Islam G. Alhindawy;Hany Gamal;Aljawhara.H. Almuqrin;M.I. Sayyed;K.A. Mahmoud
Nuclear Engineering and Technology
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v.55
no.5
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pp.1885-1891
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2023
The present work aims to fabricate Na1+xZr2SixP3-xO12 compound at various calcination temperatures based on the zircon mineral. The fabricated compound was calcinated at 250, 500, and 1000℃. The effect of calcination temperature on the structure, crystal phase, and radiation shielding properties was studied for the fabricated compound. The X-ray diffraction diffractometer demonstrates that, the monoclinic crystal phase appeared at a calcination temperature of 250℃ and 500℃ is totally transformed to a high-symmetry hexagonal crystal phase under a calcination temperature of 1000℃. The radiation shielding capacity was also qualified for the fabricated compounds using the Monte Carlo N-Particle transport code in the g-photons energy interval between 15keV and 122keV. The impacts of calcination temperature on the g-ray shielding behavior were clarified in the present study, where the linear attenuation coefficient was enhanced by 218% at energy of 122keV, when the calcination temperature increased from 250 to 1000℃, respectively.
A unique brick series based on Vietnamese clay was manufactured at 114.22 MPa pressure rate for γ-ray attenuation purposes, consisting of (x) metallic waste & (90%-x) red clay mineral & 10% (hardener mixed with epoxy resin), where (x) is equal to the values 0%, 20%, 40%, 50%, and 70%. The impacts of industrial metal waste ratio in the structure and radiation protective characteristics were evaluated experimentally. The increase in metallic waste doping concentrations from 0% to 70% was associated with an increase in the manufactured brick's density (ρ) from 2.103 to 2.256 g/cm3 while the fabricated samples' porosity (Φ) decreased from 11.7 to 1.0%, respectively. Together with a rise in fabricated brick's density and a decrease in their porosities, the manufactured bricks' γ-ray attenuation capacities improved. The measured linear attenuation coefficient (μ, cm-1) was improved by 30.8%, 22.1%, 21.6%, and 19.7%, at Eγ equal to the values respectively 0.662, 1.173, 1.252, and 1.332 MeV, when the metallic waste concentration increased from 0% to 70%, respectively. The study demonstrates that manufactured bricks exhibit superior radiation shielding properties, with radiation protection efficiencies of 88.4%, 90.0%, 91.7%, 92.1%, and 92.4% for bricks with industrial metal waste contents of 0%, 20%, 40%, 50%, and 70%, respectively, at γ-ray energy (Eγ) of 1.332 MeV.
Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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v.11
no.3
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pp.1035-1039
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2010
Activation products generated by photoneutrons in concrete shielding wall around electron linac were estimated for a high energy X-ray container cargo inspection system. Monte carlo code, MCNPX2.5.0 was used for reference system of 9MeV fixed type dual-direction container cargo inspection system installed at major harbors in Korea. Activation products inventory generated by photoneutron (n,$\gamma$) reaction are estimated, and then radiation dose rate is calculated from the results.
Oliver, Namuwonge;Ramli, Ramzun Maizan;Azman, Nurul Zahirah Noor
Nuclear Engineering and Technology
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v.54
no.9
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pp.3459-3469
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2022
Matrix composites of n-WO3/n-Bi2O3/PVA with different loadings of n-WO3/n-Bi2O3 mixtures (0-15 wt%) and starch (0 and 3 wt%) were fabricated by using melt-mixing method. The X-ray attenuation capability were evaluated based on mass attenuation coefficient (μ/⍴) using a general diagnostic X-ray machine at 40-100 kVp. The effect of starch addition on the dispersion of the fillers in the PVA matrix were observed by using FESEM through morphological analysis. The fabricated samples have shrunken and caused their thickness to be decreased (0.35 mm-0.55 mm) after the drying process even though fixed thickness (2.0 mm) was set initially. The density and HVL values of the samples with 3 wt% starch was seen lower than samples without starch (0 wt%), however the former have provided improvement in filler dispersion and better X-ray attenuation capability compared to the latter. As conclusion, the matrix composite of n-WO3/n-Bi2O3/PVA with 15 wt% of n-Bi2O3, 8 wt% of n-WO3 and 3 wt% starch can be selected as the best promising candidate for X-ray shielding materials.
Kim, Jae Seok;Kim, Sung Ho;Lee, Bu Hyung;Kwon, Soo Il;Jung, Hai Jo;Hoe, Seong Wook;Son, Jin Hyun;Kang, Byeong Sam
Progress in Medical Physics
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v.27
no.4
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pp.241-249
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2016
The present study used a digital angiography x-ray device to measure the space dose and exposure dose of patients and practitioners using x-ray tube shielding devices developed in our laboratory. The intent of the study was to reduce the space dose within the test room, and to reduce the exposure dose of patients and practitioners. The patient and practitioner exposure doses were measured in five configurations in a human body model. The glass dosimeter was placed on the eye lenses, thyroid glands, left shoulder, right shoulder, and gonads. The beam was collimated at full size and at a 48% reduction for a comparative analysis of the measurements. The space dose was measured with an ion chamber at distances of 50 cm, 100 cm, and 150 cm from the x-ray tube under the following conditions: no shielding device; a shielding device made of 3-mm-thick lead (Pb) [Pb 3 mm shield], and a shielding device made of 3-mm-thick Pb (outside) and 3-mm-thick aluminum (Al) (inside) [Pb 3 mm+Al 3 mm shield]. The absorbed dose was the lowest when the 3-mm-thick Pb+3-mm-thick Al shield was used. For measurements made with collimated beams with a 48% reduction, the dose was the lowest at $154{\mu}Gy$ when the 3-mm-thick Pb+3-mm-thick Al shield was used, and was $9{\mu}Gy$ lower than the measurements made with no shielding device. If the space dose can be reduced by 20% in all situations where the C-arm is employed by using the x-ray tube shielding devices developed in our laboratory, this is expected to play an important role in reducing the annual exposure dose for patients, practitioners, and assistants.
Single phase, narrow beam X-ray attenuation data were obtained using various construction materials concrete, white block, red block, 3 hole block, gypsum board, artificial marble, cement, plate glass, wood, and lead. Tube voltages of 60, 80, 100, 120 kVp were employed and the resulting curves were compared to transmission data found in this report. The shielding methodology and the derivation of equations used for determination of barrier requirements were presented in NCRP 49. We could calculate the X-ray exposed dose after attenuation and thickness of protection barrier in the clinic facilities accordingly. For the purpose of maximizing the benefit/cost ratio to diagnostic shielding, various construction materials must be installed carefully and attnuation rate considered thoroughly.
Background: Ionizing radiation is known to be harmful to human health. The shielding of ionizing radiation depends on the attenuation which can be achieved by three main rules, i.e. time, distance and absorbing material. Materials and Methods: The mass attenuation coefficient, linear attenuation coefficient, Half Value Layer (HVL) and Tenth Value Layer (TVL) of X-rays (32 keV, 74 keV) and gamma rays (662 keV) are measured in Barium compounds. Results and Discussion: The measured values agree well with the theory. The effective atomic numbers ($Z_{eff}$) and electron density (Ne) of Barium compounds have been computed in the wide energy region 1 keV to 100 GeV using an accurate database of photon-interaction cross sections and the WinXCom program. Conclusion: The mass attenuation coefficient and linear attenuation coefficient for $BaCO_3$ is higher than the $BaCl_2$, $Ba(No_3)_2$ and BaSO4. HVL, TVL and mean free path are lower for $BaCO_3$ than the $BaCl_2$, $Ba(No_3)_2$ and $BaSO_4$. Among the studied barium compounds, $BaCO_3$ is best material for x-ray and gamma shielding.
While considering the photon attenuation coefficient (${\mu}$) and its related parameters for photons shielding, it is necessary to account for its transmitted and reflected photons energy spectra and dose contribution. Monte Carlo simulation was used to study the efficiency of clay ($1.99g\;cm^{-3}$) as a shielding material below 150 keV photon. Am-241 gamma source and an X-ray of 150 kVp were calculated. The calculated value of ${\mu}$ for Am-241 is higher within 5.61% compared to theoretical value for a single-energy photon. The calculated half-value layer (HVL) is 0.9335 cm, which is lower than that of ordinary concrete for X-ray of 150 kVp. A thickness of 2 cm clay was adequate to attenuate 90% and 85% of the incident photons from Am-241 and X-ray of 150 kVp, respectively. The same thickness of 2 cm could shield the gamma source dose rate of Am-241 (1 MBq) down to $0.0528{\mu}Sv/hr$. For X-ray of 150 kVp, photons below 60 keV were significantly decreased with 2 cm clay and a dose rate reduction by ~80%. The contribution of reflected photons and dose from the clay is negligible for both sources.
Background: The scattered photons cause reduction of the contrast of radiographic image and it results in the degradation of the quality of the image. In order to acquire better quality image, an anti-scattering x-ray gird should be equipped in radiography system. Materials and Methods: The X-ray anti-scattering grid of the inclined type based on the hybrid concept for that of parallel and focused type was tested by MCNP code. The MCNPX 2.7.0 was used for the simulation based test. The geometry for the test was based on the IEC 60627 which was an international standard for diagnostic X-ray imaging equipment-Characteristics of general purpose and mammographic anti-scatter grids. Results and Discussion: The performance of grids with four inclined shielding material types was compared with that of the parallel type. The grid with completely tapered type the best performance where there were little performance difference according to the degree of inclination. Conclusion: It was shown that the grid of inclined type had better performance than that of parallel one.
As the use of radiation for medical purposes increases, the exposure dose of medical workers is also increasing. To reduce this dose, various studies on changing the shielding material have been conducted. Recently, a new method to reduce the dose at the entrance of the radiation treatment room was proposed by using the photoelectric effect that occurs when the radiation is scattered. Because this method is particularly effective for low-energy photons, in this study, a slit-type structure was proposed as a excellent shielding structure against scattered x-ray in a general photography room, and was evaluated the shielding effect by Monte Carlo simulation. As a result of the calculation, this study found that in the case of a structure in which steel plates with a thickness of 2 mm and a width of 5 cm are stacked at 2 mm intervals, a shielding effect was approximately 99.9% or more, excluding the heights of the floor and the patient where scattering occurs directly.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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