بررسی خصوصیات حفاظت پرتویی نانوبتن های سنگین جدید جهت کاربرد در ساخت اتاق های پرتودرمانی مگاولتاژ

Abstract

بتن¬های با چگالی بالا برای ساخت اتاق¬های پرتودرمانی جهت افزایش فضای دردسترس استفاده می¬شوند. اضافه کردن ترکیبات تضعیف کننده پرتوهای نوترون و فوتون به صورت نانوذره به بتن موجب بهبود حفاظت می¬شوند. روش كار و مواد: از کد MCNPX مونت کارلو برای شبیه¬سازی استفاده شد. ضرایب تضعیف خطی نانوبتن-های حاوی اسمیم، ایریدیم و باریت برای طیف انرژی فوتون MV 6 و 18 وانرژی کبالت 60 محاسبه شدند. سطح مقطع ماکروسکوپیک نوترون نانوبتن¬های حاوی گادولینیم اکسید، گرافیت، اکسید کادمیم و آمونیم پاراتنگستات برای انرژی نوترون سریع محاسبه شدند. شار پراکندگی فوتون و نوترون برای نمونه¬ها محاسبه شد. شار فوتون و نوترون رسیده به ابتدا و درب ورودی دالان برای نمونه¬های نانوبتن حاوی آمونیوم پاراتنگستات و اسمیم برای طیف انرژی فوتون MV 18 و طیف انرژی نوترون خروجی از سر دستگاه شتابدهنده محاسبه شد. یافته¬ها: نانوبتن¬های حاوی 30% باریت ، با %57/27 و نانوبتن حاوی 30% اسمیم، با %82/26 بیشترین ضریب تضعیف خطی را نسبت به بتن معمولی برای طیف انرژی فوتون MV 18 داشتند. نانوبتن¬های حاوی آمونیوم پاراتنگستات، در تمامی انرژی¬های نوترون، سطح مقطع ماکروسکوپی بیشتری را نسبت به سایر نمونه ها داشتند. برای هر دو طیف¬ انرژی فوتونMV 6 و 18، نمونه نانوبتن حاوی 20% آمونیوم پاراتنگستات و 20% اسمیم بیشترین شار پراکندگی فوتون را داشت. شار فوتون رسیده به درب دالان اتاق رادیوتراپی در حالتی که دیوارها با نمونه نانوبتن حاوی 20% اسمیم و 20% آمونیوم پاراتنگستات پر شده¬اند، نسبت به حالتی که با بتن معمولی پر شده¬اند، 4/7 برابر کاهش داشت. در مورد شار نوترون این کاهش نسبت 7/1 برابر بود.