پژوهشگران پژوهشگاه علوم و فنون هسته ای ایران موفق به طراحی و ساخت دستگاه هشدار دهنده انتشار پرتوهای خطرناک ایکس و گاما شده اند. این دستگاه که مراحل نهایی ساخت نمونه اولیه آن در حال پیگیری است، در مراکز پزشکی که از پرتوهای ایکس و گاما برای مقاصد درمانی و تشخیصی استفاده می کنند، قابل استفاده خواهد بود.
ساخت نانودستگاه هشداردهنده‌ی انتشار تشعشعات خطرناک
اشعه شکلی از انرژی است که با سرعت نور در فضا منتشر می‌شود. در طبیعت انواع مختلفی از تشعشعات وجود دارد. به طور کلی تشعشعات را می‌توان به دو دسته طبیعی و مصنوعی تقسیم بندی کرد. موجودات زنده کره زمین هر روزه در معرض تشعشعات مختلفی از منابع گوناگون هستند. برخی از این تشعشعات مفید، برخی بی اثر و برخی از آن‌ها برای بدن مضرند. برخی تشعشعات به ظاهر مضر، برای کاربردهای درمانی و تشخیصی مورد استفاده قرار می‌گیرند. اما مدنظر قرار دادن ملاحظات ایمنی و بهداشتی هنگام استفاده از آن‌ها بسیار ضروری است.
دکتر شهریار ملکی ضمن اشاره به لزوم اجرای طرح، به تشریح اهداف دنبال شده در این پژوهش آزمایشگاهی پرداخت و گفت: «امروزه استفاده از تجهیزات مربوط به تولید تابش‌های ایکس و گاما و کاربرد آن‌ها در مراکز تشخیصی و درمانی گسترش یافته است. به منظور استفاده ایمن از این پرتوهای خطرناک، ضرورت دارد تا مقدار دز تجویزی توسط پزشک با دز جذبی توسط بیمار با کمترین خطا و بالاترین صحت و دقت همراه باشد. همچنین پایش محیطی این پرتوها در بیمارستان‌ها و مراکز پزشکی هسته‌ای از لحاظ حفاظت در برابر اشعه از اهمیت خاصی برخوردار است. از این رو در این طرح با طراحی و ساخت یک آشکارساز نانوساختار در جهت افزایش ایمنی استفاده از تشعشعات خطرناک گام برداشتیم.»
آشکارساز ساخته شده در این طرح از مزایایی نظیر دقت و حساسیت بالا برخوردار خواهد بود. همچنین قیمت تمام شده این محصول نسبت به روش‌های رایج کنونی کمتر است.
ملکی تصریح کرد: «در پژوهش حاضر، امکان استفاده از یک نانوکامپوزیت متشکل از زمینه پلیمری و نانولوله‌های کربنی، به عنوان آشکارساز پرتوهای ایکس و گاما مورد بررسی قرار گرفته است. مسئله رسانندگی الکتریکی در ساخت آشکارسازها بسیار حائز اهمیت است. حضور نانولوله‌های کربنی در زمینه پلیمری موجب شده است تا هدایت الکتریکی افزایش یابد. در واقع پدیده رسانندگی الکتریکی در نانوکامپوزیت‌‌های پلیمری متفاوت از سایر جامدات است و باید در حضور و غیاب تشعشعات مورد ارزیابی قرار بگیرند. بدین منظور تأثیر میزان پرتودهی بر پاسخ نانوکامپوزیت، به صورت تغییر جریان الکتریکی ارزیابی شده است.»
در واقع افزودن نانولوله‌های کربنی به بستر پلیمری در کسر وزنی خاصی، موسوم به آستانه گذر الکتریکی، منجر به افزایش چندمرتبه‌ای رسانندگی الکتریکی کامپوزیت مذکور می‌شود. در این پژوهش پس از مطالعه خواص الکتریکی نانوکامپوزیت پلی استایرن-نانولوله کربنی، با استفاده از نرم افزار کامسول به شبیه سازی ویژگی‌های دزیمتری این ماده با استفاده از رهیافت کالریمتری پرداخته شده است.
به گفته این محقق نتایج حاصل از شبیه سازی رسانندگی الکتریکی این دسته از نانوکامپوزیت‌‌ها در کسرهای وزنی مختلف با مدل‌های نظری و نتایج تجربی سایر مقالات همخوانی قابل قبولی نشان می‌دهد. همچنین نتایج شبیه سازی حاکی از آن است که اضافه کردن نانولوله‌های کربنی به میزان ۰٫۲۸ درصد وزنی موجب افزایش چندمرتبه‌ای رسانندگی الکتریکی نانوکامپوزیت می‌گردد.
این تحقیقات حاصل تلاش‌های دکتر شهریار ملکی- دانش آموخته مقطع دکترای پژوهشگاه علوم و فنون هسته‌ای، دکتر فرهود ضیائی-عضو هیأت علمی و آرمین مسیبی- دانشجوی مقطع دکترای این پژوهشگاه است. نتایج این کار در مجله‌ی Journal of Instrumentation با ضریب تأثیر ۱٫۲۲ (جلد ۱۲، سال ۲۰۱۷، از صفحه ی ۰۵۰۱۲) منتشر شده است.
