Comparative Analysis of Gamma-Ray Shielding in Glass Systems with Pb/Bi Heavy Elements
محل انتشار: مجله فیزیک پزشکی ایران، دوره: 22، شماره: 5
سال انتشار: 1404
نوع سند: مقاله ژورنالی
زبان: انگلیسی
مشاهده: 104
فایل این مقاله در 16 صفحه با فرمت PDF قابل دریافت می باشد
- صدور گواهی نمایه سازی
- من نویسنده این مقاله هستم
استخراج به نرم افزارهای پژوهشی:
شناسه ملی سند علمی:
JR_IJMP-22-5_003
تاریخ نمایه سازی: 7 دی 1404
چکیده مقاله:
Introduction: The development of effective, eco-friendly radiation shielding materials is critical for medical and nuclear applications. This research investigates the effect of bismuth oxide (Bi₂O₃) content on the gamma-ray attenuation properties of PbO–Al₂O₃–B₂O₃–SiO₂–Bi₂O₃ glasses. Material and Methods: Six distinct glass compositions, characterized by varying mole fractions of Bi₂O₃, were meticulously selected for this study. The mass attenuation coefficients (MAC) and linear attenuation coefficients (LAC) were computed utilizing the Geant۴ Monte Carlo simulation toolkit and subsequently validated against the Phy-X/PSD computational software. The half-value layer (HVL), tenth-value layer (TVL), and effective atomic number (Zeff) were derived across a gamma-ray energy spectrum ranging from ۰.۰۱۵ to ۱۰ MeV. Results: Excellent agreement was observed between Geant۴ and Phy-X results (relative error < ۲%). The LAC increased with Bi₂O₃ content, particularly at low energies (< ۰.۳ MeV), where sample S-۶ (highest Bi₂O₃) exhibited the highest attenuation. HVL and TVL increased with photon energy but decreased with higher Bi₂O₃ concentration, confirming enhanced shielding efficiency. S-۶ displayed the lowest TVL, indicating superior performance. Zeff varied significantly with composition and energy, reaching a minimum near ۲ MeV for all samples. All glasses showed shielding capabilities comparable to or better than conventional glass shields. Conclusion: Increasing Bi₂O₃ content substantially improves gamma-ray shielding in lead-bismuth borosilicate glasses, especially at low energies. These glasses are promising candidates for radiation protection applications.
کلیدواژه ها:
Shielding Geant۴ Glass Gamma ، Ray Radiation Protection
نویسندگان
Mohammadreza Alipoor
Department t of Physics, Imam Hossein University, Tehran, Iran
Mahdi Eshghi
Faculty of Basic Sciences, Imama Hossein University, Tehran, Iran.
مراجع و منابع این مقاله:
لیست زیر مراجع و منابع استفاده شده در این مقاله را نمایش می دهد. این مراجع به صورت کاملا ماشینی و بر اساس هوش مصنوعی استخراج شده اند و لذا ممکن است دارای اشکالاتی باشند که به مرور زمان دقت استخراج این محتوا افزایش می یابد. مراجعی که مقالات مربوط به آنها در سیویلیکا نمایه شده و پیدا شده اند، به خود مقاله لینک شده اند :