استفاده از هیدروکسی آپاتیت تهیه شده به روش سل- ژل برای دزیمتری پرتوهای گاما و باریکه‌ی الکترونی

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 پژوهشکده تحقیقات کشاورزی، پزشکی و صنعتی، پژوهشگاه علوم و فنون هسته‌ای، سازمان انرژی اتمی ایران، صندوق پستی: 498-31485، کرج ـ ایران

2 پژوهشکده کاربرد پرتوها، پژوهشگاه علوم و فنون هسته‌ای، سازمان انرژی اتمی ایران، صندوق پستی: 389-89175، یزد ـ ایران

چکیده

در این مقاله دزیمتری میدان پرتو از طریق اندازه­گیری رادیکال­های آزاد القاء شده در هیدروکسی آپاتیت مصنوعی با بهره­گیری از طیف­بینی تشدید اسپین الکترون یا تشدید پارامغناطیسی الکترون (EPR) مورد بررسی قرار گرفته است. ابتدا نانو پودر هیدروکسی آپاتیت مصنوعی (HAP) به روش سل- ژل تهیه و پس از آمایش حرارتی، توزین و بسته­بندی شد. در ادامه، نمونه­ها با پرتوهای گامای حاصل از چشمه­ی
کبالت-60 و باریکه­ی الکترونی به انرژی MeV10 با دزهای جذبی متفاوت، در محدوده­ی دزهای بالا پرتودهی و شدت علامت تشدید پارامغناطیسی الکترون نمونه­های پرتودیده در دمای اتاق و در مجاورت هوا اندازه­گیری شد. سپس تغییرات شدت علامت تشدید پارامغناطیسی الکترون به صورت دامنه­ی نقطه به نقطه­ی علامت رسم و با نمونه­های آلانین و پودر استخوان مقایسه گردید. نتایج به دست آمده از این بررسی نشان داد که شدت علامت تشدید پارامغناطیسی الکترون نمونه­ی مورد بررسی در مقایسه با پودر استخوان و آلانین به مراتب بالاتر بوده و نسبت به آن­ها در دز جذبی بالاتری به حالت اشباع می­رسد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Use of Hydroxyapatite Prepared by Sol-Gel Method for Gamma Ray and Electron Beam Dosimetry

نویسندگان [English]

  • N Hajiloo 1
  • F Ziaie 1
  • M Hesami 2
چکیده [English]

In this research, radiation dosimetry was made through measuring free radicals induced in synthetic hydroxyapatite (HAP) using EPR spectroscopy. At the first step, the hydroxyapatite nano-powders were synthesized via sol-gel method. The produced powders were passed through a thermal treatment, weighted and packed. Then, the samples were irradiated at different dose rates using 60Co γ-ray and 10MeV electron beam radiation at a high dose range. The EPR signal intensity of hydroxyapatite samples were measured at room temperature in the air. Subsequently, the variations of the EPR signal intensities were constructed as peak-to-peak signal amplitude and were compared with alanine and bone powder samples. The results showed that the EPR signal intensity of the HAP samples are several times higher than alanine and bone powder and are saturated at the higher dose rates in comparison with other species.

کلیدواژه‌ها [English]

  • EPR Spectroscopy
  • Hydroxyapatite
  • Sol-Gel Method
  • Dosimetry
  • Gamma Ray and Electron Beam

 

  1. 1.    W. Stachowics, K. Ostrowski, A. Dziedzic-Goclawski, A. Komender, “Sterilization and preservation of biological tissues by ionizing radiation,” Panel Proc. Series IAEA, Vienna, STVPUB/247, 15 (1970).

 

  1. 2.    K. Mahesh, D.R. Vij(eds) “Techniques of radiation dosimeter,” Wily Eastern Ltd., New Delhi, India (1985).

 

  1. 3.    K.W. Bögl, D.F. Regulla, M.J. Suess, “Health impact, identification, and dosimetry of irradiated food,” Report of a WHO Working Group. Berich des Institute für Strahlenhygiene des Bundesgesundheitsarntes Neuherberg, FRG, ISH‑125 (1988).

 

  1. 4.    F. Ziaie, W. Stachowicz, G. Strzelczak, S. Al-Osaimi, “Using bone powder for dosimetric system EPR response under the action of gamma irradiation,” Nukleonika, 4, 603-608 (1999).

 

  1. 5.    P. Moens, P. De Volder, R. Hoogewijs, F. Callens, R. Verbeeck, “Maximum-likelihood common factor analysis as a powerful tool in decomposing multycomponent EPR powder spectra,” J. Magn. Reson., 101, 1-15 (1993).

 

  1. 6.    H.P. Schwarcz, “ESR study of tooth enamel,” Nucl, Tracks, 10, 865-867 (1985).

 

  1. 7.    J. Talpe, “Theory of experiments in paramagnetic resonance,” Pergamon Press, New York, First Edition (1971).

 

  1. 8.    M.F. Desrosiers, A.A. Romanyukha, “Medical and workplace application,” The National Academic Press (1998).

 

  1. 9.    IAEA, “Use of electron paramagnetic resonance dosimetry with tooth enamel for retrospective dose assessment,” TECDOC-1331 (2002).

 

F. Ziaie, N. Hajiloo, H. Fathollahi, S.I. Mehtieva, “Bone powder as EPR dosimetry system for electron and gamma radiation,” NUKLEONIKA, 54(4) 267−270 (2009).

 

M.H. Fathi, A. Hanifi, “Evaluation and characterization of nanostructure hydroxyapatite powder prepared by simple sol–gel method,” Materials Letters 61, 3978–3983 (2007).

 

S. Kim and P.N. Kumta, “Sol-gel synthesis and characterization of nanostructured hydroxyl-apatite powder,” Materials Science and Engineering, B111, 232-236 (2004).

 

JCPDS Card, 9-432 (1994).

 

S. Kweh, K. Khor, P. Cheang, “An in vitro investigation of plasma sprayed hydroxyapatite(HA) coatings produced with flame-spheroidized feedstock,” Biomaterials; 23, 775–785 (2002).

 

K. Ishikawa, S. Takagi, L. Chow, K. Suzuki, “Reaction of calcium phosphate cements with different amounts of tetracalcium phosphate and dicalcium phosphate anhydrous,” J. Biomed Mater Res A; 46, 405–510 (1999).