شبیه‌سازی تیوب اشعه ایکس پرتودهی پیوسته سرامیکی با کد MCNP

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

مجتمع پژوهشی شمال غرب کشور (بناب)، پژوهشکده کاربرد پرتوها، پژوهشگاه علوم و فنون هسته‌ای، تهران، ایران

10.22052/rsm.2026.256594.1113

چکیده

پرتوهای یونیزان در طیف وسیعی از زمینه‌ها از جمله پزشکی و صنعت مورد استفاده قرار می‌گیرند. اثر تابش یونیزان با دُز پایین در حشرات و گیاهان در محدوده‌ی دُزهای 1 میلی‌گری تا 10 گری توسط بسیاری از گروه‌های تحقیقاتی مورد مطالعه قرار گرفته است. جهت انجام کارهای تحقیقاتی در دُز پایین نیاز به تیوب اشعه ایکس جهت تولید اشعه ایکس به عنوان جایگزین خوب برای اشعه گاما می‌باشد. بنابراین مطالعه و ساخت تیوب اشعه ایکس از اهمیت زیادی برخوردار می‌باشد. در این مطالعه به شبیه‌سازی تیوب اشعه ایکس پرتودهی پیوسته از نوع سرامیکی با آند مولیبدنی در 2 ضخامت مختلف در زاویه 20 درجه پرداخته شده است. از این تیوب جهت پرتودهی نمونه‌ها در محدوده چند میلی‌گری می‌توان استفاده کرد. بر خلاف تیوب‌های تصویربرداری که در آن سعی می‌شود قطر فوکوس بیم الکترونی کمترین باشد (جهت بالا بردن وضوح تصویر) در این تیوب بیم الکترونی بصورت پهن و به قطر  3 سانتی‌متر انتخاب شد تا خنک‌کاری حرارت ایجاد شده در آند آسان‌تر باشد. طیف انرژی و دُز در پارامترهای مختلف توسط کد MCNPX شبیه‌سازی و مقایسه گردید.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Simulation of a ceramic X-ray tube with continuous radiation using the MCNP code

نویسندگان [English]

  • Mohamadreza Ghahremani
  • Tavakkol Tohidi
Northwest Research Complex (Bonab), Radiation Application Research School, Nuclear Science and Technology Research Institute (NSTRI), Tehran. Iran
چکیده [English]

Ionizing radiation is used in a wide range of fields, including medicine and industry. The effects of low-dose radiation on insects and plants in the dose range of 1 mGy to 10 Gy have been studied by many research groups. To conduct research at low doses, an X-ray tube is needed to produce X-rays as a good alternative to gamma rays. Therefore, the study and construction of X-ray tubes are of great importance. In this study, a continuous irradiation ceramic X-ray tube with molybdenum anode in two different thicknesses at an angle of 20 degrees has been simulated. This tube can be used to irradiate samples in the range of several milliGy. Unlike imaging tubes, where the focus diameter of the electron beam is minimized to increase image resolution, in this tube, the electron beam was chosen to be wide with a diameter of 3 cm to facilitate the cooling of the heat generated in the anode. The energy and dose spectra were simulated and compared at different parameters using the MCNPX code.

کلیدواژه‌ها [English]

  • X-ray tube
  • continuous irradiation
  • ceramic tube
  • tungsten anode
  • molybdenum anode
  • MCNP

مراجع

  1. J. K. Shultis, R. E. Faw. AN MCNP PRIMER. Dept. of Mechanical and Nuclear Engineering Kansas State University Manhattan, KS 66506, 2004.
  2. J. F.Briesmeister, Ed. MCNP™ — A General Monte Carlo N-Particle Transport Code, Version 4A. Report LA-12625-M. Los Alamos National Laboratory, Los Alamos, New Mexico, 1993.
  3. E. Acosta, X. Liovet, E. Coleoni, J. A. Riveros, F. Salvat. Monte Carlo simulation of X-ray emission by kilovolt electron bombardment. J. Appl. Phys. 83 (1998) 6038–6049.
  4. L. Ben Omrane, F. Verhaegen, N. Chahed, S. Mtimet. An investigation of entrance surface dose calculations for diagnostic radiology using Monte Carlo simulations and radiotherapy dosimetry formalisms. Phys. Med. Biol. 48 (2003) 1809–1824.
  5. J. M. Boone, T. R. Fewell, R. J. Jennings. Molybdenum, rhodium, and tungsten anode spectral models using interpolating polynomials with application to mammography. Med. Phys. 24 (1997) 1863–1874.
  6. J. M. Boone, J. A. Seibert. An accurate method for computer-generating tungsten anode X-ray spectra from 30 to 140 kV. Med. Phys. 24 (1997) 1661–1670.
  7. J. F. Briesmeister. MCNP a general Monte Carlo N-particle transport code. version 4C Los Alamos National Laboratory Report LA-13709-M (Los Alamos, NM) 2000.
  8. 8. Caon, G. Bibbo, J. Pattison, M. Bhat. The effect on dose to computed tomography phantoms of varying the theoretical x-ray spectrum: a comparison of four diagnostic x-ray spectrum calculating codes. Med. Phys. 25 (6) (1998) 1021–1027.

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار