dosimetry1403.pdf

‫‪6/10/2024‬‬ ‫نام درس‪ :‬اصول دوزيمتر...

‫‪6/10/2024‬‬ ‫نام درس‪ :‬اصول دوزيمتری پرتوهای يونيزان‬ ‫اصول دوزيمتري پرتوهاي يونيزان‬ ‫‪2‬‬ ‫نظری ‪ 0/5 ،‬واحد عملی‬ ‫‪1‬‬ ‫تعداد و نوع واحد‪1/5 :‬واحد‬ ‫‪ ‬منابع‪:‬‬ ‫‪ ‬هدف كلي ‪ :‬ايجاد آگاهي در زمينه مباني دوزيمتري پرتوهاي يون ساز و‬ ‫‪‬‬ ‫‪J.R.Greening, Fundamentals of radiation dosimetry‬‬ ‫انتخاب دوزيمتر مناسب در كاربردهاي مختلف تصويربرداري پزشكي و پزشكي‬ ‫‪ F.H.Attix, Introduction to Radiological Physics and‬‬ ‫هسته اي‬ ‫‪Radiation Dosimetry‬‬ ‫‪ ‬اهداف اختصاصي‪ :‬دانشجو پس از پايان درس بايد‪:‬‬ ‫‪ ‬مباني آشكارسازي و دوزيمتري پرتوهاي يونيزان‬ ‫ميدان پرتوها و كميتهاي وابسته به آن را توضيح دهد‬ ‫‪‬‬ ‫انتشارات دانشگاه مشهد‬ ‫تاليف دكتر حاجي زاده‬ ‫كميت هاي پرتودهي‪ ،‬اكسپوژر‪ ،‬كرما‪ ،‬دوز جذب و واحدهاي مربوطه و روابط رياضي بين آنها‬ ‫‪‬‬ ‫‪ ‬محتواي آموزش‪ :‬بر اساس طرح درس تهيه شده‬ ‫را شرح دهد‬ ‫تعيين دوز جذبي با استفاده از تئوري حفره براگ گري را توضيح دهد‬ ‫‪‬‬ ‫‪ ‬تكاليف‪:‬‬ ‫كاربرد‪ ،‬مزايا و معايب روشهاي مختلف دوزيمتري در تصويربرداري را شرح دهد‬ ‫‪‬‬ ‫‪ ‬نحوه ارزيابي‪ :‬آزمون كتبي‪ ،‬سمينار‪ ،‬حضور موثر در كﻼس‬ ‫مراحل مختلف در فرآيند كاليبراسيون دوزيمترهاي روزمره را توضيح دهد‬ ‫‪‬‬ ‫دوزيمتري منابع داخلي راديونوكلئيدها را تحليل نمايد‬ ‫‪‬‬ ‫محتواي آموزش ‪ :‬از كتاب مباني آشكارسازي و دوزيمتري پرتوهاي يونيزان‬ ‫محتواي آموزش ‪ :‬از كتاب مباني آشكارسازي و دوزيمتري پرتوهاي يونيزان‬ ‫عنوان‬ ‫ﻓﺼﻞ‬ ‫عنوان‬ ‫ﻓﺼﻞ‬ ‫‪4‬‬ ‫‪3‬‬ ‫ميدان پرتوها و كميتهاي مربوطه‬ ‫اول و‬ ‫فيلﻢ دزيمتري‬ ‫و سطح مقطع برخورد و ضرائب تضعيف و جذب‬ ‫دوم‬ ‫‪TLD‬‬ ‫آشكارسازي پرتوهاي يونيزان‬ ‫چهارم‬ ‫رادون دزيمتري‬ ‫اكسپوژر و اندازه گيري آن‬ ‫پنجﻢ‬ ‫دوز جذب و كرما و‬ ‫ششﻢ و‬ ‫مباحث ويژه دزيمتري‬ ‫روش هاي تعيين دوز جذب‬ ‫هفتﻢ‬ ‫پروتكل ‪TG51‬‬ ‫مقايسه دزيمتري الكترون و فوتون‬ ‫هشتﻢ‬ ‫دزيمتري پرتوهاي غيريونيزان‬ ‫دوزيمتري راديونوكلئيدها‬ ‫نهﻢ‬ ‫دزيمتري عملي)دزيمتري محيطي‪ ،‬دستگاه‪،‬بيمار(‬ ‫روشهاي مختلف دوزيمتري‬ ‫دهﻢ‬ ‫‪6‬‬ ‫‪5‬‬ ‫‪1‬‬  ‫‪6/10/2024‬‬ ‫دوزيمتري پرتوهاي يونيزان‬ ‫‪ ‬اهميت آشنائي با مباني آشكارسازي و دوزيمتري پرتوهاي يونيزان‬ ‫‪7‬‬ ‫‪ ‬اندازه گيري تابش هاي يونيزان‪:‬‬ ‫‪ ‬آثار بيولژيكي‪ ،‬فيزيكي و شيميائي‬ ‫‪ ‬ويژگيهاي ميدان تابش‪:‬‬ ‫‪ ‬چگونگي توزيع ذرات از نظر انرژي‪ ،‬امتداد و تغييرات آنها نسبت به زمان‬ ‫‪ ‬كميات دوزيمتري‪ :‬از تاثير ويژگيهاي ميدان بر محيط تابش‬ ‫‪ ‬انرژي منتقل شده به واحد جرم و يا واحد طول‬ ‫‪ ‬انرژي جذب شده در واحد جرم‬ ‫‪...‬‬ ‫دوشنبه‪ 10 ،‬ژوئن ‪2024‬‬ ‫برخورد اشعه ايکس با ماده‬ ‫كميت هاي ميدان تاﺑﺶ‪:‬‬ ‫‪dN‬‬ ‫پراکندگی همدوس يا ساده‬ ‫‪.1‬‬ ‫‪‬‬ ‫‪dA‬‬ ‫‪m 2‬‬ ‫ شار ذرات‪:‬‬ ‫)‪ dN‬تعداد ذرات تابشي بر روي كره اي با سطح مقطع ‪( dA‬‬ ‫اثر فوتوالکتريک‬ ‫‪.2‬‬ ‫‪d‬‬ ‫ آهنگ شار ذرات‪:‬‬ ‫‪‬‬ ‫‪m  2 s 1‬‬ ‫پراکندگی کمپتون‬ ‫‪.3‬‬ ‫‪dt‬‬ ‫توليد جفت‬ ‫‪.4‬‬ ‫‪‬‬ ‫‪dE‬‬ ‫‪dA‬‬ ‫‪j / m2‬‬ ‫ شار انرژي‬ ‫تجزيه نوری‬ ‫‪.5‬‬ ‫)‪ dE‬انرژي تابشي بر روي كره اي با سطح مقطع ‪ ،dA‬براي تابش تك انرژي ‪(dE=E. dN‬‬ ‫‪‬‬ ‫‪d‬‬ ‫‪j / m 2 s1  W / m 2‬‬ ‫ آهنگ شار انرژي‬ ‫‪dt‬‬ ‫ توزيع کميت های ميدان‬ ‫‪10‬‬ ‫دوشنبه‪ 10 ،‬ژوئن ‪2024‬‬ ‫اثر فوتوالكتريك‬ ‫پراكندگي همدوس‬ ‫‪λ‬‬ ‫پراكندگي رايله‬ ‫پراكندگي تامسون‬ ‫‪λ‬‬ ‫اشعه ايكس اختصاصي‬ ‫‪Nucleus‬‬ ‫‪Nucleus‬‬ ‫‪Electrons‬‬ ‫‪Electrons‬‬ ‫‪12‬‬ ‫‪11‬‬ ‫‪2‬‬  ‫‪6/10/2024‬‬ ‫محصول نهايي اثر فوتوالكتريك‬ ‫اشعه ايكس اختصاصي‬ ‫‪Nucleus‬‬ ‫فوتوالكترون‬ ‫‪Electrons‬‬ ‫‪14‬‬ ‫‪13‬‬ ‫قوانين حاکم بر اثر فوتوالکتريک‬ ‫‪.1‬فوتون انرژي كافي براي غلبه بر انرژي همبستگي‬ ‫الكترون داشته باشد‪.‬‬ ‫انرژی همبستگی ﻻيه ‪( keV) K‬‬ ‫اتم‬ ‫عدد اتمی‬ ‫‪0.284‬‬ ‫کربن‬ ‫‪6‬‬ ‫‪.2‬برابري انرژي فوتون و انرژي همبستگي الكترون باعث‬ ‫‪0.400‬‬ ‫نيتروژن‬ ‫‪7‬‬ ‫بيشترين احتمال اثر فوتوالكتريك مي شود‪).‬انرژي‪K‬يد(‬ ‫‪0.532‬‬ ‫اکسيژن‬ ‫‪8‬‬ ‫‪1.56‬‬ ‫آلومينيم‬ ‫‪13‬‬ ‫‪α 1/E3‬احتمال برخورد فوتوالکتريک‬ ‫‪4.04‬‬ ‫کلسيم‬ ‫‪20‬‬ ‫‪29.2‬‬ ‫ﻗلع‬ ‫‪50‬‬ ‫‪.3‬احتمال اثر فوتوالكتريك در مواد با عدد اتمي باﻻ بيشتر‬ ‫‪33.2‬‬ ‫يد‬ ‫‪53‬‬ ‫است‪.‬هرچه انرژي همبستگي الكترون بيشتر باشد‪،‬‬ ‫‪37.4‬‬ ‫‪69.5‬‬ ‫باريم‬ ‫تنگستن‬ ‫‪56‬‬ ‫‪74‬‬ ‫احتمال مشاركت آن در اثر فوتوالكتريك بيشتر است‪.‬‬ ‫‪88‬‬ ‫سرب‬ ‫‪82‬‬ ‫‪α Z‬احتمال برخورد فوتوالکتريک‬‫‪3‬‬ ‫‪16‬‬ ‫‪15‬‬ ‫پراكندگي كمپتون‬ ‫علت مزيت اثر ﻓوتوالكتريك ﺑراي تﺼويرﺑرداري‬ ‫‪.1‬پراكندگي ندارد و كنتراست طبيعي بافت را تشديد مي كند‪.‬‬ ‫‪.2‬با توان سوم عدد اتمي متناسب است بنابراين كنتراست بين‬ ‫بافتهاي مختلف بدن بخوبي مشخص مي شود‪.‬‬ ‫احتمال وقوع اثر ﻓوتوالكتريك در عناصر ﺑا عدد‬ ‫‪Nucleus‬‬ ‫اتمي ﺑاﻻ توسط ﻓوتون هاي كم انرژي ﺑيشتر است‬ ‫‪Electrons‬‬ ‫‪18‬‬ ‫‪17‬‬ ‫‪3‬‬  ‫‪6/10/2024‬‬ ‫‪Table 5.1 Number of Electrons Per Gram of Various Materials‬‬ ‫پراكندگي كمپتون‬ ‫‪Material‬‬ ‫)‪Density (g/cm3‬‬ ‫‪Atomic Number‬‬ ‫‪Number of Electrons per Gram‬‬ ‫‪α 1/E‬احتمال برخورد کمپتون‬ ‫‪Hydrogen‬‬ ‫‪0.0000899‬‬ ‫‪1‬‬ ‫‪6.00 × 1023‬‬ ‫‪Carbon‬‬ ‫‪2.25‬‬ ‫‪6‬‬ ‫‪3.01 × 1023‬‬ ‫‪Oxygen‬‬ ‫‪0.001429‬‬ ‫‪8‬‬ ‫‪3.01 × 1023‬‬ ‫‪Aluminum‬‬ ‫‪2.7‬‬ ‫‪13‬‬ ‫‪2.90 × 1023‬‬ ‫)‪ = Ei – (Eb + EKE‬انرژي فوتون پراكنده‬ ‫‪Copper‬‬ ‫‪8.9‬‬ ‫‪29‬‬ ‫‪2.75 × 1023‬‬ ‫‪Lead‬‬ ‫‪11.3‬‬ ‫‪82‬‬ ‫‪2.38 × 1023‬‬ ‫‪Effective Atomic Number‬‬ ‫‪ ‬برخورد كمپتون مستقل از عدد اتمي است و وابسته به‬ ‫‪Fat‬‬ ‫‪Muscle‬‬ ‫‪0.916‬‬ ‫‪1.00‬‬ ‫‪5.92‬‬ ‫‪7.42‬‬ ‫‪3.48 × 1023‬‬ ‫‪3.36 × 1023‬‬ ‫دانسيه الكتروني)تعدادالكترونها در هر گرم( است‪.‬‬ ‫‪Water‬‬ ‫‪1.00‬‬ ‫‪7.42‬‬ ‫‪3.34 × 1023‬‬ ‫‪ ‬بافت چربي كه هيدروژن بيشتري دارد‪ ،‬كنتراست بهتري‬ ‫‪Air‬‬ ‫‪0.001293‬‬ ‫‪7.64‬‬ ‫‪3.01 × 1023‬‬ ‫دارد‪.‬‬ ‫‪Bone‬‬ ‫‪1.85‬‬ ‫‪13.8‬‬ ‫‪3.00 × 1023‬‬ ‫‪Data from Johns HE, Cunningham JR. The Physics of Radiology. 3rd ed. Springfield, IL: Charles C Thomas; 1969.‬‬ ‫‪20‬‬ ‫‪19‬‬ ‫توليد جفت‬ ‫توليد جفت‬ ‫‪.1‬فوتون تحت تاثيرميدان مغناطيسي هسته تبديل به دو‬ ‫ذره مي شود‪.‬‬ ‫‪e-‬‬ ‫‪.2‬انرژي آستانه ‪١.٠٢ MeV‬‬ ‫‪e+‬‬ ‫‪Nucleus‬‬ ‫‪.3‬با افزايش عدد اتمي‪ ،‬توليد جفت افزايش مي يابد‪.‬‬ ‫‪.4‬محتمل ترين توزيع انرژي بين دو ذره حالت مساوي‬ ‫‪Electrons‬‬ ‫است اما هر حالت ديگري هﻢ امكانپذيراست‪.‬‬ ‫‪22‬‬ ‫‪21‬‬ ‫ﻓروپاشي ﻓوتوني‬ ‫ فوتون جذب هسته مي شود و معموﻻ با آزاد شدن نوترون‬ ‫همراه است‪).‬عامل آلودگي نوتروني در شتابدهنده هاي خطي با‬ ‫انرژي بيشتر از ‪( ١٠ MeV‬‬ ‫‪24‬‬ ‫‪23‬‬ ‫‪4‬‬  ‫‪6/10/2024‬‬ ‫دوزيمتري پرتوهاي يونيزان‬ ‫‪ ‬اهميت آشنائي ﺑا مباني آشكارسازي و دوزيمتري پرتوهاي يونيزان‬ ‫‪ ‬اندازه گيري تاﺑﺶ هاي يونيزان‪:‬‬ ‫‪ ‬آثار بيولژيكي‪ ،‬فيزيكي و شيميائي‬ ‫‪ ‬ويژگيهاي ميدان تاﺑﺶ‪:‬‬ ‫‪ ‬چگونگي توزيع ذرات از نظر انرژي‪ ،‬امتداد و تغييرات آنها نسبت به زمان‬ ‫‪ ‬كميات دوزيمتري‪ :‬از تاثير ويژگيهاي ميدان ﺑر محيط تاﺑﺶ‬ ‫‪ ‬انرژي منتقل شده به واحد جرم و يا واحد طول‬ ‫‪ ‬انرژي جذب شده در واحد جرم‬ ‫‪26‬‬ ‫‪25‬‬ ‫سطح مقطع و ضرائب ﺑرخورد‬ ‫كميت هاي ميدان تابش‪:‬‬ ‫مستقيﻢ و غيرمستقيﻢ‬ ‫ پرتوهاي يونيزان‪:‬‬ ‫‪dN‬‬ ‫ برخورد ذرات ‪ :‬هر فرآيندي كه باعث تغيير انرژي و يا جهت پرتو مي شود‬ ‫‪‬‬ ‫‪dA‬‬ ‫‪m 2‬‬ ‫ شار ذرات‪:‬‬ ‫)‪ dN‬تعداد ذرات تابشي بر روي كره اي با سطح مقطع ‪( dA‬‬ ‫‪‬‬ ‫‪d‬‬ ‫‪m  2 s 1‬‬ ‫ آهنگ شار ذرات‪:‬‬ ‫‪dt‬‬ ‫ ضريب تضعيف خطي‪μ:‬‬ ‫‪dE‬‬ ‫‪‬‬ ‫‪j / m2‬‬ ‫‪1/cm‬‬ ‫‪dA‬‬ ‫ شار انرژي‬ ‫‪cm2/g‬‬ ‫‪‬‬ ‫‪‬‬ ‫ ضريب تضعيف جرمي‪:‬‬ ‫)‪ dE‬انرژي تابشي بر روي كره اي با سطح مقطع ‪ ،dA‬براي تابش تك انرژي ‪(dE=E. dN‬‬ ‫‪‬‬ ‫‪d‬‬ ‫‪j / m 2 s1‬‬ ‫ آهنگ شار انرژي‬ ‫‪dt‬‬ ‫‪28‬‬ ‫‪27‬‬ ‫ ضريب انتقال انرژي‪ :‬كسري از انرژي فوتون كه در واحد‬ ‫ضخامت ماده جاذب به ذرات باردار منتقل مي شود‪.‬‬ ‫𝐸 𝜏‬ ‫𝐸 𝜏‬ ‫= 𝑓𝑅‬ ‫‪𝜔 +‬‬ ‫𝜔‬ ‫𝑣‪𝜏 ℎ‬‬ ‫𝑣‪𝜏 ℎ‬‬ ‫ ضريب جذب انرژي‪:‬‬ ‫‪ g‬كسري از انرژي ذرات باردار ثانويه كه به صورت تابش ترمزي‬ ‫از دست مي رود‪.‬‬ ‫‪ en  tr‬‬ ‫‪‬‬ ‫)‪(1  g‬‬ ‫‪‬‬ ‫‪‬‬ ‫‪30‬‬ ‫‪29‬‬ ‫‪5‬‬  ‫‪6/10/2024‬‬ ‫‪dE / dl‬‬ ‫قدرت توقف‬ ‫عبور ذرات باردار از ميان ماده‬ ‫ تفاوت اصلي بين برخورد ذرات باردار و بدون بار‪:‬‬ ‫ ‪ dE‬کاهش انرژی ذره در عبور از مسير ‪dl‬‬ ‫– معموﻻ ذرات بدون باردار تعداد برخورد كمتري داشته ولي‬ ‫ کاهش انرژی کاهش در اثر برخورد و تابش است‬ ‫در هر برخورد كاهش انرژي زيادتري دارد اما ذرات باردار‬ ‫برخوردهاي بسيار زيادتري داشته ولي در هر برخورد كاهش‬ ‫‪S  ( dE / dl ) col  ( dE / dl ) rad‬‬ ‫انرژي كمتري دارند‪ ).‬ذرات باردار هنگام عبور از ماده كاهش‬ ‫پيوسته سرعت )انرژي( دارند(‬ ‫‪32‬‬ ‫‪31‬‬ ‫کاهش انرژی الکترون‬ ‫ تصادم‪ :‬يونيزاسيون و تحريک‬ ‫ تشعشع‪ :‬اشعه ايکس ترمزی‬ ‫‪34‬‬ ‫‪33‬‬ ‫كاهش تصادمي)يونيزاسيون و تحريك(‬ ‫كاهش تشعشعي)اشعه ايكس ترمزي(‬ ‫ آهنگ كاهش انرژي الكترون به دانسيته الكتروني ماده بستگي دارد‪.‬‬ ‫ آهنگ كاهش انرژي بر گرم بر سانتي متر مربع)قدرت توقف جرمي(‬ ‫در مواد با عدد اتمي كمتر بيشتر از مواد با عدد اتمي باﻻتراست‪،‬‬ ‫علت‪:‬‬ ‫– تعداد الكترون ها در هر گرم در مواد با عدد اتمي كمتر‪ ،‬بيشتر است‪.‬‬ ‫ متناسب با انرژي الكترون‬ ‫– در مواد با عدد اتمي باﻻتر انرژي همبستگي الكترون ها به هسته اتﻢ‬ ‫بيشتر است‪.‬‬ ‫ متناسب با ‪Z2‬‬ ‫ در ابتدا آهنگ كاهش انرژي با افزايش انرژي الكترون ها كﻢ مي‬ ‫شود و در انرژي ‪ ١ MeV‬به حداقل مي رسد و بعد از آن تغييرات با‬ ‫انرژي كﻢ است‪.‬‬ ‫ آهنگ كاهش انرژي الكترون ها در بيشتر از ‪ ١ MeV‬برابر‬ ‫‪ ٢ MeV/cm‬است‪.‬‬ ‫‪36‬‬ ‫‪35‬‬ ‫‪6‬‬  ‫‪6/10/2024‬‬ ‫مشخصات عمومی آشکارسازها‬ ‫آشکارسازی پرتوهای يونيزان‬ ‫ تناسب بين ارتفاع تپ و انرژي پرتو‬ ‫ راندمان آشكارساز)زمان مرگ(‪:‬تعداد تپ آشكار شده به تعداد ذرات يا فوتون‬ ‫ انواع آشكارساز‪:‬‬ ‫هاي تابشي‬ ‫– نوع رد )‪ :(track type‬انرژي هاي بسيار زياد‪ ،‬اتاقك ابري‪،‬‬ ‫افزايش راندمان‪ :‬كاهش زمان مرگ‪ ،‬كاهش شدت پرتو‬ ‫ قدرت تفكيك انرژي‪ :‬قدرت تشخيص دو انرژي نزديك به هﻢ‬ ‫اتاقك حباب‪ ،‬امولسيون عكاسي‬ ‫– نوع تپ الكتريكي )‪:(signal type‬انرژي هاي پايين و‬ ‫‪Full width at half maximum‬‬ ‫كاهش ‪ Res‬قدرت آشكارساز براي تفكيك انرژي هاي مختلف بيشتر مي شود‬ ‫پزشكي‪ ،‬جامد‪ ،‬مايع و يا گاز باشد‪.‬‬ ‫ پهناي زماني تپ‬ ‫‪38‬‬ ‫‪37‬‬ ‫انواع روش دزيمتری‬ ‫انواع دزيمتری‬ ‫ نسبی‬ ‫ مطلق‬ ‫‪.1‬مطلﻖ)اوليه(‪ :‬تعيين دز از اصول اوليه دزيمتري بدون مراجعه‬ ‫به يك دزيمتر ديگر‬ ‫اتاقك هاي هواي آزاد‪ ،‬كالريمتر‪ ،‬دزيمتر شيميايي‬ ‫‪.2‬نسبي)ثانويه(‪ ، TLD :‬ديود ‪ ،‬فيلﻢ‬ ‫‪40‬‬ ‫‪39‬‬ ‫ درصورت تاﺑﺶ مقدار پرتو مشخص‪ ،‬مقدار جريان الكتريكي‬ ‫ارتفاع پالس)تعداد يونهاي جمع آوري شده(‬ ‫غير تناسبي‬ ‫)تناسبي محدود(‬ ‫گايگر مولر‬ ‫ﺑرقرار شده ﺑين دو الكترود ﺑه عوامﻞ زير ﺑستگي دارد‪:‬‬ ‫تناسبي‬ ‫)تخليه الكتريكي(‬ ‫تركيب مجدد‬ ‫يونيزاسيون‬ ‫تخليه پيوسته‬ ‫‪.1‬مقدار ولتاژ‬ ‫‪.2‬فاصله بين دو الكترود‬ ‫‪.3‬نوع گاز‬ ‫ولتاژ آستانه‬ ‫‪.4‬حجﻢ اتاقك‬ ‫‪.5‬فشار گاز‬ ‫‪.6‬دماي گاز‬ ‫‪α‬‬ ‫‪.7‬شكل و ابعاد هندسي الكترودها‬ ‫‪β‬‬ ‫ولتاژ‬ ‫‪42‬‬ ‫‪41‬‬ ‫‪7‬‬  ‫‪6/10/2024‬‬ ‫تاريخچه اكسپوژر‬ ‫اولين تحقيقات بر روي پرتو ‪ x‬توسط يونيزاسيون ايجاد شده در گاز انجام‬ ‫ ‬ ‫شد‪.‬‬ ‫ثبات بارالكتريكي‪ ،‬حساسيت الكتروسكپ يا الكترومترها اين روش را براي‬ ‫اندازه گيري كمي پرتو ‪ ،γ ،x‬الكترون و ساير ذرات باردار مناسب نموده است‪.‬‬ ‫ ‬ ‫اكسپوژر و اندازه گيري آن‬ ‫در ‪ villard ١٩٠٨‬مقدار پرتوي كه بتواند در ‪ ١cm3‬هوا در صفر ‪ °C‬و‬ ‫ ‬ ‫‪ ٧٦٠mmHg‬بارالكتريكي ‪ ١esu‬توليد نمايد را بعنوان واحد پرتو معرفي‬ ‫نمود‬ ‫‪ ICRU‬در ‪ ١٩٢٨‬واحد رونتگن را بصورت مقدار پرتوي كه با اجتناب از اثر‬ ‫ ‬ ‫ديواره اتاقك قادر است در ‪ ١cm3‬هواي صفر ‪ °C‬و ‪ ٧٦cmHg‬هدايتي را‬ ‫براي ايجاد جريان اشباع با بارالكتريكي ‪ ١esu‬ايجاد نمايد‪ ،‬معرفي نمود‬ ‫‪44‬‬ ‫دﻻيﻞ انتخاب هوا ﺑه عنوان ماده استاندارد‬ ‫تاريخچه اكسپوژر‬ ‫دزيمتري‬ ‫ در ‪ ١٩٣٧‬رونتگن مقدار پرتو‪ x‬يا ‪ γ‬كه در ‪٠/٠٠١٢٩٣‬گرم هوا بتواند يونهاي‬ ‫حاوي ‪ ١esu‬الكتريسيته از هر نوع را توليد كند‪ ،‬تعريف شد‪.‬‬ ‫‪.1‬جمع آوري يون هاي آزاد شده در هوا آسانتر از جمع آوري‬ ‫ در ‪ ١٩٥٦‬مقدار پرتو به ‪ exposure dose‬تبديل شد‬ ‫يون هاي آزاد شده در مايعات و جامدات است‪.‬‬ ‫ در ‪١٩٦٢‬عبارت ‪ exposure‬با عﻼمت ‪ R‬و در ‪ ١٩٦٨‬بصورت ‪ΔQ/Δm‬‬ ‫‪.2‬وجود هوا به عنوان گاز در محفظه يونيزاسيون‪ ،‬استفاده از آن‬ ‫اصﻼح شد‬ ‫)‪ QΔ‬مجموع بارهاي الكتريكي كل يونهاي توليد شده از يك نوع در هوا هنگاميكه در جزء حجﻢ هوا با جرم ‪ Δm‬كامﻼ متوقف شود مي‬ ‫را آسان تر نموده است)مگر در موارد خاصي كه آن را با گاز‬ ‫باشد(‬ ‫ديگري جايگزين نمايند(‬ ‫ در ‪١٩٧١‬عبارات ‪ Δ‬به ديفرانسيل ‪ d‬تبديل شد و لذا اكسپوژر يك كميت نقطه‬ ‫اي با گراديان فضائي است‪.‬‬ ‫‪.3‬عدد اتمي موثر هوا بسيار مشابه بافت نرم است‪.‬‬ ‫‪1𝑅 = 2.58 × 10‬‬ ‫هوا𝑔𝐾‪𝐶/‬‬ ‫ واحد اكسپوژر در سيستﻢ‪ SI‬بصورت ‪ C/Kg‬هواست‪.‬‬ ‫نكته مهم‪ :‬يونيزاسيون هايي كه متعاقبا ﺑه وسيله جذب مجدد پرتو ترمزي ايجاد مي شود‪ ،‬در زمره‬ ‫ ‬ ‫يونيزاسيون هاي مشخص شده در تعريف اكسپوژر نمي ﺑاشد‪.‬‬ ‫‪46‬‬ ‫‪45‬‬ ‫ضرايب برخورد محدود شده‬ ‫ضرائب ﺑرخورد‬ ‫‪ ‬نكته مهﻢ در دزيمتري تفكيك فرآيندهايي است كه صرفا فوتون ها را‬ ‫پراكنده مي كنند با مواردي كه باعث انتقال واقعي انرژي به صورت‬ ‫‪ ‬احتمال برخوردها مستقل است وبنابراين ضريب تضعيف‬ ‫انرژي جنبشي ذرات باردار مي شود‪.‬‬ ‫جرمي كل‪:‬‬ ‫‪   c k  coh  phonuc‬‬ ‫‪‬‬ ‫ در پديده فتوالكتريك كسر تابشي‬ ‫‪ ‬‬ ‫‪ ‬‬ ‫‪‬‬ ‫‪ ‬كسر تابشﻲ‬ ‫‪   ‬‬ ‫‪‬‬ ‫‪‬‬ ‫‪h‬‬ ‫ ‪ ‬انرژي متوسط تابش هاي اختصاصي به ازاء جذب هر فوتون‬ ‫‪‬‬ ‫‪‬‬ ‫‪ ‬ضرائب برخورد در مخلوط يا تركيب‬ ‫) ‪  i ( i‬‬ ‫‪‬‬ ‫‪i‬‬ ‫‪i‬‬ ‫‪ ωi‬نسبت وزني ‪ i‬امين جزء در مخلوط‬ ‫ در پديده كمپتون انرژي انتقالي به فوتون پراكنده‬ ‫‪k‬‬ ‫‪2mc 2‬‬ ‫‪(1 ‬‬ ‫پوزيترون‬ ‫)‬ ‫ در توليد زوج انرژي ناشي از محو جرم الكترون و‬ ‫‪‬‬ ‫‪h‬‬ ‫‪48‬‬ ‫‪47‬‬ ‫‪8‬‬  ‫‪6/10/2024‬‬ ‫ضرائب ﺑرخورد‬ ‫‪ ‬ضريب انتقال جرمي انرژي‬ ‫بخشي از انرژي فوتون كه بصورت انرژي جنبشي به ذرات باردار منتقل مي‬ ‫شود‬ ‫‪ k Ek‬‬ ‫‪ E‬‬ ‫‪‬‬ ‫‪ tr ‬‬ ‫‪‬‬ ‫‪ k‬‬ ‫‪ (1  )  a  (1 ‬‬ ‫‪2mc 2‬‬ ‫تابشﻲ‬ ‫‪ ‬كسر‬ ‫‪. k  L. L L ‬‬ ‫‪‬‬ ‫‪‬‬ ‫‪h‬‬ ‫‪ ‬‬ ‫‪h‬‬ ‫)‬ ‫‪ h‬‬ ‫‪ h‬‬ ‫‪h‬‬ ‫‪50‬‬ ‫‪49‬‬ ‫ضريب جذب جرمي انرژي‬ ‫‪ ‬تمام انرژي جنبشي منتقل شده به ذرات باردار لزوما توسط مواد‬ ‫تحت تابش جذب نمي شوند)كسري از آن به اشعه ترمزي تبديل‬ ‫مي شود(‬ ‫‪ ‬كسر ‪ g‬مربوط به تابش ترمزي از ذرات باردار است كه‬ ‫با افزايش انرژي تابشي و عدد اتمي ماده جاذب افزايش مي يابد‬ ‫‪ en  tr‬‬ ‫‪‬‬ ‫)‪(1  g‬‬ ‫‪‬‬ ‫‪‬‬ ‫‪52‬‬ ‫‪51‬‬ ‫اكسپوژر‪:‬‬ ‫ براي اندازهگيري اكسپوژر بايستي كليه ذرات باردار ثانويه و يونهاي‬ ‫توليد شده از يك نوع در جرم مشخصي از هوا جمع آوري شود‪.‬‬ ‫(‪ -= Ψ‬تعداد جفت يون ها در واحد جرم ‬ ‫)‪⁄‬‬ ‫ يونيزاسيونهاي ناشي از جذب مجدد پرتو ترمزي در زمره‬ ‫يونيزاسيونهاي مشخص شده در تعريف اكسپوژر نمي باشند‬ ‫ از آنجا كه ضريب جذب جرمي انرژي در برخورد فوتون با هوا فاقد‬ ‫(‪ 𝑋 = Ψ‬‬ ‫)‪⁄‬‬ ‫مولفه ترمزي است‪ ،‬بنابراين‪:‬‬ ‫(‪𝑋 = Ψ‬‬ ‫)‪⁄‬‬ ‫‪ Ψ -‬شار انرژي پرتو تابشي‬ ‫‪ wair -‬ميانگين انرژي ﻻزم براي توليد‬ ‫انرژي جذب شده در واحد جرم‬ ‫يك جفت يون در هوا‬ ‫‪54‬‬ ‫ براي اندازه گيري اكسپوژر نياز به ايده تعادل ذره باردار مي باشد‬ ‫‪53‬‬ ‫‪9‬‬  ‫‪6/10/2024‬‬ ‫اتاقك هواي آزاد‬ ‫تعادل ذره ﺑاردار‬ ‫ فاصله الكترودها و ابعاد اتاقك بگونه ايست‬ ‫ حجﻢ ‪ v1‬حاوي هوا و بطور يكنواخت تحت‬ ‫كه الكترونهاي آزادشده درحجﻢ موثر قبل‬ ‫از رسيدن به الكترودها و يا ديواره ها‬ ‫تابش فوتونها با تضعيف ناچيز قرار دارد‬ ‫تمامي انرژي خود را از دست ميدهند‬ ‫ الكترون هاي آزاد شده در حجﻢ كوچك ‪v2‬‬ ‫ پتانسيل زياد الكترود با طول ‪ ،L‬يونهاي‬ ‫نهايتا در ‪ v1‬متوقف مي شوند‪.‬‬ ‫موجود درفضاي با حجﻢ معين را جمع مي‬ ‫كند‪.‬‬ ‫ اگر تعداد‪ ،‬انرژي و جهت الكترونهايي كه وارد ‪ v2‬مي شوند برابر با آنهائي‬ ‫براي تعين حجﻢ و جرم هوائي كه در آن‬ ‫باشد كه آنرا ترك مي كنند‪ ،‬شرايط تعادل ذره باردار وجود دارد‬ ‫يونيزاسيونهاي بوجودآمده متوقف شده اند‬ ‫– در تعادل ذره باردار‪ ،‬يونيزاسيون بوجود آمده در ‪ v2‬توسط كليه الكترونهاي‬ ‫عبوري از آن‪ ،‬برابر با مجموع يونيزاسيون بوجود آمده در خارج از آن و توسط‬ ‫از اصل تعادل ذره باردار استفاده مي شود‬ ‫الكترونهاي آزادشده در آن مي باشد‬ ‫ عمﻼ چون فوتون ها تا حدودي تضعيف مي شوند تعادل كامل ذره باردار‬ ‫به ندرت بوجود مي ايد‬ ‫‪56‬‬ ‫‪55‬‬ ‫اتاقك حفره‬ ‫ براي پرتو توليدي تا ‪ ٣٠٠kV‬تضعيف فوتونها در مسافتي برابر با برد‬ ‫ اتاقك هواي آزاد براي پرتو توليدي تا ‪ ٣٠٠KV‬داراي فاصله الكترود ها ‪٣٠cm‬‬ ‫الكترونها ناچيز است‪ ،‬لذا از اتاقك هواي آزاد براي استاندارد نمودن‬ ‫و ابعاد جانبي ‪ ٤٥ cm‬و طول ‪ ٦٠cm‬است)حجيﻢ‪،‬ولتاژ باﻻ‪،‬اندازه گيري از يك‬ ‫اكسپوژر استفاده مي شود‪.‬‬ ‫زاويه فضايي كوچك(‬ ‫ اكسپوژر در محل ديافراگﻢ اتاقك از رابطه ‪ X=Q/AL‬بيان مي شود‬ ‫ چنانچه بتوان هواي اطراف يك حفره را با‬ ‫يونيزاسيون در هر طول ‪ L‬از پرتو بازشونده )با تضعيف ناچيز( مستقل از‬ ‫ضريب ‪ ١٠٠٠‬فشرده نمود‪ ،‬برد الكترونهاي‬ ‫موقعيت آن داخل باريكه پرتو است‪.‬‬ ‫داخل آن با اين ضريب كاهش يافته ولي‬ ‫ اصﻼحات ﻻزم‪:‬‬ ‫تعادل ذره باردار در آن تغيير نخواهد كرد‪.‬‬ ‫‪.1‬تضعيف پرتو در هواي بين ديافراگﻢ ومركز الكترود جمع كننده‪،‬‬ ‫)مي تواند بايك ﻻيه هادي با عدد اتمي نزديك به هوا جايگزين شود(‪،‬‬ ‫در اينصورت با اندازه گيري بارالكتريكي يونهاي توليدشده و جرم هواي داخل‬ ‫‪.2‬عدم اشباع جريان يونيزاسيون و تركيب مجدد آنها‪،‬‬ ‫حفره مي توان اكسپوژر را اندازه گيري نمود‬ ‫‪.3‬تاثير درجه حرارت فشار و بخار اب بر روي چگالي هوا‪،‬‬ ‫ عمﻼ شكل حفره مي تواند تغيير يافته تا‬ ‫‪.4‬يونيزاسيون ناشي از پرتو ترمزي‪،‬‬ ‫الكترودگذاري تسهيل شود‬ ‫‪.5‬پرتو پراكنده يا نشت پرتو به داخل اتاقك از طريﻖ ديواره ها‬ ‫‪58‬‬ ‫‪57‬‬ ‫اندازه گيري اكسپوژر ﺑا اتاقك حفره كاليبره شده‬ ‫ديواره اتاقك‬ ‫ براي اندازه گيري اكسپوژر با اتاقك حفره مي بايستي‪:‬‬ ‫دانسيته ديواره بيشتر از دانسيته هوا است‪.‬‬ ‫ ‬ ‫– ديواره معادل هوا باشد‬ ‫براي ايكس ‪ ١٠٠-٢٥٠ Kvp‬ضخامت ديواره ‪ ١ mm‬و براي گاماي كبالت‬ ‫ ‬ ‫– حجﻢ آن دقيقا معلوم باشد‬ ‫‪ ٥mm‬است‪.‬‬ ‫– ضخامت ديواره براي ايجاد تعادل الكتروني كافي باشد‬ ‫ بخاطر مشكﻼت ساخت اتاقك حفره عمﻼ از اتاقك حفره كاليبره شده استفاده مي شود‬ ‫استفاده از ‪Buildup cap‬‬ ‫ ‬ ‫ ضريب كاليبراسيون اتاقك حفره تا چند ‪ Kvp‬توسط اتاقك هواي آزاد و در انرژيهاي بيشتر‬ ‫شرط معادل هوا بودن اتاقك‪ :‬عدد اتمي موثر ديواره و الكترود مركزي معادل‬ ‫ ‬ ‫توسط اتاقك حفره استاندارد و با رابطه ‪ Nc=X/M‬بدست مي آيد‪.‬‬ ‫هوا باشد‪.‬‬ ‫ ضخامت كمتر ديواره سبب كاهش الكترون از ديواره شده و پاسخ را كاهش مي دهد‬ ‫ديواره از جنس گرافيت‪ ،‬باكليت و يا پﻼستيك و الكترود مركزي ميله گرافيت‬ ‫ ‬ ‫ضخامت بيشتر نيز سبب تضعيف شار پرتو شده و پاسخ دوزيمتر را كاهش مي دهد‬ ‫يا آلومينيﻢ‪.‬‬ ‫ مقدار واقعي اكسپوژر با امتداد منحني تضعيف تا‬ ‫عدد اتمي موثر ديواره معموﻻ كمتر از هوا است‪.‬بنابر اين يونيزاسيون در حفره‬ ‫ ‬ ‫ضخامت صفر و تعين پاسخ اتاقك و سپس اصﻼح‬ ‫هوا كمتر از ديواره هواي آزاد است‪).‬عدد اتمي بيشتر الكترود مركزي‪ ،‬ابعاد و‬ ‫ضريب كاليبراسيون بدست مي آيد‪.‬‬ ‫نحوه قرار گرفتن آن در داخل اتاقك‪ ،‬عدد اتمي كﻢ ديواره را جبران مي كند(‬ ‫‪ X ، Nc=X/M‬اكسپوژر اتاقك هواي آزاد‪ M ،‬قرائت اتاقك حفره‬ ‫‪60‬‬ ‫‪59‬‬ ‫‪10‬‬  ‫‪6/10/2024‬‬ ‫انواع كاربردي اتاقك حفره‬ ‫ويژگيهاي اتاقك حفره‬ ‫ اتاﻗك هاي خازني‪:‬‬ ‫ اتاقك برحسب يك وسيله استاندارد و براي كليه كيفيتهاي مورد نظر‬ ‫– متشكل از اتاﻗك يونيزاسيون حفره‬ ‫كاليبره شده باشد‬ ‫متصل به يك خازن‬ ‫‪.1‬تغييرات حساسيت)ضريب كاليبراسيون اكسپوژر()بارالكتريكي بازاء هر‬ ‫– ظرفيت كل ‪ C‬اتاﻗك‪ ،‬بين الكترود مركزي و بدنه فلزي‪،‬‬ ‫رونتگن( بايددر بازه وسيعي از انرژي فوتونها ناچيز باشد‪.‬‬ ‫متشكل از دو خازن موازي ‪ Cc‬براي ذخيره بارالكتريكي و ‪ Ct‬براي جمع‬ ‫‪.2‬تغييرحساسيت با جهت پرتو تابشي حداقل باشد‬ ‫‪C=Cc+Ct‬‬ ‫آوري يونهاي توليدي مي باشد‬ ‫‪.3‬داراي حجﻢ مناسب باشد تا بازه اي از اكسپوژرهاي مورد نظر را اندازه‬ ‫– براي انرژي هاي كمتر از ‪2MeV‬‬ ‫گيري نمايدباشد)ارتباط حساسيت با حجﻢ حساس؟(‬ ‫ اتاﻗك فارمر‪:‬‬ ‫‪.4‬نشت از بدنه )توليد يونيزاسيون در هر جاي ديگري غير از حجﻢ حساس( بايستي‬ ‫–‬ ‫حداقل باشد‬ ‫‪.5‬تركيب مجدد بايستي حداقل باشد‪.‬‬ ‫ اتاﻗك هاي ويژه‪:‬‬ ‫‪.6‬اتاقك بايستي بر حسب يك وسيله استاندارد و براي كليه كيفيت هاي‬ ‫– براي اندازه گيري دوز سطحي و يا در مواردي كه گراديان اكسپوژر‬ ‫مورد نظر درجه بندي شده باشد‬ ‫زياد است‬ ‫‪62‬‬ ‫‪61‬‬ ‫اتاقك هاي خازني‬ ‫ شارژ اتاقك در ولتاژ حدود ‪ ٤٠٠V‬و اندازه گيري بارالكتريكي توسط الكترومتر انجام مي‬ ‫شود‬ ‫‪ ᵨ = 1.29 Kg/m3‬‬ ‫ حساسيت اتاقك‪ :‬بارالكتريكي جمع آوري شده‬ ‫به ازاء هر رونتگن‬ ‫برابر ‪ Q=X.air.V‬و‬ ‫بارالكتريكي جمع آوري شده‬ ‫‪ 1R=2.58 × 10-4 C/Kg‬‬ ‫)‪S(C/R)=Q/X=3.3×10-10×V(cm3‬‬ ‫الكترومتر‪:‬کمتر از ‪ 2MeV‬مناسب است‬ ‫برایو انرژی های‬ ‫اتاقك‬ ‫حساسيت‬ ‫خازنی‬ ‫اتاﻗک های‬ ‫ ‬ ‫و در انرژی های باﻻتر مشکﻼتی ايجاد می کند)مخصوصا اگر‬ ‫‪S(V/R) =V/X=3.3‬‬ ‫فانتوم‪×10‬‬ ‫باشد(‪.‬‬ ‫‪-10×Volum‬‬ ‫‪(cm‬گيری در‬ ‫)‪3) /(C+Ce‬‬ ‫اندازه‬ ‫ اثر بدنه‪:‬‬ ‫– اگر يونيزاسيون بدنه با يونهاي حفره جمع آوري شود‪،‬‬ ‫نتيجه اندازه گيري به طولي از بدنه اتاقك كه در ميدان‬ ‫اشعه قراردارد ارتباط يافته و تابعي از اندازه ميدان‬ ‫خواهد بود‪.‬‬ ‫اين موضوع با ضريب تصحيح بدنه اصﻼح مي شود‬ ‫‪64‬‬ ‫‪63‬‬ ‫اتاقك هاي ويژه‬ ‫اتاقك ﻓارمر‬ ‫ اتاقك يونيزاسيون)‪:(Failla) (Extrapolation‬‬ ‫متشكل از يك الكترود نازك با پوشش كربن‪،‬‬ ‫ براي تابشهاي ‪ x‬و گاما در محدوده انرژيهاي درماني بعنوان‬ ‫الكترود جمع كننده زيرين بصورت سكه اي‬ ‫يك وسيله استاندارد ثانوي پايدار و قابل اعتماد است‬ ‫كه در يك حلقه محافظ محصور شده و به‬ ‫ ديواره آن از گرافيت خالص‪ ،‬الكترود مركزي از آلومينيﻢ و‬ ‫عايﻖ آن از‬ ‫الكترومتر متصل مي باشد‪.‬‬ ‫‪ (PolyTriCholoroFluoroEthylene)PTCFE‬ساخته‬ ‫‪ -‬فاصله بين الكترودها مي تواند توسط پيچ هاي‬ ‫شده است‬ ‫ميكرومتري تغيير يابد‪.‬‬ ‫ نشت از بدنه ناچيز و هنگاميكه تمام آن در معرض پرتو‬ ‫‪ -‬با اندازه گيري يونيزاسيون در واحد حجﻢ بصورت‬ ‫پرانرژي ‪ ٤MV‬قرارگيرد حدود ‪ %٠.٤‬است‬ ‫تابعي از فاصله الكترودها مي توان دوز سطحي را تا‬ ‫ پاسخ به انرژي آن بر حسب كيفيت پرتو‬ ‫فاصله صفر الكترودها بدست آورد‪.‬‬ ‫تقريبا ثابت است‪.‬‬ ‫‪66‬‬ ‫‪65‬‬ ‫‪11‬‬  ‫‪6/10/2024‬‬ ‫اندازه گيري اكسپوژر و تندي آن‬ ‫ ولتاژ اتاقكهاي يونيزاسيون بسته به طراحي آن و شدت پرتو تابشي‬ ‫بايد در محدوده مشخصي قرارداشته باشد‪.‬‬ ‫– ولتاژ زياد سبب تكثر يونها و ولتاژ كﻢ سبب تركيب مجدد يونها مي شود‪.‬راندمان جمع آوري يونها بصورت نسبت‬ ‫ اتاقك يونيزاسيون صفحه موازي‪:‬‬ ‫تعداد يونهاي جمع شده به يونهاي توليدي مي بايستي بيشتر از ‪ %٩٩‬باشد‪.‬‬ ‫– تركيب مجدد يونها در پرتوهاي پالسي با شدت باﻻ بيشتر است‪.‬‬ ‫– داراي پنجره نازك از ميكا )با ضخامت حدود ‪ (٠.٠١ mm‬و فاصله ثابت‬ ‫– اين شرايط در اتاقك فارمر ‪ ٠.٦cc‬براي تابش ‪ ٠.١ rad‬يا كمتر در هر پالس‪ ،‬به ولتاژ ي حدود ‪ ٣٠٠V‬نياز دارد‬ ‫الكترودها )حدود ‪ (٢mm‬بوده و با اضافه نمودن ﻻيه هائي از ماده فانتوم‬ ‫ چنانچه فشار‪ ،‬درجه حرارت و رطوبت نسبي هواي داخل اتاقك با شرايط هنگام كاليبراسيون‬ ‫بر روي پنجره مي توان تغييرات دوز بر حسب عمﻖ را در عمﻖ هاي‬ ‫متفاوت باشد‪ ،‬براي اصﻼح جرم هواي داخل آن از ضريب تصحيح شرايط محيطي استفاده‬ ‫كﻢ مطالعه نمود‪.‬‬ ‫مي شود‪.‬‬ ‫𝐶‬ ‫‪,‬‬ ‫(=‬ ‫()‬ ‫)‬ ‫‪X=M.Nc.CT,P.Cs.Cst‬‬ ‫ اندازه گيري دقيﻖ اكسپوژر با رابطه ‪:‬‬ ‫‪68‬‬ ‫‪67‬‬ ‫اتاقك هواي آزاد ﺑراي تاﺑشهاي ﺑا انرژي زياد‬ ‫‪ND,w BASED FORMALISM‬‬ ‫‪ DWQ0 ‬دز جذبي آب در عمﻖ مرجع ‪ Zref‬براي پرتو مرجع با كيفيت‬ ‫ فاصله الكترودها در اتاقك هواي آزاد براي اندازه گيري پرتو ‪x‬‬ ‫‪ Q0‬و در عدم حضور اتاقك‬ ‫توليدي در ولتاژهاي بيشتر از ‪ ٣٠٠KV‬بسرعت با افزايش انرژي‬ ‫فوتون افزايش مي يابد‪.‬‬ ‫‪ MQ0 ‬قرائت دزيمتر در شرايط رفرنس استفاده شده در آزمايشگاه‬ ‫استاندارد‬ ‫ اين مشكل با ساخت اتاقك با فشار چند آتمسفر حل مي شود‬ ‫‪ NDWQ0 ‬ضريب كاليبراسيون دزيمتر بر حسب دز جذبي آب)از‬ ‫ولي مشكﻼت ديگري بوجود مي آورد‬ ‫آزمايشگاه استاندارد دريافت شده است(‬ ‫ اتاقك يونيزاسيون حفره مي تواند براي كاربردهاي باﻻي‬ ‫‪ ٣٠٠KV‬وسيله استاندارد اكسپوژر باشد‬ ‫‪Dr.H.Gholamhosseinian‬‬ ‫‪70‬‬ ‫‪TRS398‬‬ ‫‪69‬‬ ‫‪1397‬‬ ‫تاريخچه دوز جذب‬ ‫جذب انرژي در مواد فرآيندهاي پيچيده فيزيكي‪ ،‬شيميائي و بيولوژيكي بدنبال دارد‬ ‫ ‬ ‫ﻓﺼﻞ‪٦‬‬ ‫آثار حرارتي پرتو در اواخر قرن ‪ ١٩‬توسط ‪ Curi‬و ‪ Laborde‬با كالريمتر‬ ‫ ‬ ‫در‪ christen ١٩١٣‬كميت دوز بصورت انرژي تشعشعي جذب شده در در واحد حجﻢ برحسب‬ ‫ ‬ ‫ارگ بر سانتيمتر مكعب برمبناي يونيزاسيون در حجﻢ مشخصي از هواي خشك‬ ‫‪ ١٩٣٩‬براي نوترونها به صورت انرژي در واحد حجﻢ است ونسبت به انرژي جذب شده در واحد‬ ‫ ‬ ‫دوز جذب و كرما‬ ‫حجﻢ آبي كه در معرض ‪ 1R‬اشعه گاما قرارداشت محاسبه شد‪.‬‬ ‫در ‪ ICRU ١٩٥١‬براي ارتباط دوز پرتو با آثار بيولوژيك‪ ،‬انرژي جذب شده در واحد جرم از ماده‬ ‫ ‬ ‫تحت تابش در نقطه مورد نظر تعريف شد‬ ‫در ‪ ١٩٥٤-٥٦‬نام دوز جذب و واحد ‪ rad‬بصورت ‪١٠٠‬ارگ بر گرم‬ ‫ ‬ ‫در ‪ ١٩٦٢‬دوز جذب بصورت نسبت ‪ ∆ED/∆m‬كه ‪ ∆ED‬انرژي انتقالي از پرتو در حجﻢ كوچكي از‬ ‫ ‬ ‫ماده با جرم ‪ ∆m‬تعريف شد‪ ∆m.‬از طرفي آنقدر كوچك است كه نقطه اندازه گيري را مشخص‬ ‫مي كند و از طرفي آنقدر بزرگ كه ‪ ∆ED‬از تعداد زيادي وقايع ذخيره انرژي تشكيل شده و متوسط‬ ‫آن كميت ماكروسكپي است‬ ‫‪E   Rin   Rout  Q‬‬ ‫‪ ١٩٧١‬كميت دوز بصورت نقطه اي ‪ D=dE/dm‬كه‬ ‫ ‬ ‫– ‪٢‬عبارت اول مجموع انرژي )بجز انرژي در حال سكون( ورودي و خروجي به حجﻢ‬ ‫– ‪ Q‬مجموع تغييرات بوجود آمده در انرژي در حال سكون هسته ها و ذرات بنيادي داخل حجﻢ‬ ‫‪12‬‬  ‫‪6/10/2024‬‬ ‫مفهوم كرما و تعريف آن‬ ‫واحدهاي دوز جذب‬ ‫‪kinetic energy released per unit mass‬‬ ‫ ‪ ICRU‬در ‪١٩٦٢‬براي تاكيد در فرآيند دو مرحله اي ذرات يونيزان غيرمستقيﻢ‬ ‫دوز جذب در ‪ 1954‬توسﻂ ‪ ICRU‬بصورت انرژي منتقل شده از‬ ‫ ‬ ‫كرما را بصورت ‪ K=∆Ek/∆m‬معرفي نمود‬ ‫ذرات يونيزان به واحد جرم در ماده تحت تابش تعريف شد‪.‬‬ ‫ اين كميت در ‪ ١٩٨٠‬بصورت ‪ k=dEtr/dm‬تعريف شد كه ‪ dEtr‬مجموع‬ ‫واحد آن ‪ Rad‬برابر ‪ 100erg/g‬تعيين شد‬ ‫ ‬ ‫انرژي جنبشي اوليه تمامي ذرات باردار آزاد شده بوسيله ذرات يونيزان‬ ‫اين واحد در گزارش ) ‪ (ICRU - 1971a‬براي ساير كميت هاي پرتو‬ ‫ ‬ ‫غيرمستقيﻢ در ماده اي با جرم ‪ dm‬مي باشد‪.‬اين انرژي شامل انرژي كه‬ ‫با همان ديمانسيون گسترش يافت‬ ‫ذرات باردار متعاقبا بصورت پرتو ترمزي تابش مي كنند نيز مي باشد‪.‬‬ ‫با افزايش استفاده از سيستم واحدهاي ‪ SI‬در ‪ ICRU 1975‬اين كميت‬ ‫ ‬ ‫را بصورت ‪ J/Kg‬و يا ‪ Gy‬معرفﻲ نمود‬ ‫ واحد كرما مانند دوز جذب و انرژي ويژه بصورت ‪ J/Kg‬و يا ‪ Gy‬بيان مي‬ ‫شود و بايستي هميشه همراه با ماده مربوطه ذكر شود‪.‬‬ ‫‪ Gy‬برای ‪ 4‬کميت دوز جذب‪ ،‬انرژی ويژه‪ ،‬کرما و شاخص دوز‬ ‫ ‬ ‫جذب در حفاظت پرتوی استفاده می شود‪.‬بنابراين پس از ذکر آن بايد‬ ‫ضمن مشخص کردن کميت مربوطه‪ ،‬ماده مورد نظر نيز ذکر شود‬ ‫راﺑطه كرما ﺑا دوز جذب‬ ‫راﺑطه كرما ﺑا اكسپوژر‬ ‫ با صرفنظر از پرتو ترمزي‬ ‫ كرما از حاصلضرب شار انرژي پرتو تابشي در ضريب انتقال جرمي انرژي بدست مي‬ ‫‪‬‬ ‫آيد‬ ‫‪K air  ( tr )air‬‬ ‫(‪X  ‬‬ ‫‪ en‬‬ ‫‪e‬‬ ‫ چون‬ ‫‪)w‬‬ ‫‪air‬‬ ‫‪wair tr‬‬ ‫‪w‬‬ ‫‪1‬‬ ‫‪K air  X‬‬ ‫(‬ ‫( ‪) air  X air‬‬ ‫)‬ ‫ بنابراين‬ ‫‪e  en‬‬ ‫‪e 1 g‬‬ ‫– ‪ g‬كسري از انرژي الكترون است كه هنگام توليد پرتو ترمزي كاهش مي يابد‪.‬اين‬ ‫كسر در انرژيهاي زياد اهميت دارد و با كاهش انرژي فوتون به سرعت كاهش مي يابد‬ ‫– با مشخص بودن مقدار ‪ wair/e‬از اتاقك هواي آزاد مي توان بعنوان وسيله استاندارد‬ ‫كرماي هوا استفاده نمود‬ ‫با پرتو ترمزي‪ :‬‬ ‫راﺑطه كرما ﺑا دوز جذب‬ ‫ با صرفنظر از پرتو ترمزي‬ ‫– كسر‪ edx‬در ضخامت ‪ dx‬جذب مي شود‪).‬زماني‬ ‫با افزايش عمﻖ‪ ،‬شارالكترون و دوزجذب افزايش يافته تا اينكه اين افزايش با تضعيف فوتونها تعادل يابد‬ ‫ ‬ ‫صحيح است كه تضعيفي بخاطر پرتوترمزي نباشد(‬ ‫‪Ψo‬شار انرژي فوتونها‬ ‫– ضريب تضعيف خطي موثر الكترونها ‪ μe‬اندكي‬ ‫‪μp‬ضريب تضعيف خطي موثر فوتونها‬ ‫كاهش يافته وبجاي آن مي بايستي از ‪ μ̒e‬كه مربوط‬ ‫‪μe‬ضريب تضعيف خطي موثر الكترونها‬ ‫‪μtr‬ضريب انتقال خطي انرژي از فوتونها‬ ‫به كاهش انرژي در اثر برخورد است استفاده شود‪.‬‬ ‫– استفاده از ‪ μ̒e‬در روابط قبل سبب مي شود كه دوز‬ ‫‪Dx‬‬ ‫‪‬‬ ‫‪e‬‬ ‫‪(1  e‬‬ ‫‪( ‬‬ ‫‪e‬‬ ‫‪p )x‬‬ ‫)‬ ‫‪K x  o‬‬ ‫‪ tr  ‬‬ ‫‪e‬‬ ‫‪p‬‬ ‫‪. x1‬‬ ‫جذب با ضريب ‪ μ̒e/μe‬كاهش مي يابد‪.‬‬ ‫‪Kx‬‬ ‫‪e  p?