پژوهشگران پژوهشگاه علوم و فنون هسته ای ایران موفق به طراحی و ساخت دستگاه هشدار دهنده انتشار پرتوهای خطرناک ایکس و گاما شده اند.
به گزارش خبرگزاری دانا به نقل از ستاد ویژه توسعه فناوری نانو، اشعه شکلی از انرژی است که با سرعت نور در فضا منتشر می‌شود. در طبیعت انواع مختلفی از تشعشعات وجود دارد. به طور کلی تشعشعات را می‌توان به دو دسته طبیعی و مصنوعی تقسیم بندی کرد.
موجودات زنده کره زمین هر روزه در معرض تشعشعات مختلفی از منابع گوناگون هستند. برخی از این تشعشعات مفید، برخی بی اثر و برخی از آن‌ها برای بدن مضرند. برخی تشعشعات به ظاهر مضر، برای کاربردهای درمانی و تشخیصی مورد استفاده قرار می‌گیرند. اما مدنظر قرار دادن ملاحظات ایمنی و بهداشتی هنگام استفاده از آن‌ها بسیار ضروری است.
دکتر شهریار ملکی مجری طرح گفت: امروزه استفاده از تجهیزات مربوط به تولید تابش‌های ایکس و گاما و کاربرد آن‌ها در مراکز تشخیصی و درمانی گسترش یافته است. به منظور استفاده ایمن از این پرتوهای خطرناک، ضرورت دارد تا مقدار دز تجویزی توسط پزشک با دز جذبی توسط بیمار با کمترین خطا و بالاترین صحت و دقت همراه باشد.
وی افزود: همچنین پایش محیطی این پرتوها در بیمارستان‌ها و مراکز پزشکی هسته‌ای از لحاظ حفاظت در برابر اشعه از اهمیت خاصی برخوردار است؛ از این رو در این طرح با طراحی و ساخت یک آشکارساز نانوساختار در جهت افزایش ایمنی استفاده از تشعشعات خطرناک گام برداشتیم.
وی با بیان اینکه آشکارساز ساخته شده در این طرح از مزایایی نظیر دقت و حساسیت بالا برخوردار خواهد بود، خاطر نشان کرد: همچنین قیمت تمام شده این محصول نسبت به روش‌های رایج کنونی کمتر است.
ملکی تصریح کرد: در پژوهش حاضر، امکان استفاده از یک نانوکامپوزیت متشکل از زمینه پلیمری و نانولوله‌های کربنی، به عنوان آشکارساز پرتوهای ایکس و گاما مورد بررسی قرار گرفته است. مسئله رسانندگی الکتریکی در ساخت آشکارسازها بسیار حائز اهمیت است.
وی با بیان اینکه حضور نانولوله‌های کربنی در زمینه پلیمری موجب شده است تا هدایت الکتریکی افزایش یابد، خاطر نشان کرد: در واقع پدیده رسانندگی الکتریکی در نانوکامپوزیت‌های پلیمری متفاوت از سایر جامدات است و باید در حضور و غیاب تشعشعات مورد ارزیابی قرار بگیرند. بدین منظور تأثیر میزان پرتودهی بر پاسخ نانوکامپوزیت، به صورت تغییر جریان الکتریکی ارزیابی شده است.
ملکی عنوان کرد: در واقع افزودن نانولوله‌های کربنی به بستر پلیمری در کسر وزنی خاصی، موسوم به آستانه گذر الکتریکی، منجر به افزایش چندمرتبه‌ای رسانندگی الکتریکی کامپوزیت مذکور می‌شود.
به گفته وی، در این پژوهش پس از مطالعه خواص الکتریکی نانوکامپوزیت پلی استایرن - نانولوله کربنی، با استفاده از نرم افزار کامسول به شبیه سازی ویژگی‌های دزیمتری این ماده با استفاده از رهیافت کالریمتری پرداخته شده است.
وی بیان داشت: نتایج حاصل از شبیه سازی رسانندگی الکتریکی این دسته از نانوکامپوزیت‌ها در کسرهای وزنی مختلف با مدل‌های نظری و نتایج تجربی سایر مقالات همخوانی قابل قبولی نشان می‌دهد. همچنین نتایج شبیه سازی حاکی از آن است که اضافه کردن نانولوله‌های کربنی به میزان ۰.۲۸ درصد وزنی موجب افزایش چندمرتبه‌ای رسانندگی الکتریکی نانوکامپوزیت می شود.
ملکی عنوان کرد: این دستگاه که مراحل نهایی ساخت نمونه اولیه آن در حال پیگیری است، در مراکز پزشکی که از پرتوهای ایکس و گاما برای مقاصد درمانی و تشخیصی استفاده می کنند، قابل استفاده خواهد بود.
این تحقیقات حاصل تلاش‌های دکتر شهریار ملکی، دانش آموخته مقطع دکترای پژوهشگاه علوم و فنون هسته‌ای و دکتر فرهود ضیائی-عضو هیأت علمی این پژوهشگاه-است. نتایج این کار در مجله Journal of Instrumentation با ضریب تأثیر ۱.۲۲ (جلد ۱۲، سال ۲۰۱۷، از صفحه ی ۰۵۰۱۲) منتشر شده است.
موجودات زنده کره زمین هر روزه در معرض تشعشعات مختلفی از منابع گوناگون هستند. برخی از این تشعشعات مفید، برخی بی اثر و برخی از آن‌ها برای بدن مضرند. برخی تشعشعات به ظاهر مضر، برای کاربردهای درمانی و تشخیصی مورد استفاده قرار می‌گیرند. اما مدنظر قرار دادن ملاحظات ایمنی و بهداشتی هنگام استفاده از آن‌ها بسیار ضروری است.
دکتر شهریار ملکی مجری طرح گفت: امروزه استفاده از تجهیزات مربوط به تولید تابش‌های ایکس و گاما و کاربرد آن‌ها در مراکز تشخیصی و درمانی گسترش یافته است. به منظور استفاده ایمن از این پرتوهای خطرناک، ضرورت دارد تا مقدار دز تجویزی توسط پزشک با دز جذبی توسط بیمار با کمترین خطا و بالاترین صحت و دقت همراه باشد.
وی افزود: همچنین پایش محیطی این پرتوها در بیمارستان‌ها و مراکز پزشکی هسته‌ای از لحاظ حفاظت در برابر اشعه از اهمیت خاصی برخوردار است؛ از این رو در این طرح با طراحی و ساخت یک آشکارساز نانوساختار در جهت افزایش ایمنی استفاده از تشعشعات خطرناک گام برداشتیم.
وی با بیان اینکه آشکارساز ساخته شده در این طرح از مزایایی نظیر دقت و حساسیت بالا برخوردار خواهد بود، خاطر نشان کرد: همچنین قیمت تمام شده این محصول نسبت به روش‌های رایج کنونی کمتر است.
ملکی تصریح کرد: در پژوهش حاضر، امکان استفاده از یک نانوکامپوزیت متشکل از زمینه پلیمری و نانولوله‌های کربنی، به عنوان آشکارساز پرتوهای ایکس و گاما مورد بررسی قرار گرفته است. مسئله رسانندگی الکتریکی در ساخت آشکارسازها بسیار حائز اهمیت است.
وی با بیان اینکه حضور نانولوله‌های کربنی در زمینه پلیمری موجب شده است تا هدایت الکتریکی افزایش یابد، خاطر نشان کرد: در واقع پدیده رسانندگی الکتریکی در نانوکامپوزیت‌های پلیمری متفاوت از سایر جامدات است و باید در حضور و غیاب تشعشعات مورد ارزیابی قرار بگیرند. بدین منظور تأثیر میزان پرتودهی بر پاسخ نانوکامپوزیت، به صورت تغییر جریان الکتریکی ارزیابی شده است.
ملکی عنوان کرد: در واقع افزودن نانولوله‌های کربنی به بستر پلیمری در کسر وزنی خاصی، موسوم به آستانه گذر الکتریکی، منجر به افزایش چندمرتبه‌ای رسانندگی الکتریکی کامپوزیت مذکور می‌شود.
به گفته وی، در این پژوهش پس از مطالعه خواص الکتریکی نانوکامپوزیت پلی استایرن - نانولوله کربنی، با استفاده از نرم افزار کامسول به شبیه سازی ویژگی‌های دزیمتری این ماده با استفاده از رهیافت کالریمتری پرداخته شده است.
وی بیان داشت: نتایج حاصل از شبیه سازی رسانندگی الکتریکی این دسته از نانوکامپوزیت‌ها در کسرهای وزنی مختلف با مدل‌های نظری و نتایج تجربی سایر مقالات همخوانی قابل قبولی نشان می‌دهد. همچنین نتایج شبیه سازی حاکی از آن است که اضافه کردن نانولوله‌های کربنی به میزان ۰.۲۸ درصد وزنی موجب افزایش چندمرتبه‌ای رسانندگی الکتریکی نانوکامپوزیت می شود.
ملکی عنوان کرد: این دستگاه که مراحل نهایی ساخت نمونه اولیه آن در حال پیگیری است، در مراکز پزشکی که از پرتوهای ایکس و گاما برای مقاصد درمانی و تشخیصی استفاده می کنند، قابل استفاده خواهد بود.
این تحقیقات حاصل تلاش‌های دکتر شهریار ملکی، دانش آموخته مقطع دکترای پژوهشگاه علوم و فنون هسته‌ای و دکتر فرهود ضیائی-عضو هیأت علمی این پژوهشگاه-است. نتایج این کار در مجله Journal of Instrumentation با ضریب تأثیر ۱.۲۲ (جلد ۱۲، سال ۲۰۱۷، از صفحه ی ۰۵۰۱۲) منتشر شده است.
