طراحی و کالیبراسیون یک سامانه‌ی شمارنده‌ی کل بدن با هندسه‌ی صندلی

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 پژوهشکده‌ی کاربرد پرتوها، پژوهشگاه علوم و فنون هسته‌ای، سازمان انرژی اتمی ایران،

2 گروه مهندسی هسته‌ای، دانشگاه علوم و فن‌آوری‌های نوین، دانشگاه اصفهان

3 گروه مهندسی هسته‌ای، دانشکده‌ی علوم و فن‌آوری‌های نوین، دانشگاه اصفهان

4 گروه مهندسی هسته‌ای، دانشکده علوم و فن‌آوری‌های نوین، دانشگاه اصفهان

چکیده

شمارنده­‌های کل بدن برای اندازه‌گیری‌های مستقیم پرتوزایی بدن و ارزیابی پرتوگیری داخلی برای پرتوکاران و دیگر افراد جامعه استفاده می‌شوند. شمارنده­‌ی با هندسه­‌ی صندلی نسبت به دیگر هندسه­‌ها برای پایش سریع در حوادث پرتوی، مناسب‌­تر است. در این پژوهش، سیستم پایش قابل حملی با هندسه­‌ی صندلی، طراحی شد و ارزیابی بازده­‌ی شمارش برای کالیبراسیون سیستم انجام گرفت. این سامانه از یک آشکارساز سوسوزن یدور سدیم (قطر cm5×cm5) قرار گرفته داخل یک موازی­‌ساز، و یک صندلی که با لایه­‌های سربی به ضخامت
2cm حفاظت شده‌­اند، تشکیل شده است. برای محاسبه­‌ی زاویه­‌ی صندلی و زاویه‌­ی موازی­‌ساز، از مدل فانتوم بومَب استفاده شده است. بازده شمارش‌­ها از راه شبیه‌­سازی مونته­‌کارلو و آزمایش‌­های کالیبراسیون معمول و با استفاده از یک فانتوم نیم‌­تنه‌­ی حاوی چشمه‌­ی نقطه­‌ای به دست آمد. کمینه‌ی سطح پرتوزایی قابل اندازه‌گیری (MDA) برای چشمه‌ی Cs137 در محدوده­‌ی زمانی min 10، برابر با Bq 47±448 بود. نتایج حاکی از آن است که کالیبراسیون شمارنده­‌ی کل بدن با کد MCNPX می­‌تواند جای­گزین کالیبراسیون واقعی شود. هم­‌چنین نشان داده شد که شبیه­‌سازی مونته­‌کارلو، یک روش ارزان‌­قیمت برای به دست آوردن بازده­‌ی شمارنده­‌ی کل بدن از نوع صندلی برای مقاصد طراحی و کالیبراسیون است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Design and Calibration of a Chair-Type Whole Body Counter

نویسندگان [English]

  • H Poorbaygi 1
  • S Pourali 2
  • M Mostajaboddavati 3
  • S Bagheri 4
چکیده [English]

A whole body counter is used for in vivo measurement of body radioactivity to access the internal exposure of radiation workers, as well as, the internal exposure of the public. The chair-type WBC is more suitable than the other geometry for rapid monitoring in radiation accidents. In this study, a transportable in vivo monitoring system with the chair-type geometry has been designed, and evaluation of the counting efficiency has been performed to calibrate the system effectively. The counter incorporates Nal (Tl) detectors (5cm dia.×5cm), housed in a collimator, and the chair is shielded using 2cm thick lead layers. For calculating the seat angle of the chair and collimator angle, a Bottle Mannkin Absorber (BOMAB) phantom model has been used. The counting efficiencies have been obtained by using Monte Carlo simulation and from the conventional calibration experiment. For the calibration experiment, a torso phantom containing a point source is used. The minimum detectable activity (MDA) for 137Cs for 10min counting interval is 448±47 Bq. The results indicate that the calibration of the whole body counter by the MCNPX code can be substituted for the actual calibration. It is shown that, the Monte Carlo simulation is an inexpensive alternative method to obtain the counting efficiency of the chair type WBC for design and accurate calibration purposes.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Whole-Body Counter
  • Calibration
  • Efficiency
  • Monte Carlo Simulation
  • BOMAB and Torso Phantom

[1] J.I. Kim, B. Lee, H. Choi, Y.K. Lim, Efficiency calibration of bed type whole body counter using Monte Carlo simulations and application to intake estimation 131I, J. Nucl. Sci. Tech. 1 (2011) 549-551.

 [2] American National Standard, Specifications for the bottle manikin absorption phantom, ANSI/HPS N13.35(1999).

 [3] G.F. Knoll, Radiation Detection and Measurement, John Willey & Sons, New York, 4th edition, (2010) 349-355.

 [4] T. Ishikawa,M. MatsumotoM. Uchiyama, A calibration method for whole-body counters using Monte Carlo simulation, Radiat. Prot. Dosimetry, 64 (1996) 283-288.

 [5] HU-Xia Shi, Bo-Xian Chen, Ti-Zhu Li, Di Yun, Precise Monte Carlo simulation of gamma-ray response functions for an NaI(Tl) detector, Appl. Radiat. Isot. 57 (2002) 517-524.

 [6] B. Breustedt, W. Eschner, Monte Carlo calibration of whole-body counters with NaI(Tl) detectors in stretcher geometry, Radiat. Prot. Dosim. 139 (2010) 510-518.

 [7] L.R. Santos, M. Xavier, A. A. Y. Kakoi, I. A. Jr. Silva, J. C. S. Cardoso, Evalution of the Minimum Detectable  Activity of Whole Body and Thyroid Counters at in Vivo Monitoring Laboratory of IPEN/CNEN-SP, Scientia Plena 8 (2012) 119907.

 [8] G.H. Kramer, K. Capello, K. Ross, The W-chair whole body counter: a Monte Carlo investigation, Health Phys. 88 (2005) 364-370.

 [9] P. Bento, S. Barros, L. Teles, M. Neves, Monte Carlo simultion of the movement and detectable efficiency of a whole body counting system using a BOMAB phantom, Radiat. Prot. Dosim. 148 (2012) 403–413.

 [10] АТ1316 Whole Body Counter, http://www.atomtex.com.

 [11] Model 2260 Accuscan Horizental Bed Whole Body Counter, http://www.canberra.com.

 [12]  S. Mitzushit, New chair type whole-body counter, J. Nucl. Sci. Tech. 26 (1989) 278-285.

 [13] M.J. Youngman, Transportable in vivo monitoring system for accident monitoring of internal contamination, National Radiological Protection Board (UK), NRPB-W12, (2002).