محاسبات حفاظ بیولوژیکی برای تابشهای گاما و نوترون حاصل از دستگاه پلاسمای کانونی ۹۰ کیلوژول

دستگاه های پلاسمای کانونی به عنوان چشمه های پالسی نوترون و گاما (و ایکس) نیازمند حفاظ بیولوژیکی هستند که به طور همزمان قادر باشد محیط و کارکنان را در برابر تمامی این تابشها محافظت نماید. در این مقاله قصد برآن است تا با استفاده از ترکیبات پلیمری برای یک دستگاه پلاسمای کانونی با انرژی ۹۰ کیلوژول حفاظ بیولوژیکی طراحی شودتا دز جذبی در بافت نرم را تا میزان زمینه کاهش دهد و پارامترهای بحرانی در این حیطه از تحقیقات را مورد بحث قرار دهد. لذا به منظور حصول اطمینان از نتایج محاسبات مرتبط با این تحقیق با بهره مندی از دو کد مونت کارلو، MCNPX و GEANT۴انجام گردیده است. ترکیب پلیمری مورد بحث حاوی درصد های متفاوت بور-۱۰ (۱۰B)که با پلیمر بدون بور مقایسه شده و در ضمن دو چگالی مختلف برای این ترکیبات در نظر گرفته شده است. قدرت چشمه بر اساس مقادیر تجربی اندازه گیری شده از دستگاه "دنا" در نظر گرفته شده است که برابر ۱۰۸ نوترون در هر پالس بوده که منجر به دزی در حدود   ۱۰۰ میکروسیورت بر ساعت  در فاصله ۳ متری از دستگاه می شود. نتایج کاهش دز پس از حفاظ گذاری بر اساس میزان دز جذبی در بافت نرم که مشابه ترکیبات بدن انسان صورت گرفته است. گاماهای ثانویه ناشی از جذب تابشی نوترون در محاسبات مورد بررسی دقیق قرار گرفته تا خطرات تابش به حد اقل برسد. کدGEANT۴ در این تحقیق هم به منظور مقایسه با MCNPX به کار گرفته شده است و هم ما را قادر خواهد کرد از میزان و نوع اندرکنش های نوترون که منجر به تولید تابشهای ثانویه می شود به طور کمی و کیفی آگاهی بیابیم. محاسبات به گونه ای بوده تا نتایج به دست آمده دز را تا دز زمینه که معادل  ۰/۱ میکروسیورت بر ساعت است کاهش دهد. محاسبات دز با دو روش تحلیلی محاسبه شده است، استفاده از انرژی های انباشته شده نوترون و گاما در بافت نرم و تبدیل آن به دز و همچنین روش استفاده از ضرایب تبدیل شار-به-دز استاندارد ANSI/ANS جهت مقایسه و افزایش اعتبار نتایج.