دانلود فیلم آموزش گام به گام نحوه محاسبه ضریب جذب خطی با MCNP

امروز مطالعات گسترده ای در زمینه حفاظ های جدید انجام می شود. در این مطالعات محققان به بررسی اثر حفاظتی مواد جدید با استفاده از کد مونت کارلو MCNP هستند.  ما در این آموزش از آکادمی پرتویار با اطلاع از نیاز دانشجویان به این آموزش،  نحوه محاسبه ضریب جذب خطی در MCNP - محاسبه buildup factor - محاسبه HVL  و محاسبه TVL و  ضریب تضعیف جرمی می پردازیم.

در این دوره آموزشی فرض بر این است که دانشجو از نحوه نوشتن برنامه در MCNP آشنایی دارد. در صورتی که نیاز به آموزش در زمینه کد مونت کارلو MCNP دارید کلیک کنید.

آموزش ویدئویی کد مونت کارلو MCNP - از مبتدی تا پیشرفته

همچنین میتوانید با مراجعه به لینک دوره پیشرفته آموزش کد مونت کارلو MCNP درمباحث پیشرفته این آموزش را فرابگیرید.

دانلود فیلم آموزش کد MCNP سطح پیشرفته

نرم افزار MCNP نیز از طریق لینک زیر در دسترس است. 

دانلود تمامی نسخه های نرم افزار MCNP

 سرفصل های آموزش این دوره عبارتند از:

1) محاسبه ضریب جذب خطی

ضریب جذب خطی  یا ضریب میرایی خطی (μ) یک پارامتر نشان دهنده قدرت حفاظت مواد در برابر اشعه است. این پارامتر بیان می کند که یک ماده ( مثلا سرب) چقدر می تواند یک تابش ( مثلا فوتون) را جذب یا پراکنده کند و از عبور آنها جلوگیری کند.

برای محاسبه μ از روش زیر استفاده می کنیم.

شدت پرتو در فاصله x (سانتی متر) درون یک ماده با استفاده از معادله زیر  Ix = I0.e ^{− μx}  محاسبه می شود:

در این معادله ه Ix شدت در عمق x سانتی متر است ، I0 شدت اصلی است و μ ضریب تضعیف خطی است.

میتوان معادله بالا را به روش زیر حساب کرد. 

μx = ln (Io / Ix)-

با رسم نمودار نیمه لگاریتمی نسبت اشعه در هر نقطه به شدت در نقطه 0 بر حسب فاصله میتوان مقدار ضریب جذب خطی را محاسبه کرد. 

هر چند این رابطه بسیار ساده به نظر می رسد اما این رابطه در شرایط هندسی خاصی که به شرایط هندسی خوب معروف است اعتبار دارد.

در اولین جلسه از دوره آموزشی  گام به گام نحوه محاسبه ضریب جذب خطی با MCNP   نحوه تعریف یک هندسه خوب در MCNP که در آن رابطه بالا معتبر باشد، آموزش داده شده است. 

سپس تالی مورد نظر برای محاسبه ضریب جذب خطی معرفی شده است. 

در انتها نیز داده ها استخراج شده و برای محاسبه ضریب جذب خطی وارد نرم افزار رسم نمودار حرفه ای ORIGIN شده است. در این نرم افزار نمودار نحوه رسم نمودار نیمه لگاریتمی آموزش داده شده است.

2) محاسبه HVL

لایه نیمه مقدار (HVL) عرض ماده ای است که برای کاهش کرمای هوای اشعه ایکس یا اشعه گاما به نصف مقدار اصلی آن نیاز است. این امر فقط در هندسه پرتوی باریک اعمال می شود زیرا هندسه پرتوی دارای درجه پراکندگی زیادی خواهد بود که درجه میرایی را دست کم می گیرد. این برای تعیین کمیت تیرهای چند انرژی در مقایسه با ضرایب میرایی و خطی و توده ای که برای تیرهای تک انرژی مورد استفاده قرار می گیرد ، استفاده می شود.

3) محاسبه buildup factor

پارامتر بعدی که از اهمیت بالایی برخورد است بیلداپ فکتور است. در شرایط هندسی بد رابطه نوشته شده در بخش قبل به صورت زیر بازنویسی می شود.

I=B I_0  e^(-μx)→I/I0=B e^(-μx)→ln⁡(I/I_0 )=〖-ln〗⁡(B)μx 

 با انجام محاسبات مشابه با حالت قبل میتوانیم مقدار  〖-ln〗⁡(B)μ را محاسبه کنیم.

4) محاسبه ضریب جذب جرمی

ضریب تضعیف جرمی (به انگلیسی: Mass attenuation coefficient) نام یک کمیت در دانش پرتوی و فیزیک پزشکی است.

پرتوهای ایکس در گذر از میان ماده به صورت نمایی تضعیف می‌گردند. چگونگی این گذر بستگی به کمیتی دارد بنام ضریب تضعیف جرمی که به صورت نسبت ضریب تضعیف خطی بر حسب چگالی تعریف می‌گردد:

μ/ρ

که از قانون بیر استخراج شده‌است.

استفاده از این کمیت به ما این امکان را میدهد که تضغیف (یا ترقیق) پرتو را بجای اینکه بر حسب مسافت پیموده شده بیان کنیم، به صورت تابعی از جرم محیطی بیان کنیم که پرتو درون آن در حال عبور است.

یکای این کمیت cm2/gr است.

بنابراین با تقسیم مقدار ضریب جذب خطی به چگالی ماده میتوان مقدار ضریب تضعیف جرمی را بدست آورد.

5) محاسبه TVL

 TVL ضخامتی از ماده است که شار اولیه اشعه را به 1/10  مقدار اولیه خود کاهش می دهد. این مقدار با استفاده از رابطه زیر محاسبه می شود. 

 V L = Xt = ln10/µ