مطالعه و امکان سنجی تولید ایریدیم - 192 به روش مونت کارلو با استفاده از واکنش (_77^191)Ir(n,γ)(_77^192)Ir

کاکاوند, طیب; بدری, مجتبی; سلمانی آرمیده, رضا; کاسه ساز, یاسر; ابطحی, سیدمحمدمهدی

doi:10.22055/jrmbs.2024.19751

مطالعه و امکان سنجی تولید ایریدیم - 192 به روش مونت کارلو با استفاده از واکنش (_77^191)Ir(n,γ)(_77^192)Ir

مقالات آماده انتشار

نوع مقاله : مقاله پژوهشی کامل

نویسندگان

¹ گروه فیزیک ، دانشکده علوم پایه ، دانشگاه بین المللی امام خمینی (ره) ، شهر قزوین ، کشور جمهوری اسلامی ایران

² پژوهشگر گروه فیزیک تجربی و کاربردی، پژوهشکده فیزیک و شتابگرها، پژوهشگاه علوم و فنون هسته‌ای، تهران، ایران

³ گروه فیزیک، دانشگاه زنجان، زنجان، ایران.

⁴ پژوهشگاه علوم و فنون هسته‌ای، سازمان انرژی اتمی ایران، تهران، ایران.

⁵ گروه فیزیک، دانشگاه بین المللی امام خمینی، قزوین

10.22055/jrmbs.2024.19751

چکیده

در این مقاله امکان سنجی تولید رادیوایزوتوپ ایریدیوم – 192، که از چشمه‌های مورد استفاده در براکی تراپی می‌باشد، مورد بررسی قرار گرفته است. به منظور افزایش بهره تولید و درصد خلوص بالای این محصول، پارامترهای تولید مستقیم این رادیوایزوتوپ مطابق واکنش 191 Ir (n, γ) 192 Ir مورد مطالعه قرار گرفت. تعیین مکان بهینه پرتودهی با توجه به شار نوترونی و سطح مقطع واکنش نوترونی با ماده هدف، اهمیت فراوان دارد. با تحلیل طیف تجربی نوترون‌های خروجی از راکتور و همچنین شبیه سازی راکتور بوسیله کد MCNPX، اطلاعات دقیقی از شار و طیف نوترون‌های حرارتی و محل‌های پرتودهی به‌ دست آمد. محاسبات مربوط به شار نوترون‌های حرارتی به صورت تئوری با استفاده از شبیه سازی انجام شده است. با در نظر گرفتن اطلاعات به دست آمده از شبیه سازی انجام شده و مقایسه با نمودار تجربی سطح مقطع واکنش، مکان بهینه پرتودهی برای تولید رادیوایزوتوپ ایریدیوم - 192 مشخص شد. همچنین با مقایسه نتایج شبیه سازی بدست آمده‌ی مربوط به فعالیت نهایی در مکان‌های مختلف راکتور، مکان بهینه برای تولید ایریدیوم - 192 با بیشترین فعالیت نیز تعیین شد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

فیزیک هسته ای

عنوان مقاله [English]

Monte Carlo study on production of Iridium-192 production via (_77^191)Ir(n,γ)(_77^192)Ir reaction

نویسندگان [English]

Tayeb Kakavand ¹
Mojtaba Badri ²
Reza Salmani Aramideh ³
Yaser Kasesaz ⁴
Seyed Mohammad Mahdi Abtahi ⁵

¹ Department of Physics, Faculty of Basic Sciences, Imam Khomeini International University, Qazvin, Islamic Republic of Iran

² Researcher Department of Experimental and Applied Physics, Physics and Accelerators Research School, Nuclear Science and Technology Research Institute, Tehran, Iran

³ Department of Physics, Zanjan University, Zanjan, Iran.

⁴ Nuclear Science and Technology Research Institute, Atomic Energy Organization of Iran, Tehran, Iran.

⁵ Physics Department, Imam Khomeini International University, Qazvin, Iran

چکیده [English]

The feasibility of producing the iridium-192 radioisotope has been investigated in this work. Iridium-192 has various applications in nuclear medicine, particularly in brachytherapy. To increase the production yield and the high purity of this product, the direct production parameters of this radioisotope were studied based on the 191Ir (n, γ) 192Ir reaction. It is crucial to determine the appropriate irradiation location according to the neutron flux and the cross-section of the neutron reaction with the target material. By analyzing the experimental spectrum of neutrons exiting the reactor, as well as simulating the reactor using the MCNPX code, detailed information was obtained on the flux and spectrum of thermal neutrons and the irradiation sites. Calculations related to the flux of thermal neutrons were performed both theoretically and through simulation. Considering the information obtained from the simulation and comparing it with the experimental diagram of the reaction cross-section, the optimal irradiation site for the production of iridium-192 was determined. By comparing the simulation results related to the final activity at different reactor locations, the best site for producing iridium-192 with the highest activity was also identified.

کلیدواژه‌ها [English]