چکیده

طراحی و ساخت دستگاه رادیو گرافی پرتو ایکس ماهان احمدی 1، شاهین ابراهیم پور2،محمد تقی احمدی*2، هادی گودرزی2 1 دانشکده پزشکی ، دانشگاه شیان جیاو تونگ، شان شی ، شیان ، چین 2 گروه فیزیک ، دانشکده علوم ، دانشگاه ارومیه، ارومیه ، ایران mt.ahmadi@urmia.ac.ir کلمات کليدي: رادیو گرافی، اشعه ایکس، عکس برداری با اشعه ایکس، کاربرد رادیوگرافی در الکترونیک 1- مقدمه پَرتوِ های ایکس با طول موج حدود ۰٫۰۱ تا ۱۰ نانومتر و انرژی بین ۱۰۰ الکترون‌ولت تا ۱۰۰ کیلوالکترون‌ولت دارای طول موجی بین فرابنفش و گاما هستند و امروزه کاربردهای پزشکی ، صنعتی و تحقیقاتی بسیاری دارند. واین پرتو ها در محدوده سخت (بالای ۵ یا ۱۰ کیلو الکترون‌ولت و با طول موج ۰٫۱ تا ۰٫۲ نانومتر) و نرم (انرژی کمتر) دسته بندی می شوند[1-3]. به دلیل توان نفوذ بالای پرتو های ایکس سخت، از آنها برای تصویربرداری استفاده می شود .از آنجایی که فوتون‌های پرتو ایکس دارای انرژی لازم برای یونیزه کردن اتم‌ها و شکستن پیوند اتمی هستند در طبقه‌بندی پرتوهای یونیزه‌کننده قرار می‌گیرند. از قابلیت یونیزه کردن اشعه ایکس می‌توان در درمان سرطان استفاده کرد، که در این روش پرتو درمانی از پرتوایکس برای کشتن سلول‌های بدخیم سرطانی استفاده می‌شود. همچنین ازطیف‌سنجی پرتو ایکس برای تعیین خصوصیات مواد استفاده می‌شود. روشهای متفاوتی (الکترونها و پروتونها ، یون های مثبت) برای تولید پرتو ایکس وجود دارد در تولید از طریق الکترونها ، پرتو ایکس از تیوب پرتو ایکس تولید می‌شود، که این تیوب یک لوله تحت خلأ است که در آن به الکترون‌ها تولیدی توسط یک کاتد داغ شتاب داده شده تا به سرعت بالا برسند[4, 5]. الکترون‌های با سرعت بالا پس از برخورد به مانع فلزی که همان آند است، پرتو ایکس را ایجاد می‌نمایند. در این تحقیق روش کنترل از راه دور برای تولید پرتوهای ایکس به کمک الکترونهای پر انرژی مبتنی بر شتاب دهنده تحت خلا استفاده شده که در به تفصیل در ادامه می آید. 2- روش انجام تحقیق 2-1- طراحی و ساخت بخش کنترل از راه دور روش استفاده از ریموت کنترل رله ای مورد استفاده قرار گرفته که به راحتی قابل جایگزینی با سیستم وای فای کنترلر نیز می باشد . مدارهای بسیار متنوعی برای اجرا وجود دارد که به عنوان نمونه می توان به سیستم های معمول با مادون قرمز شکل 1 ارائه شد در زیر اشاره کرد. شکل 1. شماتیک ریموت کنترلر پیشنهادی 2-2- طراحی درایور ترانسفورمر در مرحله بعد برای آنکه ترانسفورمر های ولتاژ درایو شود درایور 15 KV طراحی و ساخته شد که این دریاور توانایی درایو کردن یک ترانسفورمر فلای بک را تا پانزده کیلو ولنت را دارا می باشد البته سیستم AC به DC نیز در این بین در نظر گرفته شده است. در شکل 2 شماتیک این سیستم نیز پیشنهاد شده است. شکل 2 . شماتیک درایور پیشنهادی 2-3- طراحی تفنگ الکترونی برای آنکه الکترون ها انرژی لازم برای تولید پرتو ایکس را داشته باشند سیستم ژنراتور الکترونی نیم موج طراحی و اجرا شد که توانایی تولید الکترونهایی با انرژی 70kev را دارا می باشد و این ژنراتور به عنوان شتاب دهنده الکترونه های تیوب خلا ایتالیایی C.E.L بکار برده شد. در این تحقیق مطابق شکل 3 هاوزینگ مجموعه طراحی و اجرا شد. شکل 3 . مجموعه نگهدارنده سیستم طراحی شده بخش بسیار مهمی از انرژی مجموعه در طراحی و اجرای سیستم نگهدارنده صرف شد و در نهایت به مجموعه شکل 4 به همرا هاوزینگ سربی که نشت اشعه نداشت منجر شد. شکل4 . مجموعه نگهدارنده سیستم طراحی شده به همرا پوسته سربی برای استفاده از مجموعه ساخدر کاربدهای پزشکی طرحه اولیه ای زیر در حال اجرا می باشد. شتاب دهنده این نمونه ساخته شده و با موفقیت تست های اولیه را گزرانده است. 3- نمونه های تست شده در نهایت مجموعه ساخته شده در چند مورد عکس برداری تحقیقاتی مورد استفاده قرار گرفت و تصاویر حاصل از این مرحله در شکل 5 قابل مشاهده است. شکل6. تصاویر تهیه شده توسط دستگاه ساخته شده به ترتیب از بالا مدار مجتمع ، کانی زمین شناسی و اشیا باستان شناسی 4-نتاج و بحث در این تحقیق دستگاه مولد اشعه ایکس برای کاربردهای تحقیقاتی با موفقیت طراحی ، اجرا ، تست و بومی سازی شده است در کلیه مراحل این تحقیق به تامین قطعات از داخل توجه شده است. مراجع 1. Zhvaniya, I.A., M.S. Dzhidzhoev, and V.M. Gordienko, Femtosecond laser excitation of mixed Ar/Kr clusters: peculiarities of K-line x-ray production from nanoplasma under varied fraction of initial gas components. Laser Physics Letters, 2017. 14(9): p. 096001. 2. Moy, A., et al., Measurements of absolute L- and M-subshell x-ray production cross sections of Pb by electron impact. Journal of Physics B: Atomic, Molecular and Optical Physics, 2013. 46(11): p. 115202. 3. Merzbacher, E. and H.W. Lewis, X-ray Production by Heavy Charged Particles, in Corpuscles and Radiation in Matter II / Korpuskeln und Strahlung in Materie II, S. Flügge, Editor. 1958, Springer Berlin Heidelberg: Berlin, Heidelberg. p. 166-192. 4. Houston, S.J., et al., Jovian Auroral Ion Precipitation: X-Ray Production From Oxygen and Sulfur Precipitation. Journal of Geophysical Research: Space Physics, 2020. 125(2): p. e2019JA027007. 5. Decourchelle, A., D.C. Ellison, and J. Ballet, Thermal X-Ray Emission and Cosmic-Ray Production in Young Supernova Remnants. The Astrophysical Journal, 2000. 543(1): p. L57-L60.

کليدواژه ها

رادیو گرافی، اشعه ایکس، عکس برداری با اشعه ایکس، کاربرد رادیوگرافی در الکترونیک

کد مقاله / لینک ثابت به این مقاله

برای لینک دهی به این مقاله، می توانید از لینک زیر استفاده نمایید. این لینک همیشه ثابت است :

نحوه استناد به مقاله

در صورتی که می خواهید در اثر پژوهشی خود به این مقاله ارجاع دهید، به سادگی می توانید از عبارت زیر در بخش منابع و مراجع استفاده نمایید:
ماهان احمدی , 1400 , طراحی و ساخت دستگاه رادیو گرافی پرتو ایکس , ششمین کنفرانس(مجازی) سنجش و ایمنی پرتوهای یونساز و غیر یونساز