طراحي سيستم تحليلگر عناصر سبك بافت به روش فعال سازي نوتروني(NAA)با استفاده از كد MCNP

Designing Light Elements Analysis System With Neutron Activation Analysis(NAA) By Using MCNP Code

چكيده مقدمه: شناسايي و تحليل عناصر سبك با استفاده از روش هاي اتمي به دليل ضعيف بودن انرژي لايه‌هاي ايكس روش مناسبي نيست و انرژي آن ها ضعيف بوده و به صورت محلي جذب مي‌ گردند. پرتوهاي گاما انرژي كافي جهت آشكارسازي را دارند. در اين مقاله، سيستمي طراحي گرديده كه توان تحليل كمي و كيفي عناصر بافت ها به صورت زنده و غيرزنده جهت بررسي ميزان تغييرات درصد عناصر، رصد ميزان دز دارو در يك قسمت مشخص بافت(بررسي موضعي) و... را دارد. مواد و روش ها: پارامترهاي موثر در تحليل عناصر اعم از جنس اجزا سيستم، ابعاد اجزا، شكل و محل قرار گيري آن ها با نوشتن برنامه هاي متعدد توسط نرم افزار MCNP و تغيير پارامترهاي آن ها مورد بررسي قرار گرفت. يافته هاي پژوهش: در اين پژوهش كليه پارامترهاي موثر بررسي گرديد كه عبارتند از: 1-جنس كليماتور از تركيب اكسيد بريليم-بيسموت انتخاب گرديد. 2-با بررسي ميزان شار با تغيير ضخامت كليماتور، حاصل اين كه بيشتر از cm5 شار افزايش چشمگيري ندارد.3-دهانه كليماتور بايد متناسب با ميدان مورد تابش باشد در صورتي كه دهانه كليماتور افزايش يابد پراكندگي نوترون زياد مي‌گردد و كوچك شدن دهانه باعث كاهش بهره خواهد شد. 4-در محاسبات طول بهينه كليماتور cm22 به دست آمد. بحث و نتيجه گيري: اين سيستم در مقايسه با ساير دستگاه هايي كه براي تحليل عناصر سبك مانند راكتورها، به كار مي‌روند داراي حجم كمتر، سرعت به كارگيري بالاتر، آلودگي كمتر و هزينه پايين ‌تر مي ‌باشد. اين سيستم جهت آناليز عناصر سبك بافت هاي بدن به صورت موضعي و گسترده، رصد داروها در بافت ها و... به كار مي رود.

Introduction: Identification and analysis of light elements using atomic methods due to the low energy of their X layers are not suitable methods and they have a weak energy and are locally absorbed. Gamma rays have enough energy for detection. Nuc-lear methods have expensive equipment and high risk factors. In this paper, a system was designed that can be used for qualitative and quantitative analyses of tissues, in vivo and in vitro, to investigate the changes of elements percent and also to observe the drug dose in a certain tissue (local evaluation) and etc. Materials & Methods: Effective parameters in the analyses including the constituent of system components, component dimension-ns, their shape and location and their parameters were studied by writing several programs using MCNP code. Findings: All parameters which were eval-uated in this study included: 1) Beryllium oxide - Bismuth was chosen for collimator material. 2) Change rate of flux with thickness of collimator was investigated; no significant increase in the flux for 5cm thickness. 3) Collimator opening angle should be proportional to the radiation field. If collimator opening angle increases, neutron scattering will increase. 4) Calculations showed the optimum point collimator len-gth is 22cm. Discussion & Conclusion: The system has a smaller volume, higher utilization rate, less pollution and lower cost in comparison with other devices that are used in light elements analysis such as reactors. System is used for light element analysis in local and extensive tissues and the monitoring of drugs in tissues and etc.