محاسبه ضرایب تبدیل شار به دز چشم در میدان تابشی پروتون

چشم انسان علی¬رغم ابعاد بسیار کوچک، یکی از مهمترین اعضای بدن می¬باشد که اختلال در عملکرد آن موجب بروز آسیب¬های جدی در زندگی فرد می¬شود. از این¬رو محافظت از این عضو حساس، در درجه بالایی از اهمیت قرار دارد. گاهي كدورت لنزبه قدری زياد مي¬شود كه مثل پرده¬اي ديد فرد را تار مي¬كند. اين كدورت را اصطلاحاً آب مرواريد يا كاتاراكت مي¬گويند. یکی از عوامل موثر در القای آب مروارید پرتوگیری است. حساسیت بالای لنز نسبت به پرتو و سطحی بودن آنضرورت محافظت از این عضو حساس در برابر پرتو را دو چندان می¬کند. از این¬رو کمیته بین¬المللی حفاظت در برابر پرتوها،ICRP ، در توصیه‌نامه¬هایی که اغلب به صورت سالانه منتشر می‌کند، علاوه بر محدودیت دز موثر کل بدن، برای دز معادل رسیده به چشم افراد در معرض پرتو، به صورت جداگانه محدودیت گزارش می¬کند.محدودیت سالانه دز به صورت میانگین دز در یک دوره پنج ساله و برای پرتوگیری¬های عمومی و شغلی گزارش می¬شود. بر این اساس، در سال 2007 بر طبق گزارش کارگروه کارگروه کمیته ICRP، منتشر شده در توصیه نامه شماره 103، میزان میانگین معادل دز مجاز سالانه در یک دوره 5 ساله برای پرتوگیری عمومی mSv/year 15 و برای پرتوگیری شغلی mSv/year 150 اعلام شد. پس از آن بازنگری¬های صورت گرفته در دز رسیده به چشم نشان داد که این مقادیر نیز از آستانه احتمالی آسیب به چشم بیشتر است. مطالعات انجام شده بر روی اشخاص قرار گرفته در معرض پرتو و همچنین حیوانات حاکی از آن بود که آستانه آسیب چشم بسیار کمتر از مقداری است که عموما درنظرگرفته می¬شود. این درحالی بود که گروهی از محققین چنین بیان داشتند که هیچ آستانه¬ای برای ایجاد کدورت در چشم وجود نداشته و اثرات پرتو قطعی است.گروهی دیگر نیز بر این اعتقاد بودند که آستانه آسیب دیدگی لنز چشم مقدار بسیار کوچکی است. با این وجود پیشنهاد کمیته در توصیه¬نامه جدید این بود که برای هر دو حالت پرتوگیری حاد و مقطعی، دز آستانه برای القای آب مروارید درون بافت چشم Gy 5/0 انتخاب شود. به عبارت دیگر مقدار میانگین دز معادل سالانه در یک دوره 5 ساله در توصیه¬نامه شماره 116، از mSv/year 150 به mSv/year 20 کاهش یافت . در عین حال این سوال مطرح می¬شود که آیا رعایت این حد می‌تواند تضمینی برای سلامت چشم باشد؟ دز معادل یک عضو با استفاده از مقدار انرژی ذخیره شده در واحد جرم، معروف به دز جذبی ، محاسبه می¬گردد. یکی از راه¬های کنترل دز رسیده به اعضای مختلف بدن استفاده از ضرایب تبدیل شار به دز جذبی است. این ضرایب برای پرتوهای مختلف در شش هندسه استاندارد شامل تابش-دهی از روبرو (AP)، تابش¬دهی از پشت (PA)، تابش¬دهی از راست (RLAT)، تابش¬دهی از چپ (LLAT)، پرتودهی ایزوتروپیک (ISO) و پرتودهی دورانی (ROT) محاسبه شده و به صورت داده-های کتابخانه¬ای گزارش می¬شوند. با در دست داشتن این داده ها می¬توان با اندازه¬گیری شار فرودی بر بدن مقدار دز جذبی ذخیره شده در عضو را تخمین زد. نکته حائز اهمیت درباره چشم، تفاوت حساسیت قسمت¬های مختلف چشم در برابر پرتو متفاوت است. از طرفی وقتی توزیع فضایی پرتو درون عضو غیریکنواخت باشد، مقدار میانگین دز لزوما بیانگر خسارت و تخریب وارد شده بر عضو نخواهد بود. از این¬رو اطمینان از میزان آسیب وارده بر لنز چشم در یک میدان پرتو، مستلزم شناخت کافی از ساختار داخلی چشم، حساسیت نقاط مختلف آن و اطلاعات کافی درباره برهم¬کنش پرتو با ماده می¬باشد. یکی از روش¬های مفید و قابل اعتماد در فیزیک هسته‌ای و پزشکی هسته¬ای، استفاده از محاسبات مونت¬کارلو برای شبیه¬سازی، ترابرد و ردگیری پرتو در ماده است. همچنین از اواسط دهه 60 میلادی، مدل¬های محاسباتی بدن انسان که فانتوم نامیده می¬شوند، به عنوان ابزاری پرقدرت به کمک کدهای مونت¬کارلو، جهت برآورد مناسبی از میزان دز در بدن آمده¬اند. در این پژوهش نیز با استفاده از شبیه¬سازی توسط کد مونت¬کارلو MCNP، به مطالعه دقیق اثرات پرتوهای پروتون در انواع مدل¬های چشم و تاثیرگذاری آن¬ها در القای آب مروارید، پرداخته ¬شده و لزوم درنظر گرفتن جزئیات آناتومی مورد بررسی قرار می¬گیرد.