دزیمتری یک سیستم بازرسی کانتینرها با پرتوهای فوتونی دوانرژی با شبیه سازی مونت‌کارلو

نویسندگان

1 دانشگاه شهید بهشتی

2 دانشگاه صنعتی مالک اشتر

10.22052/3.3.1

چکیده

امروزه، سیستم های تصویربرداری با پرتوهای ایکس برای بازرسی کانتینرها در مبادی ورودی و خروجی کشورها بسیار مورد توجه قرار گرفته‌اند. سامانه‌های تصویربرداری دو انرژی به دلیل استفاده از دو پرتو با طیف های انرژی مختلف، امکان به تصویر کشیدن اطلاعات بیشتری از مواد داخل کانتینر ها را دارا هستند. در استفاده از پرتوهای فوتونی به دلیل ایجاد یونیزاسیون، همواره می‌بایست سه اصل توجیه‌پذیری، بهینه‌سازی و حدود پرتوگیری را در نظر گرفت. در این پژوهش به منظور ارزیابی حدود پرتوگیری مواد داخل کانتینر، کارکنان و حدود پرتوگیری در اطراف این سیستم، از شبیه سازی آن با کد مونت کارلو بهره برده شد. با در نظر گرفتن چشمه هایmCi 750 سزیم و  Ci1 کبالت، محدوده‌ی دز رسیده به مواد در مرکز کانتینر برای چشمه سزیم در حدود  μSv/h 10 و برای چشمه کبالت حدود  μSv/h20 از شبیه‌سازی حاصل شد. همچنین بدون استفاده از حفاظ اضافی،در فاصله ی 10 متری حول سیستم تفریبا پرتوگیری در مرتبه ی مناسبی قرار دارد. نتایج حاصل از شبیه سازی نشان می‌دهد که با استفاده از سیستم پویش خطی و طراحی مناسب حفاظ سربی چشمه، دز رسیده به مواد داخل کانتینر و همچنین دز در اطراف سیستم در مرتبه‌ی مناسبی می‌تواند قرار گیرد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Dosimetry of a dual-energy cargo inspection system using monte carlo simulation

نویسندگان [English]

  • Hamidreza Hemmati 1
  • rouhollah Azimirad 2
چکیده [English]

Todays, X-ray imaging system for cargo and containers inspecting of country gates are highly regarded. The dual energy imaging system due to the use of two beams with different spectrums can extracts more information about the materials in cargo than the conventional X-ray imaging system. Since the X-ray beam is an ionizing radiation, three parameters should be taken into account including justifiably, optimization and dose limits. In this study to evaluate the exposure for materials inside cargo, staffs and for around of system, we simulated a typical system using Monte Carlo code. With using 750 mCi of 137Cs and 1 Ci of 60Co, exposure rates for the water phantom in the center of cargo were 10μSv/h and 20μSv/h for 137Cs and 60Co, respectively. Also, the exposure rate at a distance of 10 meter around the system without any additional protection lies almost in the appropriate value. The results of simulations show that with using the line scan system and a good designing for source shielding, the exposure at cargo inside and environment of it can be put in suitable values.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Cargo inspection systems
  • Dual energy imaging
  • Dosimetry
  • Monte Carlo code
[1] B.G. Brown. X-rays and Their Applications. Springer Science & Business Media, (2012). [2] G.F. Knoll. Radiation detection and measurement. John Wiley & Sons, (2010). [3] ICRP. Recommendations of the International Commission on Radiological Protection. Publication 60, Annals of the ICRP,Pergamon Press, Oxford, 21 (1991)1–3. [4] IAEA. TECDOC-953. International Atomic Energy Agency, Vienna. IAEA (2006). [5] H. Cember. Introduction to health physics.McGrawHill, New York, (1969). [6] R.L. Brent. The effect of embryonic and fetal exposure to x-ray, microwaves, and ultrasound: counseling the pregnant and nonpregnant patient about these risks. Semin Oncol,16 (1989) 347-368. [7] J. Hendricks, G. McKinney, L. Waters, MCNPX User’s Manual, version 2.5. 0, Los Alamos National Laboratory, (2005). [8] J. Eberhardt, S. Rainey, R. Stevens, B. Sowerby, and J. Tickner. Fast neutron radiography scanner for the detection of contraband in air cargo containers. Applied Radiation and Isotopes, 63 (2005) 179-188. [9] J.T. Bushberg, and J. M. Boone. The essential physics of medical imaging. Lippincott Williams & Wilkins, (2011). [10] F. Hsu, W. Lee, C. Tung, J. Lee, T. Wu, S. Hsu, H. Su, and T. Chen. Ambient and personal dose assessment of a container inspection site using a mobile X-ray system. Applied Radiation and Isotopes, 70 (2012) 456-461. [11] J. Rodier, and J. Chassany. Manual de Radio Protection. Malonie. SA Editor, (2007). [12] B.R. Archer. History of the shielding of diagnostic x-ray facilities. Health physics, 69 (1995)750-758.