توسعه کاربرد دوقلوهای دیجیتال در رادیواکولوژی و حفاظت پرتوی محیط زیست فرصت های نوین برای پایش و مدیریت ریسک

تحولات اخیر در حوزه دیجیتال سازی علوم محیطی و توسعه سامانه های هوشمند فرصت های جدیدی را برای ارتقای قابلیت های پایش، پیش بینی و مدیریت ریسک در حفاظت پرتوی محیط زیست فراهم کرده است. رادیواکولوژی به عنوان حوزه ای میان رشته ای که رفتار، انتقال و پیامدهای زیست محیطی رادیونوکلئیدها را بررسی می کند، به دلیل پیچیدگی فرآیندهای محیطی، تغییرپذیری زمانی مکانی و عدم قطعیت های ذاتی نیازمند رویکردهای نوین برای افزایش دقت ارزیابی ها و بهبود تصمیم گیری حفاظتی است. در این راستا مفهوم دوقلوی دیجیتال به عنوان یک فناوری نوظهور مبتنی بر تلفیق داده های برخط، مدل های فیزیکی، هوش مصنوعی، یادگیری ماشین، سامانه های اطلاعات جغرافیایی و زیرساخت های محاسباتی پیشرفته، قابلیت توسعه نسل جدیدی از سامانه های هوشمند حفاظت پرتوی را فراهم می سازد. هدف این مقاله بررسی نظام مند قابلیتها، چالش ها و چشم اندازهای توسعه کاربرد دوقلوهای دیجیتال در رادیواکولوژی و حفاظت پرتوی محیط زیست است. در این مطالعه نقش دوقلوهای دیجیتال در حوزه هایی شامل پایش پیوسته آلودگی های پرتوی، مدل سازی دینامیک انتقال رادیونوکلئیدها، پیش بینی توزیع مکانی-زمانی آلودگی، ارزیابی دز برای موجودات زنده و انسان، تحلیل عدم قطعیت و پشتیبانی تصمیم در شرایط اضطراری پرتوی مورد بررسی و تحلیل انتقادی قرار گرفته است. نتایج بررسی نشان می دهد که دوقلوهای دیجیتال با ایجاد ارتباط دوسویه میان محیط واقعی و مدل مجازی می توانند محدودیت های روش های سنتی مبتنی بر داده های گسسته و مدل های ایستا را کاهش داده و امکان توسعه سامانه های پیش بینانه تطبیقی و مبتنی بر شرایط لحظه ای را فراهم کنند. این فناوری می تواند با ادغام داده های حسگرهای محیطی، پایش ماهواره ای، مدل های انتقال رادیونوکلئید و الگوریتم های هوش مصنوعی، نقش موثری در افزایش سرعت و دقت ارزیابی پیامدهای پرتوی و بهینه سازی راهبردهای مدیریت ریسک ایفا نماید. باوجود این ظرفیت ها چالش هایی همچون کیفیت و دسترس پذیری داده های پرتوی، پیچیدگی توسعه مدل های چندفیزیکی، عدم قطعیت در پیش بینی های بلندمدت، نیاز به استانداردسازی معماری دوقلوهای دیجیتال، امنیت داده ها و اعتبارسنجی مدل ها از موانع اصلی توسعه گسترده این فناوری در حفاظت پرتوی محیط زیست محسوب می شوند. بر این اساس، توسعه چارچوب های یکپارچه مبتنی بر دوقلوی دیجیتال که قادر به ترکیب مدل های رادیواکولوژیکی، داده های پایش برخط و روش های پیشرفته تحلیل داده باشند به عنوان یکی از مسیرهای کلیدی تحقیقات آینده پیشنهاد می شود. این مطالعه نشان می دهد که دوقلوهای دیجیتال می توانند به عنوان یک فناوری تحول آفرین، گذار از حفاظت پرتوی سنتی مبتنی بر پایش پسینی را به سمت حفاظت هوشمند پیش بینانه و سازگار با تغییرات محیطی امکان پذیر سازند و نقش مهمی در توسعه نسل آینده سامانه های مدیریت ریسک پرتوی محیط زیست ایفا کنند.

کلیدواژه ها:

دوقلو دیجیتال ، رادیواکولوژی ، حفاظت پرتوی محیط زیست ، پایش هوشمند پرتوی ، انتقال رادیونوکلئیدها ، ارزیابی ریسک پرتوی ، تحلیل عدم قطعیت