.۱ مقدمه

اسـتفاده از روپوشهای محافظ توسط کارکنان بخشهای فلوروسکوپی و رادیولوژی، دز تابشی دریافتی آنها را به میزان قابل توجهی کاهش میدهد ۱] تا .[۴ در بســـیاری از اتاقهای رادیولوژی، روپوشهای محافظ در مقابل پرتو ایکس، میبایســت توســط این کارکنان برای زمانهای طولانی پوشــیده شــود. لذا تلاشهایی برای سـاخت روپوشهای محافظ سـبکتر که پرتوهای ایکس تولید شده در گسترهی ۶۰-۱۰۰ کیلوولتپیک را با بازده بیشتری جذب کنند، انجام گرفته است ۵] و .[۶

از آنجـا که توانایی ســـرب برای جذب تابش در بازهای از انرژی (بین ۵۰ تا ۸۸ کیلو الکترون ولت) به علت قرار گرفتن لایه K ســرب در انرژی ۸۸ کیلو الکترون ولت، تقلیل مییابد[۶]، برای کاهش وزن روپوشهای محافظ، می توان از مواد دیگری با لبههای K متفاوت و اعداد اتمی بالا همراه با ســرب اســتفاده کرد ۴] و .[۶ نمودار ضـریب تضـعیف جرمی برحسـب انرژی برای عناصـر باریم (Ba)، تنگستن (W)، سرب (Pb) -که لبهی K آنها به ترتیب در ۳۷/۴ ، ۶۹/۵ و۸۸ کیلو الکترون ولت اسـت- و ترکیب آنها در شکل ۱ نشان داده شـده اسـت. به علت تفاوت درانرژی های لبهی K این عناصر، خواص تضعیفی آنها در این گسترهی انرژی به نوعی مکمل یکدیگر میباشد..[۶]

۵۵۶

شکل .۱ نمودار ضریب تضعیف جرمی برحسب انرژی برای عناصر باریم، تنگستن، سرب و ترکیب آنها .[۶]

.۲ روشکار

در این تحقیق برای شـبیهسـازی طیف حاصـل از دسـتگاه پرتو ایکس تشخیصی و بدست آوردن مقادیر بهینه ترکیبات حفاظتی در روپوشها از کد MCNP4C اســـتفاده گردید. MCNP4C یک کد محاســـباتی مونته کارلو است که توانایی ترابرد فوتون، الکترون و یا ترکیبی از این دو را دارد .[۷]

۱,۲ شبیه سازی دستگاه پرتو ایکس

هندســهی دســتگاه پرتو ایکس مرکز تحقیقات تابش دانشــگاه شــیراز با مشــخصــات مندرج در جدول ۱ به وسیلهی برنامهی MCNP4C شبیهسازی شد (شکل .(۲

جدول.۱ مشخصات دستگاه پرتو ایکس مرکز تحقیقات تابش دانشگاه شیراز

زاویهی بازشدگی تابش زاویهی جنس آلومینیوم به عنوان بریلیم به عنوان اندازهی نقطهی
خروجی از پنجرهی مادهی فیلتراسیون اضافی فیلتراسیون ذاتی کانونی (۱)
آند
خروجی هدف (mm) (mm) (mm)

۴۰ ۲۰ تنگستن ۰/۱ ۰/۸ ۱/۸

۵۵۷

شکل.۲ تصویر شماتیک هندسهی لامپ پرتو ایکس شبیهسازی شده به وسیلهی کد .MCNP4C

طیف خروجی دسـتگاه مذکور، با اسـتفاده از کد محاسـباتی MCNP4C و نرم افزار شبیه ساز طیف (SP) spectrum processor نیز بدست آمد و مقایسه شد .[۸]

۲-۲ پیدا کردن ترکیب بهینه برای روپوش های محافظ

در طراحی روپوشهای محافظ ســربی، پودر ســرب (با جرمهای واحد ســطح برابر با ۵/۶۵ و۴/۵ کیلوگرم بر مترمربع) بـا یـک الیـاف انعطـافپذیر (که می تواند پلاســـتیک یا وینیل باشـــد)، ترکیب میگردند. در اکثر روپوشهای محافظ معمول، این الیاف پوشــشــی جرمی در حدود ۲/۵ تا ۳ کیلوگرم بر مترمربع و تضــعیفی معادل یک قطعه سرب به ضخامت ۰/۲۵ تا ۰/۵ میلی متر را به روپوش اضافه می کنند .[۶]

در این مطالعه، جرمهای واحد ســطح ترکیب ســرب، تنگســتن و باریم برابر با مقادیر ۵/۶۵ و۴/۵ کیلوگرم بر مترمربع در نظر گرفته شــد. جرم واحد ســطح کل روپوش به ترتیب برابر با ۸/۱۵ و ۸/۶۵ کیلوگرم بر مترمربع خواهد بود. برای ترکیب این فلزات با جرم ســطحی ۴/۵ کیلوگرم بر مترمربع و جرم الیاف پوشــشــی برابر با ۲/۵ کیلوگرم بر مترمربع این مقدار برابر با ۷ کیلوگرم بر متر مربع اســت. ضــخامت نمونههای طراحی شــده با استفاده از فرمول (۱) محاسبه گردید.