3D CAD based Monte Carlo simulation to estimate shielding effectiveness of an irradiation unit with ISO s-137Cs sealed sources and investigation of dose homogeneity on radiometric bench and its experimental validation
3D CAD temelli Monte Carlo benzetimi ile ISO s-137Cs sızdırmaz kapalı kaynaklı bir ışınlama ünitesinin zırhlama etkinliğinin hesaplanması ve radyometrik benç üzerinde doz homojenliğinin incelenmesi ve deneysel olarak doğrulanması
- Tez No: 1013372
- Danışmanlar: PROF. DR. HALUK YÜCEL, PROF. DR. SERAP SAFRAN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Radyoloji ve Nükleer Tıp, Radiology and Nuclear Medicine
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Ankara Üniversitesi
- Enstitü: Nükleer Bilimler Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Medikal Fizik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Gama ışınlama üniteleri; numunelere etkin radyasyon dozu verilmesi, doz homojenliğinin kontrolü ve cihazların istenilen doğruluk ve hassasiyette radyolojik doz kalibrasyonun yapılması için bilimsel, tıbbi ve endüstriyel alanlarda giderek daha fazla kullanılmaktadır. Bu tez, Ankara Üniversitesi Nükleer Bilimler Enstitüsü'nde mevcut ISO s-137Cs sızdırmaz kapalı kaynakları bulunduran radyomtrik bençli bir gama ışınlama ünitesinde, hem radyasyon zırhlanma etkinliğini hem de doz homojenliğini ölçüm ve hesapla değerlendirmeyi amaçlamaktadır. Hopewell Designs Inc. firması tarafından kurulan ve ISO 4037-1 standardına uygun olan bir ışınlama ünitesi, 14.05.2009 tarihi itibarıyla 8,58 Ci ve 50 mCi nominal aktiviteye sahip iki adet 137Cs kaynak içermektedir. Doz ölçümleri, kalın betonla zırhlanmış odasında radyometrik benç üzerinde ve kaynak etrafında gerçekleştirilmiştir. Daha sonra, ünitenin, radyometrik benç ve zırhlı odanın teknik çizimleri kullanılarak ışınlama ünitesinin ayrıntılı bir 3B CAD modeli geliştirilmiştir. Bu üç boyutlu modelle birlikte lisanslı bir RayXpert Monte Carlo simülasyon yazılımı kullanılarak kaynak civarındaki ve betonla zırhlı oda içindeki doz dağılımları ve zırhlama etkinliği performansı tahmin edilmiştir. Dozimetrik sonuçları doğrulamak için ayrıca, doz homojenliği, sertifikalı PTW 30 cm³ iyon odası kullanılarak radyometrik tezgah üzerinde 30×30 cm² gama radyasyon alanında sırasıyla 50 cm, 100 cm, 150 cm ve 200 cm'lik farklı mesafelerde incelenmiştir. 30cmx30cm gama ışını alanında doz homojenliğinin %98'den daha iyi olduğu bulunmuştur. Ayrıca, ortam doz ölçümleri hem 450 cm³'lük bir iyon odası hem de bir Geiger-Müller dedektörü kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Radyasyon doz homojenliğinin incelenmesi için deneysel ve Monte Carlo simülasyon sonuçları, hava-kerma değerleri biriminde çeşitli x-y pozisyonlarında doz dağılımın değerlendirilmesinde kullanılmıştır. Bulguların ayrıntıları tezde tartışılmaktadır. Bu tez, UAEA RER0049 kodlu ve“Enhancing the Capacities of Educational Institutions for the Sustainable Use of Nuclear Technologies”başlıklı proje tarafından kısmen desteklenmiştir.
Özet (Çeviri)
Gamma irradiation units are increasingly used in scientific, medical, and industrial fields to deliver effective radiation dose to samples and control of dose homogeneity, as well as carrying out radiological dose calibration of the instruments with desired accuracy and precision. The aim of this thesis is to measure and assess both the radiation shielding effectiveness and dose homogeneity on a radiometric bench when a gamma irradiation unit uses ISO s-137Cs sealed sources, which are available at the Institute of Nuclear Sciences at Ankara University. The irradiation unit complying with ISO 4037-1 standard, manufactured by Hopewell Designs Inc., contains two sealed 137Cs sources having nominal activities of 8.58 Ci and 50 mCi as of 14.05.2009. The dose measurements were performed on the radiometric bench and in a concrete shielding room. Then, a detailed 3D CAD model of the irradiation unit was developed considering technical diagrams of the unit, the radiometric bench and the shielded room. A licensed RayXpert Monte Carlo simulation software was used with this model to estimate dose distributions and shielding performance near the source and within the concrete shielded room. To validate the dosimetric results, dose homogeneity was studied at different distances of 50 cm, 100 cm, 150 cm and 200 cm, respectively, in a 30×30 cm² gamma-ray field area on the radiometric bench by using a PTW 30 cm³ ion chamber. It is found that dose homogeneity is better than 98% on a 30 cm x 30 cm gamma-ray field. In addition, the ambient dose measurements were conducted using both a 450 cm³ ion chamber and a Geiger-Müller detector. For the study of radiation dose homogeneity, the experimental and Monte Carlo simulated results in units of air-kerma values were used to evaluate the dose distribution at several x-y positions. The details of the findings are discussed in the thesis. This thesis has been partially supported by the IAEA Project coded RER0049 and titled“Enhancing the Capacities of Educational Institutions for the Sustainable Use of Nuclear Technologies”.
Benzer Tezler
- Multi-axis additive manufacturing and 3D scanning of freeform models
Başlık çevirisi yok
MOHAMMED ADAMU ISA
Doktora
İngilizce
2018
Makine MühendisliğiKoç ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İSMAİL LAZOĞLU
- Parça yerleştirme algoritmalarının postal oluşturma problemine uygulanması
Başlık çevirisi yok
FİLİZ BUNYAK
Yüksek Lisans
Türkçe
1996
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİstanbul Teknik ÜniversitesiDOÇ.DR. FÜSUN TUNALI (SEÇUK)
- Managing complexity of cellular systems theoretical tools for dynamic modeling of metabolic reaction networks
Başlık çevirisi yok
İLKEM EMRAH NİKEREL
Doktora
İngilizce
2009
BiyoteknolojiTechnısche Unıversıteıt Delft (delft Unıversıty Of Technology)Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. J. J. HEIJNEN
DR. P. J. T. VERHEIJEN
- Development of 3D food printer and use of mushrooms in 3D food printer within the scope of new plant-based food production
3D gıda yazıcısı geliştirme ve mantarların bitkisel bazlı yeni ürün geliştirme çalışmaları kapsamında 3D yazıcıda kullanımı
EVREN DEMİRCAN
Doktora
İngilizce
2023
Gıda Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiGıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. BERAAT ÖZÇELİK