تأثير استبدال أكسيد الفوسفات بأكاسيد الحديد الأنتيمون والبزموث على بارامترات التدريع للنظام الزجاجي Pb3O4 P2O5 ZnO Na2SO4 في مدى طاقة (0.15 – 5 MeV)

Abstract

في هذه الورقة تمت دراسة بارامترات التوهين الاشعاعي لأشعة جاما (معامل التوهين الكتلي(MAC) ، العدد الذري الفعال (Zeff) ،الكثافة الالكترونية الفعالة (Neff) ، متوسط المسار الحر (MFP) ، وطبقة نصف القيمة (HVL) ، وطبقة السمك العاشر (TVL) ) ، الناتجة عن استبدال أكسيد الفوسفات (P₂O₅) بكل من أكسيد الحديد (Fe₂O₃) ، واكسيد الأنتيمون(Sb₂O₃)  ، واكسيد البزموث (Bi₂O₃) . تم تحضير العينات بتقنية التبريد بالذوبان عند درجة انصهار 1150 درجة مئوية، وحسبت كثافة العينات باستخدام طريقة ارشيميدس. بارامترات التوهين تم حسابها باستخدام برنامج المحاكاة PHY-X/PSD عند الطاقات (0.248, 0.347, 0.662, 826, 1.17, 1.33, 2.51 MeV) لأربعة مركبات من زجاج فوسفات الزنك والالومنيوم المحتوي على أكسيد الرصاص الأحمر (Pb3O4) حسب التركيب:

          (S1):  60Pb3O4 32P2O5 3ZnO 5Na2SO4      

 (S2):  60Pb3O4 29P2O5 3Fe2O3 3ZnO 5Na2SO4    

(S3):  60Pb3O4 29P2O5 3Sb2O3 3ZnO 5Na2SO4       

 (S4):  60Pb3O4 29P2O5 3Bi2O3 3ZnO 5Na2SO4                     

تفاعلات الاشعاع مع المادة تم حسابها باستخدام برنامج X-COM في مدى طاقة يتراوح من (0.15 –5 MeV) وهو المدى الذي يحوي قيم الطاقات التي تنبعث عن عنصري الكوبالت 60، والسيزيوم 137.لكونها تستخدم في مجال العلاج الاشعاعي والبحث العلمي.

أظهرت النتائج أن العينة S4 المحتوية على أكسيد البزموث تمتعت بأفضل بارامترات توهين عند جميع الطاقات، تليها العينة S3 ،  ثم S2 ، وأخيرا جاءت العينة S1 الخالية من الإضافات. كما بينت النتائج العملية ان العينات المتحصل عليها لم تكن على القدر الكافي من الشفافية باستثناء العينة (S1). نتائج محاكاة X-COM بينت ان تفاعل كومتون كان له السيطرة على عملية التوهين عند جميع الطاقات المختارة مع مشاركة قليلة لتفاعل التأثير الكهروضوئي عند اول قيمتين للطاقة.