انجمن حفاظت در برابر اشعه ایرانمجله سنجش و ایمنی پرتو232259718220190522Effects of the modulator and range compensator blades on Bragg curve and calculating the secondary particle dose in proton-therapy of thymus gland cancer using MCNPX, FLUKA and GEANT4 codesاثر چرخ تعدیلگر و تیغههای جبرانکننده برد بر منحنی براگ و محاسبه دز ذرات ثانویه در پروتوندرمانی سرطان غده تیموس با استفاده از کدهای MCNPX، FLUKA و GEANT41811227810.22052/7.2.1FAمنصورهتاتاریدانشگاه یزدزهراهاشمیدانشگاه یزدراضیهعلیمردانیدانشگاه یزدJournal Article20220821The thymus gland is an endocrine gland that plays an important role in the body’s immunity. Thymus gland cancer happens very rarely and one treatment way is radiation therapy. Due to the location of this gland and its proximity to the sensitive organs, radiation therapy of thymus gland cancer will bring the risk of side effects. In this paper, a Mird phantom is simulated and a modulator and range compensator blades are designed to create a Spread Out Bragg Peak (SOBP) in the tumor region. The simulations are performed using the Monte Carlo GEANT4 toolkit, the FLUKA and MCNPX codes. Neutrons and photons have been considered as the most important secondary particles produced in the non-elastic nuclear interactions of protons with different elements of the body. The absorbed dose of protons and secondary particles produced during the proton therapy are calculated in the tumor, the healthy tissue of thymus gland and the 12 sensitive organs that located near this gland using these simulation tools. The results of different codes are in good agreement with each other. Results show that approximately 96 percent of the total dose is absorbed in the tumor region and the organs near the Thymus gland absorb a small amount of dose during the proton therapy.
غده تیموس از جمله غدد درونریز است که نقش مهمی در ایمنی بدن دارد. سرطان غده تیموس بسیار نادر میباشد. یکی از راههای درمان آن پرتودرمانی است. پرتودرمانی سرطان غده تیموس، بهعلت موقعیت مکانی این غده و نزدیک بودن آن به اندامهای مهم بدن، خطر عوارض جانبی را در پی دارد. در این مقاله، با شبیهسازی فانتوم میرد و طراحی یک چرخ تعدیلگر و تیغههای جبرانکننده برد، نحوه تشکیل قله براگ در ناحیه تومور بررسی شد. شبیهسازیها با استفاده از ابزار مونتکارلوی GEANT4، کدهای FLUKA و MCNPX انجام گرفت. از برهمکنش غیرکشسان پروتونها با محیط ذرات ثانویه تولید میشوند که مهمترین آنها نوترونها و فوتونها هستند. دز پروتونهای فرودی و ذرات ثانویه که در پروتوندرمانی تولید میشوند، در تومور، بافت سالم تیموس و 12 اندام حساس بدن که در نزدیکی این غده قرار دارند با استفاده از این ابزارهای شبیهسازی محاسبهشده و با یکدیگر مقایسه شدهاند. نتایج نشان میدهند که در طول پروتوندرمانی این سرطان، حدود 96 درصد دز ناشی از پروتونهای فرودی و ذرات ثانویه در تومور جذب میشود و اندامهای حساس اطراف آن، دز بسیار ناچیزی را دریافت میکنند.https://rsm.kashanu.ac.ir/article_112278_be19c424fc3ee7f8458a6f0fbc11bd82.pdfانجمن حفاظت در برابر اشعه ایرانمجله سنجش و ایمنی پرتو232259718220190522Investigation of the production of free radicals in ultraviolet irradiation using SnO2:Eu nanoparticlesبررسی تولید رادیکالهای آزاد در پرتوگیری امواج فرابنفش با استفاده از نانوذرات SnO2:Eu91211227910.22052/7.2.9FAاحسانصادقیدانشگاه کاشانمرآتکریمیدانشگاه کاشانمرضیهشریفیدانشگاه کاشانمصطفیزاهدیفردانشگاه کاشانJournal Article20220821In studying the ultraviolet (UV) radiation, one of the important factors is the possibility of generating a variety of free radicals inside the body by these radiations. In this paper, a method of estimating the amount of hydroxyl radicals produced by ultraviolet rays was investigated using nanoparticles of tin oxide doped with uropium. In this method, the change in absorption intensity of methylene blue was used as a free radical detector. SnO2:Eu nanoparticles were synthesized using co-precipitation method and characterized by X-ray diffraction (XRD) and scanning electron microscopy (SEM) analysis. The changes in the intensity of the methylene blue absorption curve were investigated and it was found that this intensity decreases in the presence of nanoparticles, which indicates the formation of free radicals in ultraviolet radiation. Using the results of this method, it is possible to measure the amount of received ultraviolet radiation dose.
در انجام موارد مربوط به ایمنی در پرتوگیری امواج فرابنفش (UV)، یکی از مخاطرات ایجاد شده به واسطه این امواج امکان ایجاد انواع رادیکالهای آزاد در داخل بدن میباشد. در این پژوهش روشی برای تخمین میزان رادیکالهای هیدروکسیل تولیدشده توسط پرتوهای فرابنفش با استفاده از نانوذرات اکسیدقلع آلاییده شده با یوروپیوم بررسی شد. در این روش از تغییر در شدت جذب معرف شیمیایی متیلنبلو، بهعنوان آشکارساز رادیکالهای آزاد تولیدشده، استفاده شد. ابتدا نانوذرات SnO2:Eu با استفاده از روش شیمیایی همرسوبی ساختهشده و بهوسیله پراشسنجی اشعه ایکس (XRD) و میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) مشخصهیابی شدند. سپس تغییرات در شدت منحنی جذب متیلنبلو بررسی و مشخص شد که این شدت در حضور نانوذرات کاهش مییابد که نشاندهنده تشکیل رادیکالهای آزاد در پرتوگیری پرتو فرابنفش میباشد. از نتایج این روش میتوان برای سنجش مقدار پرتو فرابنفش دریافتی نیز استفاده نمود.
https://rsm.kashanu.ac.ir/article_112279_6df33994692d9623509ecf55b393d341.pdfانجمن حفاظت در برابر اشعه ایرانمجله سنجش و ایمنی پرتو232259718220190522Calculation and evaluation of energy deposition and S-value caused by low-energy electrons in a multicellular model using Geant4-DNAمحاسبه و ارزیابی نهشت انرژی و S-value ناشی از الکترونهای کم-انرژی در یک مدل چندسلولی، با استفاده از Geant4-DNA132411228010.22052/7.2.13FAرامکسلیمدانشگاه گیلانپیوندطاهرپروردانشگاه گیلانJournal Article20220821Today, targeted radiation therapy (TRT) methods for cancer treatment, besides the goal of completely destroying the target tumor, attempts to prevent nearby healthy cells from exposure to ionizing radiation as far as possible. Hence, short-range charged particles, such as low-energy electrons that are suited to achieving these two goals together, play an important role in TRT and so, adoption of precise methods such as Monte Carlo simulations to perform cellular dosimetry of electrons and to get better knowledge of their energy deposition pattern at the cellular level is necessary. In this study, with the help of Geant4-DNA simulation code, four spherical cells (and nuclei) of liquid water in the soft tissue medium were modeled as a cell cluster. One of the cells in this model was considered as a radiation emission source of 1-10 keV monoenergetic electrons, and the energy deposition along with the S-value were calculated in this cell and its neighboring cells for different cell-to-cell distances. In addition to validating the S-values estimated by Geant4-DNA through comparing them to the values reported by Medical Internal Radiation Dose (MIRD) committee as well as the results obtained by previous version of Geant4-DNA, which shows a very good agreement, the evaluation of the results suggests that increasing the intercellular distance is significantly effective (50% or more) in reducing the energy deposition and S-value in cells adjacent to the source cell. Moreover, for electron energies of 3 keV and higher, the energy deposited in the nearby cells is such that it can cause cell destruction and death. Therefore, this is another important issue which should be considered in the selection of the suitable (electron-emitting) radiopharmaceutical as well as optimal treatment design for TRT of tumors in actual cases.امروزه، روشهای پرتودرمانی هدفمند در درمان سرطان، میکوشند علاوه بر نابودی کامل تومور هدف، تا جای ممکن سلولهای سالم مجاور آن را در معرض تابش یونیزان قرار ندهند. از این رو، ذرات باردار کوتاه-بردی چون الکترونهای کم-انرژی که برای دستیابی توأمان به این دو هدف مناسباند، نقش مهمی را در پرتودرمانی هدفمند ایفا میکنند و بنابراین، اتخاذ روشهای دقیق نظیر شبیهسازیهای مونتکارلو بهمنظور انجام دزیمتری سلولی الکترونها و درک بهتر الگوی نهشت انرژی آنها در سطح سلول ضروری مینماید. در این مطالعه، با استفاده از کد شبیهسازی Geant4-DNA، چهار سلول (و هستهی) کروی از جنس آب مایع در محیط بافت نرم، بهعنوان یک خوشهی سلولی مدلسازی شد. یکی از سلولهای این مدل بهعنوان چشمهی گسیل الکترونهای تکانرژی keV 10-1 در نظر گرفته شد و نهشت انرژی بههمراه کمیت S-value، در این سلول و سلولهای مجاور آن به ازای فواصل سلولی مختلف، محاسبه گردید. در کنار اعتبارسنجی مقادیر برآورد شدهی Geant4-DNA از طریق مقایسه با دادههای گزارش شده توسط کمیتهی دز تابش داخلی درمانی و نتایج بهدست آمده از نسخهی پیشین این کد، که توافق بسیار خوبی را نشان میدهد، ارزیابی نتایج بهدست آمده حاکی از آن است که افزایش فاصلهی بین سلولی به میزان زیادی (50 درصد و بیشتر) بر کاهش نهشت انرژی و S-value در سلولهای مجاور سلول چشمه مؤثر است. علاوه بر این، برای انرژیهای keV 3 و بالاتر، انرژی نهشتیافته در سلولهای مجاور عموماً به گونهای است که میتواند موجب تخریب و مرگ سلولی شود؛ موضوع مهم دیگری که باید در انتخاب رادیوداروی (گسیلندهی الکترون) مناسب و طراحی بهینهی درمان برای انجام پرتودرمانی هدفمند تومورها در موارد واقعی مورد توجه قرار گیرد.https://rsm.kashanu.ac.ir/article_112280_e46b5a312b9c0e8382edd6ea4f3efbe0.pdfانجمن حفاظت در برابر اشعه ایرانمجله سنجش و ایمنی پرتو232259718220190522Design and manufacture of composite flexible shield for neutron-gamma mixed fieldsطراحی و ساخت حفاظ پرتوی کامپوزیتهای پلیمری انعطافپذیر برای میدانهای آمیخته نوترون-گاما253411228110.22052/7.2.25FAسیدرضاهاشمیدانشگاه دامغانمجتبیتاجیکدانشگاه دامغاناسکندراسدی امیر آبادیدانشگاه مازندرانJournal Article20220821In this study, a flexible composite shield with a combination of polyethylene, tungsten and boron carbide has been designed and constructed for neutron-gamma mixed fields. For this purpose, theoretical studies were conducted using the multi-purpose MCNPX Code. According to the results of simulation studies, a multi-purpose composite was constructed using a combination of a solid phase of boron carbide particles with tungsten metal powder and a mixture of different types of soft and hard polyethylene in a laboratory at the center of polymer and petrochemical industry in Iran. The 241Am-Be neutron flux attenuation rate and the cesium gamma flux attenuation were measured for the built shield. The results show that in the polyethylene /boron carbide / tungsten (PE / B4C / w) composite with respect to the micrometric dimensions of the reinforcing particles and the high cross-section of interactions of the radioactive beams with these particles, the composite shield with a much lower thickness than the ordinary shields has higher absorption of gamma and neutron beams. This shield containing 30% of tungsten and boron with a thickness of approximately 0.5 cm, absorbs 90% of the Americium-beryllium neutrons and at the thickness of 2 cm absorbs nearly 40% of the gamma rays of the 137Cs source.
در این پژوهش، حفاظ کامپوزیتی انعطافپذیر با ترکیبی از پلیاتیلن، تنگستن و کاربید بور برای میدانهای آمیخته نوترون-گاما طراحی و ساخته شده است. برای این منظور، در مرحله اول، مطالعات نظری با استفاده از کد چند منظوره MCNP < /span> و در مرحله دوم با توجه به نتایج مطالعات شبیهسازی، برای اولین بار در داخل کشور کامپوزیت چند منظورهای با استفاده از ترکیب فاز سخت ذرات کاربید بور به همراه پودر فلز تنگستن و ترکیبی از انواع مختلفی از پلیاتیلن نرم و سخت به صورت آزمایشگاهی در مرکز پلیمر و پتروشیمی ایران ساخته شد. در مرحله سوم برای حفاظ ساخته شده، میزان تضعیف شار نوترون چشمهی Am-Be241 با استفاده از آشکارساز 3BF و میزان تضعیف شار گامای چشمهی سزیوم µCi 100 با استفاده از آشکارساز NaI اندازهگیری شد. نتایج نشان میدهند در کامپوزیت پلی اتیلن/ کاربید بور/ تنگستن (PE/B4C/W) با توجه به ابعاد میکرومتری ذرات تقویتکننده و سطح مقطع بالای برهمکنش پرتوهای رادیواکتیو با این ذرات، حفاظ ترکیبی با ضخامت بسیار کمتر نسبت به حفاظهای معمولی قدرت جذب بیشتری در برابر پرتوهای گاما و نوترون را دارا است. حفاظ با ضخامت 5/0 سانتیمتر با 30 درصد تنگستن و 30 درصد بور، تقریباً 90 درصد نوترونهای چشمه آمرسیوم- بریلیوم را جذب میکند و با ضخامت 2 سانتیمتر، حدود40 درصد شار فوتونهای گامای چشمهCs 137 را کاهش میدهد.
https://rsm.kashanu.ac.ir/article_112281_a2632dcf63f34acab5ebb3a23d2e3386.pdfانجمن حفاظت در برابر اشعه ایرانمجله سنجش و ایمنی پرتو232259718220190522Measurement of absorbed dose in normoxic polymer gel and study of gold nanoparticles configuration effectsاندازهگیری دز جذبی در ژل پلیمر نوع نورموکسیک و بررسی اثر چیدمان نانوذرات طلا354211228210.22052/7.2.35FAابوالفضلمحمودیدانشگاه صنعتی شاهرودحسینتوکلی عنبراندانشگاه صنعتی شاهرودJournal Article20220821Radiotherapy includes all methods that can deliver a particular amount of ionizing radiation to malignant tissues, assuming that minimal damage hurts healthy tissues. We are looking for a valuable and reliable method to measure absorbed dose and the ability to measure the distribution of absorbed dose in three dimensions which nowadays is one of the three-dimensional dosimetry methods in using radiation-sensitive polymer gels. The purpose of the present study was to calculate the amount of increase of absorbed dose in the presence of gold nanoparticles and to investigate the type of gold nanoparticles arrangement (uniformly and shells) in the polymer gel of normoxic.
In this study from both experimental and simulation approaches, a dosimeter of a normoxic polymer type gel was used to measure the amount of absorbed dose changes of Gamma rays in the presence of gold nanoparticles irradiated with Iridium-192 source beams. Thermolominans dosimetry reading system was used to read steps of dose value and then MCNPX computational code was simulated by using Monte Carlo method. The results were compared and investigated by experimental experiments. In the presence of gold nanoparticles uniformly distributed in polymer gel, with 0.1mM to 1.5mM, the maximum absorbed dose was 0.24% and in shell state it was 20%. The result and investigation of both experimental and simulation studies showed that the optimum density of gold nanoparticles in the normoxic polymer gel is 1.5mM, which can be used for clinical trials.پرتودرمانی در برگیرنده همه روشهایی است که بتواند اندازهی ویژهای از تابشهای یونیزان را به بافتهای بدخیم برساند، با این فرض که حداقل آسیب به بافتهای سالم رسانده شود و ارائه یک روش ارزشمند و قابل اعتماد در اندازهگیری دز جذبی میتواند مفید باشد. امروزه امکان اندازهگیری توزیع دز جذبی در سه بعد وجود دارد که یکی از روشهای دزیمتری سهبعدی نیز به کارگیری ژلهای پلیمری حساس به پرتو است. هدف از مطالعه حاضر، محاسبه مقدار افزایش دز جذبی با حضور نانوذرات طلا و بررسی نوع چیدمان نانوذرات طلا (به طور یکنواخت و پوستهای) در ژل پلیمر نوع نورموکسیک میباشد. در این پژوهش از هر دو رهیافت تجربی و شبیهسازی، از دزیمتر ژل پلیمر نوع نورموکسیک برای اندازهگیری مقدار تغییرات دز جذبی پرتوهای گاما با حضور نانوذرات طلا که تحت تابش پرتوهای چشمه ایریدیم-192 قرار گرفتند، استفاده شد. مراحل خوانش مقدار دز با کمک دستگاه قرائتگر دزیمتر ترمولومینسانس انجام گرفت و سپس با استفاده از روش مونتکارلو کد محاسباتی MCNPX شبیهسازی انجام شد و نتایج آن با آزمایش تجربی مورد مقایسه و بررسی قرار گرفت. با حضور یکنواخت نانوذرات طلا در ژل پلیمر، بیشینه دز جذبی به ازای غلظت mM 1/0 تا mM 5/1، %24/0 و در حالت پوسته ای %20 بهدست آمد. نتایج و بررسیهای هر دو مطالعه که بهصورت تجربی و شبیه سازی بهدست آمد، نشان میدهد که بهینه غلظت نانوذرات طلا در ژل پلیمر نوع نورموکسیکmM 5/1 میباشد، که برای انجام مطالعات کلینیکی میتوان از آن استفاده کرد.
https://rsm.kashanu.ac.ir/article_112282_1c8674511b99c3c125299ed4696ff946.pdfانجمن حفاظت در برابر اشعه ایرانمجله سنجش و ایمنی پرتو232259718220190522Evaluation of a constructed head phantom response in comparison with RANDO head phantom in the same gamma fieldارزیابی پاسخ یک فانتوم سر ساخته شده در مقایسه با فانتوم سر راندو در میدان یکسان گاما434811228310.22052/7.2.43FAالهامباورنگینپژوهشگاه علوم و فنون هسته ایمحمد رضاکاردانپژوهشگاه علوم و فنون هسته ایJournal Article20220821Human tissue equivalent phantoms are widely used in medicine. They are used for dosimetry, calibration of medical devices, and quality control of radiotherapy equipment, as well as training students. Regarding to development of radiotherapy techniques for treatment of cancers and also development of educational centers in the country, the human equivalent phantoms are needed. Several phantoms have been designed and constructed over years around the world, including Rando phantom. Since Rando phantom is expensive to buy, a similar phantom has been constructed by Tabesh Pardaze Pegahs Company (TPPCO). In this study, in order to compare the constructed head phantom with the Rando head Phantom, both phantoms have been irradiated in the same gamma field. The results show that the average relative percent difference between gamma dose in constructed head phantom and Rando phantom are about 21%. More conformity with Rando phantom is achieved if some improvements are performed on the constructed phantom.فانتومهای معادل انسان، به طور گستردهای در پزشکی مورد استفاده قرار میگیرند. از فانتومها برای مقاصد دزیمتری، کالیبراسیون و کنترل کیفی دستگاههای پرتودرمانی استفاده میشود. با توجه به توسعه روز افزون تکنیکهای پرتودرمانی و نیز گسترش علوم آن در درمان بیماران سرطانی و افزایش سطح کیفی درمان و همچنین با توجه به توسعه مراکز آموزشی و بخشهای پرتودرمانی در سراسر کشور، استفاده از فانتومهای معادل انسان مورد نیاز میباشد. در طول سالها فانتومهای متعددی در سراسر دنیا طراحی و ساخته شدهاند که از جمله آنها میتوان به فانتوم راندو اشاره کرد. از آنجایی که تهیه فانتوم راندو پر هزینه میباشد، فانتوم مشابهی توسط شرکت تابشپرداز پگاه طراحی و ساخته شده است. به منظورمقایسه فانتوم ساخته شده با فانتوم راندو، هر دو فانتوم در میدان یکسان گاما پرتودهی شدند. نتایج نشان میدهد که میانگین درصد اختلاف نسبی دز گاما در فانتوم ساخته شده نسبت به فانتوم راندو، تقریبا 21% میباشد که با اعمال اصلاحاتی در فانتوم ساخته شده، نتایج دز گاما همخوانی بیشتری با فانتوم راندو خواهد داشت.
https://rsm.kashanu.ac.ir/article_112283_1b0d9dab4643e3905f24f53d8a2120fd.pdfانجمن حفاظت در برابر اشعه ایرانمجله سنجش و ایمنی پرتو232259718220190522Study on Effects of Hydroxyapatite Synthesis Conditions Using Hydrothermal Method on its Thermoluminescence Response from Dosimetry Viewpointمطالعه اثر شرایط سنتز هیدروکسی اپتایت به روش هیدروترمال بر پاسخ ترمولومینسانس آن از دیدگاه دزیمتری495511228410.22052/7.2.49FAحمیدهدانشورسازمان انرژی اتمی ایرانفرهادمنوچهریسازمان انرژی اتمی ایرانمصطفیشفائیدانشگاه آزاد اسلامیسعیدکاکائیسازمان انرژی اتمی ایرانفرهودضیائیسازمان انرژی اتمی ایران0000-0002-1726-7081Journal Article20220821In the current research, hydroxyapatite samples, synthesized by hydrothermal methods was studied from the perspective of thermoluminescence dosimetry. The results of the study were compared and studied with different aspects of dosimetry, including dose-response variations of synthesized samples, degree of its linearity, and the percentage of response fading, as well as the position of the main peak and the degree of complexity of the glow curve. The findings show that surfactant-synthesized substances have a more optimal behavior in terms of thermoluminescence dosimetry.
در کار پژوهشی حاضر نمونههای هیدروکسی اپتایت با اعمال تغییرات در شرایط سنتز، به روش هیدروترمال در آزمایشگاه تولید شد و به لحاظ دزیمتری ترمولومینسانس مورد بررسی قرار گرفت. نتایج کار از جنبه های مختلف دزیمتری از جمله تغییرات دز-پاسخ نمونههای سنتز شده، درجه خطی بودن آن، درصد محوشدگی پاسخ، و همچنین موقعیت قله اصلی و میزان پیچیدگی منحنی درخشش مورد بررسی و مقایسه قرار گرفت. یافتهها نشان میدهند که مواد سنتز شده با سورفکتانت به لحاظ دزیمتری ترمولومینسانس بهطور نسبی دارای رفتار بهینهتری هستند.
https://rsm.kashanu.ac.ir/article_112284_28751265aac1512641db026d4b2b9163.pdf