حفاظت در برابر پرتوها رشته فیزیک پزشکی

          سید محمد میرعالی 
            بازدید : 69
          پنجشنبه 19 مرداد 1396
           نظرات (0)
        

توضیحات محصول :جزوات آمادگی آزمون دکتری رشته فیزیک پزشکی ویژه کنکور سال 95 - به همراه تست ها و پاسخ تشریحی

فصل اول: مقدمهای بر حفاظ سازی

از قرن بیستم تا کنون بهکارگیری پرتوهای گوناگون و رادیواکتیویته در صنایعی مانند تولید سوخت و تصـویربرداری، پرتودرمـانی و
... اجتنابناپذیر است. اما حفاظت در برابر آثار تخریبی و بیولوژیک آنها نیز از اهمیت فوقالعادهای برخوردار است. برای حفاظت در
برابر این پرتوها میتوان سه راه کار اساسی را بهکار برد که عبارتند از:
1) افزایش فاصلهی شیء مورد حفاظت تا چشمه پرتو
2) کاهش مدت زمان پرتوگیری شیء مورد حفاظت
3) استفاده از حفاظتی که قابلیت ممانعت از نفوذ پرتوها را به مناطق حفاظت شده داشته باشد.
بهدلیل تغییر شرایط و نیز ضرورت حضور افراد یا دستگاه در محیطها یا در یک جایگاه خاص همواره نمـیتـوان مـوارد یـک و دو را
رعایت کرد. البته باید قوانین خاصی که هر یک از ارگانهای رسمی برای فاصله شخص از چشمه یا مدت زمان پرتوگیری یـا میـزان
دز مجاز ارائه کردهاند، بهکار بست. ولی گاهاً اعمال این موارد شرط لازم برای حفاظت در برابر پرتوهاست و کافی نیسـت. امـا مـورد
سوم که بحث اصلی این مجموعه است را میتوان بهعنوان عامل بازدارندهای در مقابل پرتوها در نظـر گرفـت. علـم طراحـی و آنـالیز
حفاظ به بررسی شرایط چشمه ها و نوع پرتوها و اندرکنشهای متفاوت آنها با ماده میپردازد و در نهایت این بررسـیهـا منجـر بـه
استفاده از یک یا چند لایهای از مواد مناسب میشود که سد خوبی در برابر پرتوها ایجاد میکند. ابتدا به تعریف جامعی از حفاظ میپردازیم.
حفاظ از یک یا چند لایه ماده تشکیل شده است که بدینترتیب دیوارهای را بین چشمه های پرتوهای یونساز و شیء مورد حفاظت
ایجاد میکنیم تا میزان تابش پرتوها به شیء مورد حفاظت کاهش یابد. در حفاظ مقابل پارهای از پرتوهای کمنفوذ مـیتـوان کـاملاً
پرتوگیری را به صفر رساند ولی در پرتوهایی که دارای برد بی نهایت هستند و عمـق نفـوذ زیـادی دارنـد، ایـن لایـه هـای حفـاظتی
میتواند بهعنوان تضعیفکننده عمل نماید.
شیء مورد حفاظت تنها انسان نیست چرا که در بعضی مواقع میخواهیم از یک دستگاه یا یک قطعه الکترونیکی محافظـت نمـائیم.
بهطور مثال دیواره ماهوارهها از ترکیباتی باید ساخته شود که در مقابل پرتوهای کیهانی مقاومت بالایی داشته باشد و در ضمن مانع
نفوذ این پرتوها به قطعات الکترونیکی داخل سیستم شود.
آنچه که در علم طراحی و آنالیز حفاظ باید مورد توجه قرار گیرد، آگاهی از چگـونگی تولیـد پرتوهـا و منـابع مختلـف مولـد پرتـو،
ساختار هندسی پرتوها چگونگی اندرکنش پرتوها با ماده، چگونگی تغییرات میکروسـکوپیک ناشـی از انـدرکنش پرتوهـا بـا مـاده و
همچنین تأثیر ماده بر تعداد و راستای پرتوهای گوناگون میباشد.

مجموعه تست
1 - پرتوهای گاما با انرژی 1Mev بر روی یک ماده میتابند. چه اندرکنشهایی در این برخوردها حاکم
است؟
1) پدیده کمپتون غالب
2) پدیده کمپتون، جفت یونسازی و فتوالکتریک
3) جفت یونسازی و فتوالکتریک و بعضی اوقات آزادسازی فتونوترون
4) هیچکدام
2 - اگر فوتونهای با انرژی 1MeV و 0 1/ MeV تحت زاویه 90 درجه در برخورد با یک ماده پراکنده شونده،
چند درصد از انرژی خود را به ترتیب از راست به چپ از دست میدهند؟
33/4 ، 66/2 (4 16/3 ، 66/2 (3 73/3 ، 33/4 (2 16/3 ، 19/4 (1
3 - ضریب کاهش خطی me ( ) پرتوهای X و گاما در حدود انرژی 1MeV برای عناصر مختلف تقریباً هم
مقدارند. کدام یک از موارد زیر برای حفاظ این پرتوها مناسباند؟
1) پارافین و آب بستگی به در دسترس بودن هر یک
2) سرب، آهن، بتون بستگی به در دسترس بودن هر یک
3) آلیاژ سرب، مس و غیره بستگی به در دسترس بودن هر یک
4) همه موارد فوق بستگی به شرایط مورد نیاز و در دسترس بودن هر یک

پاسخنامه
1- گزینه ی «1» صحیح است.
پدیده فوتوالکتریک تا حدود انرژی 250KeV دارای اهمیت میباشد و تولید زوج هم از انرژی 1/022MeV آغاز
میگردد و در انرژی ذکر شده تنها پدیده مهم کامیتون میباشد.
2- گزینه ی «2» صحیح است.
وقتی گفته شد با زاویه a پراکنده شده یعنی پدیده کامپتون میباشد. انرژی فوتون پراکنده پدیده کامپتون از فرمول
زیر بهدست میآید:

انرژی داده شده به محیط برابر است با انرژی فوتون فرودی منهای خروجی.
برای انرژی 1MeV:
E / ( / ) / j
%33/4 یعنی .است شده داده محیط به E =1- = 0/ / 666 0 334 انرژی یعنی ¢ =1 1+ = 0 5 0 666
یعنی گزینه 2 صحیح است.
3- گزینه ی «4» صحیح است.
هر کدام از گزینهها ممکن است مورد استفاده قرار گیرد. بسته به محدودیتهای مکانی و اقتصادی. ولی کاربرد سرب
و بتن از بقیه بیشتر است، یعنی در مجموع گزینه 4 صحیح است.