Sharma, Renu;Sharma, J.K.;Kaur, Taranjot;Singh, Tejbir;Sharma, Jeewan;Singh, Parjit S.
Nuclear Engineering and Technology
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제49권7호
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pp.1571-1574
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2017
In the present work, the gamma ray backscattering technique was used to determine the effective atomic numbers for certain binary alloys. With the help of a muffle furnace, the binary alloys were synthesized using the melt quenching technique with different compositions of $_{82}Pb$, $_{50}Sn$, and $_{30}Zn$. The intensity distribution of backscattered photons from radioactive isotope $^{22}Na$ (511 keV) was recorded with the help of GAMMARAD5 [$76mm{\times}76mm$ NaI(Tl) scintillator detector] and analyzed as a function of both atomic number and thickness of the target material. The effective atomic numbers for the same binary alloys were also computed theoretically using the atomic to electronic cross-section method with the help of the mass attenuation coefficient database of WinXCom (2001). Good agreement was observed between theoretical and experimental results for the effective atomic numbers of all the selected alloys.
AAPM CT 성능 팬텀에서 CT수 교정 삽입부의 각 핀과 물에 대응하는 유효원자번호 및 물리적 밀도에 대한 CT수에 관한 자료가 거의 없다. 따라서 자료화의 필요성이 제기되었다. 이 연구의 목적은 AAPM CT 성능 팬텀에서 CT수 교정 삽입부의 각 핀 및 물에 대하여 유효원자번호를 산출하고, 산출된 유효원자번호 및 물리적 밀도에 대한 CT수를 측정하여 비교분석하는데 있다. AAPM CT 성능 팬텀의 CT수 교정 삽입부에서 각 핀과 물의 유효원자번호 및 물리적 밀도에 관한 CT수의 자료를 획득하기 위하여, 먼저 각 핀과 물에 대한 유효원자번호를 산출하였다. 그리고 CT스캐너로 CT수 교정 삽입부를 스캔하여 CT슬라이스들을 획득하였다. 중심 CT슬라이스에서 각 핀과 물에 대하여 CT수들을 측정하였다. 결과로서, 유효원자번호에 대한 CT수들은 유효원자번호가 증가할수록 비선형적으로 증가와 감소를 반복하는 양상을 나타내었다. 그리고 물리적 밀도에 대한 CT수들도 물리적 밀도가 증가할수록 비선형적으로 증가와 감소를 반복하는 양상을 나타내었다.
Brachytherapy is a special case of radiotherapy. It should be arranged according to some principles in medical radiation applications and radiation physics. The primary principle is to use as low as reasonably achievable dose in all ionizing radiation applications for diagnostic and therapeutic treatments. Dosimetric distributions are dependent on radioactive source properties and radiation-matter interactions in an absorber medium such as phantom or tissue. In this consideration, the geometrical structure and material of the seed capsule, which surrounds a radioactive material, are directly responsible for isodose profiles and dosimetric functions. In this study, the radiometric properties of capsule material were investigated on dose distribution in a water phantom by changing its nuclear properties using the EGSnrc Monte Carlo (MC) simulation code. Effective atomic numbers of hypothetic mixtures were calculated by using different elements with several fractions for capsule material. Model 6711 brachytherapy seed was modeled by EGSnrc/Dosrcnrc Code and dosimetric functions were calculated. As a result, dosimetric parameters of hypothetic sources have been acquired in large-scale atomic number. Dosimetric deviations between the data of hypothetic seeds and the original one were analyzed. Unit dose (Gy/Particle) distributions belonging to different types of material in seed capsule have remarkably differed from the original capsule's data. Capsule type is major variable to manage the expected dose profile and isodose distribution around a seed. This study shows us systematically varied scale of material type (cross section or effective atomic number dependent) offers selective material usage in production of seed capsules for the expected isodose profile of a specific source.
Singh, Vishwanath P.;Tekin, Huseyin O.;Badiger, Nagappa M.;Manici, Tubga;Altunsoy, Elif E.
Journal of Radiation Protection and Research
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제43권1호
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pp.20-28
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2018
Background: Heat energy produced in nuclear reactors and nuclear fuel cycle facilities interactions modifies the physical properties of the shielding materials containing water content. Therefore, in the present paper, effect of the heat on shielding effectiveness of the concretes is investigated for gamma and neutron. The mass attenuation coefficients, effective atomic numbers, fast neutron removal cross-section and exposure buildup factors. Materials and Methods: The mass attenuation coefficients, effective atomic numbers, fast neutron removal cross-section and exposure buildup factors of ordinary and heavy concretes were investigated using NIST data of XCOM program and Geometric Progression method. Results and Discussion: The improvement in shielding effectiveness for photon and reduction in fast neutron for ordinary concrete was observed. The change in the neutron shielding effectiveness was insignificant. Conclusion: The present investigation on interaction of gamma and neutron radiation would be very useful for assessment of shielding efficiency of the concrete used in high temperature applications such as reactors.
The mass attenuation coefficients (μm) of polyethylene glycol (PEG) of different molecular weights (1000-200,000) were measured using single-beam photon transmission. The X-ray fluorescent (XRF) photons from Zinc (Zn), Zirconium (Zr), Molybdenum (Mo), Silver (Ag) and Cadmium (Cd) targets were used to determine the attenuation of gamma radiation of energy range between 8.67 and 23.19 keV in PEG samples. The results were compared to theoretical values using XCOM and Monte Carlo simulation using Geant4 toolkit which was developed to validate the experiment at those certain energies. The mass attenuation coefficients were then used to compute the effective atomic numbers, electron density and half value layers for the studied samples. The outcomes showed good agreement between experimental and simulated results with those calculated theoretically by XCOM within 5% deviation. The PEG 1000 sample showed slightly higher μm value compared with the other samples. The dependence of the photon energy and PEG composition on the values of μm and HVL were investigated and discussed. In addition, the values of Zeff and Neff for all PEG samples behaved similarly in the given photon energy range, and they decreased as the photon energy increased.
This study aims to determine the effect of fly ash with a high replacing ratio of clay on the radiation shielding properties of bricks. Some interaction parameters (mass attenuation coefficients, half value layer, effective atomic number, effective electron density, and absorption efficiency) of clay fly ash bricks were measured with a NaI(Tl) detector at 661.6 keV, 1,173.2 keV, and 1,332.5 keV. For the investigation of their shielding behavior, fly ash bricks were molded using an admixture to clay. A narrow beam transmission geometry condition was used for the measurements. The measured values of these parameters were found in good agreement with the theoretical calculations. The elemental compositions of the clay fly ash bricks were analyzed by using an energy dispersive X-ray fluorescence spectrometer. At selected energies the values of the effective atomic numbers and effective electron densities showed a very modest variation with the composition of the fly ash. This seems to be due to the similarity of their elemental compositions. The obtained results were also compared with concrete, in order to study the effect of fly ash content on the radiation shielding properties of clay fly ash bricks. The clay fly ash bricks showed good shielding properties for moderate energy gamma rays. Therefore, these bricks are feasible and eco-friendly compared with traditional clay bricks used for construction.
The lead element or its salts are good radiation shielding materials. However, their toxic effects are high. Due to less toxicity of bismuth salts, the radiation shielding properties of the bismuth salts have been investigated and compared to that of lead salts to establish them as a better alternative to radiation shielding material to the lead element or its salts. The transmission geometry was utilized to measure the mass attenuation coefficient (${\mu}/{\rho}$) of different salts containing lead and bismuth using a high-resolution HPGe detector and different energies (between 81 and 1333 keV) emitted from point sources of $^{133}Ba$, $^{57}Co$, $^{22}Na$, $^{54}Mn$, $^{137}Cs$, and $^{60}Co$. The experimental ${\mu}/{\rho}$ results are compared with the theoretical values obtained through WinXCOM program. The theoretical calculations are in good agreement with their experimental ones. The radiation protection efficiencies, mean free paths, effective atomic numbers and electron densities for the present compounds were determined. The bismuth fluoride ($BiF_3$) is found to have maximum radiation protection efficiency among the selected salts. The results showed that present salts are more effective for reducing the intensity of gamma photons at low energy region.
Background: Radiation-induced pneumonitis and pulmonary fibrosis are common dose-limiting complications in patients receiving radiotherapy for lung, breast, and lymphoid cancers. In this study, we investigated the characteristics of effective immune cells related to pneumonitis and fibrosis after irradiation. Materials and Methods: After anesthesia, the whole thorax of C57BL/6 mice was irradiated at 14 Gy. The lung tissue and bronchoalveolar lavage fluid were collected at defined time points post-irradiation for the determination of histological and immunohistochemical analysis and inflammatory cell population infiltrated into the lung. Results and Discussion: Whole thoracic irradiation increased the deposition of extracellular matrix (ECM), lung weight, and pleural effusions, which started to die from 4 months later. At 4 months after irradiation, the numbers of macrophages and lymphocytes as well as neutrophils were increased dramatically in the lung. Interestingly, the macrophages that were recruited into the lung after irradiation had an enlarged foamy morphology. In addition, the expressions of chemokines (CCL-2, CCL-3, CXCL-10) for the attraction of macrophages and T cells were higher in the lung of irradiated mice. The high expressions of these chemokines were sustained up to 6 months following irradiation. In thoracic irradiated mice, infiltrated macrophages into the lung had the high levels of Mac-3 antigens on their surface and upregulated the hallmarks of alternatively activated macrophages such as arginase-1 and CD206. Furthermore, the levels of IL-4 and IL-13 were higher in a BAL fluid of irradiated mice. Conclusion: All results show that thoracic irradiation induces to infiltrate various inflammation-related immune cells, especially alternatively activated macrophages, through enhancing the expression of chemokines, suggesting that alternatively activated macrophages are most likely important for leading to pulmonary fibrosis.
A LEGO-type multi-purpose dosimetry phantom was developed for intensity-modulated radiation therapy (IMRT), which requires various types of challenging dosimetry. Polystyrene, polyethylene, polytetrafluoroethylene (PTFE), and polyurethane foam (PU-F) were selected to represent muscle, fat, bone, and lung tissue, respectively, after considering the relevant mass densities, elemental compositions, effective atomic numbers, and photon interaction coefficients. The phantom, which is composed of numerous small pieces that are similar to LEGO blocks, provides dose and dose distribution measurements in homogeneous and heterogeneous media. The phantom includes dosimeter holders for several types of dosimeters that are frequently used in IMRT dosimetry. An ion chamber and a diode detector were used to test dosimetry in heterogeneous media under radiation fields of various sizes. The data that were measured using these dosimeters were in disagreement when the field sizes were smaller than $1.5{\times}1.5\;cm^2$ for polystyrene and PTFE, or smaller than $3{\times}3\;cm^2$ for an air cavity. The discrepancy was as large as 41% for the air cavity when the field size was $0.7{\times}0.7\;cm^2$, highlighting one of the challenges of IMRT small field dosimetry. The LEGO-type phantom is also very useful for two-dimensional dosimetry analysis, which elucidates the electronic dis-equilibrium phenomena on or near the heterogeneity boundaries.
Jeong, Yeuncheol;Yushchenko, Alexander V.;Doikov, Dmytry N.;Gopka, Vira F.;Yushchenko, Volodymyr O.
Journal of Astronomy and Space Sciences
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제34권2호
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pp.75-82
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2017
High-resolution spectroscopic observations of the eclipsing binary system RR Lyn were made using the 1.8 m telescope at the Bohuynsan Optical Astronomical Observatory in Korea. The spectral resolving power was R = 82,000, with a signal to noise ratio of S/N > 150. We found the effective temperatures and surface gravities of the primary and secondary components to be equal to $T_{eff}$ = 7,920 & 7,210 K and log(g) = 3.80 & 4.16, respectively. The abundances of 34 and 17 different chemical elements were found in the atmospheric components. Correlations between the derived abundances with condensation temperatures and the second ionization potentials of these elements are discussed. The primary component is a typical metallic line star with the abundances of light and iron group elements close to solar values, while elements with atomic numbers Z > 30 are overabundant by 0.5-1.5 dex with respect to solar values. The secondary component is a ${\lambda}$ Boo type star. In this type of stars, CNO abundances are close to solar values, while the abundance pattern shows a negative correlation with condensation temperatures.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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