مجله علوم، مهندسی و فناوری هسته‌ای

محاسبه مقادیر S زنجیره واپاشی اکتینیوم-225 با کد شبیه‌سازی MCNP

مقالات آماده انتشار

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

فاطمه رضازاده سفیده 1
سید ابوالفضل حسینی 2
سیمیندخت شیروانی 3
سمانه ذوالقدری 4
حسن یوسف‌نیا 1
علی بهرامی سامانی 4

1 دانشکده مهندسی انرژی، دانشگاه صنعتی شریف، صندق پستی: ۱۴۵۸۸۸۹۶۹۴، تهران-ایران

2 دانشکده مهندسی انرژی، دانشگاه صنعتی شریف، صندق پستی: ۱۴۵۸۸۸۹۶۹۴، تهران-

3 هیئت علمی

4 پژوهشگاه علوم و فنون هسته‌ای، سازمان انرژی اتمی ایران، صندق پستی: 836-14395، تهران-ایران

https://doi.org/10.24200/nst.2025.1769.2091
چکیده
در میان هسته‌های رادیواکتیو ساطع‌کننده آلفا برای کاربردهای بالینی، اکتینیوم-225 (225Ac)، با نیمه عمر 9/9 روز به طور گسترده‌ استفاده می‌شود. این رادیونوکلید طی فروپاشی زنجیره‌ای، پنج ذره آلفا در محدوده انرژی‌ 5/8 تا MeV 8/4 ساطع می‌کند. آبشار فروپاشی همچنین شامل گسیل ذرات بتا از 0/6 تا MeV2 و انتشار گاما از فرانسیم-221 (221Fr)، و بیسموت-213 (213Bi) است. هدف این مطالعه محاسبه مقادیر S، دز جذب شده در هر واپاشی از اندام چشمه در اندام هدف برحسبmSv/MBq.s برای 225Ac و دختران آن در فانتوم مرد بالغ ORNL (با 225 اندام چشمه ـ هدف) با استفاده از کد MCNPX2.7 بود. صحت کد با محاسبه کسر جذب ویژه (SAF) و مقایسه آن با داده‌های ORNL بررسی شد. نتایج کد و داده‌های ORNL در مواردی که فاصله و اندازه اندام چشمه ـ هدف مناسب بود، بسیار نزدیک بودند، در سایر موارد از جمله فاصله زیاد، پیچیدگی شکل هندسی، اختلاف‌هایی مشاهده شد که به علت روش‌های مختلفی است که ORNL در این شرایط به کار برده‌‌است. مطالعه حاضر نشان داد که 225Ac و دختران آن، به‌ویژه پولونیم-213 (213Po)، دز بالایی به اندام‌های هدف منتقل می‌کنند. دقت شبیه‌سازی MCNPX در مقایسه با داده‌های ORNL مطلوب بوده و می‌تواند در بهینه‌سازی پرتودرمانی هدفمند مؤثر باشد.

کلیدواژه‌ها

زنجیره واپاشی 225Ac
مقادیر S
ORNL
MCNP

موضوعات

عنوان مقاله English

Calculating S values of the 225Ac decay chain using MCNP simulating code

نویسندگان English

Fatemeh Rezazadeh-Sefideh 1
Seyed Abolfazl Hosseini 2
simindokht shirvani 3
Samaneh Zolghadri 4
Hassan Yousefnia 1
Ali Bahrami-Samani 4
1 Radiation Medicine Department, Faculty of Energy, Sharif University of Technology, P.O.Box: 1458889694, Tehran-
2 . Radiation Medicine Department, Faculty of Energy, Sharif University of Technology, P.O.Box: 1458889694, Tehran-Iran
3 دکتر
4 Nuclear Science and Technology Research Institute, AEOI, P.O.Box: 14395-836, Tehran – Iran
چکیده English

Among alpha-emitting radioactive nuclei for clinical applications, Actinium-225 (²²⁵Ac), with a half-life of 9.9 days, is widely used. This radionuclide undergoes a decay chain, emitting five alpha particles in the energy range of 5.8 to 8.4 MeV. The decay cascade also includes beta emissions from 0.6 to 2 MeV and gamma radiation from Francium-221 (²²¹Fr) and Bismuth-213 (²¹³Bi). This study aimed to calculate S-values, the absorbed dose per decay from the source organ to the target organ in mSv/MBq.s, for ²²⁵Ac and its daughters in the adult male ORNL phantom (225 source-target organ pairs) using the MCNPX2.7 code. The accuracy of the code was verified by computing the specific absorbed fraction (SAF) and comparing it with ORNL data. The results of MCNP and ORNL data showed strong agreement when the source-target organ distance and size were appropriate. However, in cases with greater distances or complex geometries, discrepancies were observed, attributed to the different computational methods used by ORNL in these situations. This study confirmed that ²²⁵Ac and its daughters, especially Polonium-213 (²¹³Po), deliver a high dose to target organs. The MCNPX simulation showed good accuracy compared to ORNL data and can aid in optimizing targeted alpha therapy.

کلیدواژه‌ها English

225Ac decay chain
S-value
ORNL
MCNP
مجله علوم، مهندسی و فناوری هسته‌ای

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده
انتشار آنلاین از 30 اردیبهشت 1404

صفحه اصلی