حفاظت در برابر پرتوها رشته فیزیک پزشکی

توضیحات محصول :جزوات آمادگی آزمون دکتری رشته فیزیک پزشکی ویژه کنکور سال 95 - به همراه تست ها و پاسخ تشریحی

فصل اول: مقدمهاي بر حفاظ سازي 
از قرن بیستم تا کنون بهکارگیري پرتوهاي گوناگون و رادیواکتیویته در صنایعی مانند تولید سوخت و تصـویربرداري، پرتودرمـانی و
... اجتنابناپذیر است. اما حفاظت در برابر آثار تخریبی و بیولوژیک آنها نیز از اهمیت فوقالعادهاي برخوردار است. براي حفاظت در
برابر این پرتوها میتوان سه راه کار اساسی را بهکار برد که عبارتند از: 
1) افزایش فاصلهي شیء مورد حفاظت تا چشمه پرتو 
2) کاهش مدت زمان پرتوگیري شیء مورد حفاظت 
3) استفاده از حفاظتی که قابلیت ممانعت از نفوذ پرتوها را به مناطق حفاظت شده داشته باشد. 
بهدلیل تغییر شرایط و نیز ضرورت حضور افراد یا دستگاه در محیطها یا در یک جایگاه خاص همواره نمـیتـوان مـوارد یـک و دو را
رعایت کرد. البته باید قوانین خاصی که هر یک از ارگانهاي رسمی براي فاصله شخص از چشمه یا مدت زمان پرتوگیري یـا میـزان
دز مجاز ارائه کردهاند، بهکار بست. ولی گاهاً اعمال این موارد شرط لازم براي حفاظت در برابر پرتوهاست و کافی نیسـت. امـا مـورد
سوم که بحث اصلی این مجموعه است را میتوان بهعنوان عامل بازدارندهاي در مقابل پرتوها در نظـر گرفـت. علـم طراحـی و آنـالیز
حفاظ به بررسی شرایط چشمه ها و نوع پرتوها و اندرکنشهاي متفاوت آنها با ماده میپردازد و در نهایت این بررسـیهـا منجـر بـه
استفاده از یک یا چند لایهاي از مواد مناسب میشود که سد خوبی در برابر پرتوها ایجاد میکند. ابتدا به تعریف جامعی از حفاظ میپردازیم. 
حفاظ از یک یا چند لایه ماده تشکیل شده است که بدینترتیب دیوارهاي را بین چشمه هاي پرتوهاي یونساز و شیء مورد حفاظت
ایجاد میکنیم تا میزان تابش پرتوها به شیء مورد حفاظت کاهش یابد. در حفاظ مقابل پارهاي از پرتوهاي کمنفوذ مـیتـوان کـاملاً
پرتوگیري را به صفر رساند ولی در پرتوهایی که داراي برد بی نهایت هستند و عمـق نفـوذ زیـادي دارنـد، ایـن لایـه هـاي حفـاظتی
میتواند بهعنوان تضعیفکننده عمل نماید. 
شیء مورد حفاظت تنها انسان نیست چرا که در بعضی مواقع میخواهیم از یک دستگاه یا یک قطعه الکترونیکی محافظـت نمـائیم. 
بهطور مثال دیواره ماهوارهها از ترکیباتی باید ساخته شود که در مقابل پرتوهاي کیهانی مقاومت بالایی داشته باشد و در ضمن مانع
نفوذ این پرتوها به قطعات الکترونیکی داخل سیستم شود. 
آنچه که در علم طراحی و آنالیز حفاظ باید مورد توجه قرار گیرد، آگاهی از چگـونگی تولیـد پرتوهـا و منـابع مختلـف مولـد پرتـو،
ساختار هندسی پرتوها چگونگی اندرکنش پرتوها با ماده، چگونگی تغییرات میکروسـکوپیک ناشـی از انـدرکنش پرتوهـا بـا مـاده و
همچنین تأثیر ماده بر تعداد و راستاي پرتوهاي گوناگون میباشد.

مجموعه تست 
1 - پرتوهاي گاما با انرژي 1Mev بر روي یک ماده میتابند. چه اندرکنشهایی در این برخوردها حاکم
است؟ 
1) پدیده کمپتون غالب 
2) پدیده کمپتون، جفت یونسازي و فتوالکتریک 
3) جفت یونسازي و فتوالکتریک و بعضی اوقات آزادسازي فتونوترون 
4) هیچکدام 
2 - اگر فوتونهاي با انرژي 1MeV و 0 1/ MeV تحت زاویه 90 درجه در برخورد با یک ماده پراکنده شونده،
چند درصد از انرژي خود را به ترتیب از راست به چپ از دست میدهند؟ 
 33/4 ، 66/2 (4 16/3 ، 66/2 (3 73/3 ، 33/4 (2 16/3 ، 19/4 (1
3 - ضریب کاهش خطی me ( ) پرتوهاي X و گاما در حدود انرژي 1MeV براي عناصر مختلف تقریباً هم
مقدارند. کدام یک از موارد زیر براي حفاظ این پرتوها مناسباند؟ 
1) پارافین و آب بستگی به در دسترس بودن هر یک 
2) سرب، آهن، بتون بستگی به در دسترس بودن هر یک 
3) آلیاژ سرب، مس و غیره بستگی به در دسترس بودن هر یک 
4) همه موارد فوق بستگی به شرایط مورد نیاز و در دسترس بودن هر یک

پاسخنامه 
1- گزینه ي «1» صحیح است. 
پدیده فوتوالکتریک تا حدود انرژي 250KeV داراي اهمیت میباشد و تولید زوج هم از انرژي 1/022MeV آغاز
میگردد و در انرژي ذکر شده تنها پدیده مهم کامیتون میباشد. 
2- گزینه ي «2» صحیح است. 
وقتی گفته شد با زاویه a پراکنده شده یعنی پدیده کامپتون میباشد. انرژي فوتون پراکنده پدیده کامپتون از فرمول
زیر بهدست میآید: 
 
انرژي داده شده به محیط برابر است با انرژي فوتون فرودي منهاي خروجی. 
براي انرژي 1MeV: 
E / ( / ) / j
 %33/4 یعنی .است شده داده محیط به E =1- = 0/ / 666 0 334 انرژي یعنی ¢ =1 1+ = 0 5 0 666
یعنی گزینه 2 صحیح است. 
3- گزینه ي «4» صحیح است. 
هر کدام از گزینهها ممکن است مورد استفاده قرار گیرد. بسته به محدودیتهاي مکانی و اقتصادي. ولی کاربرد سرب
و بتن از بقیه بیشتر است، یعنی در مجموع گزینه 4 صحیح است.