تخمین میزان پرتوگیری مصدومین پرتویی با استفاده از روش مونت کارلو

استفاده از فناوری هسته ای امروزه در زندگی انسان ها به امری اجتناب ناپذیر تبدیل گشته است. از فناوری هسته ای برای تولید رادیو دارو جهت تشخیص و درمان بیماری ها، ایجاد جهش های ژنی مطلوب، نگهداری مواد خوراکی و گیاهی، تولید برق و ... استفاده می شود. در جریان تولید و استفاده از موارد فوق امکان بروز حوادث هسته ای برای کارکنان و شاید مردم عادی جامعه وجود دارد. اگر چه رعایت دستورالعمل های ایمنی احتمال رخ داد حوادث هسته ای در مراکز هسته ای را به حداقل کاهش می دهد ولی باز هم احتمال بروز چنین حوادثی وجود دارد. در صورت بروز حادثه هسته ای، داشتن برآوردی از میزان دز دریافتی افرادی که در ناحیه های مختلف حادثه بوده اند به انتخاب روش درمان آن ها بسیار کمک می کند. در دزیمتری و حفاظت در برابر تابش، شبیه سازی به روش مونت کارلو یکی از مهم ترین ابزارهایی است که در فرایند تعیین دز جذبی بعد از حادثه ی پرتویی استفاده می شود. فانتوم استوانه ای بدن متشکل از تنه و سر با اندام های داخلی گناد ها، معده، کلیه ها، تیروئید و روده کوچک می باشد. برای تنه، استوانه ای از جنس پلکسی گلاس به ضخامت 5/0 سانتی متر و پر از آب به شعاع و ارتفاع ?? و ??? سانتی متر و برای سر نیز استوانه ای از همان جنس با شعاع و ارتفاع 8 و ?? سانتی متر در نظر گرفته شده است. محیط اطراف فانتوم نیز خاک و هوا بوده است. چشمه های شبیه سازی شده در این پژوهش cs137، te132، i131، ba140 و zr95 با فعالیتی برابر با مقدار آزاد شده ی آن ها در حادثه ی چرنوبیل، به دو صورت حجمی و سطحی می باشد. در حالت حجمی فانتوم استوانه ای ایستاده روی خاک، در مرکز چشمه ی استوانه ای با شعاع 300 سانتی متر و ارتفاع 20 سانتی متر، قرار دارد .در این حالت دز معادل بر حسب عمق قرار گیری چشمه در خاک از عمق صفر تا 20 سانتی متر با چشمه ای به ضخامت 2 سانتی متر، در لحظه اول وقوع حادثه و هم چنین در روزهای بعد از وقوع حادثه محاسبه شده است. پس از رسم نمودار دز معادل بر حسب عمق نفوذ و با توجه به جداول به دست آمده و مقایسه ی آن ها در زمان های بعد از وقوع حادثه، مشاهده می گردد که تمام ایزوتوپ ها سبب پرتوگیری فرد شده اند و اهمیت آن ها با توجه به انرژی گاما، میزان فعالیت چشمه و نیمه عمر آن متفاوت است. بیش ترین پرتوگیری افراد بلافاصله بعد از حادثه و هم چنین 10 روز اول، ناشی از i131 بوده است. ایزوتوپ های i131، te132 و ba140 تا 50 روز بعد از حادثه دیگر سهمی در پرتوگیری افراد ندارند. بعد از این مدت زمان، فقط ایزوتوپ های با نیمه عمر بالاتر مانند zr95 و cs137 در پرتوگیری افراد شرکت داشته اند. هم چنین دز معادل فانتوم استوانه ای در فواصل مختلفی از مرکز چشمه سطحی با ابعاد m30×m30 در لحظه اول وقوع حادثه و هم چنین در روزهای بعد از وقوع حادثه به دست آمده است. در این قسمت دز معادل برای حالتی که خاک با کل چشمه ها آلوده شده باشد با در نظر گرفتن سهم هر کدام از چشمه ها در پرتوگیری افراد در زمان‎ های بعد از حادثه محاسبه شده است. با توجه به جداول مربوط به چشمه های سطحی مشاهده گردیده که دز با افزایش فاصله کاهش یافته است. مقدار کاهش در فاصله 20 متری از مرکز حادثه برای تمام اندام ها قابل توجه بوده است. بنابراین امدادرسانان تا شعاع 20 متری از مرکز حادثه باید آمادگی لازم جهت کمک به افراد آسیب دیده داشته باشند. برای چشمه ی مخلوط سطحی نیز با افزایش زمان بعد از حادثه، کاهش دز مشاهده شده است و هم چنین در میان اندام ها گناد ها و تیروئید به ترتیب بیش ترین و کم ترین مقدار دز را دریافت کرده اند. به منظور کاهش میزان آلودگی، می توان از باران مصنوعی برای نفوذ بیشتر هسته های پرتوزا با نیمه عمر کوتاه به درون زمین، استفاده کرد. جمع آوری آب آلوده در این روش ضروری می باشد.