون حفاظ، به طور متوسط کاهشی در حدود 13 درصد را در پی داشت که با افزایش ضخامت تا 2 و 4 برابر، درصد کاهش ها به 21 درصد و 39 درصد رسید. با افزایش ضخامت پلکسی گلاس نیز درصد تغییرات از 12 درصد به 19 درصد رسید. استفاده از گرافیت، کاهشی در حدود 6 درصد را به دنبال داشت.نتیجه گیری: استفاده از حفاظ در نزدیکی کولیماتورهای دستگاه شتاب دهنده، می تواند تاثیر به سزایی در کاهش دز نوترون ها داشته باشد. از بین سه ماده استفاده شده در این تحقیق، پلی اتیلن بالاترین درصد کاهش و گرافیت کمترین میزان کاهش ها را به خود اختصاص داد.