تعیین شدت و طیف نوترون‌های حاصل از بمباران هدف Tl-203 دارای زیر لایه مسی با پروتون‌های MeV5/28

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 پژوهشکده تحقیقات کشاورزی، پزشکی و صنعتی، پژوهشگاه علوم و فنون هسته‌ای، سازمان انرژی اتمی ایران، صندوق پستی: 498-31485، کرج ـ ایران

2 گروه فیزیک، دانشکده علوم پایه، دانشگاه اراک، صندوق پستی: 879، اراک ـ ایران

چکیده

در این کار پژوهشی به تعیین شدت و طیف نوترون‌های حاصل از بمباران هدف تالیوم-203 به وسیلة پروتون‌های با انرژی 28.5 MeV و جریان µA145 حاصل از سیکلوترون «Cyclone30» پرداخته شده است. با توجه به کاهش انرژی پروتون‌ها به هنگام عبور از ضخامت هدف تالیوم و زیر لایه مسی، انرژی متوسط پروتون‌ها در عمق‌های مختلف با استفاده از برنامه SRIM بدست آمد. به ازای انرژی متوسط پروتون در هر لایه، سطح مقطع انجام واکنش و توزیع انرژی نوترون‌های تولید شده به وسیلة کد ALICE حساب شد و با استفاده از مقادیر بدست آمده، شدت و طیف کـل نـوتـرون‌های تولیـدی از تالیـوم و مس تعیین گـردید. با به کـاربردن مشخصات چشمـه بدست آمـده بـه شـدت 1.22´1013 n/s  در
کد MCNP/4C، نرخ دْز معادل نوترون در فاصله 6 متری از چشمه نوترون حساب و با نتایج تجربی مقایسه شد. همچنین آکتیویته محصول بمباران (201Pb) حساب شد و مقدار اندازه‌گیری شده به ترتیب برابر با 13.5 Ci و 13.1 Ci  بدست آمد که با توجه به تقریب‌های محاسبه و خطای اندازه‌گیری، با یکدیگر در توافق قابل قبولی می‌باشند.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Determination of Intensity and Energy Spectrum of Neutrons by Bombardment of Thallium-203 Thick Target and its Copper Substrate with 28.5 MeV Protons

نویسندگان [English]

  • N Hajiloo 1
  • Gh Raisali 1
  • S Hamidi 2
  • Gh Aslani 1
چکیده [English]

In this research we have determined neutrons spectrum and the intensity that produced from thallium target bombardment. We have applied SRIM and ALICE computer codes to thallium target and its copper substrate for 145 mA of 28.5 MeV incident proton beam from cyclotron Cyclone30. Because of the energy degradation of protons while passing through the thallium target and its copper substrate, the average energy of protons in different depths has been calculated by using SRIM computer code. Then, by applying ALICE computer code for each sub-layer, the neutron production cross sections and their energy spectrum have been calculated to determine the total neutron intensity and spectrum. Using the calculated neutron intensity of 1.22´1013 n/s as the source, the equivalent dose rate at the distance 6 meters from the target has been calculated by MCNP computer code and the result has been compared with the measured value. The 201Pb activity has also been calculated as 13.5 Curies. The measured 201Pb activity by Curie meter CAPINTEC CRC-712 is 13.1 Ci which is in reasonable agreement with the calculated value, bearing in mind the uncertainties in the proposed models and the measurements.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Thallium 203 Target
  • Proton Beams
  • Intensity
  • Energy Spectrum
  • Cross Sections
  • Computer Codes
  1. 1.     S.M. Qaim, R. Weinreich, H. Ollig, “Production of 201Tl and 203Pb via proton induced nuclear reactions on natural thallium,” International Journal of Applied Radiation and Isotopes. Vol. 30, 85-95 (1978).

 

  1. 2.     A.I. Dityuk, Y.N. Shubin, “Model calculations and optimization method in evaluation of nuclear data for medical radioisotope production,” Journal of Nuclear Science and Technology, Supplement 2, 1306-1309 (2002).

 

  1. 3.     F. Tarkanyi and S. Takacs, “Status of the database for production of medical radioisotopes of 103Pd, 123,124I, 201Tl by using Rh, Te and Tl targets,” Journal of Nuclear Science and Technology, Supplement 2, 1318-1321 (2002).

 

  1. 4.     J.F. Ziegler and J.P. Biersack, “SRIM 2003. 20,” http://www.SRIM.org.

 

  1. 5.     M. Blann, J. Bisplinghoff, “Code ALICE/Livermore 82,” Report UCID-19614, LawrenceLivermore National Laboratory, CA (1982).

 

  1. 6.     S.A. Durrani, R.K. Bull, “SolidState Nuclear Track Detection,” Pergamon Books Ltd (1987).

 

  1. 7.     J.F. Briesmeister, editor, “MCNP-4C A general Monte Carlo N-Particle Transport Code System-Version 4C,” Los Alamos National Laboratory, LA-13709-M (2000).

 

  1. 8.     EG&G Berthold, “Operating Manual of Neutron Probe LB6411,” Id. No. 1-20188-82042 BA2 Rev. No. 01 (1996).

 

  1. 9.     ICRU, “Radiation Quantities and units,” ICRU Report 33 (1980).

 

10. ICRP Publication 74, Conversion coefficients for use in radiological protection against external radiation,” Pergamon (1995).

 

11. S.M. Qaim and T. Tarkanyi, “Charged-particle cross section database for medical radioisotope production,” Journal of Nuclear Science and Technology, Supplement 2 (2002).