مولد های ترموالکتریک رادیوایزوتوپ ها[1]

این دستگاه‌ها عمدتا از چشمه‌های Sr90یا Pu238 استفاده می­کنند و عمدتاً برای تولید برق در نواحی دور دست که برق نمی­تواند از طریق مولدهای متداول تولید شود بکار می روند. آنها بر اساس انرژی حرارتی تولید شده توسط جذب تابش از چشمه  رادیواکتیو برای تولید برق با استفاده از یک دستگاه ترموکوپل کار می کنند. سه کاربرد کلیدی آنها عبارتند از:

سفرهای فضایی: در اغلب کاوش های فضایی با مسافت طولانی و ماهواره‌ها اغلب از  RTGها (عمدتا حاوی Pu238 ) برای فراهم نمودن توان برای تجهیزات یا نگهداری آنها از منجمد شدن بکار می­رود. شمایل کاوش­های فضایی و فناوری‌های مرتبط بدین معنی است که آنها بندرت یافت می‌شوند.

باطری‌های قلب (ضربان ساز قلب): مقدار کوچکی از Pu238 تا دهه 1970 در ضربان سازها بمنظور فراهم کردن توان مادام العمر مورد استفاده قرار گرفت. آنها با بهبود فناوری باطری‌ها و به علت ایمنی و اهمیت قوانین، منسوخ شدند.

مولد برق نواحی دور دست: RTG ها برای تامین برق بمنظور تولید نور­، امواج رادیوئی­، چراغ دریائی بروی علائم راهنما در نواحی قطب شمال و همچنین برای تجهیزات شنیداری زیر آب برای مقاصد  نظامی بکار گرفته شدند. این تجهیزات نوعا شامل مقدار زیادی Sr90 تا حدود   TBq85/1 (kCi50) می­باشند. بسیاری از آنها در نواحی دور دست کانادا و ایالات جماهیر شوروی پراکنده شده­اند. RTG ها Sr90 شامل یک حفاظ استیل با پره‌های خنک کننده در بیرون آن می­باشند و چشمه Sr90 درون آن قرار دارد. اجزاء تولید برق بطور موثری درون حفاظ جایگذاری شده­اند. با فرسوده شدن مولدها، چشمه­ها قابل بازسازی و بکارگیری مجدد می باشند.

 توجه داشته باشید که RTG ضربان ساز بطور نسبی اکتیویته پائینی دارند و تابش آنها بطور غیرمحتمل، همچنین تابش RTG ها در اکتشافات فضایی نیز بطور غیرمحتملی دریافت می‌شوند. بعبارتی اکتیویته آنها کمتر از مقدار خارج شدن گسیل­ها است.

+ نوشته شده توسط ر.ق.پ در پنجشنبه 1392/11/03 و ساعت 11:24 |

فهرست برخی کاربرد رادیوایزوتوپها در صنعت :

 

*کاربردهای پزشکی

*پرتودهی غیر پزشکی محصولات

*سیستم های اندازه گیری

*سیستم های تصویربرداری

*آنالیز مواد

*استفاده‌های متفرقه

*واحد استریلیزه کردن صنعتی

*ماشین تله تراپی(دور درمانی)

*تابش دهنده خون

*ماشین تله تراپی (دور درمانی) چند باریکه (چاقوی گاما)

*تابش دهنده نمونه مقیاس کوچک

*تابش دهنده بذر و دانه ها

*مولد های ترموالکتریک رادیوایزوتوپ ها

*چاه پیمایی نفت با استفاده از پرتوهای گاما

*چاه پیمایی نفت با استفاده از نوترون

*پرتو افکن رادیو گرافی گاما

*رادیوگرافی گاما خط لوله با حرکت خزنده

*مقیاس سنج ها با اکتیویته بالا

*مقیاس سنج‌، چگالی و ضخامت گاما با انرژی پایین

*مقیاس سنج چگالی و ضخامت بتا

*تصويربرداري صنعتي سهبُعدي با استفاده از پرتو گاما

*مقیاس سنج رطوبت مواد به صورت توده ای

*مقیاس سنج چگالی و رطوبت خاک

*آنالیز کننده فلورسانس پرتوx

*ماشین براکی تراپی راه دور پس از بار گذاری

*حذف کننده استاتیک

*میله رادیواکتیو رسانای رعد و برق

*علائم شب نما

*آشکار ساز دود

*كاربردهاي رديابي

*آشكار سازي نشتي

*سطوح مشترك خط لوله

*الگوهاي جريان

*اندازه گيريهاي آهنگ جريان

*عوامل نشاندار

*رقيق سازي ردياب

*آناليز روکش

*زمانهاي اختلاط

*زمانهاي ماند

*پاسخ بسامد (فرکانس)

*اندازه گيريهاي دماي سطح

*ساليابي راديو اکتيو

*تعيين ساختار مولکولي

*کنترل حشرات

*بهينه سازي پليمر

*مطالعات جهش (موتاسيون) بيولوژيکي

*فرآوري شيمي هسته اي

*بهداشتي نمودن لجن

*فرآوري گازهاي خروجي از دودكش

*حركت گل و لاي در بندرگاه‌ها

*مطالعات آلودگي ساحلي پراكندگي پسمان

*آب شناسي و مديريت منابع آب

+ نوشته شده توسط ر.ق.پ در پنجشنبه 1392/11/03 و ساعت 11:1 |

آدرس سایتهای مفید ویژه پژوهشگران در زمینه فیزیک هسته ای

کاربردی

آدرس برخی سایتهای مورد استفاده پژوهشگران و دانشجویان فعال در زمینه فیزیک هسته ای کاربردی در قسمت زیر و در بخش پیوندهای وبلاگ آمده است. سایتهای زیر بسیار مفید بوده و برای افراد متخصص کارایی فوق العاده زیادی در تسریع محاسبات تامین خواهد کرد.


دانلود نرم افزار اطلاعات رادیوایزوتوپها شامل پرتوهای گسیلی، نوع و دختر واپاشی و...

  http://www.radprocalculator.com/RadDecay.aspx



انتشارات آژانس بین المللی انرژی اتمی- شامل صدها عنوان کتاب تخصصی رایگان

http://www-pub.iaea.org/MTCD/publications/publications.asp


حل برخی از مسائل کتابهای مرجع دانشگاهی رشته فیزیک شامل الکترودینامیک جکسون و...

http://www.unc.edu/~mgood/research/research.html


متن کامل مقالات مجله فیزیک پزشکی ایران

http://www.mums.ac.ir/physic_journal/fa/contents12


طبیعت زنده- حاوی بسیاری از کتابها و اخبار جدید فیزیک

http://roohollah5329.blogfa.com/


متن کامل مقالات مجله فیزیک

http://journals.iut.ac.ir/


فهرست نشريات فارسي مصوب گروه  علوم پايه شامل کلیه مقالات

http://sid.ir/Fa/Subject.asp?ID=4


مرکز ملی داده های هسته ای- مرجع بسیار کامل شامل تمام سایتها

http://www.nndc.bnl.gov/


نرم افزارها واطلاعات انلاین هسته ای

http://www.wise-uranium.org/rdr.html#DCALC


اطلاعات تخصصی در زمینه مواد رادیواکتیو

http://www.iem-inc.com/toolabs.html


مراجع کامل حاوی داده های هسته ای

http://ie.lbl.gov/


کلاسهای تصویری دروس کارشناسی رشته فیزیک دانشگاه Yale قابل دانلود

http://oyc.yale.edu/physics/fundamentals-of-physics/content/downloads


کلاسهای تصویری فیزیک پایه1 دانشگاه MIT قابل دانلود

http://ocw.mit.edu/OcwWeb/Physics/8-01Physics-IFall1999/VideoLectures/index.htm


کلاسهای تصویری معادلات دیفرانسیل دانشگاه MIT قابل دانلود

http://ocw.mit.edu/OcwWeb/Mathematics/18-03Spring-2006/VideoLectures/index.htm


سرویس داده های هسته ای

http://www.nea.fr/html/dbdata/data/nds_eval_libs.htm


نرم افزارهای رایگان فیزیک

http://www.brothersoft.com/downloads/physics.html


زندگینامه فیزیکدانان

http://www.vigyanprasar.gov.in/scientists/Subodh_Mahanti.asp


مجله علوم و فنون هسته ای ژاپن- متن کامل مقالات

http://www.jstage.jst.go.jp/search/


نرم افزار آنلاین محاسبه انتگرال

http://integrals.wolfram.com/index.jsp


نرم افزار آنلاین محاسبه فعالسازی نوترونی

http://www.wise-uranium.org/rnac.html


نرم افزار آنلاین تبدیلات واحدهای هسته ای

http://www.wise-uranium.org/cunit.html


نرم افزار آنلاین محاسبه واپاشی اورانیوم

http://www.wise-uranium.org/rccu.html


نرم افزار آنلاین محاسبه خواص تابشی اورانیوم

http://www.wise-uranium.org/rup.html


مراجع حاوی داده های بهره محصولات شکافتهای هسته ای

http://ie.lbl.gov/fission.html


مرجعENDF شامل تمام داده های هسته ای (سطح مقاطع)

http://t2.lanl.gov/data/


ارائه درروس دانشگاهی بصورت خودآموز در قالب پاورپوینت در دانشگاه پیام نور

http://bgpnu-projects.blogfa.com/cat-3.aspx


اطلاعات دقیق راکتورهای تحقیقاتی در دنیا

http://nucleus.iaea.org/RRDB/RR/ReactorSearch.aspx


اکتیویته ویژه رادیونوکلیدها

http://www.iem-inc.com/toolspa.html


محاسبه آنلاین انرژی پیوندی هسته ها برحسب مدل نیمه تجربی قطره-مایع

http://www.kcvs.ca/site/projects/physics_files/nucleus/decays.swf


محاسبه واپاشی آنلاین رادیوایزوتوپها

http://www.wise-uranium.org/rcc.html

 

 

+ نوشته شده توسط ر.ق.پ در دوشنبه 1390/06/07 و ساعت 12:3 |

مثالهای اولیه کاربردهای ردیابی

قبل از جنگ جهانی دوم، کاربردهای ردیابی رادیوایزوتوپ در مقیاس نسبتاً پایینی و محدود به زمینه های شیمی، بیولوژی و کشاورزی بود. بلافاصله پس از دوران جنگ، سرعت استفاده از این روش در صنعت گسترش جدی یافت. و در گزارشات مربوط به دو کنفرانس مشهور بین المللی که در ارتباط با استفاده صلح آمیز از انرژی اتمی بوسیله سازمان برگزار گردید نتایج استفاده و گسترش این روش در صنعت UN) ،1956 ، 1958) ارایه گردید.

این دو کنفرانس با نام" اتم ها برای صلح "در سال 1955 و 1958 مشهور شدند. در ادامه چند مثالی از کاربردهای اولیه این روش در بخش نفت توضیح داده می­شود.

(1) مطالعه میدان نفتی: تعجب آور نیست، رادیوایزوتوپها اولین بار در صنایعی بکار رفت که در آنها ردیابهای شیمیایی به خوبی تثبیت شده بود. بعنوان مثال، در مهندسی میدان نفتی، تزریق آب بطور گسترده جهت افزایش بهره هیدروکربنهای استخراج می­شوند بکار می­رود. اطلاعات دقیق در مورد شرایط مخازن آب در نزدیکی چنین چاههایی از حفاری چاهها و دیگر آزمایشات قابل دستیابی است. با وجود این، ردیابها جهت بدست آوردن اطلاعات حیاتی در مورد الگوهای جریان در لایه های حامل نفت بین چاه های تولید و تزریق مورد نیاز می­باشند.

فلورسین و دیگر رنگها، و نیز سدیم و سلنیوم بطور سنتی و معمول بکار می­روند، ولی به دلیل جذب سطحی زیاد بر روی سطوح جامد بندرت دارای نتایج موفقیت آمیز بوده اند. در ابتدا  واتکینز و دانینگ (Watkins و  Dunning  (UN، 1956)) گزارش دادند که ردیابهای رادیواکتیو شامل ید-131 و ایریدیم-192 در یک فرم شیمیایی مناسب (جدول 8-1) نتایج موفق آمیزتری داشته­اند.

(2) نقش ردیابها در صنعت پالایش نفت: کاربرد تکنیک های رادیوایزوتوپ در پالایش نفت از اوایل سالهای 1950خود را نشان داده است. Hull  و Fries  (UN، 1956) مطالعات قدیمی را بازبینی کردند، که این مطالعات نیز شامل بسیاری از کارهای قبلی آنها بود پس از آن، روشهای ردیاب رادیواکتیو در طی زمان برای موارد یاد شده زیر توسعه یافت.

یافتن محل نشتی در خطوط لوله، اندازه گیری جریان تحت یک شرایط وسیع خاص، و مطالعه رفتار کاتالیزور در ستونهای پالایش. بین دو کنفرانس "اتمها برای صلح "( 1955 و 1958 )، کاربردهای صنعتی گسترش یافت. IAEA که در سال 1958 بنیان گزاری شد، نقش اصلی در گسترش و توسعه کاربردهای فنآوری ردیاب­ها را بویژه در کشورهای در حال توسعه ایفاء نمود.

 

پیشرفت های اخیر

از اوایل سالهای 1960 پیشرفت بزرگی در زمینه های میکرو الکترونیک، پردازش اطلاعات و تجسم و مدلسازی عددی فرایند های پیچیده دینامیکی صورت پذیرفته است.

هرچند این پیشرفت و توسعه بطور مستقیم مرتبط با علم تابش و رادیوایزوتوپ نبود، اما تاثیر بسزایی در حوزه فنآوری ردیاب داشته است. قابل ذکر است بسیاری از پیشرفت های اخیر در این حوزه، برای سلامت و بخشی برای صنعت گسترش یافت. مثالهایی در این باره شامل توموگرافی کامپیوتری (بخش 7-2-1)، کاربردهای صنعتی سیستم های دوربین پرتو گاما و SPECT (توموگرافی کامپیوتری گسیل تک فوتون) می باشد. درجدول (8-3) تعدادی از کاربردهای صنعتی و محیطی ردیابهای مصنوعی آورده شده است.

+ نوشته شده توسط ر.ق.پ در دوشنبه 1390/05/10 و ساعت 8:19 |
 

ماشین براکی تراپی راه دور پس از بار گذاری

این دستگاه‌ها بطور نوعی شامل چندین چشمه Cs137، Ir192 و Co60 می باشند. چشمه‌ها بسیار کوچک بوده و (تقریبا 1 میلی متر) آنها برای درمان سرطان از طریق عبور کردن خودکار چشمه از حفاظ داخل کانتینرشان به لوله داخل مجرای ادراری که می‌تواند جلو­تر از ناحیه تومور قرار گیرد، بکار گرفته می‌شوند. البته منظور بیشتر درمان تومورهای سرطانی پروستات در افراد مورد نظر است. این اجازه داده شده که لوله ورودی به مجرای ادرار بدون وجود چشمه توسط یک متخصص غدد دقیقا در ناحیه تومور قرار گیرد. سپس یک دز تابشی می توان بطور مستقیم از راه دور به ناحیه تومور تجویز شود، حداکثر دز به تومور با کمترین دز به سلامتی بافت های بیمار و بدون هیچ دزی به کارکنان همراه است. چنین دستگاه‌هایی در بسیاری از بخش های درمان سرطان بیمارستان ها در سطح دنیا در حال بکارگیری است.

چشمه  رادیواکتیو در یک قوطی حفاظ دار ماشین براکی تراپی نگهداری می‌شوند. لوله ورودی به مجرای ادراری در ناحیه تومور بدون بار گذاری چشمه رادیواکتیو قرار می گیرد، و موقعیت دقیق می‌تواند از طریق رادیوگرافی مورد تائید قرار گیرد.

 پس از قرارگیری لوله ورودی به مجرای ادراری به ماشین براکی تراپی متصل می‌شود، که تعداد دقیق چشمه‌ها برای ناحیه درمان از طریق فشار باد وارد می‌شود. 

در پایان دوره درمان‌، چشمه‌ها به داخل قوطی نگهداری در ماشین باز گردانده می‌شوند.  چنین دستگاه‌هایی در بسیاری از بخش های درمان سرطان بیمارستان ها در سطح دنیا در حال بکارگیری است. به منظور جلوگیری از پرتوگیری کارکنان بیمارستان این دستگاه در امکانات حفاظ دار که امکان دسترسی به آن بسیار مشکل است مورد استفاده قرار می گیرد. این دستگاه بروی چرخ سوار بوده در نواحی محصور نگهداری می‌شود و تنها در مواقع استفاده آورده می‌شود. چشمه‌های ضعیف شده بصورت دوره ای توسط مهندسان سرویس کار‌، آموزش دیده جایگزین می‌شوند. چشمه‌های مصرف شده به داخل یک کانتینر قابل حمل مخصوص منتقل و چشمه‌های جدید از آن به ماشین تحویل داده می‌شوند. کانتینرها برای حمل و نقل بین کارخانه سازنده و بیمارستان دائما بکار می روند. بطور نوعی چشمه‌ها بسیار کوچک هستند. قطر کمتر از 5 میلی متر و امکان حکاکی با قلم یا حکاکی سایر علائم شناسائی وجود ندارد.

 

+ نوشته شده توسط ر.ق.پ در دوشنبه 1389/08/10 و ساعت 9:25 |
 

چاه پیمایی نفت با استفاده از نوترون

این دستگاه‌ها عمدتا از یک تک چشمه نوترونی Be Am/241 استفاده می کنند. البته تعداد کمی از آنها با استفاده از چشمه Pu/Be 239 یا Cf 252 که ماده ای با شکافت خود به خودی و گسیل نوترون است کار می­کنند، که در حال حاضر رو به منسوخ شدن است. چاه پیمایی نفت، عملیات دریافت اندازه­گیری‌های ژئوفیزیکی مختلف در چاههای نفت بمنظور ارزیابی کارایی آنها و زیست پذیری در اکتشاف و تولید آنها است. چشمه‌های نوترونی برای اندازه­گیری میزان هیدروژن لایه‌های صخره­های اطراف سوراخ­های حفاری شده یک چاه نفت، از طریق اندازه‌گیری پرتوهای پس پراکنده شده عمل می کند. این اندازه­گیری به همراه سایر اندازه­گیری‌ها یک شاخصی از هیدروکربن­های موجود را ارائه می دهد.

  خود چشمه معمولا از فلز مقاوم در مقابل خوردگی شیمیایی و با استحکام بالا ساخته می‌شوند. سپس داخل یک اتصال گاوی نصب یا جوش داده ‌شده و مشابه حالت چاه پیمایی نفت گاما به داخل چاه نفت فرستاده می‌شود. میزان پس پراکندگی‌ها ثبت و نتایج­، مورد تفسیر قرار می­گیرد. درحالیکه چاه پیمایی نفت نوترونی در کاربردهای یکسانی بعنوان چاه پیمایی گاما مورد استفاده قرار می­گیرند. اتصال گاوی Be Am/241به صورت گسترده­ای با مولدهای نوترونی­، که دیگر چشمه‌های بسته نیستند در حال جایگزینی است. بنابراین تعداد کمتری از چشمه‌های نوترونی Be Am/241 نسبت به Cs137 در حال گردش است. اتصالات گاوی نوترون محدوده ای از طراحی‌های مختلف را دارد. چون H وn تقریبا هم جرم هستند لذا در اثر برخورد n با H پدیده پراکندگی یک پدیده  غالب است که در نتیجه از این پدیده می توان برای تخمین میزان H موجود در محیط استفاده کرد که به نحوی می­توان برای تخمین رطوبت محیط و هم وجود مواد H دار مانند هیدروکربن ها بکار گرفته شود.

 

+ نوشته شده توسط ر.ق.پ در دوشنبه 1389/08/10 و ساعت 9:23 |
 

کاربردهاي درماني راديوداروها در پزشکی   هسته ای

 

درمان پركاري تيروئيد

پركاري تيروئيد يك بيماري شايع ناشي از فعاليت زياد هورمون تيروئيد است و از تعدادي فرآيندهاي بيماري زا ناشي مي شود. راهكارهاي چندي در درمان پركاري تيروئيد بكار گرفته شده است، به عنوان مثال، استفاده از داروهاي آنتي تيروئيد از قبيل پروپيلودراكيل يا متي مازول، تيرودكتومي، اما دارودرماني و معالجه با I131 از متداولترين انتخابها هستند.

علت اساسي استفاده از درمان راديو يد اين است كه تيروئيد انباشته شده و غده ها را با تابشهاي g و-b تابش دهي مي كند، در حدود %90 كل دز تابشي از ذرات -b ناشي مي شود. چندين روش انتخاب دز درماني I131 در حال استفاده است. ساده ترين روش تجويز مقدار يكساني از يديدسديم- I131، معمولاً 3         تا mCi 7 (MBq259-111)، براي همه بيماران با شرايط كلينيكي پركاري تيروئيد مشابه مي باشد. تقريباً %60 بيماران از معالجه پركاري تيروئيد در مدت 3 تا 4 ماه بهبودي حاصل مي كنند و يك معالجه ثانوي براي 25 تا 30 درصد‌ ساير بيماران بكار مي رود. اين روش اكتيويته ثابت محدوديتهايي دارد، زيرا اكتيويته تجويز شده دلخواه است و به شدت بيماري يا وزن غدد ارتباطي ندارد.

متداولترين روش معالجه I131‌ تجويز مقدار خاصي از I131‌ بر حسب ميكروكوري بر گرم از تيروئيد، براساس ارزيابي فراجذب تيروئيد و جرم غدد
مي باشد. فرض بر اين است كه نيمه عمر بيولوژيكي ميانگين I131‌ براي كليه بيماران يكسان است. رابطه تجربي براي اين روش به صورت زير داده مي شود:

 =    µCi تجويز

100 × (g) جرم تيروئيد ×µCi /g

(%) فراجذب در 24 ساعت

 بسياري از كلينيك ها از يك دز 55 تا µCi80 (MBq3-2) بر گرم براي بيماري گراوس[1] استفاده مي كنند. چنانچه فرض شود µCi1 ( kBq37) انباشته شده در تيروئيد، منجر به 1 راد (Gy01/0) دز تابشي شود، آنگاه، يك دز µCi80 (MBq96/2) بر گرم برای مثال rad 6400‌ (Gy64) به غدد تيروئيد 60 گرمی با ميزان فراجذب %75‌ مي دهد. جرم تيروئيد از طريق معاينه يا عكس تيروئيد تخمين زده مي شود. براي بيماران با غدد بسيار بزرگ و شديداً پركار، دز بزرگتري در حدود 160 تا µCi200 (MBq 4/7-9/5) بر گرم براي بدست آوردن پاسخ سريعتر تجويز مي شود.

            درمان I131‌ براي زنان باردار ممنوع است، زيرا I131‌ از ديواره جنيني عبور  مي كند و مي تواند باعث مخاطرات تابشي به تيروئيد جنين گردد. تيروئيد جنين در هفته دهم حاملگي شروع به انباشت يد مي كند و از اين رو درمان I131‌ در طی يا بعد از اين زمان بايد ممنوع شود. همچنين،‌ در دوره زماني قبل از هفته دهم حاملگي، بخشي از درمان ممكن است موجب پرتوگيري تابشي به جنين شده و از اين رو نبايد صورت گيرد. پيشنهاد شده است كه يك آزمون بارداري قبل از شروع درمان با I131 براي كليه خانمها در سنين پتانسيل حاملگي انجام شود. به بيماران معالجه شده با I131 توصيه مي شود كه حاملگي را حداقل 6 ماه پس از درمان به تعويق بيندازيد.

      در بيماري گراوس، بهبود كامل پركاري تيروئيد در %60 بيماران بعد از معالجه بدست مي آيد. براي بيماران با پركاري تيروئيد شديد، به ويژه بيماران مسن تر، قبل از شروع درمان با I131، درمانهايي با استفاده از داروهاي آنتي تيروئيد بكار گرفته مي شود تا نتايج بهتري حاصل گردد.

      بازگشت پركاري تيروئيد پس از اولين معالجه در حدود 6‌ تا 14 درصد از بيماران يافت مي شود و نياز به تكرار درمان با I131 وجود دارد. پركاري تيروئيد در بين 25 تا 40 درصد بيماران معالجه شده، بويژه آنهايي كه با دزهاي بالايي از I131 درمان شده اند، مشاهده مي شود. بمنظور كاهش شيوع پركاري تيروئيد، دزهاي كمتر يا تقسيم شده اي از I131 در يك مدت طولاني تري تجويز مي شود. بعد از درمان با I131، داروهايي از قبيل تيوميدس[2] ، يد پايدار و عوامل مسدود كننده آدرنالين -b (پروپرانولول، متوپرولول و...) بمنظور كنترل پركاري تيروئيد به بيماران داده مي شود.

      گواتر چند غده اي سمي (بيماري پلومر[3]) در مقابل درمان I131 بسيار مقاوم هستند و به طوري كه با چندين ميزان دز بالاي I131 درمان مي شوند. به علت مقاومت در مقابل درمان، شيوع پركاري تيروئيد در اين گروه از بيماران پايين است. اين بيماران بايد براي درمان با I131 با پيش درمان آنتي تيروئيد آماده شوند.

      در تعداد كمي از بيماران، نتايج تشديد پركاري تيروئيد به شرايطي از قبيل نارسايي قلبي و بحران تيروئيد در مدت 3 تا 5 روز بعد از درمان با I131 بايد توجه شود. اين نتايج ناشي از آزادسازي مفرط 3T و4T از غده تيروئيد درمان شده است. به هر حال، امروزه شيوع پركاري تيروئيد وخيم از طريق استفاده از پيش پروپرانولول براي درمان كاهش يافته است.

درمان سرطان تيروئيد

      انواع مختلف سرطانهاي تيروئيد شامل سرطانهاي داراي برآمدگي و
كيسه اي با I131 قابل درمان هستند، زيرا اگرچه خيلي كوچك هستند، قابليت تمركز I131 را دارند. سرطانهاي تيروئيد نخاعي و آناپلاستيك، I131 را جمع      نمي كنند و از اين رو درمان با I131 براي درمان اين سرطانها بي ارزش است. سرطانهاي داراي برآمدگي و كيسه اي در قسمتهاي مختلف بدن از يك نقطه به نقطه ديگر گسترش يافته و اغلب ميزان وسعت گسترش قبل از شروع درمان با I131 نياز به ارزيابي دارد.

      قبل از درمان I131، اغلب بيماران متحمل جراحي كل و يا قسمت اعظمي از تيروئيد مي شوند كه در آن بافتهاي سرطاني به انضمام مقداري از بافتهاي سالم برداشته مي شوند. جداسازي بافتهاي سالم باعث پركاري تيروئيد مي شود و نتيجه آن يك افزايش TSH داخلي را دربردارد كه سرطان باقي مانده را براي متمركز كردن  I131 تحريك مي كند. همه داروهاي خوراكي هورمون تيرون (4T) براي 6 هفته قبل از شروع درمان به منظور درمان متوقف مي شوند. گاهي اوقات كربنات ليتيم قبل از درمان با I131 تجويز مي شود زيرا ليتيم از آزادسازي I131 از سرطان تيروئيد جلوگيري مي كند.



1 - Graves

1 - Thiomides

2 - Plummer

+ نوشته شده توسط ر.ق.پ در دوشنبه 1389/03/17 و ساعت 6:45 |

             آنالیز با روش فعالسازی نوترونی

آنالیز به روش فعالسازی نوترونی (NAA) بعنوان یک روش قدرتمند برای آنالیز نمونه­ها وتعیین کیفی و کمی عناصر موجود در نمونه بکار می­رود. اساس این روش بر پایه تبدیل عناصر مختلف موجود در نمونه به ایزوتوپ­های رادیو اکتیو در اثر تابش­دهی با نوترون در رآکتور هسته­ای استوار است. در اثر تابش­دهی ایزوتوپ­های پایدار که اکثر عناصر تشکیل دهنده نمونه­های معدنی، مواد زیست شناسی و ... را شامل می­شوند در اثر نوترون­گیری به مواد رادیو اکتیو تبدیل می­شوند. این عناصر رادیواکتیو متناسب با مشخصه­­ی نیمه عمرشان که از ثانیه تا سال متغییر است شروع به واپاشی می­کنند که بیشتر بصورت نشر پرتو گاما ( ) با انرژی مشخص صورت می­گیرد. بمنظور تشخیص منبع این پرتو­های گاما  بلافاصله مشخصات آنها بوسیله آشکارساز نیمه-هادی اندازه­گیری می­شود. از آنجایی که هر رادیو نوکلوئید پرتو گاما با طول موج یا انرژی مشخصی ساطع می­کند بنابراین پرتوهای گامای منتشر شده مشخصه ایزوتوپ­های تشکیل شده و در نتیجه بیانگر عناصر موجود می­باشند. NAA یک روش موثر برای تعیین همزمان 30-25 عنصر ماتریسی کوچک و بزرگ با دقت ppm-ppb در نمونه­های زمین شناسی، محیطی و زیست شناسی به شمار می­رود. از مشخصه­های فعالسازی نوترونی می­توان به قدرت انتخاب بالا و حساسیت زیاد اشاره کرد. در مقایسه با روش­های دیگر از قبیل PIXE و XRF روش فعالسازی نوترونی همچنان به عنوان یک روش کارآمد با گستره­ی عظیمی آنالیز نقش خود را ایفا می­کند. اگرچه این روش (NAA) یک روش مقایسه­ای است و استانداردهایی از عناصر مورد نظر با غلظت مشخص در آزمایشگاههای معتبر تهیه می­شود.

اصول روش:

اصل روش NAA واکنش هسته­ای و عمدتاً بصورت گیراندازی نوترونی و در مرحله بعد گسیل گاما از طریق واپاشی بتا ( ) صورت می­گیرد. که بصورت  نمایش داده می­شود. تابش با گیراندازی نوترونی با احتمال بالا برای نوترون­های حرارتی (0.025 eV) به دلیل سطح مقطع بزرگ اتفاق می­افتد. هنگامی­که نوترون با هسته هدف از طریق برخورد غیر-الاستیک برهمکنش می­کند هسته مرکب (در یک حالت برانگیخته) تشکیل می­شود. انرژی تهییجی هسته مرکب بدلیل انرژی بستگی نوترون با هسته­هاست.

هسته مرکب معمولاً سریعاً به یک ترکیب پایدارتر از طریق گسیل یک یا چند پرتو مشخصه گاما تبدیل می­شود. در بسیاری از موارد، ترکیب جدید بدست آمده یک هسته رادیواکتیو بدست می­دهد که دوباره از طریق گسیل یک یا چند گامای تأخیری اما با سرعت کندتری معادل یک نیمه-عمر به پایداری می­رسد. بسته به نوع رادیواکتیوهای نمونه نیمه-عمر می­تواند از کسری از ثانیه تا چندین سال متغییر باشد.

بنابراین NAA می­تواند نسبت به زمان اندازه­گیری به دو گروه تقسیم­بندی شود:

1-    PGNAA که در آن اندازه­گیری در حین تابش­دهی صورت می­گیرد و یا

۲- DGNAA که اندازه­گیری بعد از واپاشی رادیواکتیو صورت می­گیرد

NAA سریع در مقابل NAA تاخیری:

روش NAA یر حسب اینکه پرتو گاما در حین پرتودهی با نوترون اندازه گیری شود (PGNAA) و یا اینکه مدتی بعد از اتمام پرتودهی اندازه­گیری شود تقسیم ­بندی می­شود(DGNAA).

PGNAAبا تابش نمونه بوسیله باریکه نوترون (از خروجی رآکتور) و اندازه­گیری همزمان پرتو مشخصه گامای گسیل شده از رادیو نوکلوئیدهای با عمرکوتاه بمنظور تعیین غلظت عناصر موجود در نمونه انجام می­شود. در حالیکه DGNAA از حساسیت بیشتری برای تعیین اکثر عناصر دارد نمی­تواند برای تعیین عناصری بکار رود که در روش قبلی قابل آنالیز هستند. میانگین انرژی نوترون­های سریع (100keV-10MeV) که در رآکتور تولید شده­اند با عبور باریکه از داخل یک کندکننده کاهش داده می شود. در برخورد نوترون­ها با اتمهای ماده کندکننده نوترونهای سریع به نوترونهای شبه حرارتی (1 keV) و حرارتی (0.025 eV) تبدیل می­شوند. میانگین انرژی حرارتی نوترون به ترتیب بستگی به مقادیر سرعت و طول موج، 2200 m/s و 2A، دارد. کاربردهای  NAA می­تواند از طریقی با بکاربردن نوترون زیرحرارتی[1] افزایش داده شود، بعنوان مثال نوترونهای سرد (E )، مشابه روش فوق با بکار بردن کندکننده­های سرمازا متشکل از CH4 مایع در بازه دمائی 20 تا 110K تولید کرد.

باریکه نوترونهای معمولی از رآکتور تحقیقاتی تهران با نوترونهای سریع و تابش­های  ناشی از هسته همراه هست که فیلترها، باریکه سازها و حفاظ گذاری می­توانند تا حد زیادی اثر این موئلفه­های ناخواسته را بکاهد. باریکه­های نوترونهای سرد زمینه­ی گاما و نوترون سرد خیلی کمتری دارند بنابراین برای گیراندازی نوترون و آزمایشهای فیزیک پایه آشکارسازها بمنظور حساسیت بالا و انجام روشهای همزمانی نزدیک نمونه قرار می­گیرند. از آنجائی که شار تابیده شده به نمونه از باریکه نوترونی از مرتبه میلیون برابر کمتر از نمونه قرار گرفته شده در رآکتور است آشکارساز می­تواند بمنظور جبران کاهش حساسیت ناشی از شار نزدیک نمونه قرار بگیرد. روش PGNAA بیشتر برای عناصر با سطح مقطع نوترون­گیری خیلی بالا  ،عناصری که خیلی سریعتر از آنچه به روش DGNAA اندازه­گیری شوند واپاشی می­کننند، کارائی دارد. روش  DGNAAبرای گستره­ی زیادی از عناصر که رادیونوکلوئید تولید می­کنند مفید است. این روش نسبت به زمان انعطاف­پذیر است چنانچه حساسیت رادیونوکلوئید با نیمه-عمر بلند با رادیونوکلوئید با نیمه-عمر کوتاه تداخل دارد می­تواند با گذر زمان و واپاشی رادیونوکلوئید کوتاه بهبود یابد. این حق انتخاب کلید برتری این روش به سایر روشهاست.

 

آنالیز با فعالسازی نوترونهای سریع و شبه حرارتی:

روش NAA از نوترونهای کند بهره می­گیرد هرچند نوترونهای سریع و شبه حرارتی ممکن است برای فعالسازی بکار برده شود. یک روش NAA که تنها از نوترونهای شبه حرارتی برای ایجاد واکنش  با تابش­دهی نمونه بهره می­گیرد و در حفاظهای کادمیم و یا بور آنالیز می­شود روش فعالسازی با نوترون شبه حرارتی  نامیده می­شود. روش   NAAکه با استفاده از نوترونهای سریع برای انجام واکنشها بهره می­گیرد روش فعالسازی با نوترون­های سریع  نامیده می­شود.

روش NAA می­تواند به بسیاری از عناصر ماتریسی بدون آماده­سازی قبلی تعمیم داده شود. که این شامل موارد زیر می­شود:

جامدات از قبیل زغال سنگ

مایعات از قبیل خون، آب، پسماند کارخانجات، نفت و گازوئیل

گازها از قبیل آرگون، کلر و فلوئور

ذرات معلق موجود در فاضلاب­ها، آب رودخانه­ها و یا غذاها

هر نمونه و استاندارد مربوط به آن طیف گامای مشخصه مربوط به خود را دارد. روش آنالیز با NAA تفکیک با کیفیت بالا از ترکیب عناصر از طریق تشخیص، انرژی گامای مشخصه­ی مربوط به هر ایزوتوپ فراهم می­آورد. آنالیز کمی با روش مقایسه­ای عنصر به عنصر تعداد گاماهای ساطع شده در واحد زمان نمونه ناشناس به تعداد گاماهای ساطع شده در واحد زمان از نمونه استاندارد کالیبره شده صورت می­گیرد. آنالیز کمی بمنظور اندازه­گیری غلظت عناصر نمونه ناشناس در واحد نانوگرم، میکرگرم و میلی­گرم بر گرم و یا میلی­لیتر انجام می­گیرد.

فرآیند NAA می­تواند به سه مرحله تقسیم­بندی شود: آماده­سازی و پرتودهی نمونه­ها، اندازه­گیری و تفسیر نتایج.



[1] - sub-thermal

+ نوشته شده توسط ر.ق.پ در یکشنبه 1389/01/15 و ساعت 6:23 |

راکتورهای تحقیقاتی برای تولید رادیوایزوتوپ

 

مقدمه

تعداد زیادی رادیو ایزوتوپ مصنوعی بین سالهای 1939 – 1934 بوسیله بمباران عناصر با ذرات قابل دسترس در دستگاههای شتاب دهنده مانند سیکلوترون تولید شد. از زمان كشف شكافت هسته اي بيش از صد ويژه هسته جديد بوسيله بمبارانهاي نوتروني توليد شده اند، علاوه بر اين وجود دستگاههاي مدرن شتابدهنده با انرژي بالا موجب بوجود آمدن واکنشهای دیگر هسته ای، پرتاب ذرات از هسته، شکافت عناصر سنگین و تولید عناصر سبک بوده است.

در سال 1896 بكرل راديواكتيويته طبيعي را در سولفات اورانيل پتاسيم كشف نمود. از آن زمان، پيروماري كوري، رادرفورد و سادي تلاشهاي فراواني را براي كشف تعداد زيادي از عناصر راديواكتيو بعمل آوردند. كار همه اين دانشمندان نشان داده است كه كليه عناصر پيدا شده در طبيعت با يك عدد اتمي بزرگتر از  83(بيسموت) راديواكتيو هستند. راديواكتيويته مصنوعي ابتدا بوسيله اي- كوري و اف ژوليو در سال 1934 گزارش گرديد. اين دانشمندان هدفهاي بور و آلومينيوم را با ذرات -a از پلونيوم پرتودهي نموده و پوزيترونهاي گسيل شده از هدف را حتي پس از برداشتن چشمه ذرات -a مشاهده نمودند. اين كشف اكتيويته القائي يا مصنوعي گسترده وسيعي از اهميت فوق العادة آنها را بازنمود. تقريباً در همان زمان، كشف سيكلوترون، نوترون، و دوترون بوسيله دانشمندان مختلف توليد تعداد بسيار بيشتري راديواكتيويته هاي مصنوعي را امكان پذير ساخت. در حال حاضر، بيشتر از 2700 راديونوكليد در سيكلوترون، راكتور و مولد نوترون و شتابدهنده خطي توليد شده اند.

راديونوكليدهاي بكاررفته در پزشكي هسته اي اكثراً از انواعي هستند كه بطور مصنوعي توليد شده اند. اين راديونوكليدها در ابتدا در يك سيكلوترون يا يك راكتور توليد مي شوند. نوع راديونوكليد توليد شده در يك سيكلوترون يا يك راكتور بستگي به ذره پرتودهي، انرژي آن و هسته هاي هدف دارد. از آنجا كه اين تجهيزات پرهزينه هستند، و راديونوكليدهائي توليد مي كنند كه به تجهيزات خودكار هدايت مي شوند كلاً محدود هستند. راديونوكليدهاي با عمر بسيار كوتاه تنها در مؤسساتي قابل دسترسي هستند كه داراي تجهيزات سيكلوترون يا راكتور بوده، و نمي توانند براي مؤسسات يا بيمارستان حمل شوند چرا كه سريعاً فروپاشي مي كنند. با وجود اين براي تأسيسات خودكار چشمه ثانوي از راديونوكليدها بويژه با نيمه عمر كوتاه وجود دارد كه بنام مولد راديونوكليد بوده و بطور مفصل در فصل بعدي مورد بحث قرار مي گيرند.

اولین راکتور بهره برداری هسته ای که از اورانیوم طبیعی بعنوان سوخت و بلوکهای گرافیک بعنوان کند کننده ( راکتور گرافیت)[1] استفاده می گردد در Tennessee,Oak ridge  USA و در سال 1943 تا 1963 بکار گرفته شد.

انتشارات IAEA یک دایرکتوری وسیع جهانی از راکتورهای تحقیقاتی فراهم کرده است. دوران 1950 تا 1970 تعداد زیادی از راکتورهای تحقیقاتی با امکانات چند گانه ای مورد بهره برداری بوده است. بعد از 1980 ، بعلت از کار اندازی تعدادی از راکتورهای قدیمی، تعداد راکتورهای در حال کار بطور پیوسته کاهش یافت.

درحال حاضر 278 راکتور تحقیقاتی در حال کار هستند که نزدیک به 73 عدد برای تولید رادیوایزوتوپها مفید هستند. راکتورهای تحقیقاتی که برای تولید رادیو ایزوتوپ بکار می روند، بطور عمده به دو دسته طبقه بندی می شوند:

-        اورانیوم غنی شده ، کند کننده آب سبک[2]، راکتورهای نوع استخری

-        اورانیوم طبیعی، کند کننده آب سنگین[3] و راکتورهای نوع تانکی

 

رادیوایزوتوپها بوسیله پرتودهی مواد هدف مناسب برای شار نوترون در راکتور هسته ای در یک مدت مشخص تولید می شود. در راکتورهای نوع استخری، قلب فشرده و قابل مشاهده است، و از قسمت بالای استخر قابل دسترسی است. مواد هدف که باید تابش دهی شوند در کپسولهای اولیه بسته می شوند، در ظرفهای مخصوص تابش دهی طراحی شده قرار گرفته و سپس در محلهای از پیش تعیین شده در قلب لوله ای برای تابش دهی پایین فرستاده می شود.

در راکترهای استخر آبی، دسترسی به قلب آسان است، وارد کردن و خارج کردن هدفها آسان هستند، و می توان از قسمت بالای استخر با استفاده از ابزار ساده انجام داد. هدفهای تابش دهی شده سپس  در کانتینرهای حفاظتی مناسب قرار گرفته و به آزمایشگاههای فرایند ایزوتوپ منتقل می شوند.

در راکتورهای نوع تانک، مجموع تابش دهی شامل یک تعداد زیادی از کپسولهای هدف بوده و با استفاده از ظروف مخصوص طراحی شده به پایین فرستاده می شود. مجموع تابش دهی شده به داخل یک هات سل ثابت بوسیله یک دسته ماشینی با قابلیت بالا برای قراردادن و خارج کردن کپسولهای هدف بعدی فرستاده می شود. تولید مقدار رادیوایزوتوپها با اکتیویته ویژه بالا به هدف و به همان اندادهز به شرایط تابش دهی وابسته است.



[1] . Graphite Reactor

[2] . Light Water Moderator

[3] . Heavy Water Moderator

+ نوشته شده توسط ر.ق.پ در سه شنبه 1388/10/01 و ساعت 8:48 |

اتوراديوگرافی و راديوگرافی گاما

                                                                        

مقدمه

از بدو کشف رادیواکتیویته روشهای فوتوگرافی با آن همراه بوده اند. در روشهای اوتورادیوگرافی و رادیوگرافی با چشمه های خارجی آلفا، بتا و یا پرتوها گاما، تجهیزات مفیدی در زمینه تحقیقات و فناوری وجود دارند. این دو روش ازنظر تاثیر روی لایه های حساس (امولسیون)[1] فوتوگرافی مشترک بوده و برای هر دو روش دستگاههای بسیار ساده ای بکار می رود.

 اتو رادیوگرافی

اتو رادیوگرافی عبارت است از تولید یک تصویر دو یا سه بعدی توسط پرتوهای مواد رادیواکتیو در لایه های حساس فیلم فوتوگرافی. این تصویر      می تواند بصورت ناحیه ای از لکه های سیاه با چگالی متغیر که بسادگی با چشم غیر مسلح قابل رویت هستند، و یا  از دانه های[2] پرتو دیده یا اثرات که زیر میکروسکوپ قابل رویت هستند تشکیل شده باشد. بعضی از روشها امکان مطالعه تصاویری در رابطه با مواد حاوی اتمهای رادیواکتیو و کسب اطلاعاتی در مورد موقعیت اتمها یا مولکولها نشاندار شده را ارائه می دهند. اتورادیوگرافی فناوری گسترده ایی است و کار بردهای وسیعی در زیست شناسی، جانور شناسی، فیزیولوژی گیاهی، متالوژی، مهندسی و در بسیاری از رشته های دیگر دارد. روشهای غیرفوتوگرافیک نیز وجود دارند، مثلا بکاربردن ورقه های نازک پلاستیکی و فلزی برای ذرات آلفا و بعضی از محصولات شکافت و هسته های سنگین. ولی در اینجا فقط روشهای فوتوگرافی مورد مطالعه قرار خواهند گرفت. اساس اتورادیوگرافی بسیار ساده بوده و نیاز به تجهیزات خاصی ندارد. سه روش اصلی وجود دارند: تماس، پوشش دادن و فیلم برهنه. روش آخری قادر به پالایش قابل ملاحظه بوده و ممکن است برای نشان دادن برداشت یک عنصر بوسیله یک سلول تنها و برای آشکار سازی حضور معدودی اتم در یک عنصر مطرح گردد.

 اثر پرتوها بر روی لایه های حساس فوتوگرافی

وقتیکه نور روی کریستال هالید نقره بتابد، پدیده ای آغاز می گردد که در طول آن الکترونها آزاد می شوند. این الکترونها و به پیروی از آنها یونهایی جیوه که به اتمهای جیوه احیاء شده اند، به طرف محلهای خالی شبکه کریستالی حرکت نموده وتولید تصویر نهایی می کنند. این تصویر نهایی درظاهر سازی بعنوان کاتالیزور عمل نموده و احیاء موضعی هالید جیوه رابه جیوه فلزی تقویت می کند.

پرتوهای یونساز هم، با تولید الکترونها در اثر برخورد، موجب تشکیل تصویر نهایی می گردند، همچنانکه انواع دیگر انرژی که می توانند شبکه کریستالی را بهم ریخته و الکترون آزاد کنند، به همین نحو عمل خواهند نمود. یکی از این انواع اختلالات، فشار مکانیکی است. تیرگی فیلم  می تواند ناشی از متمرکز شدن یا خراشیدن لایه های حساس فیلم باشد. بعضی از مواد شیمیائی ایجاد سیاهی می کنند، و لذا برای کارهای دقیق، دقت زیادی لازم است تا ازتشکیل مه گرفتگی زمینه جلوگیری گردد.

انواع لایه های حساس

لایه های حساس بکار رفته برای اتورادیوگرافی در اندازه دانه[3]، چگالی هالید نقره، ضخامت، پایه و تکیه گاه با یکدیگر تفاوت دارند. بعضی از لایه های حساس متداول در جدول (20-1) دیده می شوند.

 

جدول 20-1  لایه های حساس فیلمهای راديو گرافي

لایه حساس

ضخامت (mm)

درصد هالید

اندازه  دانه ها (mm)

تعداد دانه ها در(mm1000)

فوتوگرافي

20-10

15-10

4-1

6

پرتو – X

30-10

20-110

4-1

6

هسته اي

1000-50

45

2/0

10000

فيلم برهنه

5

45

2/0

10000

 

فیلمهای لایه حساس برای پرتو ایکس، معمولاً ضخیمتر از لایه های حساس فوتوگرافی معمولی است و هر دو طرف تکیه گاه با آن پوشیده می شود. یک فیلم حساس  ردپای هسته ای به منظور نمایش مسیر یونش، بسیار ضخیم است و به همین دلیل دارای چگالی بالائی از هالید می باشد. برای اتورادیوگرافی با قدرت تفکیک بالا معمولا فیلمهای با دانه بندی ریز، چگالی بالای دانه ها، مقدار زیاد هالید و در عین حال بسیار نازکتر بکار می رود. دانه های هالید نقره توسط یک پایه ژلاتینی یا سلولزی بر روی صفحه اصلی فیلم که بعنوان یک تکیه گاه برای قرار گیری این ذرات بکار می رود، قرار می گیرند.  یک مثال از این نوع ورقه اتورادیوگرافی نوع کداک AR 10 است. نوع AR 50، بعنوان فیلمهای مورد کاربرد با  پرتو- ایکس با ضخامت µm 10 بکار می رود  که از نوع فیلمهای سریع است ولی قدرت تفکیک پائینی دارد. برای اتورادیوگرافی اتصالی، وقتیکه غلظت رادیوایزوتوپ  بالاست، اغلب ورقهای شفاف[1]  بکار می روند، چرا که آنها


[1] . Lantern

 

قدرت تفكيك[6]

از آنجا که مقصود از اتورادیوگرافی عبارت است از تعیین موقعیت عناصر رادیواکتیو در نمونه، بنابراین ضروری است دقتی که با آن این عمل انجام می گیرد و بعنوان قدرت تفکیک شناخته می شود در نظر گرفته شود(جدول20-2). وقتیکه به تصویر منفردی اشاره می شود، قدرت تفکیک به صورت فاصله بین نقطه ای که دارای حداکثر چگالی و نقطه ای که در آن چگالی نصف می شود، تعریف می گردد. با در نظر گرفتن دانه های مجاور، ملاک زیر می تواند برای تعریف قدرت تفکیک بکار رود. اگر دانه ها دارای قطر d بوده و مراکز آنها به اندازه d2 از هم فاصله داشته باشند در صورتی گفته می شود که قدرت تفکیک برابر d است، که مقادیر بتواند بعنوان «هسته های»[7] جدا از هم دیده شوند. فاکتورهای موثر در قدرت تفکیک عبارتند از :

1 – اندازه  ذرات ( با انرژی پائین بهتر است ). 

2 – ضخامت لایه حساس فیلم ونمونه .

3 – فاصله بین نمونه و فیلم.

4 – زمان پرتوگیری و زمان ظهور.

5- نوع فیلم.

  جدول 20-2  (ابعاد بر حسب میکرومتر : µm )

قدرت تفکیک

لایه حساس

نمونه

فاصله

2

2

0

1/2

2

2

5/0

4/3

5

5

0

1/5

5

5

5/0

4/6

20

5

0

3/9

2

5

4

6/20

جدول (20-3) مقادیر قدرت تفکیک قابل دسترسی رابرای ضخامتهای مختلف فیلم و نمونه ارائه می دهد. کلیه ابعاد بر حسب میکرومتر(µm) می باشند. قدرت تفکیک همچنین بستگی به روش فیلم بکار رفته نیز دارد .

 

جدول 20-3

 

قدرت تفکیک (µm)

فیلم اتصالی پرتو – ایکس           

30- 25

فیلم برهنه                                 

3- 1

روش پوشش                              

7-5

 زمان پرتودهی

 زمان پرتودهی تا حد زیادی روش منطقی آزمایش و خطا است چرا که فاکتورهائی زیادی وجود دارند که باید در نظر گرفته شوند. بعضی از فاکتورها عبارتند از :

1 – اکتیویته ویژه.

2- بهره دانه به ازاء هر الکترون .

3- ضخامت برش و در نتیجه خود جذبی .

یک تجربه عملی عبارت است از پذیرفتن تماس نزدیک با یک فیلم برهنه با پوششی از لایه های حساس و اکتیویته ویژه ای معادل1-KBq g37  (1-g mci1) که بطور یکنواخت توزیع شده است. در این حالت پرتودهی به مدت تقریبا 14 روز، دانسیته قابل قبولی  را  ارائه خواهد داد. تعداد متوسط دانه های سیاه شده به ازاء هر ذره بتا بستگی به انرژی و نوع فیلم دارد. درفیلم برهنه 7/0 برای P32 و 8/1 برای P35 می تواند فرض شود. اگر تعداد ذرات بتا که به فیلم می رسند بتواند محاسبه گردد، جدول (20-4) می تواند در تصمیم گیری اکتیویته ویژه در محاسبه زمان پرتودهی کمک نماید.

نیاز به پرتودهی زیاد اهمیت تاریکی های حقیقی را تایید می کند. همچنین لازم است از تخریب احتمالی نتیجه بوسیله تغییرات فیزیکی وبیولوژیکی در نمونه در مدت پرتودهی برحذر بود. بعضی جنبه های این مسئله می تواند با پرتودهی در جعبه ای تاریک در داخل یک یخچال در صفر الی 5 درجه سانتی گراد فراهم گردند، ولی باز، مقداری خشک شدگی یا تغییرات بیولوژیکی می توانند وجود داشته باشند.

 این مشکلات بوسیله بعضی از روشهای توضیح داده شده درمراجع ، کاهش می یابند، ولی علاج کلی وجود ندارد. البته می توان نمونه های مشابه متعدد یا برشهای مواد بیولوژیکی را، با قبول اینکه این امکان پذیر است، پرتودهی نموده و محصولات مصنوعی[8] را پی گیری نمود. جدول(4-20) می تواند فقط یک راهنمای تقریبی باشد. درعمل، به منظور طبقه بندی شرایط بهینه، پرتودهی های متعددی برای زمانهای مختلف انجام می گیرند.

 تعداد دانه ها می تواند به سبک بسیار حساسی برای تعیین مقدار اکتیویته بکار رود. درمورد P32 تقریبا 106 اتم می توانند با شمارشگر گایگر آشکار شوند. اگر از  سلولی به وسعت2µm300 ، پنج دانه شمارش شوند. و با فرض 14 روز پرتوگیری، این به معنی 10 الکترون اولیه یا 20 اتم p32 می باشد، چرا که فاکتور ژئومتری  است.

جدول 20-4 تعداد تجزيه  در سانتي متر مربع فیلم براي چگالی 6/0

ایزوتوپ

پرتو-ایکس

فیلم برهنه

C14

107 ´ 2

108 ´ 5/2

P32

107 ´ 7

109 ´ 5/2

Ca45

107 ´ 4

108 ´ 6

I131

107 ´ 5/2

108 ´ 9

Zn65

109 ´ 1

1010 ´ 6/1



[1] . Emulsion

[2] . Grains

[3] . منظور از دانه در این مبحث کریستالهای هالید نقره است که در فیلمهای رادیوگرافی وجود دارند.

[4] . Lantern

[5] . Contrast

[6] . Resoulution

[7] . Entities

[8] .  Artifacts

+ نوشته شده توسط ر.ق.پ در سه شنبه 1388/07/14 و ساعت 8:16 |

برهم كنش هاي تابش با ماده

 

در محيطي زندگي مي كنيم كه با ريزش تابش همراه است. تابش گسيل شده بوسيله هسته های پرتوزا، در داخل يا خارج از بدن، با بافتهاي ما برهم كنش مي دهد. تابش الكترومغناطيسي با كليه طول موجها، شامل امواج راديوئي، امواج ميكروني (ميكروويوها)، رادار و نور ساخته شده توسط انسان و همچنين با منشاء طبيعي، بطور ثابت ما را بمباران مي كنند. در جهان ما تعداد فوتونها بسيار بيشتر از ماده بوده، براي هر نوكلئون تقريباً 109 فوتون وجود دارد.

 پرتوهاي كيهاني و بقايای اجزای اتمي كه آنها در طي برهم كنش ها در اتمسفر توليد مي كنند نيز، با ما برخورد مي نمايند. نوترينوها از واكنش هاي گداخت در ستارگان با آن تعداد در جهان منتشرمي شوند كه ميلياردها بر ثانيه از آنها از ميان هر سانتيمتر مربع از پوست ما عبور مي كنند. خوشبختانه عبور بخش اعظم اين تابش همچون نوترونيوها و امواج راديوئي از ما بی خطر است. تابش هاي ديگر همچون نور و تابش الكترومغناطيس با طول موج بلند معمولاً با بافتهاي ما برهم كنش بی خطر مي دهند. با وجود اين، تابش الكترو مغناطيسي با طول موج كوتاه (نور ماوراء بنفش، پرتو هاي X و پرتوهاي گاما) و ذرات باردار توليد شده بوسيله برهم كنش ها مي توانند با درجات گوناگون سلولهاي ما را تخريب نمايند.

جهت تخريب بيولوژيكي، ابتدا لازم است اين تابش براي يونيزه نمودن اتمهاي سلولي بر هم كنش دهد كه بنوبه خود، پيوندهاي مولكولي را تغيير داده و شيمي سلولها را عوض مي كند. بهمين صورت، جهت تخريب در مواد ساختاری و الكتريكي، لازم است موجب بر هم كنش هائي گردد كه پيوندهاي كريستالي و مولكولي را بشكند. چنين تابشي بايد قادر به توليد زوج هاي يون- الكترون بوده و تابش يونيزان خوانده می شود. تابش يونيزان خود به دو دسته تقسيم مي گردد : تابش يونيزان مستقيم كه بر هم كنش آنها موجب يونيزاسيون و برانگيختگي ماده مي گردد و تابش يونيزان غير مستقيم كه نمي تواند اتمها را يونيزه كند ولي موجب برهم كنشهائي می گردد كه محصولات باردار آنها بنام تابش ثانوي، مستقيماً باعث يونيزاسيون مي شود. ذرات باردار با حركت سريع همچون، ذرات آلفا، ذرات بتا و پاره هاي شكافت مي توانند ماده را يونيزه كنند. ذرات خنثي، همچون فوتونها و نوترونها، نمي توانند بصورت كولوني، با الكترونهاي ماده ای که از آن عبور مي كنند بر هم كنش دهند آنها موجب بر هم كنش هائي مي شوند كه در طی آن مقداري انرژي جنبشي فرودي خود را به ذرات باردار ثانوي منتقل مي كنند. در اين فصل، چگونگي بر هم کنش اين دو نوع تابش يونساز با ماده را ارائه خواهيم داد، همچنين بر چگونگي تضعيف اين تابش ها هنگام عبور از ميان ماده و كمي سازي آهنگ بر هم کنش آنها و انتقال انرژی به ماده تأکيد ويژه شده است.

 

7-1: تضعيف باريكه هاي ذره خنثي

در برهم كنش يك فوتون يا نوترون با محتواي تشكيل دهنده يك ماده نيروهاي با برد محدود حكم فرما است. در نتيجه، ذرات خنثی بر عكس ذرات باردار، در خطوط مستقيم در ميان يک ماده حركت كرده، و بوسيله بر هم كنش هاي "نقطه اي" گاه به گاه كه در آن ذره خنثي ممكن است جذب يا پراكنده شده يا موجب واكنش نوع ديگر گردد، متوقف می شود. برهم كنش ها طبيعتاً ضمني هستند، يعني فاصله مسافرت بين برهم كنش ها با ماده را تنها می توان تا حد ميانگيني يا حس قابل منتظره ای ، پيش بيني کرد.

بر هم كنش يك نوع معلوم تابش خنثي با ماده ممكن است بر طبق نوع برهم كنش و ماده ای كه با آن برهم كنش انجام مي­پذيرد طبقه بندي گردد. برهم كنش ممكن است با يك الكترون انجام پذيرد، و در بسياري از حالات رفتار الكترون همانند حالتي است كه الكترونها آزاد باشند. مشابه آن برهم كنش ممكن است با هسته­اي انجام پذيرد كه در بسياري از موارد همانند حالتي است كه در يك مولكول يا شبكه كريستالي پيوند نباشد. با وجود اين، در برخی از موارد  بويژه براي ذرات تابشی با انرژي نسبتاً پائين، پيوند مولكولي يا شبكه اي بايد در نظر گرفته شوند.

برهم كنش ممكن است يك پراكندگي تابش فرودي به همراه تغييري در انرژي آن باشد. يك برهم كنش پراكندگي ممكن است کشسان يا ناکشسان باشد. بعنوان مثال، برهم كنش يك فوتون گاما، با الكترون كه پراكندگي كامپتون خوانده می شود در نظر بگيريد، بر هم کنش با کل اتم در حالتي كه الكترون در داخل آن پيوند است، بايد کشسان باشد، چرا كه مقداري از انرژي فوتون فرودي بايد انرژي بستگی الكترون در اتم را جبران نمايد. با وجود اين،  در بسياري از حالات عملي، انرژي هاي بستگی الكترون بطور قابل ملاحظه اي پائين تر از انرژي هاي فوتون-گاما بوده و برهم كنش ممكن است بصورت يك پراكندگي کشسان خالص فوتون بوسيله يك الكترون آزاد در نظر گرفته شود. پراكندگی نوترون بوسيله يك هسته اتمي ممكن است کشسان باشد كه در اين حالت انرژي جنبشي نوترون فرودي با انرژی جنبشی نوترون پراكنده و هسته پس زن شريك است، يا ممكن است ناکشسان باشد، كه در اين حالت، انرژي جنبشي نوترون فرودي به انرژي داخلي هسته و از آنجا به يك پرتو گامای، گسيل يافته از هسته برانگيخته، انتقال يابد. لازم است توجه نمود كه براي هر دو حالت پراكندگي کشسان و ناکشسان، روابط منحصر بفردي بين تبادلات انرژي و زواياي پراكندگي از بقاء انرژي و تکانه خطي ظهور مي كند.

انواع ديگر برهم كنش ها طبيعتاً جاذب هستند. هويت ذره فرودي از بين رفته و تکانه نسبيتي كل و انرژي باقي مانده ، مقداري بصورت انرژي برانگيختگي هسته اي، مقداري بصورت انتقالي، ارتعاشي و انرژي چرخشي ظاهر مي شوند. نتيجه نهائي ممكن است گسيل تابش خاص به همان صورتي كه در پديده فوتوالكتريك و گیراندازی تابشی نوترون رخ  مي دهد باشد.

بحث در اين بخش به چگونگي تضعيف باريكه­اي از تابش با عبور از ميان ماده بطور مساوي براي نوترونها و فوتونها مي پردازد. در بخشهاي بعدي، توضيحات مخصوص هر نوع بر هم كنش هاي مستلزم  تابش خنثي و تابش ويژه- ماده داده مي شود. مفهوم ضريب بر هم كنش براي توضيح چگونگي برهم كنش ذرات- تابش با ماده معرفي گرديده، و سپس آنرا براي كمي سازي تضعيف باريكه اي  از ذرات خنثي با عبور از ميان بعضي از مواد بكار مي بريم.

+ نوشته شده توسط ر.ق.پ در شنبه 1387/11/12 و ساعت 6:22 |

چشمه های رادیواکتیو با  قدرت  بالا

در این قسمت اساساً  کاربرد مقادیر زیاد پرتوها بمنظور از بین بردن یا استرلیزه کردن اورگانیزم های مضر مورد نظر است. مثالهای از بکار گیری موثر انرژی پرتوها برای کاتالیز نمودن واکنش های شیمیائی وجود دارند، اما اینها بسیار نادر هستند و تنها بعنوان قسمتی از کاربرد پرتوها در صنعت می باشند. جدول (21-2) دز تابشی جهت ایجاد اثرات معینی روی ارگانیزمهای زنده را نشان می دهد، و واضح است که برای نابودی  انواع ساده موجودات نیاز به بالاترین دز می باشد. به مراتب بزرگترین کاربرد چشمه های بزرگ گاما، استرلیزاسیون تجهیزات و ابزار عرضه در پزشکی است. دزهائی معادل     Gy104´5/2 (5/2 مگا راد) برای استرلیزاسیون ابزاری از قبیل سرنگ، لوازم بخیه، چاقوهای جراحی و امثال آنها در کارخانه های که خود امکانات تابش گاما دارند، بکار می روند.

به منظور ارائه دز لازم برای استرلیزاسیون در مدت زمان کوتاه و امکان تولید متوالی، اقلام بسته بندی شده بین چشمه ها طوری عبور داده می شوند که در یک عبور، دز لازم به آنها داده شود. اکتیویته بکار رفته در محدوده TBq500 تاPBq 100(mCi4– Ci 104)Co 60 می باشد. این تاسیسات به نحوی حفاظ شده و مجهز به امکانات امنیتی هستند که می توانند به عنوان قسمتی از خط تولید معمولی بحساب آیند.  

کاربرد نشاندارکننده ها قبلاً توضیح داده شدند، یک دیسک پلاستیکی بطور مناسب رنگ شده، در دزی معادل Gy 104×2 (106×2 راد) از نارنجی به قرمز تغییر رنگ می دهد و بنابر این کانتینر اقلام استرلیزه شده می توانند شناسائی گردند و اقلام بزرگ می توانند اختصاصاً علامت گذاری شوند.

با توجه به قابلیت نفوذ پرتو گاما در محتویات کانتینر، اقلام می توانند قبل از استرلیزه شدن بسته بندی گردند، و هر سال میلیونها وسیله پزشکی  به این طریق استرلیزه شده و روشهای دیگر کنار گذاشته شده اند.  براحتی می توان از روی دز اعمال شده به ماده Gy104×2 (106×2 راد) محاسبه نمود که درجه حرارت حاصل از جذب این انرژی فقط چند درجه می باشد. و در انرژی های بکار رفته هیچگونه اکتیویته ای در مواد بوجود نمی آید .

 

جدول 21-2  اثر  پرتو  گاما روی ارگانیزم های زنده

ارگانیزم

دز برای ایجاد

تغییر و تحول (راد)

عقیم سازی(راد)

مرگ(راد)

انسان

150-50

150

700-400

کرم

-

10 ×(10-5)

105 ×5/7

نرم تنان

-

-

      104 ×(3-2)

حشرات

بیشتر از 70

103 ×(10-5)

      105 ×(2-1)

تک سلولیها

5000

105 ×3- 105

      105 × 3- 105

جلبکها

-

بیشتر از104 ×4

بیشتر از 104 ×4

قارچ

104

105

( 10 ×5/1 – 025/0)

باکتری

1000

106

106 ×(2 – 15/0)

ویروس

1000

105

106 ×(5 – 1/0)

 

            کاربردهائی از پرتوهای پر انرژی در صنایع پلاستیک سازی برای تغییر خواص وجود دارند ولی اکثراً این عمل توسط شتابدهندها صورت می گیرد. پرتودهی مواد غذای نیز ممکن است، ولی بررسی های فنی اقتصادی واثرات جانبی پرتوها بر ارگانیزم ضروری می باشد.

در این رابطه، مزه، بو، پذیرش عموم از عواملی هستند که باید مد نظر قرار گیرند. ممکن است تغییرات شیمیائی در سطوح مورد نیاز دز جهت نگهداری و انبار نمودن وجود داشته و طعم و بوی غیرقابل  قبولی را  ایجاد کند، ولی علیرغم آن به ارزش غذای آنها  آسیبی نمی رسد. هنوز هم در این موارد تحقیقات وسیعی در حال انجام است. چنانچه حبوبات را به این طریق تحت نفوذ پرتوها قرار دهند، به مدت زیادی قابل نگهداری بوده و از آسیب حشرات مصون خواهند بود. البته مسائلی در رابطه با سازماندهی و فناوری آن وجود دارند،  کاربرد  این روش را محدود  می سازد.

پرتوها در پلیمریزاسیون منومرها ، نگهداری چوب و نیز در بهبودی رنگ ارزش صنعتی فراوان دارد، ولی علیرغم داشتن امکانات، در هر کاربردی بررسی اقتصادی آن داری اهمیت است و باید در این مورد دقت کافی نمود.

+ نوشته شده توسط ر.ق.پ در شنبه 1387/10/14 و ساعت 6:54 |