فصلنامه پرستاری، مامایی و پیراپزشکی

مقدمه و هدف: از برهم‌کنش نوترون‌ها با عناصر سبک در فعال‌سازی نوترونی (NAA)، نوترون تراپی (BNCT) و... استفاده می‌شود. جهت استفاده بهینه از نوترون‌ها، باید طیف انرژی آنها را متناسب اهداف کاربردی شکل‌دهی نمود. هنگامیکه نوترون‌تراپی انجام می‌شود، عناصر سبکی که در محل درمان قرار دارند فعال شده و پرتو گامای آنی حاصل،  برای هر یک از عناصر دارای مقدار مشخصی می‌باشد که با استفاده از آن مقدار کمی عنصر در محل قابل اندازه‌گیری است. در این مقاله، اثر طیف انرژی بر روی فعال‌سازی نوترونی که در نوترون تراپی استفاده می‌شود مورد بررسی قرار گرفته است.

مواد و روشها: از نرم‌افزار MCNP جهت شبیه‌سازی استفاده شد. ابتدا انواع طیف‌های نوترونی موجود مانند نوترون‌ژنراتور (MeV14) و طیف حاصل از راکتور و چشمه‌های ایزوتوپی بررسی شدند. طیف حاصل از این چشمه‌ها با استفاده نرم‌افزارMCNP شبیه‌سازی شد.  با توجه به قابلیت این نرم‌افزار در ترابرد نوترون و سایر ذرات و اندازه‌گیری شار گامای حاصل از آنها، بهینه‌ترین طیف انرژی نوترونی که بهترین طیف گاما برای شناسایی عناصر ئیدروژن، کربن، اکسیژن و ... داشته باشد معرفی گردید.

یافته‌ها: بهترین طیف انرژی جهت شناسایی عناصر سبک در محدوده انرژی BNCT، (KeV10-1) طیف انرژی است که دارای نوترون‌های حرارتی و کند بیشتر و تند کمتر (طیف شبیه ماکسولی) می‌باشد. ئیدروژن سطح مقطع خوبی برای برهمکنش با نوترون‌های حرارتی دارد. اکسیژن و کربن دارای سطح مقطع خوبی با نوترون‌های تند می‌باشد. استفاده از منبع نوترونی MeV14 مربوط به نوترون‌ژنراتور، پیک انرژی ئیدروژن نسبت به زمانی که از  منبع با طیف انرژی شبیه ماکسولی استفاده می‌شود پایین‌تر و پیک اکسیژن و کربن بالاتر است.

نتیجه‌گیری: پس برای اهداف درمانی، آشکارسازی و تحلیل عناصر سبک طیف شبیه ماکسولی( راکتور یا چشمه‌های ایزوتوپی) بهره خروجی بهتر می‌باشند ولی اگر نسبت اکسیژن به کربن سنجیده شود از منبع تک‌انرژی MeV14 استفاده شود بهره بهتر می‌باشد.