دانش رسان |
مرکز علم و دانش کشور مقاله طراحی و ساخت حسگر فیبر نوری تابش سنج گاما با استفاده از فیبر نوری آلاییده شده با Ge+P مورد استفاده برای کاربردهای پزشکی
در حال بارگذاری
توجه : به همراه فایل word این محصول فایل پاورپوینت (PowerPoint) و اسلاید های آن به صورت هدیه ارائه خواهد شد
مقاله طراحی و ساخت حسگر فیبر نوری تابش سنج گاما با استفاده از فیبر نوری آلاییده شده با Ge+P مورد استفاده برای کاربردهای پزشکی دارای ۸ صفحه می باشد و دارای تنظیمات در microsoft word می باشد و آماده پرینت یا چاپ است
فایل ورد مقاله طراحی و ساخت حسگر فیبر نوری تابش سنج گاما با استفاده از فیبر نوری آلاییده شده با Ge+P مورد استفاده برای کاربردهای پزشکی کاملا فرمت بندی و تنظیم شده در استاندارد دانشگاه و مراکز دولتی می باشد.
توجه : در صورت مشاهده بهم ریختگی احتمالی در متون زیر ،دلیل ان کپی کردن این مطالب از داخل فایل ورد می باشد و در فایل اصلی مقاله طراحی و ساخت حسگر فیبر نوری تابش سنج گاما با استفاده از فیبر نوری آلاییده شده با Ge+P مورد استفاده برای کاربردهای پزشکی،به هیچ وجه بهم ریختگی وجود ندارد
بخشی از متن مقاله طراحی و ساخت حسگر فیبر نوری تابش سنج گاما با استفاده از فیبر نوری آلاییده شده با Ge+P مورد استفاده برای کاربردهای پزشکی :
برخی از منابع:
[۱] G.Ragan , J.Izewska,”Radiation Monitorin Instruments” (1999)
[۲] H. Henschel, O. Khn and H.U . Schmidt “Optical fibres as radiation dosimeters” , Nuclear Instruments andMethods in Physics Research B69 (1992)
[۳] Stefan k . Hoffgen,” Fibre Optic Radiation Sensors,1 th workshop on Instromentation for charged particle Therapy”, Fraunhofer INT ,(2007)
[۴] H. Henschel, 0. Kohn, W. Lennartz, S. Metzger, H.U. Schmidt, “Comparison between fast neutron and gamma irradiation of optical fibres “, IEEE TRANSACTIONS ON NUCLEAR
SCIENCE, VOL. 45, NO. 3, JUNE 1998
[۵] H. Henschel , M. Krfer, K. Wittenburg , F. Wulf , “Fiber Optic Radiation Sensing Systems for TESLA” , TESLA Report No. 2000-26 (2000).
مقدمه
در سنجش میزان تابش های گاما اکنون از وسایل اندازه گیری مختلفی استفاده می شود[۱]. به تدریج از سال ۱۹۸۳دانشمندان به این نتیجه رسیدن که از فیبرهای نوری آلاییده با مواد خاصی می توان حسگر تابش سنج گاما تولید کرد[۳]. حسگر فیبر نوری تابش سنج دارای ویژگی هایی می باشد که ما ناگزیر هستیم در برخی از کاربردها از آنها استفاده کنیم . از جمله این ویژگی ها بدین قرارند[۲] .
۱- این حسگرها نسبت به دیگر تابش سنج ها ارزان قیمت می باشند. ۲- با زیاد و کم کردن طول فیبر نوری تحت تابش می توان دقت های اندازه گیری متفاوتی بدست آورد. به طور مثال هرچه نرخ تابش (dose rate) افزایش پیدا کند، طول فیبر تحت تابش باید کاهش یابد. ۳- این حسگر می تواند به طور همزمان با قرار گرفتن تحت تابش ، میزان تابش گاما را نشان دهد۴- قابلیت بکارگیری در بافت های زنده برای اندازه گیری همزمان تابش را دارا می باشد۵- این حسگر را می توان به تجهیزات الکترونیکی متصل نمود و نیز داده ها را در حین تابش ذخیره نمود.
۱- چیدمان آزمایشگاهی
چیدمان آزمایشگاهی در نظر گرفته شده به صورت شکل ۱ می باشد.
شکل ۱:چیدمان مورد استفاده در اندازه گیری میزان جذب نور داخل فیبر تحت تابش
همان طور که در شکل ۱ میبینیم OSA یا همان سیستم آشکارسازی Optical Spectrum Analyzer وظیفه اش اندازگیری شدت در طول موجهای مختلف است . میزان جذب نور عبوری از فیبر نوری ناشی از تابش گاما در هر طول موج و زمان قرار گرفتن فیبر در معرض تابش از رابطه زیر بیان می گردد.
در این رابطه به ترتیب مربوط به توان خروجی از فیبر تحت تابش و فیبر مرجع میباشند. وجود اندیس بالای صفر بیانگر توان این دو فیبر قبل از آزمایش است .
L بیانگر طول فیبر و L0 فیبر مرجع است . در کل این آزمایش ، طول فیبر مرجع ۱ متر ثابت می باشد. میزان توان خروجی اثر تابش گاما در هر لحظه تغییر می کند.
در این بررسی از اسپکترفوتومتر CG HR4000 ساخت Ocean Optics و لامپ هالوژن به عنوان منبع نوری استفاده شده است . توان منبع نوری کوپل شده داخل فیبر ۱۰ میکر وات می باشد که این شدت نیز بسیار اندک است و با توجه به منبع [۲]
اثری بر روی پدیده فوتو بلیچینگ (photobleaching) نمی گذارد. از سوییچ نوری برای اندازه گیری همزمان شدت خروجی از شاخه فیبر مرجع و فیبر تحت تابش استفاده می شود. با توجه به افت و خیز های طیفی لامپ هالوژن وجود شاخه فیبر مرجع لازم می باشد. منبع تابش گامای مورد استفاده ، منابع گامای کبالت ، ۶۰ مورد استفاده رادیوتراپی میباشد .
۲- مراحل ساخت حسگر نوری
انتخاب جنس فیبر تحت تابش : انتخاب فیبر نوری بر اساس میزان حساسیتی است که مورد نیاز می باشد. اصولا” فیبرهای در دسترس و مورد استفاده درکاربردهای تابش سنجی عبارتند از فیبرهای تجاری MM Ge+P-doped، فیبرهای -MM P doped، و فیبرهای Ge-doped از نوع SM و یا MM و فیبرهای پلاستیکی PMMA اما باید خاطرنشان کرد که نوع آلایندگی هسته فیبر تنها عامل انتخاب نوع فیبر نیست ، بلکه عوامل دیگر بویژه در ساخت فیبر، در میزان تضعیف ناشی از تابش نقش دارند که برخی از آنها بدین قرارند[۳][۴].
روش تولید فیبر(OVD; PCVD; MCVD; POD )
درصد آلاییدگی هسته فیبر نوری .
تک مد یا مولتی مدبودن هسته فیبر مورد استفاده .
SI است یا GI نوع فیبر: که از نوع میزان کشش فیبر در هنگام تبدیل پیش سازه به تار نوری [۵]
در انتخاب نوع فیبر نکته حائز اهمیت ، انتخاب فیبری است که بیشترین تضعیف را داشته باشد. البته نکته دیگر که باید به آن توجه کرد آن است که بسته به کاربرد می بایست فیبر خاصی را انتخاب کرد. در این پژوهش با توجه به منابع [۲] [۵] [۹]از فیبرهای Ge+P استفاده کردیم . این فیبرها به صورت تجاری تولید می شود و در دست می باشد و قیمت به نسبت مناسبی دارد. بر طبق منابع [۲] [۵] [۹] می توان از این فیبرها در رنج دزی وسیعی استفاده کرد و همچنین این فیبر ها وابستگی به نرخ تابش ندارند. عدم وابستگی به نرخ تابش و صرفا” حساس بودن به میزان دز کل دریافتی مزیت بسیار بزرگی است که موجب می شود از این فیبرها بتوان برای منابع تابشی که به مرور زمان شدت آنها کاهش می یابد نیز استفاده کرد. در این تحقیق از فیبر نوری Ge+P با مشخصات موجود در جدول ۱ استفاده شده است .
انتخاب طول موج مناسب : همان طور که می توان در رابطه ۱ مشاهده کرد، مقدار تضعیف ناشی از تابش در هر لحظه ، به صورت قابل ملاحظه ای وابسته به طول موج می باشد. با توجه به خروجی شدت از فیبر نوری موجود در شکل ۲ به راحتی می توان دریافت که در مورد فیبر مورد استفاده در میزان کل دز جذب شده ی rad 450، طول موجهای بالاتر از حدود ۶۵۰ نانومتر، میزان جذب ناشی از تابش گاما بر فیبر کمتراست ، به طوری که می توان از میزان جذب آنها به طور کامل صرفه نظر کرد. این موضوع از روی نمودار شکل ۳ به طور کامل مشاهده می شود.
بنابراین تا به حال با طول موج های بین ۴۰۰ تا ۶۵۰ نانومتر سر وکار داریم . در ادامه به بررسی یک سری بررسی های دیگر می پردازیم تا طول موج بهینه را به دست آوریم .
تنها ناحیه ای از طول موجها انتخاب می شود که نمودار تضعیف ناشی از تابش گاما بر حسب دز کل تابش داده شده مربوط به آن بصورت خطی باشد[۵][۶]. برای این منظور نمودار تضعیف بر حسب زمان برای یک نرخ تابش ثابت ، برای طول موجهای مختلف را به صورت جداگانه رسم می کنیم .تنها نمودار طول موجهای بین ۵۰۰ تا ۵۴۰ نانومتر به صورت خطی می باشد. ناحیه طول موج بین ۴۰۰ تا ۵۰۰ نانومتر با توجه به [۱۰] به خاطر وجود Ge دارای قله می باشد و نمودارهای تضعیف بر حسب دز آنها نیز خطی نمی باشد.
پس از آنکه تضعیف در فیبر در یک طول موج معین به مرور زمان یا با استفاده از تکنیک های بازگردان فیبر ، با استفاده از گرم کردن یا ورود لیزرهای پر توان به داخل فیبر، به حالت پایه بازگشت ، در صورت در معرض تابش قرار دادن مجدد فیبر، مشخصات نمودار جدید اندکی با نمودار تابع قبلی متفاوت است .
لذا می بایست حسگر برای دفعات مختلف بازیابی ، کالیبره شود.برخی از این تغییرات در شکل ۵ آورده شده است .
شکل ۲: نمودار کاهش شدت نور خروجی از فیبر با طول ۳.۵ متر در طول
موج های مختلف و در زمانهای مختلف در نرخ تابش ثابت ۱-rad.min 159.
شکل ۳ : نمودار افزایش تضعیف نور خروجی از فیبر با طول ۳.۵ متر در طول موج های مختلف و در زمانهای مختلف در نرخ تابش ثابت ۱-rad.min 159.
اشتراک‌گذاری:
- در صورتی که به هر دلیلی موفق به دانلود فایل مورد نظر نشدید با ما تماس بگیرید.
