نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

گروه فیزیک دانشگاه جامع امام حسین (ع)

چکیده

در این پژوهش، خواص حفاظتی پرتوهای گاما نانوهیدروکسید‌‌های آلاییده‌‌شده با آهن، را با محاسبه کمیت‌های تاثیرگذار مانند: لایه نیم‌مقدار (HVL)، مسیر آزاد میانگین (MFP)، ضریب تضعیف جرمی (𝜇m) و ضریب تضعیف خطی(LAC) در محدوده 015/0 تا 15 مگا الکترون‌ولت با استفاده از ابزار شبیه ‌سازی مونت‌کارلو Geant4 بررسی شده است. برای بررسی تفاوت کمیت ضریب تضعیف جرمی مواد نانویی با مواد معمولی، نتایج شبیه‌سازی با داده‌های مستخرج از پایگاه داده‌ی NIST-XCOMکه تنها قابلیت محاسبه ضریب تضعیف جرمی مواد معمولی را دارد، مقایسه می‌شود. در این مقایسه، اولاً مشاهده می‌شود که داده‌های مستخرج از این پایگاه و نتایج ابزار شبیه‌سازی Geant4 با افزایش غلظت آلاییدگی آهن با یکدیگر متفاوت خواهند بود. ثانیاً، درصد انحراف (RD)بین داده‌های مستخرج از این پایگاه با نتایج حاصل از ابزار شبیه‌سازی Geant4 ، از 1/0 به 5/3 درصد افزایش می‌یابد. دلیل این انحراف، افزایش غلظت آلاییدگی نانوآهن در ترکیب می‌باشد.

بنابراین، ترکیب نانوهیدروکسید با بالاترین درصد آلاییدگی آهن (Fe-HAp-48)، از نظر چگالی مطلوب‌ترین ترکیب حفاظی را در مقایسه با مواد حفاظ منتخب دیگر دارد که یک ترکیب سبک و آنتی‌باکتریال برای حفاظت از پرتوهای گاما در این ناحیه از انرژی می‌باشد.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Shielding Properties of Iron-doped Nano-hydroxides Against Gamma-rays

نویسندگان [English]

  • Mohamadreza Alipoor
  • Mahdi Eshghi

Department of Physics, Imam Hossein Comprehensive University

چکیده [English]

In this research, the gamma ray protective properties of iron-doped nano-hydroxides were evaluated by calculating effective quantities such as: half-value layer (HVL), mean free path (MFP), mass attenuation coefficient (𝜇m) and linear attenuation coefficient (LAC) in the range of 0.015 0 to 15 MeV have been investigated using Geant4 Monte Carlo simulation tool. To investigate the quantitative difference between the mass attenuation coefficient of nano-materials and normal materials, the simulation results are compared with the data extracted from the NIST-XCOM database, which only has the ability to calculate the mass attenuation coefficient of normal materials. In this comparison, firstly, it can be seen that the data extracted from this database and the results of the Geant4 simulation tool will differ from each other with the increase in the concentration of iron contamination. Secondly, the percentage of deviation (RD) between the data extracted from this database and the results of the Geant4 simulation tool increases from 0.1 to 3.5%. The reason for this deviation is the increase in the concentration of nano-iron pollution in the composition. Therefore, the nano-hydroxide composition with the highest percentage of iron contamination (Fe-HAp-48), in terms of density, has the most favorable protective composition compared to other selected protective materials, which is a light and antibacterial composition for protecting gamma rays in this energy range.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Gamma-ray
  • Geant4 simulation tool
  • Nano Hydroxyapatite
  • Monte Carlo method