تاثیر افزودن نانوذرات چندگانه در خصوصیات پرتوی حفاظ های سیلیکونی در رده انرژی تصویربرداری تشخیصی
Abstract
با توجه به افزایش روزافزون کاربرد پرتوهای ایکس در تشخیص و درمان بیماری های مختلف و اهمیت حفاظت پرتوها در مدالیته های تصویربرداری پزشکی، طراحی و معرفی حفاظهای موثرتر در برابر پرتوهای مضر ضروری به نظر می رسد. هدف این پژوهش معرفی نانو حفاظ ترکیبی جدید به منظور کاهش پرتوگیری بیماران و پرسنل ضمن به کارگیری پرتوهای یونیزان می باشد. در مطالعه حاضر، خصوصیات محافظتی نانوکامپوزیت های سیلیکونی در رده انرژی تشخیصی بر اساس همپوشانی لبه جذب K مورد بررسی قرارگرفت. کامپوزیت ها به صورت تک نانو ذره و چند نانو ذره طراحی شدند و ضرایب تضعیفشان با یکدیگر مقایسه گردید.
مواد و روش کار : هندسه پرتو باریک و همچنین نانو کامپوزیت های سیلیکونی با استفاده از نرم افزار مونت کارلو شبیه سازی شدند. نانو ذرات مورد استفاده در این مطالعه دارای قطر 50 و 100 نانومتر بوده و در غلظت های 5 ،15 و30 میلی گرم در میلی لیتر طراحی شدند. با استفاده از شار فوتونی رسیده به آشکار ساز ضرایب تضعیف ابتدا برای نانو کامپوزیت تک نانو ذره ای و سپس برای نانوکامپوزیت چند نانو ذره ای محاسبه شد. داده های بدست آمده با داده های نرم افزار WinXCom مقایسه شد. شار فوتون عبوری از سه نانو کامپوزیت ترکیبی به ضخامت 1 میلی متر محاسبه شد و با سرب خالص به ضخامت 25/0 میلی متر مقایسه گردید. بر اساس نتایج بدست آمده بهینه ترین ترکیب از میان ترکیبات مختلف انتخاب شد.
یافته ها : نتایج به دست آمده از شبیه سازی ها نشان داد کامپوزیت های تک نانو ذره ای حاوی نانو ذرات ساماریوم، گادولینیوم، تنگستن، بیسموت و سرب در محدوده انرژی لبه جذب K خود تضعیف پرتوی بهتری دارند. با استفاده از این نانو ذرات سه کامپوزیت چند نانو ذره ای طراحی شد. کامپوزیت چند نانو ذره ای شامل ساماریوم، بیسموت و تنگستن تضعیف بهتری نسبت به دو ترکیب دیگر از خود نشان داد. هم چنین مقایسه بین نانو کامپوزیت های تک نانو و چند نانو ذره ای نشان داد که کامپوزیت های چند نانو ذره ای حدود 8 درصد تضعیف بالاتری درکل بازه انرژی مورد بررسی داشتند . بر اساس نتایج مقایسه میزان تضعیف نانو کامپوزیت های ترکیبی و سرب خالص، 5 میلی متر از این نانو کامپوزیت های ترکیبی با غلظت 30 %، تضعیفی معادل 25/0 میلی متر سرب خالص را ایجاد می کنند.