طراحی حفاظ در رادیوتراپی با استفاده از ترکیبات بتن و فلزات سنگین بیسموت و تنگستن

رادیوتراپی یکی از روش های موثر در درمان سرطان است که از پرتوهای یونیزان برای از بین بردن سلول های سرطانی استفاده می کند اما به دلیل ماهیت پرتوهای مورد استفاده، خطرات بالقوه ای برای بافت های سالم و پرسنل دارد و از این رو حفاظ سازی و بهبود مواد حفاظ برای کاهش دزهای ناخواسته پرتو و محافظت از پرسنل درمانی و بیماران ضروری است. با توجه به پیچیدگی های توزیع پرتو و برهمکنش های آن با مواد مختلف، پژوهش ها در زمینه ترکیبات جدید برای بهینه سازی این فرآیند از اهمیت بالایی برخوردار است. در این پژوهش اکسید بیسموت (Bi₂O₃) و تنگستن به دلیل چگالی و عدد اتمی بالا، دسترس پذیری تجاری و پایداری شیمیایی بهتر انتخاب شده و با افزودن آنها به بتن معمولی با درصدهای وزنی %۲، %۵ و %۱۰، مشخصات حفاظ سازی ترکیبات بدست آمده در مقابل تابش های گامای پرانرژی MeV ۱۰و MeV ۶ و MeV ۲۵/۱ پس از اعتبارسنجی، با استفاده از شبیه سازی مونت کارلو کد Gate v۹.۲ بررسی شده است. بر اساس مرجع پایگاه داده ملی استانداردهای آمریکا (NIST) که در این پژوهش از داده های آن جهت اعتبارسنجی اولیه استفاده شده است، بتن معمولی یا Ordinary Concrete به نوعی از بتن گفته می شود که دارای چگالی g/cm۳  ۳/۲ بوده و چگالی اتمی و کسر وزنی عناصر موجود در آن مشخص شده است. نتایج بدست آمده نشان می دهد با افزودن اکسید بیسموت و تنگستن به بتن معمولی ضریب تضعیف خطی بتن حاصله در هر سه انرژی بیشینه تا میزان %۲۰ نسبت به بتن معمولی افزایش یافته و ضخامت لایه نیمه کننده (HVL) کاهش می یابد.

کلیدواژه ها:

رادیوتراپی ، حفاظ سازی ، بتن ، شبیه سازی مونت کارلو ، Gate v۹.۲