Radyonüklitler için etkin doz hızı dönüşüm katsayılarının Monte Carlo yöntemi ile hesaplanması

Abstract

Radyasyon uygulamalarında bireyleri radyasyonun olumsuz etkilerinden korumak öncelikle maruz kalınan radyasyon dozunun bilinmesini gerektirir. Yerinde ölçümler veya hesaplamalar yardımıyla yapılan bu doz tahminleri bireylerin güvenli doz limitleri dahilinde çalışıp çalışmadığına karar vermede önemlidir. Ancak organ dozu bazında ölçümler yapılamadığından, çoğu zaman süreç hesaplamalarla yürütülür. Bu tez kapsamında, bir Monte Carlo radyasyon taşıma kodu olan MCNP içerisinde voksel tabanlı bir tüm vücut modeli tanımlanarak insan bedenindeki radyasyon etkileşimleri simüle edilmiş ve fantomun 1 m uzağına yerleştirilen radyoaktif nokta bir kaynaktan yayımlanan fotonların her bir organ veya dokuda bıraktığı soğrulan dozlar belirlenmiştir. Vücut modeli olarak yetişkin referans erkek ve dişi fantomların kullanıldığı simülasyonlar sonucunda her iki fantoma ait elde edilen soğrulan organ dozları, ICRP Yayın 103 metodolojisine uygun olarak sırasıyla radyasyon ve doku ağırlık faktörleri ile çarpılıp önce eşdeğer organ dozuna ve ardından toplamlar alınarak etkin doza dönüştürülmüştür. Daha sonra hesaplanan etkin doz, kaynağın birim aktivitesine ve birim maruziyet süresine bölünerek ve ayrıca kaynak ile fantom arasındaki mesafeden de bağımsız hale getirilerek etkin doz hızı dönüşüm katsayısına dönüştürülmüştür. Simülasyonlar, fantomların 8 farklı yönelimi ve foton yayıcı 1179 farklı radyonüklit kaynak için gerçekleştirilmiş ve sonuçta her bir radyonüklit kaynağa ve kaynak yönelimine özgü etkin doz hızı dönüşüm katsayıları türetilmiştir. Tüm yönelim ve radyoizotoplar incelendiğinde, maksimum doza AP yöneliminde Cf-254 izotopunun, minimum doza ise RP yöneliminde Sm-251 izotopunun sebep olduğu gözlenmiştir. Elde edilen sonuçlar literatürdeki hava kerma hızı sabiti katsayılarıyla kıyaslandığında, vücut modeli üzerinden farklı kaynak yönelimleri için geliştirilen etkin doz hızı dönüşüm katsayılarının pratik uygulamalarda radyasyon alanında yer alan bir birey için radyasyon riskini daha gerçekçi bir şekilde temsil edeceği görülmüştür.