13350

1152 دكتري

دكتري

تكنولوژي نساجي

اصفهان: دانشگاه صنعتي اصفهان، دانشكده نساجي

۱۳۹۶

هفده، ۱۴۲ص.: مصور، جدول، نمودار

محمد ذره‌بيني، احمد شيراني

صديقه برهاني، محسن شنبه

محمد قانع، ظفرالله كلانتري، مسعود لطيفي

1396/12/19

كتابنامه

نساجي

مهندسي نساجي

ID1152 دكتري

1 چكيده كاربرد پرتوهاي يونيزان همانند پرتو ايكس در پزشكي با اهداف تشخيصي درماني و تحقيقي امري متداول و رو به افزايش است تهديدات ناشي از كاربرد اين پرتوها همزمان با شناخت اين پرتوها آشكار گرديد و زيانبار بودن آنها براي انسان و ديگر موجودات زنده اثبات گرديد استفاده نادرست و غير كنترلشده اين پرتوها موجب بروز آسيبهاي پوستي ايجاد سرطان و بروز اختالالت ژنتيكي ميشود بنابراين پرتودرماني و ساير موارد استفاده از پرتوها بايستي تحت شرايط كنترلشده و مطابق با استانداردهاي تعريف شده انجام پذيرد استفاده از جليقههاي خاص يكي از روشهاي مستقيم محافظت در مقابل پرتو ايكس است اين نوع جليقه معموال از اليههاي وينيل يا الستيكهاي اشباعشده از سرب ساخته ميشود استفاده از سرب سبب افزايش وزن جليقه و عدم راحتي كاربر ميگردد همچنين خمش در اين جليقهها در خالل استفاده يا نگهداري سبب ايجاد ترك در آنها ميگردد پوشش دهي منسوجات با تركيبات خاص ميتواند سبب ايجاد قابليت محافظتي در آنها گردد پوشش دهي ميتواند سبب كاهش قابليت تنفس و انعطافپذيري منسوجات گردد عليرغم در دسترس بودن محافظتكنندههاي متنوع اين محافظتكنندهها در مقايسه با البسه معمولي از نقطه نظر راحتي استفاده نگاهداري و رعايت استانداردهاي بهداشتي داراي مزيت نميباشند با توجه به اين مطالب انجام تحقيقات با هدف توليد منسوج محافظتكننده در مقابل پرتوهاي يونيزان همانند پرتو ايكس كه داراي راحتي پوشش مطلوب هزينه كم وزن و دوام مناسب قابليت شستشو انعطافپذيري باال و درجه حفاظت الزم باشند ضروري است هدف از انجام اين تحقيق توليد يك منسوج با خصوصيات مشابه البسه متداول با هدف ايجاد حفاظت الزم در برابر پرتو ايكس مي باشد نخ مونوفيالمنت با اضافه نمودن درصدهاي متفاوت از ذرات فلزي سرب و قلع به پليمر پليپروپيلن با استفاده از فرايند ذوبريسي توليد شد و به عنوان نخ پود در نمونههاي پارچه مورد استفاده قرار گرفت قابليت حفاظتي نمونههاي پارچه توليد شده با استفاده از آشكارساز ژرمانيوم فوق خالص مورد بررسي قرار گرفت باريكهاي از پرتو ايكس گسيل شده از چشمه تابشي باريوم 133Ba در گستره انرژي 30 keV الي 80 keV از نمونهها عبور داده شد و ميزان پرتوهاي عبوري توسط آشكارساز اندازهگيري شد قطر نخ مونوفيالمنت درصد وزني ذرات فلزي نوع ذرات فلزي زاويه اليهگذاري و انرژي پرتو ايكس به عنوان متغيرهاي مؤثر بر ضريب تضعيف خطي نمونهها مورد ارزيابي قرار گرفتند خواص مكانيكي نخ مونوفيالمنت و پارچه و مقاومت در برابر سايش و شستشوي پارچه نيز مورد بررسي قرار گرفت همچنين نمونههاي پارچه و آشكارساز ژرمانيوم فوق خالص با استفاده از كد محاسباتي MCNP شبيهسازي شدند نتايج نشان داد كه نمونههاي پارچه حاوي ذرات فلزي با درصد وزني چگالي و عدد اتمي باالتر از ضريب تضعيف باالتري برخوردار ميباشند همچنين با افزايش زاويه اليهگذاري از صفر به نود درجه قابليت تضعيف شدت پرتو ايكس افزايش يافت همچنين مشاهده گرديد كه ضريب تضعيف نمونههاي پارچه با افزايش انرژي پرتو ايكس كاهش مييابد تغييرات در قطر نخ مونوفيالمنت سبب ايجاد تغيير معنادار در ضريب تضعيف نمونهها گرديد افزايش درصد ذرات فلزي به نخ مونوفيالمنت سبب افت خصوصيات كششي آن گرديد عمليات سايش و شستشو سبب ايجاد تغييرات معنادار در ميزان تضعيف شدت پرتو ايكس نمونههاي پارچه نگرديد همچنين نتايج به دست آمده از شبيهسازي با كد MCNP از انطباق بااليي با نتايج تجربي برخوردار ميباشند منسوج محافظتكننده توليد شده در اين تحقيق نه تنها داراي قابليت محافظتي مناسب در برابر پرتو ايكس است بلكه در مقايسه با ساير منسوجات محافظتكننده موجود از راحتي پوشش بهينهتر وزن و هزينه كمتر دوام و قابليت شستشوي باالتر و انعطافپذيري بهتر برخوردار ميباشد كلمات كليدي ضريب تضعيف خطي آشكارساز ژرمانيوم فوق خالص پرتو ايكس منسوج محافظ ذوبريسي سرب قلع كد محاسباتي MCNP

143 Shielding of Ionizing Radiation Using Fibrous Assemblies Majid Mirzaei mmirzaei@tx iut ac ir Department of Textile Engineering Isfahan University of Technology Isfahan 84156 83111 IranMohammad Zarrebini zarrebini@cc iut ac irAhmad Shirani shirani@cc iut ac ir Abstract X ray is employed in numerous fields ranging from computed tomography scans phase resolved medical imaging and material surface research to security checkpoints in airports Uncontrolled radiations or frequent exposure to X ray threatens human health by endangering cells tissues and organs Therefore protection against radiation is of paramount importance whereverliving creatures are present Protection against hazards of X ray radiation can generally be achievedby the use of conventional lead aprons The aprons are basically made using rubber polymer elastomeric polymer or vinyl binders with elastic matrix embedded with tiny lead particles or leadoxide The aprons can also be made from integrated lead sheets with textile based apparel casing Lead aprons are intrinsically heavy and uncomfortable particularly during long periods of use withserious orthopedic consequences Additionally bending of the aprons during usage and storageresults in cracking of the lead sheets Coating of textiles with specific compounds provides protectionagainst ionizing radiation However coated garments lack flexibility and breathability Comfort ofX ray protective garment is of paramount importance especially during long use by patients andmedical staff alike In general comfort of protective garments is related to factors such as weight flexibility and the extent of X ray attenuation Additionally the protective garments are expected tobe economical easy to fabricate resistant to abrasion laundering and cracking Thus production ofprotective garments encompassing the required miscellaneous criteria is a new phenomenon in thefield of X ray protection using garment engineering In this study samples of woven fabrics using polypropylene monofilament yarns containing leadand tin particles were produced The monofilament yarns were produced via melt spinning processon a laboratory scale melt spinning machine High Purity Germanium HPGe detector and a 133Baradioactive source which emits low energy rays with well defined energies ranging from 30 keVto 80 keV were used to evaluate shielding capability of the samples Morphology X ray attenuationcapability tensile behavior flexural rigidity structural properties abrasion and laundry resistancesof the samples were evaluated Simulation of fabric samples and HPGe detector was carried out usingMCNP code Results showed that yarns with higher metal particles content higher metal particles density andatomic number provide higher attenuation coefficient Similar effect was observed with increase inlayering angle reduction of both energy level and monofilament yarn diameter Additionally it wasfound that addition of metal particles results in formation of high stressed points along the yarn axis thus the observed reduction in tenacity and breaking elongation of the produced monofilament yarnsand fabrics It was concluded that increase in metal particles content reduces fabric bending lengthwhich consequently decreases fabric flexural rigidity Shielding properties of the fabrics were foundto be unaffected by abrasion or laundering operation Moreover MCNP simulated data were foundto be consistent with the measured data It is concluded that the developed fabrics are potentiallysuitable to be used in garment forms in applications where protection against X ray is required Inaddition to their technical function such textile based protective items enjoy merits such as low costs comfort and ease of maintenance in comparison to conventional X ray protective garment currentlyin use Keywords linear attenuation coefficient HPGe detector X ray protective garment melt spinning lead tin MCNP code

محمد ذره‌بيني، احمد شيراني

صديقه برهاني، محسن شنبه

محمد قانع، ظفرالله كلانتري، مسعود لطيفي