ANALISIS PERFORMA TIMBAL DAN BESI MEREDAM RADIASI FOTON 2 MEV DENGAN SIMULASI MONTE CARLO
DOI:
https://doi.org/10.22437/jop.v7i2.18224Keywords:
Monte Carlo, EGSnrc, Perisai radiasi, Timbal, BesiAbstract
Penelitian ini bertujuan untuk menganalisis performa dua material perisai, Timbal dan Besi, dalam mengatenuasi partikel foton berenergi 2 MeV dengan simulasi Monte Carlo (MC). Kode MC EGSnrc digunakan sebagai perangkat lunak yang mensimulasikan interaksi sumber foton dengan material perisai. Sumber diletakkan pada jarak 10 cm, 50 cm, dan 100 cm dari perisai. Ketebalan perisai juga divariasikan pada nilai 5 cm, 10 cm, dan 15 cm. Scoring plane didefinisikan setelah perisai yang bertanggung jawab menyimpan data partikel yang melewati perisai dan dianalisis untuk memperoleh karakteristik distribusi spektrum partikel-partikel tersebut. Distribusi spektrum pada kedua material perisai sangat dipengaruhi oleh jarak antara sumber dengan perisai dan ketebalannya. Jarak sumber dan perisai yang jauh menyebabkan meningkatnya jumlah partikel yang melewati perisai baik pada Timbal maupun Besi. Sementara itu, interaksi Compton dan efek fotolistrik terjadi ketika foton memasuki material perisai. Perisai yang tebal menyebabkan foton mendeposisikan keseluruhan energinya ketika berinteraksi dengan atom perisai sehingga foton yang sampai pada scoring plane lebih sedikit dibanding pada perisai yang ketebalannya lebih rendah. Partikel sekunder yakni elektron juga dihasilkan akibat interaksi ini. Timbal dapat mengatenuasi lebih dari 90% foton yang melewatinya sedangkan Besi dapat mengatenuasi pada nilai persentase yang lebih rendah. Hal ini dipengaruhi oleh perbedaan densitas kedua material.
Downloads
References
Agosteo, S., Magistris, M., Mereghetti, A., Silari, M., & Zajacova, Z. 2007. Shielding Data for 100-250 MeV Proton Accelerators: Double Differential Neutron Distributions and Attenuation in Concrete. Nucl Instruments Methods Phys Res Sect B Beam Interact with Mater Atoms, 265(2): 581–598.
Al-Buriahi, M., Bakhsh, E.M., Tonguc, B., & Khan, S.B. 2020. Mechanical and Radiation Shielding Properties of Tellurite Glasses Doped with ZnO and NiO. Ceram. Int., 46: 19078–19083.
Caulfield, C.D., Cassidy, J.P., & Kelly, J.P. 2008. Effects of Gamma Irradiation and Pasteurization on the Nutritive Composition of Commercially Available Animal Diets. J Am Assoc Lab Anim Sci., 47(6): 61–66.
Domain, C., Becquart, C.S., & Malerba, L. 2004. Simulation of Radiation Damage in Fe Alloys: An Object Kinetic Monte Carlo Approach. Journal of Nuclear Materials, 335 (1): 121-145.
Dong, M., Zhou, S., Xue, X., Feng, X., Sayyed, M., Khandaker, M., & Bradley, D. 2021. The Potential Use of Boron Containing Resources for Protection against Nuclear Radiation. Radiat. Phys. Chem., 188, 109601.
Klein, R.C. & Weilandics, C. 1996. Potential health hazards from lead shielding. Am Ind Hyg Assoc J, 57(12):1124-6.
Mori, H., Oku, Y., Mannami, Y., & Kunisada, T. 2020. Iron (III) Oxide-Based Ceramic Material for Radiation Shielding. Ceramics, 3: 258–264.
Morrow, A.M. 2019. Radiation Shielding and Bunker Design. Biomedical Journal of Scientific & Technical Research, 18(1): 13320-13332.
Osman, N.M., Tajudin, S.M., Sabri, A.H.A., Noor, A.F.M., & Aziz, M.Z.A. 2018. Evaluation of Scattering Effects for Radiation Shielding or Filter Materials by Using Monte Carlo Simulation. IOP Conf. Ser.: Mater. Sci. Eng., 1231: 012007.
Rogers, D.W.O., Walters, B., & Kawrakow, I. 2021. BEAMnrc Users Manual. Ottawa: National Research Council of Canada.
Smolińskia, A., Stempin, M., & Howaniec, N. 2020. Unified Method for The Determination of Chemical Composition in Different Types of Materials Using Wavelength Dispersive X-ray Fluorescence Spectrometry. Measurement, 163: 108030.
Srinivasan, K. & Samuel, E.J.J. 2017. Evaluation of Radiation Shielding Properties of the Polyvinyl Alcohol/Iron Oxide Polymer Composite. J Med Phys., 42(4): 273–278.
Stukenbroeker, G.L., Bonilla, C.F., & Peterson, R.W. 1970. The use of lead as a shielding material. Nuclear Engineering and Design, 13(1): 3-145.
Wang, Y., Wang, G., Hu, T., Wen, S., Hu, S., & Liu, L. 2020. Enhanced Photon Shielding Efficiency of A Flexible and Lightweight Rare Earth/Polymer Composite: A Monte Carlo Simulation Study. Nuclear Engineering and Technology, 52(7): 1565-1570
Yani, S., Budiansah, I., Pratama, S.H., Rhani, M.F., Anam, C., & Haryanto, F. 2021. Evaluation of the dosimetric characteristics of 10 MV flattened and unflattened photon beams in a heterogeneous phantom. International Journal of Radiation Research, 19 (4): 835-841
Yue, K., Luo, W., Dong, X., Wang, C., Wu, G., Jiang, M., & Zha, Y. 2009. A new lead-free radiation shielding material for radiotherapy. Radiation Protection Dosimetry, 133(4): 256–260