'محاسبه چگالی در ساختارهای فلزی و سرامیکی'



@NuclearEngineering

#ویدئو آشنایی با فرایند 'همجوشی هسته ای'


@NuclearEngineeeing

#ویدئو آموزشی 'ایزوتوپ چیست؟'


@NuclearEngineering

#ویدئو آموزشی 'فیزیک شمارشگر نوترون'


@NuclearEngineering

⚛تشعشع رادیواکتیو اورانیوم


@NuclearEngineering

'Radiotherapy in cancer care'


@NuclearEngineering

'پایین نگه داشتن مقدار اکسپوژر یا دز' ALARA


در حال حاضر برنامه های حفاظت در برابر اشعه بر پایه یک فلسفه ساده پایه ریزی شده است که عبارت است از:

"پایین نگه داشتن مقدار اکسپوژر یا دز به بیماران, توده مردم و کارکنانی که با اشعه کار میکنند تا آن حد که بتوان آنرا بدرستی انجام داد (اصل ALARA)"

در ALARA فرض بر این است که رابطه
(As Low As Reasonably Achievable, #ALARA)

🔺بین دز و خطرات بصورت خطی و بدون آستانه است.

🔺اصولا همواره باید در برخورد با تابش های یونیزان "خطرات احتمالی" در برابر "منافع" آن مورد ارزیابی قرار بگیرد
(Risks Versus Benefits)


@NuclearEngineering

'سه اصل اصل اساسی حفاظت در برابر تشعشع'

(Three Important Principles in Radiation Protection)


1️⃣ زمان (Time):
کوتاه کردن زمان اشعه و اکسپوژر

2️⃣ فاصله(Distance):
زیاد کردن فاصله بین منبع اشعه و افرادی که مورد تابش قرار میگیرند.
(پرتوگیری و تابش رابطه عکس مجذور فاصله با هم دارند)

3️⃣ موانع حفاظتی(Shielding):
کار گذاشتن موانع حفاظتی بین منبع اشعه و افرادی که مورد تابش قرار میگیرند.


🔺 معمولا از واحدهای
HVL(Half Value Layer)
و
TVL(Tenth Value Layer)
برای موانع حفاظتی استفاده میشود; که به ترتیب مقدار اکسپوژر و یا تشعشع را به نصف و 1/10 کاهش میدهند.

🔺نکته مستتر در موارد حفاظتی " انظباط کاری" می‌باشد که در صورت نبود باعث حداقل, اتلاف زمانی و ازدیاد پرتوگیری در محیط یونیزان میشود.


@NuclearEngineering

'دوز جذبی یا دُز جذبی'


(به انگلیسی: Absorbed dose) کمیتی در فیزیک پزشکی است.
بر طبق تعریف، انرژی جذب شده از پرتو را بر واحد جرم ماده جذب کننده دز جذبی گویند.
E
D = -------
M

🔺یکای SI آن #گری است که همان "ژول بر کیلوگرم" است.


@NuclearEngineering

'انتقال خطی انرژی' (LET)


عبارت است از:
"آهنگ انتقال انرژی از پرتوهای یونیزان در واحد طول به بافت های بدن"

🔺در واقع LET بیان کیفیت اشعه و مقدار فاکتور کیفیت را بیان میکند که در حفاظت در برابر اشعه بکار میرود.

🔺واحد LET کیلو الکتون ولت بر میکرومتر KeV/μm است.

🔺مقدار LET یک پرتو یونیزان به سرعت(V) و بار الکتریکی(Q) آن پرتو یا ذره بستگی دارد:
Q^2
LET=---------
V


@NuclearEngineering

‍ ‍ ‍ #RBE

دز پرتوهای ایکس با انرژی250KeV
برای ایجاد یک تاثیر بیولوژیکی
RBE=---------------------------------------
دز پرتو مورد نظر برای ایجاد یک
تاثیر بیولوژیکی یکسان


🔺مقدار RBE به LET بستگی داره بطوریکه با افزایش LET مقدار RBE نیز افزایش میابد.

↩️ از طرفی به طور تجربی دیده شده که مقدار RBE با افزایش LET برای سلولهای پستانداران تا صد KeV/μm افزایش و سپس کاهش می یابد.

⬅️ دلایل افزایش مقدار RBE در
صد KeV/μm را مربوط به اندازه مولکول هدف ( DNA ) و مقدار DNA بیان شده است
☑️ علت کاهش RBE بعد از LET حدود 100keV/um اثر دز داده شده بیش از مقدار مورد نیاز برای کشتن سلولها
یا به عبارتی overkill effect است; که احتمالا به دامنه فرکانس و طول موج پرتو مورد نظر جهت ایجاد سطح مقطع مناسب و موثر برمیگردد.

@NuclearEngineering

'دُز معادل' (Equivalant Dose)


🔺فاکتور وزنی اشعه:
Radiation Weithting Factor(WR)
تاثیر بیولوژیکی پرتوهای یونیزان به ازاء هر واحد دوز جذبی (مثلا گری) یکسان نمیباشد.

🔺فاکتور نوع اشعه یا فاکتور وزنی اشعه (WR) بدین منظور پیشنهاد شده است.

🔺حاصلضرب دز جذبی (Dx) در فاکتور وزنی اشعه (WR) را "دز معادل" مینامند:
(HT) دُز معادل= Dx✖️WR

🔺اگر دز جذبی بر حسب گری باشد, دز معادل بر حسب سیورت (SV) و اگر بر حسب راد(rad) باشد دز معادل بر حسب رم( rem) خواهد بود.


@NuclearEngineering

'دز موثر' (Effective_Dose)

وقتی تمام بدن بطور یکنواخت تحت تابش قرار می گیرد احتمال خطرات تصادفی مانند ایجاد سرطان و نواقص ارثی با میزان دز متناسب فرض می شود.
چون تابش یکنواخت تمام بدن کمتر اتفاق می افتد و بافتهای متفاوت دارای حساسیت متفاوت در ایجاد خطرات تصادفی نسبت به اشعه می باشند.

لذا سازمان ICRP اصطلاح فاکتور وزنی بافت یا
Tissue Weighting Factor (WT)
را معرفی کرده است.

🔺این فاکتور نسبت خطرات ایجاد شده برای هر بافت را نسبت به خطرات ایجاد شده در اثر تابش یکنواخت تمام بدن را به ما می دهد.

🔺حاصلضرب دز معادل جذبی هر بافت در فاکتور وزنی بافت را
"دز موثر" (E) گویند.
E = HT ✖️ WT

🔺واحد دز موثر سیورت(SV) میباشد.


@NuclearEngineering

'یکاهای دوزیمتری و فیزیک تشعشع'


🔴واحدهای مورد نیاز در فیزیک تشعشع و دزیمتری:

🔺#الکترون_ولت (ev):

وقتی که یک الکترون تحت پتانسیل الکتریکی یک ولت شتاب می گیرد، انرژی آن برابر با یک "الکترون ولت" خواهد شد.

▪️انرژی پرتوهای یونیزان را معمولاً بر حسب کیلو الکترون ولت (Kev) بیان می کنند.
▪️رابطه بین الکترون ولت و ژول(J) واحد متداول در انرژی برابر است با:

1eV = 1.602*10^-19 J
1keV = 1.602*10^-16 J
1MeV = 1.602*10^-13 J


🔺#رونتگن (R)

"رونتگن واحد پرتو در هوا است."

▪️#اکسپوژر (Exposure) عبارت است از:
"شدت پرتو یا اشعه در هوا"

▪️یک "رونتگن" عبارت است از:
"مقدار اشعه ای که بتواند 9^2.08*10 جفت یون(ionpair) را در یک سانتی متر مکعب هوا به وجود بیاورد."

1R = 2.08*10^9 ionpair / cm3

اما تعریف رسمی آن برحسب مقدار بار الکتریکی ایجاد شده در واحد جرم هوا می باشد

R=2.58*10^-4 C/Kg

که بار الکتریکی ایجاد شده بر اثر یونیزاسیون مولکولهای هوا توسط اشعه می باشد.

▪️تعریف دیگر #رونتگن(R) و روابط مربوطه:

یک رونتگن, اندازه ای از پرتو X یا ¥ است که در هر سانتیمتر مکعب از هوا در شرایط استاندارد(S.T.P) یعنی صفر درجه سلسیوس و 760Torr (1Torr=1mmHg), یک یکای الکترو استاتیک(esu) از هر دو علامت + و یا — ایجاد نماید.

یک #استات‌کولن (statC)، یکای بار الکترواستاتیک سی‌جی‌اس (esu)، با حدود 10-^10×3.33566 کولن برابر است.

ُ#کولن (با نشان C):

یکای بار الکتریکی در اس‌آی است و حدوداً با بار 18^10×6.241511 پروتون یا بار18^10 ×6.241511- الکترون برابر است.

1(esu)
1(R)=----------------------------
1cm^3 air(S.T.P)


1(Coulomb)=3×10^9 esu


1(ion pair)=1.6×10^-19 Coloumbs=4.8×10^-10 esu


=جرم یک cm^3 هوا در S.T.P
0.001293 gr=1.293×10^-6 Kg


C
1(R)=2.58×10^-4 —---------—
Kg(air)


ion pair
1(R)=2.083×10^9 —------------—
cm^air)


ion pair
1(R)=1.61×10^12 —-------------
gr(air)

▪️وسایل اندازه گیری تشعشع در دزیمتری معمولاً بر حسب "رونتگن" #کالیبره می شوند.


🔺#گری (Gray,Gy) و #راد (Rad)

گری و راد واحد اشعه دوز جذبی (absorbed dose) در ماده می باشند.

تاثیرات بیولوژیکی معمولاً با استفاده از دز جذبی محاسبه می شود.

معمولاً دز دریافت شده به وسیله انسان و حیوانات آزمایشگاهی را بر حسب گری یا راد بیان می آنند .

▪️یک "گری" عبارت است از:
"جذب یک ژول انرژی در جرم یک کیلوگرم "

1rad = 100 erg/gr = 10^-2 j/kg
1Gy = 1 j/kg
1Gy = 100 rad


🔺#سیورت(Sievert, Sv) و #رم (Rem)

دز بیولوژیکی بر حسب سیورت و رم بیان می شود . سیورت و رم واحدهای دز معادل equivalent dose هستند.

▪️به دلیل اینکه تاثیرات بیولوژیکی پرتوهای مختلف با یکدیگر یکسان نمی باشند ، لذا:

"دز معادل" را از حاصلضرب دز جذبی D (گری و راد) در فاکتور کیفیت (Quality factor) یا Q که برحسب نوع اشعه مقدار آن متفاوت می باشند ، به دست می آورند.

مثلاً Q برای اشعه X یا گاما برابر با یک و برای ذرات آلفا برابر با 20 می باشد:

دز معادل = فاکتور کیفیتQ ✖️ دز جذبیD


🔺حاصلضرب دز معادل جذب (HT ) هر بافت در فاکتور وزنی بافت(WT) را "دز موثر" (E) گویند.

دوز موثرE = فاکتور وزنی بافت✖️دوز معادل

▪️واحد دوز معادل و دوز موثر سیورت(SV) میباشد

یک سیورت برابر با 100 رم می باشد


🔺#کوری (Curie, Ci)

کوری واحد رادیو اکتیویته می باشد و آنرا برای بیان مقدار اکتیویته مواد رادیو اکتیو به کار می برند .

▪️یک "کوری" عبارت است از :

"اکتیویته مقداری از مواد رادیواکتیویته که در هر ثانیه 10^3.7*10 اتم از آن عنصر استحاله (disintegration) یا تجزیه (decay) گردد."

واحدهای دیگری از کوری مثل میلی و میکروکوری نیز مورد استفاده قرار می گیرند.


🔺#بکرل (Becquerel, Bq)

نام واحد مخصوص اکتیویته در سیستم بین المللی (SI) می باشد و عبارتست از:
" استحاله یک اتم در ثانیه "


@NuclearEngineering

٭عید رمضان آمد و ماه رمضان رفت٭

٭صد شکر که این آمد و صد حیف که آن رفت٭


عید سعید فطر بر تمامی دوستان, سروران و اعضاء گرامی مبارک🌺💐🌹



@NuclearEngineering

روش های آشکارسازی 'نوترون های کند'


@NuclearEngineering

آشکارسازی و طیف نگاری 'نوترون های سریع'


@NuclearEngineering

مقاله انگلیسی:
'Investigation on radiation shielding parameters of bismuth borosilicate
glass from 1 keV to 100 GeV'


@NuclearEngineering

مقاله انگلیسی:
'Radiation shielding competence of silicate and borate heavy metal oxide
glasses: Comparative study'


@NuclearEngineering

مقاله انگلیسی:
'Gamma Ray Shielding Study of
Barium _Bismuthe_Borosilicate Glasses as Transparent Shielding Materials using MCNP-4C Code, XCOM Program, and Available Experimental
Data'


@NuclearEngin

مقاله انگلیسی:
'Estimation of ambient dose equivalent distribution in the 18F-FDG
administration room using Monte Carlo simulation'


@NuclearEngineering