ارزيابي يك ميكرودزيمتر طراحي شده به منظور اندازه گيري معادل دز نوترون ها در ميدان هاي آميخته ي نوترون-گاما

Evaluation of a microdosimeter designed for measurement of neutrons dose-equivalent in mixed neutron-gamma fields

در پژوهش حاضر يك ميكرودزيمتر طراحي شده به­ منظور اندازه­ گيري معادل دز نوترون­ها، پيش از ساخت در ميدان­هاي آميخته­ ي نوترون-گاماي 241Am-Be و 252Cf مورد ارزيابي قرار گرفته است. ميكرودزيمتر به­ صورت آرايه ­اي از 259 حجم حساس يكسان به منظور افزايش حساسيت به نوترون­ها در نظر گرفته شده است. هر حجم حساس به شكل استوانه­ اي با قطر و ارتفاع mm 5 پر از گاز معادل بافت با فشار atm 0/11 طراحي شده است تا µm 1 از بافت را معادل­سازي نمايد. مقادير معادل دز نوترون­ها با استفاده از توزيع ميكرودزيمتري ميدان آميخته كه با استفاده از بسته­ ي شبيه­ سازي Geant4 محاسبه شده ­اند و با در نظر گرفتن حد جدايي keV/µm 3/5 بين سهم نوترون­ها و پرتوهاي گاما در اين توزيع ها تعيين شده ­اند. نتايج به ­دست آمده نشان مي­دهد كه مقادير معادل دز براي دو ميدان مذكور به ترتيب 9% و 17% با مقادير (H*(10 اختلاف دارند. با توجه به عدم نياز ميكرودزيمترها به كاليبراسيون دز به­ صورت جداگانه در ميدان­هاي متفاوت و پاسخ قابل اعتماد آن­ها در ميدان­ هاي ناشناخته، مي­توان نتيجه گرفت كه ميكرودزيمتر طراحي شده پس از ساخت مي ­تواند در هر ميدان آميخته با بيشينه­ ي انرژي MeV 11 به ­منظور اندازه­ گيري معادل دز نوترون­ها مورد استفاده قرار گيرد.

In the present work a microdosimeter designed for measurement of neutrons dose-equivalent, is evaluated in the mixed neutron-gamma fields of 241Am-Be and 252Cf sources. The microdosimeter is considered as an array of 259 similar sensitive volumes to increase the sensitivity to neutrons. Each sensitive volume is a cylinder of 5 mm in diameter and height filled with the tissue-equivalent gas at 0.11 atm pressure to simulate 1 µm of tissue. Dose-equivalent values of neutrons are determined using the microdosimetric distributions calculated by Geant4 simulation toolkit and also considering the separation limit of 3.5 keV/µm between the neutron and gamma contributions in these distributions. Obtained results reveal that the dose-equivalent values of above sources deviate by 9% and 17% from H*(10) values, respectively. Paying attention to the no need for dose calibration of microdosimeters separately in different fields and their trustworthy responses in unknown fields, it can be concluded that the designed microdosimeter can be used in every mixed neutron-gamma field with the maximum energy of 11 MeV in order to measure the dose-equivalent of neutrons.