محاسبه ي ضرايب انباشت چشمه ي گاما با طيف انرژي پيوسته براي آب، آهن و سرب به وسيله ي كد مونت كارلو

Calculation of buildup factors of gamma source with continuous energy spectrum for water, iron, and lead by Monte Carlo Code

ضريب انباشت عامل مهمي در تعيين ضخامت حفاظ پرتو­هاي گاما و ايكس مي­ باشد به نحوي كه بدون در نظر گرفتن اين ضريب ضخامت حفاظ كم­تر از آن چيزي كه مورد انتظار است، اندازه­ گيري شده و منجر به خطرات پرتو­گيري بيش از حد كاركنان و يا بيماران مي ­شود. با توجه به اينكه ضريب انباشت براي چشمه ­هاي نقطه­ اي همگن تك انرژي محاسبه شده است اما محاسبه ­ي اين ضريب براي چشمه ­هايي با طيف انرژي پيوسته از طريق كد مونت كارلو MCNPX تاكنون مورد بررسي قرار نگرفته است. در اين مطالعه سعي بر اين است كه تفاوت ضريب انباشت ناشي از چشمه­ اي با طيف انرژي پيوسته در مقايسه با چشمه ­اي تك انرژي بررسي شود. بنابراين ضريب انباشت پرتوگيري چشمه­ اي با طيف انرژي پيوسته با انرژي بيشينه­ ي 1 مگا الكترون­ولت (يك طيف انرژي نمونه) با چشمه ­اي تك انرژي با انرژي 1 مگا الكترون­ولت براي حفاظ آب، آهن و سرب تا 10 مسير آزاد ميانگين مورد محاسبه قرار گرفته و تفاوت چشمگيري در مقادير به ­دست آمده مشاهده شده است. به نحوي كه اختلاف نسبي بين ضريب انباشت پرتوگيري ناشي از چشمه ­ي تك انرژي و چشمه اي با طيف انرژي پيوسته به ازاي 1 تا 10 مسير آزاد ميانگين براي آب به ترتيب از 38% تا %39، براي آهن به ترتيب از %17 تا %30 و براي سرب به ترتيب از %8 تا %50 است. بر همين اساس در راستاي محاسبه ­ي ضخامت حفاظ براي چشمه­ هايي با طيف انرژي پيوسته بايد تمايز اساسي با چشمه­ هاي تك انرژي در نظر گرفته شود.

The exposure buildup factors are important for determining the shield thickness of gamma and X-ray. Without taking this factor into account, the estimated thickness of the shield is less than what is expected which leads to an excessive received radiation exposure of staffs or patients. Given that the exposure buildup factor for the monoenergetic homogenous point sources have been calculated by others, the calculation of these factors for continuous energy spectrum source through the Monte Carlo MCNPX code has not been studied so far. In this study, we attempted to investigate the difference in the exposure buildup factor due to a continuous energy spectrum source compared to a monoenergetic source. Therefore, the exposure buildup factor of a continuous energy spectrum source with 1 MeV endpoint energy (a typical energy spectrum) and a 1 MeV monoenergetic source for the shield of water, iron and lead up to depths 10 mean free path is calculated. Significant difference was observed in the obtained values. So that, the relative difference between the exposure buildup factor of radiation from monoenergetic sources and a source with the continuous energy spectrum for 1 to 10 mean free paths of water, iron, and lead are 38% to 39%, 17% to 30%, and 8% to 50%, respectively. Accordingly, in order to calculate the shield thickness for a continuous energy spectrum source in comparison with a monoenergetic source, a significant distinction should be made.