پديد آورنده :
عقيلي، مهسا
عنوان :
شبيه سازي مولد نوترون براساس واكنتش هاي فوتونوترون
مقطع تحصيلي :
كارشناسي ارشد
محل تحصيل :
اصفهان: دانشگاه صنعتي اصفهان، دانشكده فيزيك
صفحه شمار :
دوازده، 135ص.: مصور، جدول، نمودار
يادداشت :
ص.ع. به فارسي و انگليسي
استاد راهنما :
ظفرا... كلانتري
استاد مشاور :
اكبر پروازيان، مرضيه رضازاده
توصيفگر ها :
نوترون تراپي با بور , شتاب دهنده ي خطي الكترون , تابش ترمزي , فوتونوترون , كد مونت كارلوي MCNPX
تاريخ نمايه سازي :
15/4/94
استاد داور :
محمدحسن علامت ساز، مريم حسنوند
تاريخ ورود اطلاعات :
1396/10/03
چكيده فارسي :
54 چكيده يك چشمهي نوتروني مناسب براي نوترونتراپي با بور BNCT بايد حداقل شار نوترون فوقحرارتي از مرتبهي 8 013 n s cm را تأمين كند تاكنون چشمههاي نوتروني مختلفي از جمله رآكتورهاي هستهاي انواع شتابدهندهها راديوايزوتوپها مولدهاي نوترون و جهت استفاده در BNCT مورد ارزيابي قرار گرفتهاند كه هريك معايب و مزاياي خاص خود را دارند مهمترين اين چشمهها رآكتورهاي شكافت است رآكتورها بهخوبي مي توانند شار نوترون مورد نظر را فراهم آورند اما پرهزينه بودن قابل حمل و نقل نبودن نداشتن امكان خاموش و روشن كردن آلودگي زياد عدم پذيرش افكار عمومي مبني بر ايمن بودن آن و از جمله معايب رآكتور بهعنوان چشمه است به همين دليل دستيابي به يك منبع نوترون كه شرايط مساعدتري نسبت به رآكتور داشته باشد و بتواند جايگزين آن شود يكي از جنبههاي تحقيقاتي BNCT ميباشد كه مورد توجه قرار گرفته است در اين پاياننامه شتابدهندهي خطي الكترون با انرژي الكترون 501 MeV و جريان 2101 1 6 الكترون در ثانيه براي توليد نوترونهاي با انرژي و شار مناسب بر اساس تابش ترمزي مورد ارزيابي قرار گرفته است بهمنظور ارزيابي امكان استفاده از اين شتابدهنده در BNCT توليد فوتونوترون بر پايهي دو طراحي مختلف صورت گرفت هدفهاي نازك و هدفهاي ضخيم براي اين منظور توليد فوتونها و فوتونوترونها با استفاده از كد MCNPX شبيهسازي شد در هدفهاي نازك ابتدا الكترون پرانرژي با برخورد به هدف الكتروفوتوني توليد فوتونهاي تابش ترمزي كرده سپس از برخورد اين فوتونها با اليهي دوم بهعنوان هدف فوتونوتروني نوترون توليد ميشود بنابراين براي بهينهسازي چنين هدفي ابتدا هدف الكتروفوتوني بهينهسازي شد از تنگستن بهعنوان مادهي هدف الكتروفوتوني استفاده شد و دو هندسهي استوانه و نيمكره مورد بررسي قرار گرفتند در نهايت سه هدف بهينهي الكتروفوتوني با معيار بيشينه جريان فوتون انتخاب شدند اين سه هدف بهعنوان چشمهي فوتوني براي هدفهاي فوتونوتروني تعريف شدند هدفهاي فوتونوتروني نازك از جنس تانتاليوم و بريليوم انتخاب شدند و دو هندسهي نيمكره و استوانه مورد بررسي قرار گرفتند در مرحلهي بعدي هدفهاي ضخيم مورد ارزيابي قرار گرفتند در توليد نوترون بهوسيلهي هدفهاي ضخيم الكترون پرانرژي با برخورد به يك هدف توليد فوتونهاي تابش ترمزي كرده و اين فوتونها در همان هدف فوتونوترون توليد ميكند در اين مرحله از اورانيوم تنگستن تانتاليوم و سرب بهعنوان مادهي هدف فوتونوتروني استفاده شد و دو هندسهي نيمكره و استوانه مورد بررسي قرار گرفتند در هر دو مرحله هدفهاي نازك و هدفهاي ضخيم هدف فوتونوتروني بهينهاي با معيار بيشينه جريان نوترون جريان فوتون خروجي كم و انرژي متوسط نوترون پايين براي BNCT انتخاب گرديد در نهايت با مقايسهي كل هدفهاي بهينهي بهدست آمده از هر مرحله هدف بهينهي نهايي هدفي ضخيم است كه اين هدف يك استوانه از جنس تنگستن با شعاع 0 cm و ضخامت 4 cm ميباشد اين هدف جريان نوتروني برابر با 2 73 1011 n s توليد ميكند كه شاري معادل با 8 39 109 n cm8 s را دارد جريان فوتون خروجي توسط اين هدف برابر با 6 11 1013 p s بوده و انرژي متوسط نوترونهاي آن برابر با 1 88 MeV است پيشبيني ميشود كه اين هدف بتواند شار مورد نياز براي BNCT را تأمين كند در هر صورت براي داشتن يك مولد نوتروني با شدت باال براساس روش فوتونوترون نياز به شتابدهندههاي الكتروني پرانرژي و با جريان باال ميباشد كلمات كليدي نوترونتراپي با بور شتابدهندهي خطي الكترون تابش ترمزي فوتونوترون كد مونت كارلوي MCNPX
چكيده انگليسي :
059 Simulation of the Neutron Generator Based on Photoneutron Reactions Mahsa Aghili mahsa aghili@ph iut ac ir date of submission 8 011 0102 Department of physics Isfahan University Of Technology Isfahan Iran Degree M Sc Language Persian Supervisor Dr Seyed Zafarollah Kalantari zafar@cc iut ac irAbstractAn appropriate neutron source for Boron Neutron Capture Therapy BNCT should provide epithermal neutronflux in order of 109 n s cm2 Different neutron sources such as nuclear reactors different types of accelerators radioisotopes and neutron generators have been used in BNCT which have some advantages and disadvantages The most important of these sources is fission reactors Reactors have high neutron flux but they have somedisadvantages such as its costs not portable lack of possibility to turn on or turn off radioactive pollution negative ideas about the safety of reactors Therefore other neutron sources which have better conditions areinterested for BNCT In this thesis production of neutron by photoneutron reactions is investigated For thispurpose electron linear accelerator with energy 510 MeV and current 1 6 1012 electron per second has been usedfor Bremsstrahlung radiation In order to analyze the possibility of using this accelerator for BNCT productionof electrophotons and photoneutrons are simulated by MCNPX code For this purpose thin and thick targets areanalyzed In thin targets high energy electrons produce photons by Bremsstrahlung radiation then by collisionof these photons with second layer as a photoneutron target neutrons are produced Tungsten was used aselectrophoton target and cylindrical and half spherical geometries were investigated Finally three optimizedelectrophoton targets for maximum photon current were determined For Tantalum and Beryllium and twocylindrical and half spherical geometries were investigated photoneutron targets In next step thick targets wereanalyzed In the thick targets electrophotons and photoneutrons are produced in the same target In this step Uranium Tungsten Tantalum and Lead were used and cylindrical and half spherical geometries wereinvestigated In both stages thin and thick targets optimized photoneutron targets for BNCT were chosen baseon maximum neutron current low emission photon pollution low neutron average energy Finally withcomparing the optimized targets thick cylindrical tungsten target with radius 1 cm and thickness 4 cm had thebest results for the photoneutrons This target produce neutron current with 2 73 1011 n s which has flux of8 39 109 n cm2 s The current of emitted photon from this target is 6 11 1013 p s and neutron average energy ofthis target is 1 88 MeV It seems that this target can provide the needed flux for BNCT For neutron generatorwith high intensity based on photoneutron method high energy and high current electron accelerator need Keywords Boron Neutron Capture Therapy electron linear accelerator bremsstrahlung radiaton photoneutron MCNPXmonte carlo code
استاد راهنما :
ظفرا... كلانتري
استاد مشاور :
اكبر پروازيان، مرضيه رضازاده
استاد داور :
محمدحسن علامت ساز، مريم حسنوند
