بیش از 100 میلیون مین خنثی نشده در بیش از 70 کشور دنیا باعث کشته شدن سالیانه حدود 25000 نفر میشود. متاسفانه چون مین یابهای متداول عمدتا به جای ماده منفجره موجود در مین به فلز موجود در آن حساس هستند، کارآیی خوبی برای شناسایی مینهای جدید (که حاوی درصد وزنی پایینی فلز هستند) ندارند و در مناطق جنگی از محدودیتهای زیادی برخوردارند. از اینرو استفاده از روشهایی در مین یابی که حساس به ماد? منفجره موجود در مین باشد در ده? اخیر تحقیقات زیادی را به خود اختصاص دادهاست. در این میان روش تجزیه و تحلیل گاماهای آنیِ ناشی از فعالسازی نوترونی راهکاری موثر در مینیابی به شمار میآید. در این پژوهش تاثیر عوامل مختلف بر کارآیی مینیابهایی که بر اساس روش مذکور کار میکنند، مورد ارزیابی قرار میگیرد. بالا بردن کارآیی مین یاب، ایمنتر کردن آن برای کاربران و بررسی عوامل محیطی بر کارآیی مینیاب از جمله مهمترین اهداف این پژوهش بهشمار میروند. در خاتمه کارآیی مین یابی که با استفاده از نتایج به دست آمده ساخته شدهاست، مورد ارزیابی قرار میگیرد. آنچه این پژوهش را از کار دیگران متمایز میکند عبارت است از: 1) استفاده از چشمه نوترون 241am-9be در مین یابی به روش pgnaa 2) بررسی کمّی نقش حفاظ گاما در کاهش شمارش های زمینه در ناحی? ازت 3) بالا بردن ایمنی کاربرِ استفاده کننده از مین یاب، با توجه به استاندارد icrp 4) بررسی نقش خاک قرار گرفته در بخش های بالا و پایین بسترِ مین، بر شار نوترونهای رسیده به مین 5) بررسی اثر کندکنندههای مختلف با ابعاد متغیر به طور مستقل و ترکیبی

پروتون درمانی یکی از روش های درمان سرطان است که در درمان انواع خاصی از تومورها، مخصوصا تومورهایی که در عمق قرار دارد، بر سایر روش های پرتودرمانی ارجحیت دارد. امتیاز پروتون درمانی به سایر روش ها، به خواص فیزیکی پروتون و در واقع به چگونگی توزیع دز آن در ماده بر می گردد. پروتون ماکزیمم دز خود را در انتهای مسیر و به یکباره ذخیره می کند و در طول مسیر دز کمی ذخیره می کند. این توزیع دز توسط منحنی براگ توصیف می شود و به مکان ذخیره ماکزیمم دز، قله براگ گفته می شود. به این ترتیب با توجه به عمق تومور در بدن می توان انرژی پرتو را به گونه ای تعیین کرد که مکان قله براگ بر روی تومور واقع شود و به بافت سالمی که در مسیر عبور پرتو قرار دارد آسیب کمی می رسد. و همچنین می توان با توجه به پهنای تومور از قرار دادن چندین قله براگ باریک در کنار هم، قله گسترده براگ (sobp) را، برای ایجاد توزیع دز یکنواخت در تومور ایجاد کرد. برای شبیه سازی درمان یک تومور مغزی کروی شکل به وسیله پرتو پروتون، با استفاده از کد مونت کارلو، از یک چشمه دایره ای شکل و هم شعاع با کره تومور استفاده کرده و سپس بازه انرژی مورد نیاز چشمه، متناسب با مکان تومور تعیین می شود. برای شبیه سازی بدن بیمار نیز از فانتوم وکسل استفاده شده است. در اینجا با قرار دادن چشمه در زوایای مختلف نسبت به سر فانتوم و سنجش معیارهای مربوط به یک پروتون درمانی موفق، می توان موقعیت مکانی بهینه را برای چشمه پیدا کرد. از جمله این معیار ها، دریافت دز کافی در تومور برای تخریب کامل و همچنین یکنواختی توزیع دز در تومور می باشد. و دیگری پایین بودن دز متوسط رسیده به اعضا سالم است. البته با توجه به اینکه برهمکنش پرتو با ماده به صورت نقطه ای است، علاوه بر پایین بودن دز متوسط جذب شده در اعضا، یکنواختی توزیع آن نیز اهمیت دارد و باید مطمئن شویم هیچ نقطه ای از بافت سالم بیش از حد مجاز دز دریافت نکرده باشد. اما در این پژوهش بهترین حالت را از لحاظ موقعیت مکانی چشمه، به گونه ای تعیین کردیم که در این حالت، با وجود دریافت دز کافی با توزیع تقریبا یکنواخت در تومور، دز متوسط رسیده به اعضا سالم بیش از حد مجاز نباشد. در این شبیه سازی به نواحی ای از بافت سالم مغز که در اطراف تومور قرار دارد، همانند تومور، دز بالایی رسیده است. برای حل این مشکل لازم است در شبیه سازی حجمی در مسیر عبور پرتو قرار دهیم که شکل تومور در آن تعبیه شده باشد. به این وسیله مکان ذخیره ماکزیمم دز پرتو منطبق بر شکل تومور شده و این نقص رفع می شود.

درمان تومور با استفاده از اندرکنش هسته ای جذب نوترون حرارتی در 10b، که به اختصارbnct نامیده می شود روشی درمانی شامل دو مرحله می باشد، در یک مرحله، مقدار مناسبی از 10b، با سطح مقطع جذب بالای نوترون حرارتی (b 3837)، داخل تومور تزریق شده و در مرحله بعد، به ناحیه تومور، نوترون حرارتی تابیده می شود. سطح مقطع جذب نوترون حرارتی بالا برای این ایزوتوپ بور، در مقایسه با سایر عناصر بدن و غیر سمی بودن آن و از طرفی، برد کوتاه (در حدود ابعاد سلول) محصولات اندرکنش، منجر به محدود کردن تخریب زیاد ناشی از محصولات واکنش به ناحیه تومور و سالم ماندن سایر بافت های سالم می شود. برای بررسی جنبه های مختلف این روش و عملیاتی کردن آن به منظور اعمال روش بر بیمار، کلیه شرایط مسئله شبیه سازی می گردد. شبیه سازی یک مسئله bnct، با استفاده از فانتوم های شبیه انسان و با استفاده از مواد معادل بافت های بدن صورت می گیرد. با استفاده از شبیه سازی مونت کارلو مقدار دز جذبی در تومور و اعضای سالم محاسبه می شود. ارزیابی نتایج یک مسئله bnct، با استفاده از شاخص پراکندگی و تحلیل دز جذب شده در اعضا سر و تومور و مقایسه آنها با مقادیر مجاز، صورت می گیرد. لازم است چیدمانی برای فاکتورهای دخیل در مسئله، اتخاذ شود و این فاکتورها به گونه ای تغییر کنند که این شاخص ها بهینه گردند. در این راستا، مسئله بیمار با تومور مغزی در مقابل چشمه نوترون، شبیه سازی شده است سپس وضعیت تومور و اعضاء سر از نظر میزان دریافت دز، مورد بررسی قرار گرفته است. و مقایسه ای بین دز جذب شده در تومور و سایر اعضاء سر صورت گرفته است. دز جذب شده در اعضاء، با استفاده از ضرایب تبدیل شار به کرما محاسبه شده است. در ادامه کار، یکنواختی دز در تومور، مغز و غده هیپوفیز بررسی شده است. بدین منظور، عدد شاخص پراکندگی محاسبه شده و نمودارهای dvh ترسیم شده و مورد تحلیل قرار گرفته است. در انتها وضعیت های ترکیبی ای که در آن چند چشمه در مکان های متفاوت نسبت به سر بیمار قرار دارد نیز بررسی شده است. کلیه حالت های انفرادی و ترکیبی چشمه ها با یکدیگر و با پروتوکل های موجود مقایسه گردیده و بهترین وضعیت درمانی برای بیمار تعیین شده است.