Skip to main content
SUPERVISOR
Mohammad-Hassan Alamatsaz,Ahmad Shirani bidabadi
محمدحسن علامتساز (استاد راهنما) احمد شیرانی بیدابادی (استاد مشاور)
 
STUDENT
Mojtaba Mokari Behbahani
مجتبی مکاری بهبهان

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده فیزیک
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1385
The exposure buildup factors (EBFs) have so far been calculated by computer simulations for point sources with spherical shields considering the effect of coherent scattering and with plane sources and stratified slab shields without effect of coherent scattering. In this thesis, the MCNP code (Monte Carlo N particle) is utilized to calculate the EBFs for normal plane sources in an absorbent monolayer and two layer environment of water and lead. Then the effect of the coherent scattering and fluorescence radiation are investigated. First, we will obtain the EBFs for energies range of 0.5 - 6 MeV under the geometrical conditions of the previous studies without coherent scattering effect. Then, considering importance of EBFs, we calculate them by taking into account all factors for range of energy of 0.1 - 6 MeV. All calculations of EBFs are done for monolayer and two layer environments. EBFS without coherent scattering are different in a single layer of water or lead as a low and a high atomic number environment respectively. EBFs increase as energy of incident photon decreases or thickness slab shield increases. Coherent scattering decreases the number of uncollided and increases the total number of photons reaching the detector and as a result, EBFs are increased. This effect is observed stronger in higher energies and weaker in lower energies. According to the MCNP results, the coherent scattering effect in water is not considerable for the energies above 3 MeV, and in lead is considerable for the energies up to 6 MeV. Along with the coherent scattering effect, the fluorescence radiations effects on the EBFs were investigated. The fluorescence radiations effect occurs in energies above 88 keV in lead. There are some considerable effects of the fluorescence radiations on EBFs, in massive elements like lead, below 200 keV energy. If the gamma ray energy is more than 88 keV, for 78.8% of photoelectric interactions in lead, an electron will be ejected from K layer and a fluorescence x ray with 78.53 keV energy is produced. These radiations are emitted homogeneously. For 0.1 MeV gamma ray, due to the production of secondary photons in the range of energy of the incident photons, EBFs are not increased as one expects. So the increase in EBFs due to the coherent scattering is considerably slowed down because of the fluorescence radiation. Kay words: MCNP , exposure buildup factor, gamma ray, coherent scattering, florescence radiation
تاکنون ضرایب انباشت پرتودهی برای چشمه?های نقطه??ای و حفاظ?های کروی با در نظر گرفتن تاثیر پراکندگی همدوس و چشمه?های صفحه?ای و حفاظ?های تیغه?ای بدون تاثیر پراکندگی همدوس به روش?های شبیه?سازی کامپیوتری محاسبه شده?اند. ضرایب انباشت در موارد محدودی نیز اندازه?گیری شده?اند. در این پایان?نامه به کمک کد محاسباتی MCNP که بر اساس روش مونت کارلو تهیه شده است، ضرایب انباشت پرتودهی را برای هندسه?های شامل چشمه صفحه?ای نرمال و تک?جهت همراه با محیط جاذب تک?لایه و دولایه آب و سرب محاسبه می?کنیم و تاثیر پراکندگی همدوس و تابش?های فلورسانس را بر این ضرایب بررسی می?کنیم. دراین کار ابتدا در شرایط هندسی کارهای قبل در انرژی?های 5/0 تا MeV6 ضرایب انباشت پرتودهی را بدون تاثیر پراکندگی همدوس به?دست می?آوریم. سپس با توجه به اهمیت کاربرد?های این ضرایب، در انرژی 1/0 تا MeV6 ضرایب ذکر شده را با تاثیر پراکندگی همدوس محاسبه می?کنیم. محاسبات ضرایب انباشت را برای محیط?های تک?لایه و دولایه آب و سرب انجام می?دهیم. ضرایب انباشت بدون تاثیر پراکندگی همدوس، برای تیغه?های تک?لایه آّب و سرب به عنوان محیط?هایی با اعداد اتمی به?ترتیب پایین و بالا متفاوت است. با کاهش انرژی فوتون?های فرودی و افزایش طول تیغه، ضرایب انباشت افزایش پیدا می کند. ضرایب انباشت محیط?های دولایه آب و سرب نیز با محیط?های تک?لایه متفاوت است و حتی اگر جای لایه?ها تغییر کند، ضریب انباشت محیط دولایه تغییر می?کند. تاثیر پراکندگی همدوس بر ضرایب انباشت پرتودهی به صورت کاهش تعداد پرتوهای بدون برخورد و افزایش تعداد پرتوهای کل و در نتیجه افزایش ضریب انباشت می?باشد. در انرژی?های کم، تاثیر پراکندگی همدوس بر ضرایب انباشت بیشتر و در انرژی?های بالا تاثیر پراکندگی ذکر شده بر ضرایب انباشت کمتر است. نتایج ضرایب انباشت به?دست?آمده از MCNP برای تیغه?های تک?لایه شامل آب یا سرب و تیغه?های دولایه آب-سرب و سرب-آب نشان می دهد که تاثیر پراکندگی همدوس در انرژی زیر MeV 1/0 بیشتر از انرژی?های بالاتر است. برای آب در انرژی?های MeV 3 و بالاتر تاثیر پراکندگی همدوس بسیار جزئی و قابل اغماض است و در انرژی?های MeV 6 و بالاتر برای سرب تاثیر پراکندگی?های همدوس بر ضرایب انباشت بسیار جزئی است. علاوه بر تاثیر پراکندگی همدوس، اثر تابش?های فلورسانس بر ضرایب انباشت نیز مورد بررسی قرار گرفت. در سرب، تابش?های فلورسانس در انرژی?های بالاتر از keV 88 رخ می?دهد. اثر این تابش?ها روی ضرایب انباشت در عناصر سنگین مانند سرب در انرژی?های زیر keV200 قابل ملاحظه?اند. در سرب اگر انرژی اشعه گاما بیشتر از keV88 باشد، در% 8/78 از مواردی که اثر فوتوالکتریک رخ می?دهد، یک الکترون از لایه K کنده می?شود، که منجر به ایجاد اشعه x فلورسانس با انرژی keV 53/78 می?شود و این فوتون به طور همسانگرد تابش می?شود. اثر تابش?های فلورسانس در انرژی MeV 1/0 به علت تولید فوتون?های تقریبا هم انرژی با فوتون?های اولیه بیشتر است و افزایش ضرایب انباشت را کند می?کند. به این ترتیب تاثیر افزایش ضریب انباشت بر اثر سهم پراکندگی?های همدوس به علت وجود تابش?های فلورسانس، درصد قابل توجهی کاهش می?یابد. واژه های کلیدی : MCNP ، ضرایب انباشت پرتودهی، تابش گاما، پراکندگی همدوس ، تابش فلورسانس

ارتقاء امنیت وب با وف بومی