جمعه 19 آذر 1395
بازدید امروز : 6450 نفر
موتور جستجوی سایت نیازمندیهای دانشجویی موتور جستجوی پیشرفته مقالات و تحقیقات و ...
تلگرام سایت تحقیق
تحویل در محیط : word
عنوان :

کاربردهای صنعتی ، پزشکی باریکه های الکترونی

ابتدا هزینه سفارش را از طریق پرداخت آنلاین و یا انتقال به شماره کارت 6037991813769019 بانک ملی به نام سید علیرضا هاشمی و یا واریز به شماره حساب 0102834007003 ملی بنام سید علیرضا هاشمی و با داشتن شماره فیش واریزی اقدام به سفارش کنید.
عنوان سفارش :
کاربردهای صنعتی ، پزشکی باریکه های الکترونی
تعداد صفحه :
13
قیمت :
2500 تومان
جهت سفارش اینجا کلیک کنید

خلاصه مطالب کاربردهای صنعتی،پزشکی باریکه های الکترونی

قوانین حاکم بر حرکت الکترون

در طی مطالعات زیاد معلوم شده که قوانین حرکتی اثبات شده برای مواد بزرگ را نمی تواند بطور کامل برای الکترونهای داخل اتم به کار رود. در اجسامی که یکصد میلیونیم سانتی متر بعد دارند به کلی قوانین متفاوتی مطرح می شود. در مقایسه با منظومه شمسی یا هر سیستم مکانیکی عظیم الجثه ای که می تواند با توجه به سرعت اولیه اش در هر مسیری حرکت کند.

الکترون ها در اتم مجبورند که فقط در طول مدارهایی حرکت کنند که مربوط به مقادیر معین انرژی و همان مغناطیسی آنها می شود. به طوری که الکترون نمی تواند مقادیر دیگری انرژی را جز مقادیر فوق الذکر داشته باشد. طبیعت منفرد و غیر متوالی مکان الکترون ها در مدارها یا به طور دقیق تر وجود مقادیر دقیقاً معین از انرژی در اتم یکی از خواص اساسی تئوری مکانیک کوانتومی است.

ر طبق تئوری کوانتومی انتقال یک الکترون از یک مدار به مدار دیگر یعنی از یک حالت انرژی به حالت دیگری از انرژی در اتم با جذب یا پخش یک بار انرژی دقیقا معین همراه است. اگر یک حالت معین انرژی بوسیله یک الکترون اشغال شود، الکترون دیگر نمی تواند آن را اشغال نماید و یک اتم نمی تواند دو الکترون با حالت انرژی یکسان داشته باشد.

از تمام حالات ممکنی که یک الکترون می تواند در یک اتم داشته باشد در اولین حالت آن الکترون کمترین مقدار انرژی را داشته در نتیجه به شدت جذب هسته شده و در داخلی ترین مدار الکترونی نزدیک به هسته متمرکز می گردد. بنابر این ، همه الکترونها نمی توانند در یک سطح انرژی متمرکز شوند و هر الکترون بعدی سطح انرژی بیشتری را اشغال کرده و بقیه سطوح غیراشغال شده باقی می مانند. این قانون که نشان دهنده پخش الکترون در تمام عناصر به ترتیب افزایش انرژی می باشد، حالت کوانتومی نام دارد.

خواص شیمیایی یک اتم بستگی به مقدار و ترتیب الکترون ها در مدار الکترونی دارد.

مدار الکترونی عناصر در جدول تناوبی

هر دوره تناوب از جدول تناوبی مطابق با شباهتهای موجود در خواص شیمیایی اتمها ساخته شده است. بنابر این ، خواص شیمایی مثلا تناوب دوم ، نزدیک به خواص شیمیایی تناوب اول است.

ترتیب الکترون ها در اتم لیتیوم شبیه اتم سدیم است (با سطوح انرژی متفاوت تناوب بعدی). شکل الکترونی مشابهی را برای اتم پتاسیم داریم. در مورد اتمهای روبیدیوم و سزیوم همین شباهت وجود دارد. تمامی این عناصر متعلق به اولین گروه از جدول تناوبی یعنی گروه فلزات قلیایی می باشد.

انتقالات مجاز الکترونی بین ترازی

زمانی که یک اتم از خارج انرژی دریافت می کند این انرژی در بسته های دقیقا معین کوانتا جذب اتم می گردد و الکترون ها به مدارهای دورتر از هسته به سطوح انرژی بالاتر جابه جا می شوند و جذب بیشتر کوانتای انرژی به وسیله اتم باعث انتقال بیشتر الکترون از هسته می گردد. این حالت که اتم به صورت تحریک شده در آمده نمی تواند برای مدت طولانی دوام بیاورد و با برگشتن الکترون به حالت قبلی اتم نیز به حالت عادی خود بر می گردد.

قسمت زیادی از انرژی الکترون تحریک شده به صورت کوانتایی از اشعه الکترومغناطیس پخش می شود زمانی که این انتقال الکترونی در خارجی ترین لایه ها انجام گیرد که انرژی اتصال الکترون به هسته کمترین مقدار است، کوانتایاشعه مادون قرمز ، نورمرئی یا اشعه ماورای بنفش پخش می گردد.

کاربردهای درمانی تشعشع

کاربرد های درمانی تشعشع و رادیو داروها نسبت به کاربرد های تشخیص محدود تر هستند.زمانی که تشعشع برای درمان بکار میرود مقصود نابود نمودن یک قسمت خاص از نسوج مریض یا تشعشع است. چشمه تشعشع میتواند داخلی یا خارجی باشد.

شمه های مورد استفاده

چشمه های خارجی تشعشع در حال حاضر اساسا در شکل باریکه های الکترونی یا اشعهX است. بسیاری از دستگاه ها میتوانند برای تولید این تشعشعات بکار روند ولی شتاب دهنده های خطی کوچک بیشترین کاربرد را دارند.الکترون های با انرژی های 4تا 15میلیون الکترون ولت برای درمان سرطان هایی که نزدیک به سطح بدن هستند مانند سرطان های پوست -سینه -سروگردن بکار میروند.زمانی که نفوذ بیشتری از تشعشع لازم باشد اشعه گاما از یک چشمه بسته رادیونوکلوئید مورد استفاده قرار میگیرد. CO60 بطو گسترده ای برای این منظور بکار رفته است.ولی در حال حاضر137CS ترجیح داده میشود.علاوه بر تشعشع خارجی یک عضو ممکن است یک سوزن یا دانه رادیواکتیو را در داخل بدن کاشت ولذا تنها مقاطع خاصی را که باید نابود شوند پرتودهی نمود.در این رابطه کاشت های 198AU و 125I متداول است.

کانیسم پرتوفرآوری

در پرتوفرآوری از اشعه پر نفوذ، گاما ناشی از چشمه های بسته پرتوزا و یا از باریکه الکترون های پر انرژی استفاده می شود. این پرتوها تقریبا با سرعت نور حرکت کرده و طی برخوردها و بمباران اهداف، باکتری ها را در محصولات و در داخل بسته بندی های خود از بین می برند. بدین طریق محصولات پرتودهی داده شده تا زمان باز کردن بسته بندی ها استریل باقی می مانند.

پرتوهای ایکس و گاما و باریکه های الکترونی عینا شبیه مکانیزم اثر یونیزاسیون، محصولات را استریل می کنند. تنها تفاوت بین پرتودهی با الکترون ها و سایر روش های پرتودهی در عمق نفوذ آنهاست. از آنجاییکه الکترون ها دارای جرم و بار هستند، لذا عمق نفوذ آنها بسیار کمتر از پرتوهای گاما یا ایکس فاقد بار الکتریکی و تقریبا بدون جرم هستند. به عنوان مثال در این فرآیند عمق ماده مورد فرآوری بین ۸ سانتیمتر تا ۱۰۰ سانتیمتر می تواند متفاوت باشد. بر این اساس در کاربرد باریکه های الکترونی لازم است محدودیت هایی را در مورد اندازه و ابعاد جعبه های محصول رعایت نمود در حالیکه با اشعه گاما می توان محصولات با چگالی و یا حجم بیشتر را نیز پرتودهی نمود.

در پرتودرمانی یا رادیوتراپی، پرتوهای یونساز جهت از بین بردن و یا مهار سلولهای سرطانی استفاده می شود. سلولهای سرطانی به دلیل تکثیر مکرر خود، نسبت به سلولهای سالم اطراف به پرتوها حساسیت بیشتری دارند. با توجه به اینکه هدف در پرتودرمانی رساندن حداکثر دوز به سلولها و بافتهای سرطانی و حداقل دوز به بافتهای سالم است لذا تکنیک ها و روشهای مختلف پرتودرمانی جهت رسیدن به این هدف توسعه یافته اند. در دهة 1970، شتابدهنده های خطی پزشکی، که توانايي توليد چندين انرژی برای فوتونها و باريكه های الکترونی را دارا بودند بطور گسترده ای برای استفاده در کلينيك در دسترس قرار گرفتند. امروزه پرتو درمانی با فوتونها (ایکس و گاما) و ذرات (الکترون، پروتون و نوترون) انجام می گیرد. از باریکه های الکترونی به تنهایی یا بصورت ترکیب با فوتونها بطور وسیعی جهت درمان بیماران سرطانی در سراسر دنیا استفاده می شود ([i]).

لذا درمان با باریکه های الکترونی یک روش پرتودرمانی مهمی است که بیش از 50 سال قدمت دارد. اعمال توزیع دوز یکنواخت به حجم درمان و محافظت بافتهای سالم زیرین از آسیبهای پرتوی، از مهمترین مزایای درمان با باریکه های الکترونی است که می تواند با استفاده از روشهای طرح درمانی مناسب اهداف پرتودرمانی را فراهم سازد ([ii]).

بطور کلينيکی مفيدترين محدودة انرژی برای الکترونها 6-20 MeV می باشد. در اين انرژيها، باريكه هاي الکترونی می توانند برای درمان تومورهای سطحی ( کمتر از عمق 5 سانتی متری) با مشخصة افت شديد دوز بعد از تومور مورد استفاده قرار گيرند. از باريكة الکترونی اغلب برای درمان سرطانهای پوست و لب ، تابش دهی به ديواره های قفسة سينه برای درمان سرطان برست، و درمان سرطانهای سر و گردن استفاده می شود(1). در باریکه های فوتونی با افزایش انرژی، درصد دوز عمقی در پوست (سطح بدن) کاهش می یابد و از این اثر برای حفاظت پوست در درمان با باریکه های فوتونی استفاده می شود. اما در درمان با باریکه های الکترونی چون حفاظت پوست مطرح نبوده و هدف از بین بردن تومورهای سطحی است لذا سعی می شود دوز سطحی افزایش یابد. این در حالی است که، بر خلاف باریکه های فوتونی، درصد دوز عمقی برای الکترونها با انرژی افزایش می یابد. این اثر با ماهیت پراکندگی الکترونها قابل توجیه است. بدین ترتیب که در انرژیهای پائین تر، الکترونها به آسانی و در زوایای بزرگتری پراکنده می شوند. این سبب می شود که دوز بطور سریع و در فاصله کوتاهتری به حداکثر برسد. در نتیجه نسبت دوز سطحی به دوز حداکثر برای باریکه های الکترونی کم انرژی نسبت به باریکه های الکترونی پر انرژی کمتر می باشد (1). برای جبران این مشکل و افزایش دوز پوست در درمان با باریکه های الکترونی کم انرژی سعی می کنند از مواد معادل بافت تحت عنوان بولوس در تماس با سطح بدن بیمار استفاده نمایند([iii]). بولوس ها در درمان با باریکه های الکترونی به سه منظور مورد استفاده قرار می گیرند:

1- برای افزایش دوز سطحی بیمار 2- بعنوان جبران کننده ناهمواریهای سطح بدن 3- برای کاهش قدرت نفوذ باریکه های الکترونی در بافت با توجه به اینکه ارتباطی بین ضخامت بولوس، انرژی باریکه الکترونی و عمق وجود دارد، استفاده از بولوس معادل بافت، محدوده (عمق) درمان را برابر با ضخامت بولوس کاهش می دهد. (3). مشکل دستیابی به افزایش دوز سطحی بدون کاهش در محدوده درمانی توسط محققین مختلفی مورد بررسی قرار گرفته است ([iv] و[v]). مطالعات بعدی محققان را بر آن داشت که از مواد با دانسیته بالا و ضخامت بسیار کم همچون سرب و قلع بعنوان بولوس برای افزایش دوز پوست استفاده نمایند (3 و [vi]). در تمامی مطالعات انجام گرفته مزایا و معایبی برای بولوس های مورد استفاده ذکر گردیده است لذا انجام پروژه ای در خصوص تعیین ضخامت و جنس مناسب ماده بولوس برای باریکه های الکترونی کم انرژی ضروری به نظر می رسد. بنابراین، هدف از انجام تحقیق حاضر ارزیابی مواد با دانسیته ها و ضخامت های مختلف بعنوان بولوس در درمان با باریکه های الکترونی کم انرژی می باشد. با توجه به اینکه در این مطالعه از انواع مواد با ضخامتهای مختلف بعنوان بولوس استفاده خواهد شد، لذا ضروری است که ضخامتهای مختلفی از انواع مواد تهیه گردد. این در حالی است که تهیه ضخامتهای مختلف از انواع مواد و انجام اندازه گیری تجربی روی آنها کاری فوق العاده مشکل و تقریباً غیر ممکن است. بنابراین، بهترین گزینه برای غلبه بر مشکلات فوق استفاده از روش شبیه سازی مونت کارلو می باشد. روش مونت كارلو که روش نمونه برداری تصادفی نیز نامیده می شود، يك روش حل عددی برای مسائل آماري همچون ترابرد پرتوي است. ایده اصلی در روش مونت کارلو بدین صورت است که یک مدل آماری که با مسئله مورد نظر توافق داشته باشد ساخته شده و یا ممکن است مسئله مورد بررسی، مانند ترابرد پرتوی، خودش ماهیت آماری داشته باشد در این حالت خود مسئله مورد نظر بطور دقیق همانند سازی می شود. در هر حالت، پارامترهای تصادفی مورد نیاز بر اساس مبانی علمی و نظری ساخته می شوند. بر اساس مدل، میلیونها بار پدیده مورد نظر نمونه برداری می شود و در پایان، نتایج بدست آمده بصورت آماری تحلیل می شوند.

فرایند جوشکاری با باریکه الکترونی

کاربرد جریانی از الکترونها است که با ولتاژ زیاد شتاب داده شده‌اند و به صورت باریکه‌ای متمرکز به عنوان منبع حرارتی جوشکاری به کار می‌روند. به دلیل دانسیته بالای انرژی در این پرتو منطقه تفدیده بسیار باریک می‌باشد. و جوشی با کیفیت مناسب به دست می‌آید. این فرآیند به عنوان اولین فرایند جوشکاری بکار رفته برای ساخت بدنه جنگنده هااستفاده شد. بال جنگنده افسانه‌ای F-۱۴ یا Tomcat با استفاده از این فرایند ساخته شده‌است.تکنولوژی جوش لیزری پلاستیکها از جمله تکنولوژی های متولد شده امروزی است. و با توجه به کاربردهای وسیع آن روز به روز براستفاده کنندگان آن افزوده می شود.این فرایند در بر گیرنده اتصال دو بخش پلیمری به واسطه حرارت با یک لیزر می باشد. حرا رت در منطقه ای که عمل جوش کاری باید انجام شود اضافه می شود . این عمل با اضافه کردن پلیمر که نور لیزر را جذب می کند تکمیل شده و به این ترتیب می توان سطح درونی را حرارت داده و جوش را تکمیل نمود .

با کلیک روی +۱ ما را در گوگل محبوب کنید
صفحه اصلی| تحقیق | تحقیق های آماده | ترجمه | ترجمه آماده | کار آماری | کار آماری آماده | طرح کارآفرینی | نما و پلان

شماره پاسخگوی سایت : 09118370377 - 09111491359
Email : tahghighnet@yahoo.com
www.tahghigh.net 2007 - 2016