دانلود تحقیق دزیمتری

تعاریف و مفاهیم دز:
آسیب حامل از تابش وابسته به میزان انرژی جذب شده در بافت هدف می‌باشد، بنابراین یکاهای دزباشی برحسب انرژی جذب شده در یکای جرم بیان می‌شود.

یکای جدید دز جذبی در دستگاه SI بصورت GY تعریف می‌شود که عبارتست از انرژی معادل یک ژول از پرتو، در یک کیلوگرم در ماده هدف.

(J/kg)
یکای قدیمی دز جذبی راد بود که عبارتست از انرژی جذب شده متناظر با انرژی 100 ارگ برگرم (erg/g100).

راد مخفف Rad: Radiation Absorb dose می‌باشد.

رابطه بین گری و راد بصورت روبرو می‌باشد.

1Gy=100rad در دزیمتری انسان کمیتهایی مثل دز معادل و دز موثر بسیار مورد توجه هستند دز معادل کمیتی است که اثرات بیولوژیکی ناشی از جذب پرتوها در بافت رامورد توجه می‌دهد.

HT=WR×D
که در این رابطه D دز جذب شده از پرتو R در بافت هدف می‌باشد و WR ضریب وزنی پرتو می‌باشد که در جدول زیر مشخص می‌باشد و H دز معادل بافت هدف می‌باشد.

یکای جدید (SI) از معادل سیورت Sv می‌باشد که از رابطه Gy×Sv=WR بدست می‌آید و یکای قدیمی آن بصورت رم می‌باشد
راد× WR=رم.

نوع و انرژی پرتو WR
نوترون 1
نوترون En<10kev 5="">
نوترون 10kev<><100kev 10="">
نوترون 100kev<><2mer 20="">
نوترون 2mer<><20mer 10="">
نوترون En>20mer 5
پروتون Ep>2mer 5
ذرات آلفا و پاره‌های شکافت 20
اگر محیط شامل چند پرتو مختلف باشد مثلاً در محیطهایی که نوترون داریم معمولاً گاما نیز وجود دارد پس رابطه دز معادل بافت بصورت زیر درخواهد آمد.

دز موثر: همانطور که می‌دانیم بافت اندامهای مختلف بدن مختلف است پس نیاز به کمیتی داریم که علاوه بر این که نقش پرتوهای مختلف را در بروز اثرات بیولوژیکی مدنظر قرار دهد، بلکه نقش پرتوگیری بافت‌های مختلف بدن را نیز درنظر بگیرد و دز موثر از رابطه محاسبه می‌شود.

که در آن HT دز معادل بافت و WT ضریب وزنی بافت و HE دز موثر بافت می‌باشد.

ضریب وزنی بافت در جدول زیر آورده شده است.

واحد دز موثر مانند دز معادل سیورت و رم می‌باشد.

بافت WT
غدد تناسلی 25/0
بستان 15/0
مقر قرمز استخوان 12/0
ریه 12/0
غدد تیروئید 03/0
سطح استخوان 03/0
پوست 01/0
سایر بافتها 29/0
هدف از دزیمتری:
عملیاتی را که برای مشخص کردن میزان پرتوگیری افراد انجام می‌شود را، مونیتورینگ می‌گویند.

هدف از اجرای این عملیات کنترل پرتوگری افراد به منظور رعایت اصل حد دز می‌باشد.

این حدود مجاز توسط TCRP تعیین می‌گردد.

کمیسیون TCRP حد دز معادل تمام بدن را برای افراد جامعه برابر 5mSv در سال پیشنهاد می‌کند.

کمیسیون TCRP هیچ توصیه خاصی برای حد دز جماعات نکرده است.

در عوض تاکید دارد که هر مقداری که انسان بصورت مصنوعی به دز جامعه اضافه می‌کند باید به خاطر سودمندیش قابل توجیه باشد و اینکه حد دز دریافتی افراد جامعه به دز معادل حاصل از تمام منابع مربوط می شود.

کمیسیون TCRP هیچ دز خاصی را برای پرتوگیری پزشکی توصیه نکرده است، اما تاکید کرده است که فقط در صورت لزوم باید پرتوگیری انجام شود.

بطور خلاصه حد دز دریافتی بصورت زیر مشخص می‌شود.

دز موثر سالانه مردم 20mSv می‌باشد البته این دز می‌تواند به 50mSv افزایش یابد در صورتی که میانگین دز در 5 سال متوالی از 20mSv افزایش نیابد.

دز موثر سالانه پرتوگیری جوانان بین 16 تا 18 سال mSv6 می‌باشد.

برای اجرای برنامه دزیمتری فردی براساس استاندارد محیط کار را به دو قسمت تقسیم می‌کنند: محیط کنترل شده، محیطی که کارکنان به طور مستقیم با منابع پرتو کار کنند و در شرایط کار عادی احتمال پرتوگیری مستقیم از دستگاههای پرتوساز وجود داشته باشد.

در این محیط کلیه برنامه‌های مونیتورینگ برای افراد اجباری می‌باشد.

ناحیه تحت نظارت به محیطی اطلاق می‌شود که خارج از ناحیه کنترل شده قرار دارد و در این ناحیه کارکنان با منابع پرتو کار نمی‌کنند ولی پرتوگیری آنها اثر نقص فنی دستگاهها و یا کوتاهی در نکات حفاظ‌گزاری و غیره امکان‌پذیر است.

برای کنترل پرتوگیری در این ناحیه، اندازه‌گیری اطراف نواحی کنترل شده به لحاظ شدت پرتو یا انتشار مواد پرتوزا ضروری می‌باشد.

باید توجه داشت که پرتوگیری هیچ یک از افراد ناحیه تحت نظارت از مقادیر داده شده در استانداردهای حفاظت در برابر اشعه تجاوز نکند، ولی اجرای برنامه‌های مونیتورینگ در این ناحیه ضروری نیست.

ویژگیهای دزیمتر مناسب و روشها و مقررات دزیمتری یک دزیمتر ایده‌آل باید کم حجم و سبک باشد تا فردی که از آن استفاده می‌کند راحتی آنرا حمل کند البته تهیه آن برای همه کاربران امکان‌پذیر باشد.

امکان ثبت مشخصات کاربر در روی دزیمتر موجود باشد.

برای میدان‌های اشعه از حد زمینه محیط تا حد دزهای کشنده قابل استفاده باشد.

برای انواع پرتوهای یونساز که اثرات پرتوگیری دارند قابل استفاده باشد.

مقدار خوانده شده بعنوان یک مدرک قابل استناد باشد.

شرایط محیطی نظیر رطوبت گرما، گازهای شیمیایی، ضربه، حرکت، فشار و غیره تأثیر محسوس روی نتیجه آن نداشته باشد.

در صورت لزوم کاربر بتواند در هنگام کار با اشعه از نتیجه پرتوگیری باخبر شود و با دقت قابل قبولی دز معادل را نشان دهد.

روشهای دزیمتری فردی به سه قسمت تقسیم می‌شود: 1ـ اگر پرتوگیر خارجی باشد یعنی ـ منبع پرتو در خارج از بدن قرار داشته باشد.

کاربر باید با نصب یک یا چند دزیمتر در محل مناسب روی لباس، پرتوگیری هنگام کار را ثبت کند و به کمک ضرایب تصحیح معادل دز دریافتی محاسبه شود.

2ـ دزیمتری پرتوگیری داخلی: در صورتی که منبع پرتو در داخل بدن باشد در این روش ابتدا خون یا ادرار گرفته می شود و پرتوزایی نمونه اندازه‌گیری می‌شود و با توجه به نوع ماده پرتوزا دز معادل در محل تجمع مواد پرتوزا محاسبه می‌شود.

گاهی به جای تهیه نمونه، مستقیماً شدت پرتوها توسط ایستگاههای حساس اندازه‌گیری و با استفاده از کالیبراسیون مناسب، دز معادل در محل تجمع رادیوایزوتوپ تعیین می‌شود.

3ـ دزیمتری محل کار، جهت کسب اطمینان بیشتر از نتایج دزیمتری داخلی و خارجی اجرای برنامه‌های دزیمتری محیط کار ضروری است، به ویژه در مواقع بروز سوانح پرتوگیری و مواقعی که دسترسی به سایر روش‌ها میسر نباشد، یکی از برنامه‌های دزیمتری محیط کار، بازرسی و اندازه‌گیری پرتوها در محیط و جمع‌آوری اطلاعات در رابطه با مدت و محل حضور افراد می‌باشد.

اگر احتمال بخش مواد وجود داشته باشد.

نمونه‌گیری از هوا یا نمونه‌گیری از سطوح آلوده کمک موثری در کنترل پرتوگیری کارکنان می‌نماید.

برخی از مقررات اجرای برنامه‌های دزیمتری به شرح زیر می‌باشد: ـ مسئولین مراکز کار با اشعه موظفند که برنامه‌های دزیمتری فردی را براساس دستورالعمل‌های واحد قانونی انجام و نتایج را ثبت نمایند.

ـ کلیه کارکنان باید دزیمتر داشته باشند.

ـ کارکنانی که گاهی به مناطق کنترل شده تردد می‌کنند باید دزیمتر داشته باشند .

ـ پرتوگیری شغل افراد در محیط تحت نظارت باید براساس دزیمتری محیط یقین شود.

ـ مسئولین مراکزی که با منابع پرتوزایی باز کار می‌کنند.

باید تجهیزات حفاظتی مناسبی برای کنترل پرتوگیری داخل کارکنان مربوط تهیه کنند.

ـ در مواردی که نتایج دزیمتری فردی فاقد دقت باشد و یا به دلایلی قابل قبول نباشد ضروریست که پرتوگیری براساس نتایج پرتوگیری سایر کارکنان که در وضعیت مشابه قرارداشته‌اند تخمین زده شود و یا با روش دیدبانی محیط کار، پرتوگیری آنها ارزیابی و ثبت شود.

نتایج دزیمتری فردی باید در دسترس واحد قانونی قرار داشته باشد.

فیل بج: فیلم بج یکی از موثرترین و قدیمی‌ترین وسایل دزیمتری فردی می‌باشد که شامل یک بسته کوچک شامل دو قطعه فیلم برای گاما و ایکس و یا سه قطعه فیلم برای نوترونها و گاما و ایکس به اندازه‌های فیلمهای عکس‌برداری که در یک کاغذ ضد نور پیچیده شده و در داخل یک پوشش فیزیکی (فلزی یا پلاستیکی) قرار می‌گیرد.

دو قطعه فیلم مربوط به تابش گاما و ایکس شامل یک امولوسیون حساس و یک امولیسیون نسبتاً غیرحساس می‌باشد.

این بسته فیلم روی گستره پرتودهی از حدود mR10 تا R1800 پرتوهای گامای ناشی از رادیم قابل استفاده است.

این فیلم در برابر تابش بتا نیز حساس است و می‌تواند برای اندازه‌گیری دز بتاهایی که انرژی بیشینه آنها بیشتر از حدود kev400 باشد و گستره پرتودهی آنها از (mloy5/0 loy/LT10) قرار داشته باشد به کار رود.

با استفاده از تکنیکها و فیلم مناسب می‌توان دز نوترونهای گرمایی تا Loy5 و دز نوترونهای تند تا loy1/0 را اندازه‌گیری کرد.

دزسنجی فیلم بج از پدیده اثر تابش ؟؟

به هالید نقره موجود در مولسیون عکاسی و تیره شده فیلم برای دزیمتری استفاده می‌کنند.

میزان تیرگی فیلم را که چکالی اپتیکی فیلم نامیده می‌شود.

میتوان با یک چگالی سنج فوتوالکتریک که در آن قرائت بصورت لگاریتم نور عبور کرده از فیلم بیان می‌شود.

به دقت اندازه‌گیری کرد.

مقدار چگالی اپتیکی فیلم پس از پرتوگیری به میزان پرتوگیری وابسته است با مقایسه چگالی اپتیکی فلیمی که شخص پرتو گرفته از آن استفاده کرده است با فیلمهایی که مقدار معلومی پرتوگرفته‌اند می‌توان پرتوگیری فیلم شخص مورد نظر را معین کرد.

تغییرات اندکی در امولیسیون‌ها تأثیر زیادی در پاسخ کمی آنها در برابر تابش دارد.

چون فیلمهایی که در فیلم بجها به کار می‌روند، به صورت دسته مجموعه‌ای و یکجا تولید می‌شوند و چون ممکن است هر دسته با دسته دیگر اندکی فرق داشته باشد، لازم است فیلمهای هر دسته به طور جداگانه مدرج شوند.

همانطور که در شکل مشخص است فیلمهای بکار رفته در فیلم بج در گستره انرژی اتم یعنی حدود mer2/0 به پائین کاملاً وابسته به انرژی هستند این بستگی به انرژی ناشی از این واقعیت است که سطح مقطع فوتوالکتریکی نقره در امولوسیون با کاهش انرژی نوترون به پائین‌تر از حدود kev200، خیلی سریعتر از سطح مقطع هوا یا بافت بدن افزایش می‌یابد.

حساسیت بیشینه مشاهده شده در حدود kev40-30 است.

پائین‌تر از این انرژی به دلیل تضعیف تابش به وسیله پوشش کاغذی حساسیت فیلم کاهش می‌یابد.

در نتیجه بستگی خیلی شدید به انرژی، دز سنج فیلم برای پرتوهای ایکس کمتر از حدود kev200 بی‌فایده است، مگر اینکه فیلم با تابشی مدرج شود که توزیع انرژی آن با توزیع انرژی تابشی تحت دزیمتری برابر باشد یا بستگی انرژی فیلم هم منظور شود.

برای منظور کردن بستگی انرژی فیلم از صافی گزینش استفاده می‌کنند.

نگهدارنده فیلم بج طوری ساخته شده است که تابش از طریق یک دریچه باز، یا از طریق خود نگهدارنده و یا یکی از چندین صافی مختلف، آلومینیوم کارمیوم، قلع، نقره، سرب به فیلم برسد.

طرح و انتخاب نوع صافی به نوع تابش که باید دزیمتری شود بستگی دارد.

در این صورت ارزیابی پرتوگیری با بررسی نسبت چگالی اپتیکی پس از کاربرد هر یک از صافیهای مختلف انجام در پشت صافیها بدست می‌آید.

اگر پرتودهی فقط از نوع بتا باشد تیرگی فقط در سطح دریچه باز مشاهده خواهد شد.

مثلاً برای تمیز پرتوهای گامای کم انرژی از پرتوهای بتا، تیرگی ناحیه دریچه باز با تیرگی تحت دوصافی نازک مانند آلومینیوم و نقره که ضخامت چگالی آنها یکسان است و بنابراین از نظر جذب پرتو بتا معادل یکدیگرند، مقایسه می‌کنیم.

اما عدد اتمی متفاوت باعث می‌شود که پرتو ایکس کم انرژی در صافی نقره خیلی بیشتر از صافی آلومینیوم جذب شود و بنابراین میزان تیرگی فیلم با این دو صافی متفاوت است.

تغییر مخلوطی از تابش بتا ـ گاما با فیلم بج: به دلیل توازن نفوذ فوق‌العاده متفاوت این دو پرتو مشکل است.

به همین دلیل، اطلاعات حاصل از دیدبانی پرتو بتا با فیلم بج‌ها عمدتاً به صورت یکفی یا نیمه کمّی برای ارزیابی پرتوگیری قابل استفاده است.

نوترونهای تند با انرژی بیش از Mev2/1 را می‌توان با فیلم رد هسته‌ای مانند ایستمن کداک NTA که به فیلم بج افزوده می‌شود دیدبانی کرد.

وقتی که فیلم تحت تابش نوترونهای تند قرار می‌گیرد.

در اثر برخورد کشسان با هسته‌های هیدروژن موجود در پوشش کاغذی امولوسیون و در پایه فیلم ردهای پس‌زنی پروتون تولید می‌کند اگرچه با افزایش انرژی نوترون سطح مقطع پراکندگی (n.p) از 13 بازن در Mev1/0 به 5/4 بازن در انرژی Mev1 و به 1 بازن در انرژی Mev10 کاهش می‌یابد.

پروتونهای پس زنی با انرژی پائین‌تر از حدود Mev2/1 توانایی تولید رد قابل تشخیص را نخواهد داشت و در نتیجه آستانه در انرژی Mev2/1 توانایی تولید رد قابل تشخیص را نخواهند داشت و در نتیجه آستانه در انرژی Mev2/1 خواهد بود.

به دلیل اینکه تراکم اتمهای هیدروژن در فیلم و در پوشش کاغذی تقریباً تفاوت محسوس با بافت ندارد، پاسخی که فیلم به نوترونهای تند می‌دهد تقریباً معادل پاسخ بافت موجود زنده است و تعداد ردهای پروتون در واحد سطح فیلم با دز جذب شده متناسب است.

پرتوگیری نوترون تند با بررسی فیلم ظاهر شده و با شمارش تعداد ردهای پروتون درهر سانتی‌متر مربع فیلم برآورد می‌شود.

بیشینه مجاز آهنگ دز برای نوترونهای تند برابر mSv1 در هفته است، که با چگالی میانگین حدود 2600 رد درهر سانتی متر مربع فیلم NTA برای نوترونهای چشمه Pu-Be متناظر می‌شود.

چون با عدسی غوطه‌ور روغنی، سطحی در حدود 2cm4-10×2 دیده می‌شود، دز mrem100 نوترون تند به طور متوسط با حدود یک رد پس‌زنی پروتون در هر میدان دید میکروسکپی متناظر است.

نوترونهای گرمایی نیز در نتیجه اندازه‌گیری در نیتروژن موجود در فیلم نوترونی طبق واکنش14N(n/p)c14، ردهای پس زنی پروتون تولید می‌کنند.

اگرچه در این واکنش سطح مقطع نوترونهای m/s2200 برابر 75/1 بازن است ولی به دلیل تراکم کمتر نیتروژن در فیلم در مقایسه با تراکم هیدروژن، حساسیت این واکنش به ازای هر نوترون نسبت به واکنش پراکندگی (n/p) برای نوترونهای تند کمتر خواهد بود.

با وجود این چون در عمل نوترونهای تند معمولاً قسمتی از یک میدان تابش مخلوط هستند که شامل نوترونهای گرمایی و همچنین تابش گاما است و چون شار مجاز از نوترونهای گرمایی نیز در نظر می‌گیریم که خیلی بیشتر از نوترونهای تند است.

باید سهمی برای ردهای پروتون ناشی از نوترونهای گرمایی نیز درنظر گرفته شود.

هر فیلم بجی که برای کار در یک میدان تابشی مخلوط، که نوترونها را هم شامل می‌شود، ساخته شده باشد.

همواره حداقل دو صافی فلزی با ضخامت چگالی مساوی دارد که یکی از آنها کادمیم و دیگری معمولاً قلع است.

کادمیم یک سطح مقطع خیلی بزرگ دارد که مقدار آن برابر واکنش Cd114cd113 با نوترونهای ev025/0 برابر 2500 بارن و با نوترونهای er179/0 برابر 7400 بارن است سطح مقطع گیراندازی قلع برای نوترونهای گرمایی بسیار کوچک است در نتیجه میدانهای نوترون گرمایی تحت صافی قلع قلع یک چگالی رد خیلی زیاد از خود نشان می‌دهند، و تحت صافی کادمیم هیچ ردی در آن دیده نمی‌شود از طرف دیگر، نوترونهای تند تحت هر دو صافی چگالی رد یکسانی دارند، به دلیل واکنش در کادمیم، میدان نوترونهای گرمای تحت صافی کادمیم ناحیه تیره‌تری روی فیلم پرتوگاما تولید می‌کند تا حت صافی قلع، تابش گاما، در غیابت نوترونهای فیلم را تحت هر دو صافی به یک اندازه تحت تأثیر قرار می‌دهد.

با شمارش ردها و اندازه‌گیری چگالی فیلم پرتو گاما، می‌توان شار نوترونهای گرمایی را تعیین کرد که فیلم بجهای نوترونی معمولی نسبت به نوترونهای در گستره انرژی فوق گرمایی تا Mer2/1 حساس نیستند.

اما اگر توزیع طیفی میدان نوترون معلوم باشد، می‌توان سهمی برای نوترونهای موجود درگستره غیرحساس فیلم بج در نظر گرفت.

مزایای و معایب فیلم بج: از یک فیلم بج می‌توان برای دزیمتری پرتوهای ایکس، بتا و نوترون حرارتی استفاده کرد.

با تغییر قطر و تعداد دانه‌های برومور نقره می‌توان حساسیت فیلم را بدلخواه تغییر داد.

اطلاعات پرتوگیری روی فیلم به طور دائم ثبت می‌شود.

بنابراین از فیلم می‌توان به عنوان یک مدرک استفاده نموده.

فیلم بج نسبتاً گریزان است.

فیلم با دوام بوده و در اثر حرکات شدید یا ضربه خراب نمی‌شود.

برای استفاده از دزیمتر فیلم بج، پرتوکاران به تجهیزات اضافی یا آموزش تخصصی نیاز ندارند تهیه فیلم ویژه برای دزیمتری نوترون امکان‌پذیر است.

عوامل محیطی تغییر رطوبت، فشار، گرما و گازهای شیمیایی نیز می‌توانند باعث ایجاد تصویر پنهان در روی فیلم شوند این پدیده را تیرگی فیلم می‌نامند.

اگر فیلم قبل از ظهور برای مدت طولانی در محل نامناسب نگهداری شود، تیرگی آن افزایش یافته و ممکن است عملاً دزیمتری میسر نگردد.

اگر فیلم پس از پرتوگیری برای مدت نسبتاً طولانی ظاهر نشود.

تصاویر پنهان ناشی از پرتوگیری تدریجاً محو می‌شود.

در حقیقت اثر اشعه روی فیلم کاهش می‌یابد.

این پدیده را محو تصویر پنهان می‌گویند.

حساسیت فیلم بر انرژی و نوع اشعه بستگی دارد و چون فیلم معادل بافت بدن نیست.

سیاهی آن برای یک دز ثابت از پرتوهای مختلف یکسان نیست.

بعنوان مثال سیاهی فیلم در اثر یک mloy پرتو ایکس با انرژی 1Mev با سیاهی فیلم در اثر 1mloy پرتو ایکس با انرژی 40Mer یکسان نیست از این رو فیلم باید حتماً در داخل بج استفاده شود و نحوه دزیمتری فیلم نسبتاً پیچیده است.

روش استفاده و نکات مهم استفاده از فیلم بج: مسئولین کلیه مراکز کار با اشعه موظفند جهت تهیه فیلم بج با سازمان انرژی اتمی ایران، مدیریت کل امور حفاظت در برابر اشعه تماس حاصل نمایند، سرویس دزیمتری فیلم بج برای هر مرکز کار با اشعه به تعداد پرتوکاران فیلم بج لبه اضافه یک فیلم اضافی تحت عنوان فیلم کنترل ارسال نمایند.

این عمل هر دو ماه یکبار تکرار می‌شود.

با این تفاوت که در نوبتهای بعد فیلم بدون بج جهت عملیات دزیمتری به ارسال می‌گردد.

روی هر فیلم یک شماره 7 رقمی توسط ماشین پرس شده است.

دو رقم سمت راست آن شماره پرسنلی، دو رقم بعدی شماره نوبت ارسال فیلم و سه رقم آخر شماره اشتراک مرکز متقاضی فیلم بج است.

شماره پرسنلی عددی است بین 01 تا 99 که هر شماره بنام یک پرتوکار در مرکز متقاضی ثبت شده است.

روی فیلم کنترل به جای شماره پرسنلی عدد 0 نوشته شده است که وجه تمایز فیلم پرتوکاران و فیلم کنترل همین شماره می‌باشد.

نمونه فرم گزارش خدمات دزیمتری فیلم بج در اختیار پرتوکاران قرار می‌گیرد و فیلم را در محل دور از تابش پرتو نگهداری می‌کنند.

پرتوکاران هنگام قرار دادن فیلم در بج ؟؟؟

باید دقت کنند که بج آنها سالم و فیلترها در محل اصلی قرار داشته باشند.

فیلم درون بج طوری قرار داده می‌شود که شماره آن از ناحیه پنجره باز دیده شود.

پرتوکاران هنگام کار با پرتو باید فیلم بج خود را روی سینه نصب کنند.

روی فیلم بج نباید چیزی پوشانده شود.

پرتوکاران پس از پایان کار با اشعه باید فیلم بج خود را به محل نگهداری فیلم کنترل منتقل کنند.

TLD ترمولومینانس (گرمالیان) دز سنجهای TLD بر پایه خاصیت گرمالیانی از روی نمودار نوار ـ انرژی الکترونی بلورها قابل درک است.

وقتی پرتو ؟؟؟

بر یک بلور می‌تابد.

انرژی داده شده به الکترونها می‌تواند چند پیامد داشته باشد.

الکترون ممکن است به اندازه کافی انرژی به دست آورد که از نوار ظرفیت به نوار رسانش منتقل شود، این فرآیند یونش خوانده می‌شود با الکترون به اندازه کافی انرژی بدست می‌آورد که به یک حالت برانگیخته برود و یک اکسیتون تشکیل دهد.

اکسیتون که از یک الکترون ؟؟؟

که به طور الکترواستاتیکی در قید یکدگرند تشکیل شده است می‌تواند در بلور حرکت کند.

الکترونها، حفره‌ها، اکسیتونها ممکن است در دامهای متعددی که در جامد وجود دارند گرفتار آیند.

دامها به راه‌های مختلف تشکیل می‌شوند.

اتمهای خارجی (ناخالصیها)، اتمهای میانگین، در رفتگیها، تهی جاها، ناکاملیها ممکن است به صورت دام عمل کنند.

اگر دمای بلور ثابت بماند یا کاهش یابد حاملهای به دام افتاده برای زمان طولانی در جای خود باقی می‌مانند.

با این همه، اگر دمای بلور را افزایش دهمی، احتمال فرار افزایش می‌یابد وقتی الکترون و حفره آزاد می‌شوند و به حالت پایه برمی‌گردند نور گسیل می‌کنند گسیل این نور گرمالیان خوانده می‌شود و خصوصیتی است که TLD بر پایه آن کار می‌کند.

اگر دامهای حفره‌ها نزدیک به نوار ظرفیت باشد احتمال فرار بیشتر می‌شود یعنی با دمای کمتری حفره‌ها فرار کرده و با الکترون ترکیب می‌شوند و نور تولید می‌کنند.

دامهای موجود در TLD یا بصورت ناخالصی ذاتی در برخی از انواع مواد TLD موجود می‌باشد یا بوسیله روشی که دوپنگ نامیده می‌شود به داخل ماده TLD تزریق می‌کنند و میزان حساسیت TLD به این ناخالصیها و محل قرار گرفتن آنها بستگی دارد.

از پدیده‌های دیگری که ناخالصیها و محل قرار گرفتن آن در TLD موثر است پدیده Fading است که این پدیده یعنی ترکیب حفره و الکترون قبل خوانده TDL که عامل خطا می‌باشد.

اصولاً یک TLD قطعه از یک ماده گرمالیان است که در معرض پرتو مورد اندازه‌گیری قرار می‌گیرد.

پس از توقف پرتودهی، در شرایط کنترل شده‌ای TLD را گرما می‌دهند و شدت نور را یا برحسب تابعی از دما یا تابعی از زمانی که دما بالا برده می‌شود اندازه‌گیری می‌کنند.

در شکل مقابل دستگاه و روش خواندن TLD را مشاهده می‌کنید.

نتیجه‌گیری اندازه‌گیری انجام شده توسط دستگاه خواندن TLD را منحنی تابانی می‌نامند.

منحنی تابانی بیش از یک قله دارد.

که این قله‌ها مربوط به دامهای با انرژیهای مختلف‌اند.

دامنه قله‌ها متناسب با تعداد حاملهایی است که در دامهای مربوط گیر افتاده‌اند.

دز جذب شده را می‌توان یا از کل نور گسیل شده از منحنی تابانی و یا از ارتفاع یک یا چند قله آن تعیین کرد اگر TLD را به مدت کافی گرما بدهیم تا تمام دامها خالی شوند و سپس آنرا به حال خود بگذاریم تا به دمای اتاق برسد باز پخته می‌شود یعنی به حالت اولیه‌اش برمی‌گرد.

اندازه‌گیری نور از منحنی تابانی و بازپزی آن با ابزارهایی انجام می‌شود که معمولاً خواننده نامیده می‌شود و کمپانی هارشا از معروف‌ترین سازنده‌های آن است.

مواد فلورسانی و لومینانس متعددی وجود دارند.

اما آنهایی که برای دز سنجی مفیدند باید دارای ویژگیهای زیر باشند: 1ـ نگهداری حاملهای به دام افتاده برای دوره‌های بلند مدت در دماهای محیط پرتوگیری 2ـ نور خروجی زیاد 3ـ پاسخ خطی در گستره گسترده‌ای از دز 4ـ بازپزی کامل برای استفاده‌ها پی در پی موادی که بصورت تجاری قابل تهیه‌اند و بیشتر این ویژگیها را دارند: عبارتند از: Lif, LiB4o7:Mn , CaF2:Mn , CaF2 , CaSol1:Mn که از میان آنها CaSo4 و CaF2 فقط برای گاما استفاده می‌شوند.

ترکیبهای لیتیوم را می‌توان هم برای نوترون و هم برای گاما به کار برد.

ویژگی اصلی این ترکیبها در جدول نشان داده شده است.

کاربردهای متفاوت این مواد در جدول آمده است.

سه TLD.

LiF جدول کاربردهای بسیاری در میدانهای گاما ـ نوترون یافته‌اند.

TLD100 که حاوی لیتیوم طبیعی است (7Li92.6% و 6Li7.4%) به پرتوهای گاما و نوترونهای گرمایی پاسخ می‌دهد.

نوترونهای گرمایی از طریق واکنش (n,) با 6Li.

که دارای سطح مقطع 950b است، آشکار می‌شود.

اگر TLD100 را زیر تابش 1011×3 نوترون گرمایی بر متر مربع قرار دهیم.

نور خروجی آن هم ارز 1R پرتو گاماست.

TLD6cd که حاوی لیتیوم غنی شده تا 6li95.62% است.

به نوترونهای گرمایی و نیز پرتوهای گاما حساس است، زیرا سطح مقطع نوترون گرمایی با 6Li خیلی بیشتر از 7Li می‌باشد.

TLD700 با غنای بالای 99.993%7Li فقط به گاما حساس است.

در میدان مخلوط گاما و نوترون با استفاده از یک TLD100 و TLD700 یا با استفاده از TLD600 و TLD700 می‌توان بین نوترونهای گرمای و گاما جدایی انداخت و آنها را از هم تمییز داد.

تفاضل پاسخ دو دوزسنج در هر یک از دو زوج یاد شده بالا، دوز نوترون را می‌دهد.

مزایا و معایب دزیمتر ترمولومینانس ـ تغییر دما و رطوبت در محیط کار تأثیر محسوس روی نتایج دزیمتری ندارد ـ برای دزهای نسبتاً کم تا دزهای خیلی زیاد قابل استفاده است.

ـ معادل بافت ترم بوده و می‌تواند مستقیماً معادل دز در بافت نرم را نشان دهد.

ـ از یک کریستال، چندین نوبت می‌توان برای دزیمتری استفاده کرد.

ـ با توجه به کوچک بودن ابعاد،‌ از کریستال می‌توان برای تعیین پرتوگیری موضعی استفاده کرد.

ـ پس از هر بار خوانده شدن، اثر پرتو روی دزیمتر پاک می‌شود.

در نتیجه بررسی مجدد مسیر نیست.

ـ کسب اطلاعات جانبی در رابطه با انرژی پرتو، زاویه تابش و شرایط پرتودهی توسط آن مسیر نیست.

ـ قیمت آن در مقایسه با فیلم بج نسبتاً گران است.

دزیمتر قلمی (جیبی): برای اندازه‌گیری دز تابش واکنش وسیله اندازه‌گیری باید متناسب با انرژی جذب شده باشد.

اتاقک یونش با دیواره هوا را می‌توان براساس تعریف عملیاتی یکای پرتوگیری R ساخت و آن را برای اندازه‌گیری پرتوگیری بکار برد.

این نوع اتاقک یونش را که به دز سنج جیبی معروف‌اند، می‌توان برای دزیمتری کارکنان به طور وسیعی به کاربرد.

دو نوع دز سنج جیبی متداول است: یک نوع خازن است که این دزسنج از نوع قرائت غیرمستقیم است و در آن برای قرائت دز اندازه‌گیری شده از یک وسیله کمکی استفاده می‌شود.

این وسیله کمکی را که در واقع یک ولت سنج الکترواستاتیکی است و برحسب رونتگن مدرج می‌شود وسیله قرائت شارژ کننده می‌گویند.

اصطلاح مینومتر اغلب به عنوان مترادف برای وسیله قرائت شارژ کننده به کار می‌رود.

دزسنجهای جیبی از نوع خازن تجاری، پرتوگیریهای کل پرتوهای x و را تا mR200 با دقتی در حدود %15 برای انرژیهای فوتونی بین حدود mev05/0 ئ mev2 اندازه می‌گیرند.

برای انرژیهای فوتونی خارج از این گستره باید از ضرایب تصحیح که شرکت سازنده ارائه می‌کند استفاده شود.

این نوع دزسنجها برای پرتوهای بتای با انرژی بیش از mev1 به کار می‌روند.

با اندودن داخل اتاقک با عنصر بور می‌توان کاری کرد که دز سنج جیبی نسبت به نوتورنهای گرمایی حساس شود.

اما دزسنج جیبی استاندارد فقط برای سنجش تابشهای گاما و ایکس به کار می‌رود.

این دزسنج با استفاده از پرتوهای گامای رادیم 60Cor، 137Cs مدرج می‌شود.

دز سنجهای جیبی حتی هنگامی که در میدان تابش قرار ندارند.

بدلیل وجود تابش کیهانی و نشت بار از عایقی که الکترود مرکزی را از الکترود خارجی جدا می‌کند، به تدریج تخلیه می‌شوند.

از دزسنجی که بیشتر از %5 مقیاس کامل در روز نشتی دارد، نباید استفاده شود.

معمولاً دو دزسنج جیبی بطور همزمان به کار می‌برند، زیرا هر نو بد کار کردن دستگاه همواره باعث می‌شود که مقدار دز زیادی از حد واقعی نشان داده شود.

که در این مورد مقدار کمتر این دو را به عنوان دز دقیقتر در نظر می‌گیرند.

به دلیل نشست و احتمال بد کار کردن ناشی از افتادن دز سنج معمولاً هر دز سنجی را فقط برای یک روز به کار می‌برند پس از خواندن دز سنج محتوای اطلاعات آن پاک می‌شود و لازم است که دوباره بازده باردار شود.

دزسنج جیبی نوع دوم از نوع قرائت مستقیم و براساس الکتروسکوپ زرورقی کار می‌کند.

در این دز سنج رشت کوارتزی که تا پتانسیل حدود 2007 باردار می‌شود به طریق الکترواستاتیکی جابه‌جا می‌شود.

تصویری از این رشته روی یک مقیاس می‌افتد و با عدسی واقعی در انتهای دزسنج مشاهده می‌شود.

وقتی دزسنج در معرض تابش قرار می‌گیرد.

رشته کوارتر بار الکتریکی‌اش را از دست می‌دهد و به وضع اولیه خود باز می‌گردد.

مقدار تخلیه رشته و میزان جابه‌جا شدن آن با پرتودهی تابش متناسب است.

مزیت دزسنج قرائت مستقیم که به صورت تجاری عرضه می‌شوند در این است که پس از قرائت لازم نیست دوباره باردار شود و گستره دز سنجهای قرائت مستقیم از حفر تا mR200 است که پرتوگیری از انرژیهای حدود kev50 تا mev2 را با خطای %15 انجام می‌دهد در این دز سنج باید از یک وسیله باردار کننده کمکی استفاده شود.

دز سنج قلمی عمدتاً به عنوان وسایل دزیمتری کارکنان به کار می‌رود و کسانی که ممکن است در معرض پرتوهای گاما یا x قرار بگیرند آنها را با خود همراه می‌برند.

اما از این وسایل.

با قرار دادن آنها در نقاطی که باید دز پرتودهی در آنجا اندازه‌گیری شود، می‌توان به عنوان وسایل دزیمتری ناحیه‌ای استفاده کرد.

برای اینکار یک یا چند دزسنج را برای مدت حداکثر تا یک هفته در محل مورد نظر قرار می‌دهند.

برای کاربردهای دزیمتر ناحیه‌ای اتاقکهای با حجم بیشتر وجود دارد که از دزسنج قلمی خیلی حساس‌ترند.

این نوع اتاقکهای با حجم بیشتر وجود دارد که از دزسنج قلمی خیلی حساس‌ترند.

این نوع اتاقکها که اغلب آنها را اتاقکهای تابش سرگردان می‌گویند، درست مانند دزسنجهای جیبی نوع خازن مجهز به وسیله قرائت شارژ کننده هستند و مخصوصاً برای دیدبانی تابش پراکنده حاصل از دستگاههای پرتو پزشکی و دندانپزشکی بسیار مفیدند.

هنگام استفاده از دزیمتر قلمی رعایت نکات زیر ضروریست: ـ بلافاصله پس از کار با پرتو، نتیجه خوانده شده باید تثبیت گردد چون پس از گذشت زمان نتایج ممکن است عوض شود.

ـ اثرات محیطی، ضربه، کثیف شدن عایق‌ها، طولانی شدن زمان دز لحظه شارژ تا قرائت، خراب شدن عایق‌ها و غیره، هر یک می‌تواند باعث تخلیه بار در رشته سیم شوند.

در چنین شرایطی، آنچه که توسط دزیمتر قرائت می‌گردد بیش از مقدار واقعی پرتوگیری دزیمتر است از این رو معمولاً اگر چند دزیمتر در شرایط یکسان تحت تابش پرتو قرار گیرند، دزیمتری که عدد کمتری را نشان می‌دهد دقیق‌تر و سالم‌تر است.

ـ دامنه قابل اندازه‌گیری توسط دزیمتر قلمی بسیار محدود است.

از این رو لازمست قبل از ورود به میزان‌های پرتو، اطمینان حاصل شود که شدت میدان در محدوده کار دزیمتر قرار داشته باشد.

دزیمتر قلمی معمولاً برای پرتوهای ایکسی و گاما با انرژی بیش از kev50 استفاده می‌شود.

دزیمتر نوتر ایران اساس کار این دزیمتر مبتنی بر این است که ثبت ردپای ذرات برگشت ناشی از برخورد نوترون سریع وزارت آلفای ناشی از مبدل‌های (،n) بر روی آشکارسازهای هسته‌ای خودش ردپا.

ذرات باردار و هسته‌های برگشت، پس از برخورد با پلیمرآشکارساز هسته‌ای خودش ردپا، باعث تخریب موضعی می‌شوند.

نقاط تخریب شده تحت شرایط خاص با خورش شیمیایی و یا الکتروشیمی آشکار شده که رد پاهای حاصل را می‌توان توسط میکروسکوپ‌های نوری و یا روشهای دیگر شمارش و بررسی نمود.

مکانیسم کار دزیمتر به شرح زیر است: نوترونهای سریع در اثر برخورد با مواد هیدروژنه موجود در بدن کند می‌شوند و در اعماق بدن در جهات مختلف پراکنده می‌شوند.

برخی از نوترون‌ها ممکن است در خلاف جهت نوترون‌های سریع اولیه پراکنده و از بدن خارج شوند.

این نوترون‌ها را اصطلاحاً نوترون آلبدو گویند.

بنابراین پس از برخورد نوترون با بدن شماری از نوترونهای آلبدو و با انرژی از حرارتی تا حدود انرژی نوترون ورودی ایجاد خواهد شد.

طبق تعریف تعداد نوترون ایجاد شده در سطح بدن ـــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ = فاکتور آلبدو تعداد کل نوترون‌های ورودی به بدن فاکتور آلبدو بین 8/0 تا 1/0 به ترتیب برای نوترونهای حرارتی تا نوترونهای سریع mev1 می‌باشد.

اساس ثبت نوترونهای آلبرو بر اندرکنش است.

مهم‌ترین مبدل‌های مورد استفاده جهت ایجاد اندرکنش عبارتند از 6Li و 10B.

مبدل 10B به دلیل حساسیت بالا کاربرد مناسب‌تری نسبت به 6Li دارد و انواع مبدل‌ها از نوع قرص و پولکی آن مورد استفاده قرار می‌گیرد.

نوترون آلبرو پس از برگشت از بدن به مبدل برخورد نموده و ذرات آلفا تولید می‌کنند.

ثبت ذرات آنها توسط آشکارساز ردپای هسته‌ای بیانگر نوترونهای آلبرو است.

معمولاً به منظور جلوگیری از تداخل نوترونهای ورودی و نوترونهای حرارتی آلرو در مسیر نوترونهای ورودی یک ورقه کارمیم به ضخامت مناسب حدود mm5/0 قرار می‌دهند که نوترونهای حرارتی ورودی جذب گردد و فقط نوترونهای حرارتی آلبرو به آشکارساز برسد.

مزایا و معایب دزیمتر نوتور ایران: ـ توانایی اندازه‌گیری ناشی از نوترونها در گستره انرژی حرارتی تا چندین mev ـ عدم حساسیت به سایر پرتوها از یک نگاه مزیت است و از نگاه دیگر می‌تواند یک عیب محسوب گردد.

ـ پیچیدگی در فرآیند آشکارسازی.

نوع و انرژی پرتوWRنوترون1نوترون En5نوترون 10kev10نوترون 100kev20نوترون 2mer10نوترون En>20mer5پروتون Ep>2mer5ذرات آلفا و پاره‌های شکافت20