Μελέτη ακτινοδιαπερατότητας υλικών που χρησιμοποιούνται σε ακτινολογικές ποδιές με σκοπό την ακτινοπροστασία

Abstract

Η παρούσα εργασία επικεντρώνεται στη διερεύνηση εναλλακτικών υλικών για ακτινοπροστασία και συγκεκριμένα σε ακτινολογικές ποδιές, αξιολογώντας την διαπερατότητα και τη μάζα τους σε σύγκριση με τον μόλυβδο (Pb). Ο μόλυβδος, παρόλο που είναι ιδιαίτερα αποτελεσματικός και ευρέως χρησιμοποιούμενο υλικό για την απορρόφηση ιοντίζουσας ακτινοβολίας, η τοξικότητα και η αυξημένη μάζα του καθιστούν επιτακτική την αναζήτηση βιώσιμων αντικαταστάσεων. Για την επίτευξη του στόχου, πραγματοποιήθηκε αξιολόγηση μέσω πειραματικών προσομοιώσεων συγκρίνοντας τη διαπερατότητα και την μάζα αυτόνομων υλικών και ομοιογενών μειγμάτων σε διάφορα πάχη (0.125 mm–0.75 mm) και ενεργειακές τιμές (50–120 keV).Οι συγκριτικές αξιολογήσεις πραγματοποιήθηκαν αφενός με βάση το ισοδύναμο πάχος με τον μόλυβδο και αφετέρου με αναφορά στον μόλυβδο πάχους 0.5 mm ως πρότυπο αναφοράς. Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι κανένα υλικό ή μείγμα δεν αποτελεί πλήρως ικανοποιητική εναλλακτική του μολύβδου σε όλο το ενεργειακό φάσμα. Το Βολφράμιο (W) εμφάνισε τη χαμηλότερη διαπερατότητα, αλλά η αυξημένη του μάζα περιορίζει την πρακτική του χρήση. Το Βισμούθιο (Bi), σε μικρά πάχη, παρουσίασε αποδοτική ακτινοπροστασία εκτός των 90 keV, ενώ τα μείγματα W-Bi, Sb-Bi και Bi-Sn αναδείχθηκαν ως δυνητικές εναλλακτικές σε χαμηλές και μεσαίες ενεργειακές περιοχές. Συμπερασματικά, η παρούσα μελέτη υπογραμμίζει ότι η αντικατάσταση του μολύβδου για ακτινοπροστασία αποτελεί μια πολυπαραγοντική πρόκληση, όπου πρέπει να εξισορροπηθούν η ακτινοπροστατευτική απόδοση, η μάζα και η βιωσιμότητα των υλικών. Η έρευνα αυτή προσφέρει χρήσιμα δεδομένα για την κατανόηση των εναλλακτικών επιλογών και καθιστά σαφές την ανάγκη περαιτέρω έρευνας για τη βελτιστοποίηση των υλικών. Μελλοντικές μελέτες θα πρέπει να διερευνήσουν συνδυαστικές προσεγγίσεις, όπως πολυστρωματικές δομές και νέες συνθέσεις, καθώς και την ανάλυση του κόστους και της εμπορικής βιωσιμότητας των υλικών αυτών.