همانندسازی جویبارش نوترون‌ها در راهرو حفاظ اتاق هدف تالیوم سیکلوترون ”Cyclone 30“ با استفاده از کد کامپیوتری MCNP

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 1- مرکز تحقیقات کشاورزی و پزشکی هسته‌ای، سازمان انرژی اتمی ایران، صندوق پستی: 498- 31485، کرج- ایران

2 گروه فیزیک، دانشکده علوم پایه، دانشگاه اراک، صندوق پستی: 879-38156، اراک - ایران

چکیده

رادیوداروی تالیوم-201 از واکنش Pb201 (n3 p,) Tl203‍‌ به وسیلة پروتون‌های حاصل از شتابدهندة سیکلوترون در مرکز تحقیقات کشاورزی و پزشکی هسته‌ای سازمان انرژی اتمی ایران تولید می‌شود. در این کار پژوهشی، با در نظر گرفتن هندسه و حفاظ اتاق هدف تالیوم و راهروهای آن، مشخّصات چشمه نوترون با بکارگیری روش‌های کاستن واریانس انشقاق و رولت روسی، جویبارش پرتوهای نوترون به هنگام بمباران هدف تالیوم با پروتون‌های MeV 28.5  و جریان mA 145، با استفاده از کد  مونت کارلوی MCNP همانندسازی و نرخ دُز معادل نوترون در نقاط مختلف راهرو حساب شده و نتایج با اندازه‌گیری تجربی ارزیابی شده‌اند. مقدار نرخ دُز معادل نوترون حساب شده در محل ورودی راهرو اتاق هدف جامد برابر µSv/hr 93 و مقدار اندازه‌گیری شدة آن پس از اعمال ضرایب کالیبره کردن دُزیمتر بر اساس طیف بدست آمده نوترون‌ها برابر µSv/hr 136 بدست آمده است که به لحاظ حفاظ‌سازی، توافق نسبتاً خوبی با مقدار اندازه‌گیری شده دارد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Simulation of Neutron Streaming through Labyrinth of the Shield of Thallium Target Room of Cyclotron “Cyclone 30” using MCNP Computer Code

نویسندگان [English]

  • G Raisali 1
  • N Hajilo 1
  • S Hamidi 2
  • G Aslani 1
چکیده [English]

Thallium-201 is one of the medical radioisotopes produced in Nuclear Research Center for Agriculture and Medicine via 203Tl (p, 3n) 201Pb reaction, using protons from cyclotron Cyclone 30. Due to high intensity of the neutrons produced from the thallium target and its copper substrate, protection against this radiation is a necessity. The radiation shield is the concrete walls of the target room accessible from outside through a multi-bend maze. In this work, we have calculated the streaming of neutrons through the maze of the target room using MCNP Monte Carlo radiation transport code. The target has been bombarded with 145 µA of 28.5 MeV protons. Equivalent dose rate of neutrons in various positions in the maze has been calculated and compared with the measured values. The maximum deviation between the calculated and measured values is found to occur at the farthest position from the source, namely at the entrance door of the maze, for which the neutron equivalent dose has been calculated as 93 mSv/hr and the corrected measured value upon using the energy spectrum weighted correction factor is 136 mSv/hr. These values are in good agreement with each other according to the shielding point of view.  

کلیدواژه‌ها [English]

  • Thallium-201
  • radiation shield
  • backscattered neutrons
  • Monte Carlo Method
  • MCNP Code
  • radiation streaming
  • computer simulation
  • cyclone 30
K. Tesch, “The attenuation of the neutron dose equivalent in a labyrinth through an accelerator shield,” Partticle Accelerators 12, 169-175 (1982).

 

  • F. Masukawa, “Analyses of high energy neutron streaming experiments using DUCT-ΙΙΙ,” Journal of Nuclear Science and Technology, Supplement2, 1268-1271 (2002).

     

  • Bhaskar Mukherjee and Simon Parcell; “Transmission of neutron and gamma Radiation field along the maze of a cyclotron vault” Appl. Radiat. Isot. 48 (4), 453-457 (1997).

     

  • J. F. Briesmeister; “N-Particle Transport Code,” Version 4A. Manual LA-12625-M (1993).

     

     

  • NCRP, “American National Standard,” NCRP Report 33. ANSI / ANS-6.1.1 (1977).

     

  • غلامرضا رئیس‌علی، سعید حمیدی، ناهید حاجیلو، غلامرضا اصلانی، ”تعیین شدت و بیناب نوترون‌های حـاصل از بمبـاران هدف تالیوم با زیرلایه مسی با پروتون‌های MeV‌ 5/28،“ مجموعه مقـالات دهـمین گردهمـایی فیزیک‌دانان و متخـصصـان هستـه‌ای

    کشور، دانشگاه اراک، 140-146 (اسفند ماه 1382).

     

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

     

    K. Tesch, “The attenuation of the neutron dose equivalent in a labyrinth through an accelerator shield,” Partticle Accelerators 12, 169-175 (1982).

     

    F. Masukawa, “Analyses of high energy