شبيه سازي مونت كارلوي تخريب تابشي پلاستيك هاي CR-39 در اثر فعاليت رادن و دختران آن در هوا

زمينه و هدف: ماده پلاستيكيCR-39 با فرمول شيميايي C10H18O7 علاوه بر كاربردهاي مختلف علمي و تحقيقاتي، بهترين گزينه براي عدسي‌هاي پزشكي مي‌باشد. رنگCR-39 در اثر تابش ليزر و فوتون‌هاي پر انرژي تغيير مي‌كند. CR-39 به تابش‌هاي آلفا نيز بسيار حساس است. در اثر توقف ذرات آلفا ردپاهايي در آن ايجاد مي‌شود. در طول مسير هر ردپا جنس ماده CR-39 تغيير مي‌كند و سطح آن مورد تخريب قرار مي‌گيرد. هوا حاوي مقداري گاز رادن راديو اكتيو است كه خود آن و دخترانش به گسيل دهنده ذرات آلفا مشهورند. آلفاي ناشي از واپاشي رادن و دختران، عملكرد پلاستيك‌هاي CR-39 را تحت تاثير قرار مي‌دهند و ردپاهاي بجا مانده باعث تخريب آن مي‌گردند. در اين مقاله سعي مي‌شود تا با استفاده از روش مونت كارلو، چگالي ردپاهاي تخريبي و عمق تخريب ايجاد شده در پلاستيك‌هايCR-39 در اثر فعاليت رادن و دختران آن شبيه سازي شود. روش بررسي: در اين شبيه سازي به داده‌هاي توان ايستانندگي آلفا در هوا و CR-39 نياز داريم كه اين داده ها از نرم افزار SRIM 2008 استخراج مي‌شوند. رادن موجود در هوا كه در حال حركت است در يك نقطه تصادفي، بصورت تصادفي واپاشي مي‌كند. در نتيجه ذرات آلفايي كه بهCR-39 مي‌رسند داراي طيف انرژي گسترده اي مي‌باشند. با اين شبيه سازي طيف انرژي و زاويه‌اي ذرات آلفاي فرود آمده برCR-39 بدست آمده است. عمق نفوذ ذره آلفا درCR-39 بستگي به انرژي ذره فرود آمده دارد. با ارايه روشي جديد سعي شده است تا برد ذره آلفا درCR-39 بصورت تابعي از انرژي ذره آلفاي فرودي استخراج شود. فعاليت دختران رادن با فعاليت رادن مساوي نيست. نسبت فعاليت دختران به فعاليت رادن (يا ضريب تعادلي) در حالت واقعي در نظر گرفته شده است. يافته ها: ردپاهاي ايجاد شده، زاويه هاي مختلفي دارند ولي در ردپاهاي با زاويه 30 درجه بيشترين فراواني بچشم مي‌خورد. عمق تخريب ايجاد شده در اثر فعاليت روزانه رادن در حدود µm35 مشاهده مي‌شود. در عمقµm 25-15 كه چگالي ردپاهاي تخريبي افت و خيز كمتري دارد، هر ردپايي در اثر فعاليت روزانه رادن، معادل غلظت Bq/m3100 رادن خواهد بود. چگالي ردپاهاي تخريبي در اين شبيه سازي برابر (Track/cm2)/(Bq.d/m3) 142/0 است كه منطبق بر نتايج آزمايشي است كه توسط and et al Lopez ارايه شده است. نتيجه گيري: تخريب‌هاي ايجاد شده در اثر فعاليت رادن و دختران آن بتدريج باعث كدر شدن عدسي، ازبين رفتن وضوح تصوير، تغيير ضريب شكست عدسي و در نتيجه پراكندگي نور ليزر در كاربردهاي پزشكي پلاستيك‌هاي CR-39 مي‌شود.