دوره 15، شماره 3 - ( لیزر در پزشکی 1397 )
جلد 15 شماره 3 صفحات 22-30 |
برگشت به فهرست نسخه ها
گروه اپتیک و لیزر، دانشکدۀ علوم پایه، واحد لاهیجان، دانشگاه آزاد اسلامی، لاهیجان، ایران
چکیده: (3197 مشاهده)
مقدمه: پلاسمای حاصل از برهمکنش لیزر با ماده یکی از منابع جدید اشعۀ ایکس است که از خصوصیات بسیار خوبی نظیر طول زمانی بسیار کوتاه و شدت یا روشنایی بالا برخوردار است. درنتیجه، به‌عنوان یکی از کاربردها جهت تصویربرداری از نمونه‌های بیولوژیک بسیار مناسب است. در این زمینه فلز طلا نسبت به سایر اهداف، تابش ایکس بیشتری به‌دست میدهد. اما، دانشمندان به‌منظور کاهش هزینه‌ها به‌دنبال استفاده از مواد ارزانتری هستند. در این مقاله با استفاده از شبیه‌سازی‌های هیدرودینامیکی نشان میدهیم که با کاهش چگالی اولیۀ سرب تا یک حد مشخصی میتوان میزان اشعۀ ایکس حاصل از تابش‌دهی لیزری آن را به مقدار قابل توجهی افزایش داد.
روش بررسی: در این مطالعه برهمکنش لیزر با مادۀ هدف و تشکیل و انبساط پلاسما به‌وسیلۀ یک کد هیدرودینامیکی بهنام EHYBRID شبیه‌سازی شده است. سپس روابط فیزیکی مربوط به تولید اشعۀ ایکس از پلاسما بررسی شد و با استفاده از آنها برنامه‌های کامپیوتری مناسب در نرمافزار MATLAB تهیه گردید. با استفاده از این برنامه‌ها و خروجی کد EHYBRID، میزان اشعۀ ایکس تولیدشده در سلول‌های مختلف پلاسما در هر لحظه از زمان محاسبه گردید. محاسبات برای دو فلز طلا و سرب انجام گردید و در نهایت تأثیر کاهش چگالی اولیه سرب بر میزان تابش اشعۀ ایکس مورد بررسی قرار گرفت.
یافته‌ها: نتایج حاصل از شبیه‌سازی‌ها نشان دادند که با درنظر گرفتن چگالی عادی برای دو فلز، میزان تابش ایکس از پلاسمای طلا بیشتر است. اما، با استفاده از یک هدف سربی با چگالی اولیۀ کاهش یافته میتوان تابش ایکس از پلاسمای حاصل از آن را تا مقدار مربوط به طلا افزایش داد. درواقع چگالی اولیۀ سرب باید به مقداری بین 25/0 تا 1/0 چگالی عادی کاهش داده شود.
بحث و نتیجه‌گیری: تابش اشعۀ ایکس از پلاسمای حاصل از تابش‌دهی لیزری دو فلز طلا و سرب به منظور استفاده در میکروسکوپی اشعۀ ایکس به‌صورت عددی شبیه‌سازی شد. نتایج حاصل از این مطالعه نشان دادند که کاهش چگالی اولیۀ سرب که با روش‌های لایه‌نشانی خاصی قابل انجام است، تابش ایکس از پلاسمای آن را به میزان قابل توجهی افزایش میدهد. بنابراین میتوان با استفاده از فلزات ارزان با چگالی اولیۀ مناسب، علاوه‌بر کاهش قابل توجه هزینه‌ها اشعۀ ایکسی با شدت و روشنایی بسیار مناسب تولید کرد که جهت تصویربرداری میکروسکوپی از نمونه‌های بیولوژیک با وضوح بسیار بالا قابل استفاده باشد.
روش بررسی: در این مطالعه برهمکنش لیزر با مادۀ هدف و تشکیل و انبساط پلاسما به‌وسیلۀ یک کد هیدرودینامیکی بهنام EHYBRID شبیه‌سازی شده است. سپس روابط فیزیکی مربوط به تولید اشعۀ ایکس از پلاسما بررسی شد و با استفاده از آنها برنامه‌های کامپیوتری مناسب در نرمافزار MATLAB تهیه گردید. با استفاده از این برنامه‌ها و خروجی کد EHYBRID، میزان اشعۀ ایکس تولیدشده در سلول‌های مختلف پلاسما در هر لحظه از زمان محاسبه گردید. محاسبات برای دو فلز طلا و سرب انجام گردید و در نهایت تأثیر کاهش چگالی اولیه سرب بر میزان تابش اشعۀ ایکس مورد بررسی قرار گرفت.
یافته‌ها: نتایج حاصل از شبیه‌سازی‌ها نشان دادند که با درنظر گرفتن چگالی عادی برای دو فلز، میزان تابش ایکس از پلاسمای طلا بیشتر است. اما، با استفاده از یک هدف سربی با چگالی اولیۀ کاهش یافته میتوان تابش ایکس از پلاسمای حاصل از آن را تا مقدار مربوط به طلا افزایش داد. درواقع چگالی اولیۀ سرب باید به مقداری بین 25/0 تا 1/0 چگالی عادی کاهش داده شود.
بحث و نتیجه‌گیری: تابش اشعۀ ایکس از پلاسمای حاصل از تابش‌دهی لیزری دو فلز طلا و سرب به منظور استفاده در میکروسکوپی اشعۀ ایکس به‌صورت عددی شبیه‌سازی شد. نتایج حاصل از این مطالعه نشان دادند که کاهش چگالی اولیۀ سرب که با روش‌های لایه‌نشانی خاصی قابل انجام است، تابش ایکس از پلاسمای آن را به میزان قابل توجهی افزایش میدهد. بنابراین میتوان با استفاده از فلزات ارزان با چگالی اولیۀ مناسب، علاوه‌بر کاهش قابل توجه هزینه‌ها اشعۀ ایکسی با شدت و روشنایی بسیار مناسب تولید کرد که جهت تصویربرداری میکروسکوپی از نمونه‌های بیولوژیک با وضوح بسیار بالا قابل استفاده باشد.
| بازنشر اطلاعات | |
 |
این مقاله تحت شرایط Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License قابل بازنشر است. |