الدكتور / وسف أبوبكر عبد هللا

Transcript

1 وزارة التعل م العال والبحث العلم بحث بعنوان :- تخرج مقدم جامعة سبها كل ة العلوم قسم الف ز اء الستكمال متطلبات البكالور وس درجة على الحصول دراسة تأث ر إضافة خبث الحد د عل معامالت التوه ن لكال من اإلسمنت والط ن..إعداد الطالبان -: سالم صالح أبوبكر سالم ساس عل..تحت إشراف :- الدكتور / وسف أبوبكر عبد هللا العام الجامع ف

2 ي ز ف ع آم ن وا ال ذ يه الل ه م نك م و ال ذ يه أ وت وا ال ع ل م د ر ج اث و الل ه ت ع م ل ون خ ب ري ب م ا سورة اجملادلت اآليت:) 11 (

3 ي ز ف ع آم ن وا ال ذ يه الل ه م نك م و ال ذ يه أ وت وا ال ع ل م د ر ج اث و الل ه ت ع م ل ون خ ب ري ب م ا سورة اجملادلت اآليت:) 11 (

4 كلمت الشكر الحمد والشكر هلل سبحانو وتعالى الذي غمرنا بجوده وكرمو ووفقنا إلنجاز ىذا العمل على الوجوالذي نتمنىأن يكون األكمل كما نتقدم بالشكر والعرفان إلي مشرفنا العزيزالذي يرجع لو الفضل في إظيار ىذا البحث على ىذه الصورة والذي ميما قلنا فلن نوفيوحقو إذ أنو صاحب اليد األولي في إرشادنا وتوجيينا فكل الشكر للدكتورالفاضل "يوسف أبوبكر عبداهلل" وإلي كافة أعضاء ىيئة التدريس بكلية العلوم وأخص بالشكر أعضاء ىيئة التدريس بقسم الفيزياء علي ماقدموه لنا من مساعدة في كل خطوة تدفع بعجلة التقدم إلي األمام وأخيرا إلي كل من علمنا حرف ا وهلل الفضل من قبل ومن بعد

5 األهداء من قال فييمالمولى عز وجل : )وقضى ربك أال تعبدوا إال أياه وبالوالدين أحسانا( سورة األسراء األيت )32( إلي سبب وجودنا في ىذه الحياة إلي من يدعون لنا في كل خطوة نخطوىا في سير ىذاالدرب.. أمهاتنا أبائنا إلي من شاركوناالحياة حلوىا ومرىا وعشنا معيم أحلي أوقاتنا.. أخوتنا وأخواتنا وأصدقائنا إليالشموع التي تحترق لكي تنير لنا طريقالمعرفة والعلم.. أساتذتنا

6 الترق م المحتو ات الموضوع الفصل األول المقدمة مقدمة أهداف البحث الفصل الثان عمل ات تفاعل أشعة جاما مع المادة مقدمة أنتاج أشعة جاما أنتقال الطاقة من أشعة جاما إل المادة التأث ر الكهروضوئ تأث ر كومبتون أنتاج األزواج توه ن أشعة جاما ف المادة معامل التوه ن الخطL µ معامل التوه ن الكتل الكثافة الظاهر ة الكثافة المحسوبة الفصل الثالث التدر ع والوقا ة من األشعة مقدمة الغا ة من التدر ع الهدف من التدر ع العوامل األساس ة المستخدمة ف حساب التدر ع الحواجز األول ة الحواجز الثانو ة معامل التوه ن µ مواد التدر ع األنشائ ة المستخدمة ف مراكز المعالجة األشعاع ة والطب النووي الفصل الرابع المواد وطرق البحث مقدمة طر قة العمل تجه ز الخبث)برادة الحد د( عمل ة خلط الع نة الصفحة

7 بدون أضافة الخبث )برادة الحد د( عند أضافة الخبث )برادة الحد د( ترك ب التجربة عمل ات الق اس ع نات االسمنت والط ن ع نات االسمنت مع شرائح القصد ر الفصل الخامس النتائج والمناقشة مقدمة دراسة ع نات األسمنت دراسة ع نات الط ن دراسة ع نات اإلسمنت عند تغل فها بشرائح من القصد ر حافظة العناصر المشعة دراسة حافظة العناصر المشعة مناقشة النتائج الخالصة المالحق المراجع

8 الترق م فهرس الجداول الموضوع وضح خصائص المواد التدر ع ة دراسة ع نات األسمنت وضح المعامالت لع نات األسمنت بدون أضافة خبث الحد د وضح المعامالت لع نات األسمنت عند إضافة الخبث )برادة حد د( بنسبة )%31( وضح المعامالت لع نات األسمنت عند إضافة الخبث )برادة حد د( بنسبة )%21( وضح المعامالت لع نات األسمنت عند إضافة الخبث )برادة حد د( بنسبة )%41( وضح المعامالت لع نات األسمنت عند إضافة الخبث )برادة حد د( بنسبة )%51( وضح المعامالت لع نات األسمنت عند إضافة الخبث )برادة حد د( بنسبة )%61( وضح المعامالت لع نات األسمنت عند إضافة الخبث )برادة حد د( بنسبة )%71( دراسة ع نات الط ن وضح المعامالت لع نات الط ن بدون إضافة خبث الحد د وضح المعامالت لع نات الط ن عند إضافة الخبث )برادةالحد د( بنسبة )%32( وضح المعامالت لع نات الط ن عند إضافة الخبث )برادةالحد د( بنسبة )%21( وضح المعامالت لع نات الط ن عند إضافة الخبث )برادةالحد د( بنسبة )%41( وضح المعامالت لع نات الط ن عند إضافة الخبث )برادةالحد د( بنسبة )%51( وضح المعامالت لع نات الط ن عند إضافة الخبث )برادةالحد د( بنسبة )%61( وضح المعامالت لع نات الط ن عند إضافة الخبث )برادةالحد د( بنسبة )%71( الصفحة

9 دراسة ع نات األسمنت عند تغل فها بشرائح القصد ر وضح المعامالت لع نات اإلسمنت بدون إضافة خبث الحد د وضح المعامالت لع نات اإلسمنت عند إضافة الخبث )برادة حد د( بنسبة )%31( وضح المعامالت لع نات اإلسمنت عند إضافة الخبث )برادة حد د( بنسبة )%21( وضح المعامالت لع نات اإلسمنت عند إضافة الخبث )برادة حد د( بنسبة )%41( وضح المعامالت لع نات اإلسمنت عند إضافة الخبث )برادة حد د( بنسبة )%51( وضح المعامالت لع نات اإلسمنت عند إضافة الخبث )برادة حد د( بنسبة )%61( وضح المعامالت لع نات اإلسمنت عند إضافة الخبث )برادة حد د( بنسبة )%71( دراسة حافظة العناصر المشعة وضح الشدة األشعاع ة المقاسة من عدة جهات لحافظة العناصر المشعة

10 الترق م فهرس األشكال الموضوع وضح تأث ر كومبتون وضح عمل ة أنتاج األزواج وضح مدى أختراق بعض أنواع األشعة ) β Ɣ α (لبعض المواد وضح األدوات المستخدمة وضح الغربال الكهربائ وضح الخالط الكهرب وضح شرائح القصد ر وضح الع نات بعد تغل فها بشرائح القصد ر وضح حافظة العناصر المشعة وضح العالقة ب ن معامل النفاذ ة ) ɪ Ln( /'ɪ والسمك عند إضافة خبث الحد د بنسبة )%41( وضح العالقة ب ن معامل النفاذ ة ) ɪ Ln( /'ɪ والسمك عند إضافة خبث الحد د بنسبة )%71( وضح العالقة ب ن متوسط معامل التوه ن الخط لألسمنت ونسبة خبث الحد د% وضح العالقة ب ن متوسط معامل التوه ن الخط للط ن ونسبة خبث الحد د% وضح العالقة ب ن متوسط معامل التوه ن الخط عند التغل ف بشرائح القصد ر ونسبة خبث الحد د% وضح العالقة ب ن متوسط معامل التوه ن الكتل لألسمنت ونسبة خبث الحد د% وضح العالقة ب ن متوسط معامل التوه ن الكتل للط ن ونسبة خبث الحد د% وضح العالقة ب ن متوسط معامل التوه ن الكتل عند التغل ف بشرائح القصد ر ونسبة خبث الحد د% وضح العالقة ب ن متوسط الكثافة المحسوبة لألسمنت ونسبة خبث الحد د% وضح العالقة ب ن متوسط الكثافة المحسوبة للط ن ونسبة خبث الحد د% وضح العالقة ب ن متوسط الكثافة المحسوبة عند التغل ف بشرائح القصد ر ونسبة خبث الحد د% الصفحة

11 الملخص: تم ف هذا البحث إل ق اس معامالت التوه ن الخط والكتل وكذلك الكثافة الظاهر ة والمحسوبة لخلطات األسمنت والط ن عند إضافة الخبث إل هما وذلك لما له من أهم ة ف الح اة العمل ة وتلعب هذه المواد دورا مهما ف التدر ع والوقا ة من األشعاع. وقد تم ق اس معامالت التوه ن الخط والكتل للع نات المضاف إل ها ترك ز خبث الحد د بنسب %31 %21 %41 %51 %61 %71 وأوضحت النتائج أن متوسط معامل التوه ن الخط لع نات األسمنت بق شبه ثابت مع ز ادة نسبة خبث الحد د أما معامل التوه ن الكتل ف تناقص بز ادة نسبة خبث الحد د. أما بالنسبة لع نات الط ن فإن متوسط معامل التوه ن الخط بق شبه ثابت مع ز ادة نسبة خبث الحد د للع نات أما متوسط معامل التوه ن الكتل لع نات الط ن تناقص مع ز ادة خبث الحد د. أما عند دراسة معامالت التوه ن عند تغل ف ع نات األسمنت بشرائح من القصد ر فقد وجد أن معامل التوه ن الخط لع نات األسمنت بعد تغل فها بشرائح القصد ر مع زداد بز ادة نسبة خبث الحد د أما معامل التوه ن الكتل ف تناقص مع ز ادة نسبة خبث الحد د. وجد أنه بز ادة خبث الحد د بتراك ز %31 %21 %41 %51 %61 %71 تزداد الكثافة وعند ق اس الكثافة المحسوبة للع نات وجد أنه بز ادة العدد الذري للمادة تزداد الكثافة وبذلك تزداد الكفاءة التدر ع ة والوقائ ة للمادة وبق اس الكثافة فقد وجد أن متوسط الكثافة المحسوبة لإلسمنت 3.176=' s ρ وللط ن بدون إضافة خبث الحد د 1.753=' s ρ أما عند إضافة خبث الحد د بنسب مع نة إل أن تصل %71 فقد كان متوسط الكثافة المحسوبة عند إضافة خبث الحد د بنسبة %71 لإلسمنت 3.865=' s ρ أما كثافة الط ن 3.166=' s ρ وقد تم تسج ل أعل كثافة عند إضافة شرائح القصد ر إل ع نات األسمنت فقد كان متوسط الكثافة المحسوبة عند نسبة %71 لخبث الحد د 5.185=' s. ρ من خالل النتائج نستنتج أن أعل كفاءة تدر ع ة كانت عند متوسط معامل التوه ن الكتل 0.278=' m µ لع نة األسمنت عند إضافة خبث الحد د إل ها بنسبة %40.

12 الفصل األول المقدمة

13 1.1 المقدمة. المقصود من الوقا ة من األشعة المؤ نة هو إنشاء درع واق ق من األشعاع النووي واألشعة الس ن ة المستخدمة ف الصناعة والطب. ح ث تستند مبادئ الوقا ة من األشعاع ومبادئ األمان األشعاع ف جوهرها إل المبادئ الت وضعتها اللجنة الدول ة للوقا ة األشعاع ة ICRP والت تنص عل عدم أعتماد أي ممارسة تسبب أو مكن أن تسبب التعرض لألشعاع إال إذا كانت الفائدة المتحققة لألفراد المعرض ن أو المجتمع المعرض لألشعاع تفوق الضرر األشعاع الذي تسببة أو مكن أن تسببه و نبغ أن ال تتجاوز الجرعات الفرد ة الناتجة عن الجمع ب ن التعرضات من جم ع الممارسات ذات الصلة حدود الجرعة المسموح بها كما نبغ أن تكون جم ع المنابع المشعة والمنشأت األشعاع ة مزودة بأفضل ما مكن من أجراءات الوقا ة واألمان بح ت كون حجم وأحتمال التعرض وعدد األشخاص الذ ن تعرضون لألشعاعات عند أدنى حد معقول إضافة إل ذلك تهدف الوقا ة األشعاع ة إل تحق ق أفضل مستوي من األمان والسالمة لألفراد والب ئة والحرص عل أن تكون التطب قات السلم ة للطاقة الذر ة أحد مصادر التقن ة الحد ثة من أجل رفاه ة األنسان دون تعرضه أل ة مخاطر قد تنجم عن هذه التطب قات و تم ذلك بتوف ر المعلومات واألرشادات الكاف ة للمسؤول ن والعامل ن ف مختلف مجاالت األشعاعات المؤ نة حول األسس والطرق الوقائ ة الواجب أتباعها عند التعامل مع األشعاع المؤ ن ومصادر تول ده [1] وضعت اللجنة الدول ة للوقا ة األشعاع ة ICRP هدف ن أساس ن للوقا ة األشعاع ة هما :. لتحق ق ذلك منع حدوث التأث رات الحد ة لألشعاع وهذه األثار ال تظهر إال بعد أن تعرض الكائن الح لجرعة أشعاع ة محددة تعرف بأسم العتبة وتزداد شدة األصابة بز ادة الجرعة الت تعرض لها الفرد. التقل ل ما أمكن من حدوث األثار الغ ر حد ة لألشعاع )أحتمال األصابة بالسرطانات واألضرار الوراث ة( وهده األثار ال وجد لحدوثها عتبة مع نة أنما قد حدث األثر عند أي جرعة مهما كانت صغ رة و تناسب أحتمال حدوث هذه األثار طرد ا مع مقدار الجرعة األشعاع ة [1] ولتحق ق أفضل مستوى من األمان والسالمة لألفراد والب ئة تم دراسة وتصم م الدروع الواق ة بح ث تستخدم هذه الدروع ف توه ن األشعة وأمتصاصها و مكن األستفادة عمل ا من الع نات المصممة ف دراسة تدر ع المنشأت النوو ة ومراكز الطب النووي والمستشف ات الت تستخدم العناصر والمواد المشعة مما س ساعد ف تحس ن تصم م الدروع وأخت ار المواد

14 الداخلة ف عمل ات التدر ع وهناك مواد كث رة تستخدم ف التدر ع منها عل سب ل المثال الرصاص والنحاس والحد د واإلسمنت. لقد دأب الباحثون منذ فترة طو لة ف حساب وق اس معامالت التوه ن الخط والكتل ألشعة جاما لما لها من أستخدامات وتطب قات ف الح اة العمل ة وخاصة ف عمل ات التدر ع وأ هما كون ذو فاعل ة أكثر ف توه ن أشعة جاما وذلك لغرض دراسة التدر ع والوقا ة من األشعة المؤ نة [2]. الخرسانة ومواد البناء ه المواد األكثر استخداما عل نطاق واسع وه دائما تحت التطو ر ح ث أن الخرسانة ه أكثر من مجرد خل ط من اإلسمنت والماء والركام بشكل عام وإنما تحتوي ف كث ر من األح ان عل العناصر المعدن ة واإلضافات الك م ائ ة واألل اف وما ال ذلك وأحدى االستخدامات الهامة للخرسانة ه تش د المبان النوو ة ومسزػاث انجسيماث انتي تحتاج درػا واقيا نهحمايت مه اإلشؼاع وقد تم استخدام الرصاص وسب كة النحاس كدروع من قبل Prasad وأخزون [3] مه أجم انحصىل ػهي خصائص وقائيت نهخزساوت انقائمت ػهي انبىرون انزصاص أو مزكباتهما. وقذ استخذو Demir, Keles [3] ومصطفي انسيذ وأخزون [3] انىفاياث انتي تحتىي ػهي هذي انؼىاصز وكان هىاك أيضا ػذد مه األػمال انتجزيبيت وانىظزيت تقىو ػهي هذف انحمايت مه اإلشؼاع وانتي نذيها مجاالث مختهفت كبيزة انتطبيق مغ انمىاد انمختهفت[ 3 ]. مكن تعر ف اإلسمنت عل أنه مسحوق تصلب ف وجود الماء و عتبر اإلسمنت البورتالندي أكثر أنواع اإلسمنت أنتشارا وعل الرغم من ذلك فهناك أنواع أخرى لها أهم تها وأستخداماتها الخاصة مثل اإلسمنت مرتفع المحتوى من األلومن ا والذي حضر محرق البوكس ات مع الحجر الج ري )كربونات الكالس وم( النوع الثان من اإلسمنت هو اإلسمنت الخبث أو اإلسمنت الحد دي وسم بهذا األسم نظرا لوجود خبث أفران الحد د الالفحة و خبث ورش الخراطة ضمن مكوناته النوع الثالث هو األسمنت الطب ع و نتج هذا النوع من األسمنت بحرق بعض الصخور البركان ة مع الحجر الج ري ل كون ف النها ة مادة رابطة [4]. سنركز األهتمام ف هذا البحث عل الجانب المتعلق بالتدر ع لتوه ن األشعة بقصد التخف ف من أضرارها وتحق ق الفائدة من األستخدام األمثل للمصادر المشعة ف تشخ ص األمراض و معاجتها كما س ساعد البحث ف إلقاء مز د من الضوء عل مفاه م التدر ع ومواد التدر ع األشعاع.

15 1.1 أهداف البحث. تصم م وتنف د عدة ع نات أسمنت ه بإستخدام مواد طب ع ة محل ة وأخت ار الخلطة األفضل من ح ث )الخواص األشعاع ة والفن ة(. تحس ن كفاءة األسمنت والط ن بإضافة خبث الحد د للحصول عل أفضل توه ن لألشعة. تطو ر ع نة مالئمة للتدر ع ضد أشعة جاما وتصم م حافظة للعناصر المشعة

16 الفصل الثاني عمليات تف اعل أشعة جاما مع المادة

17 1.1 مقدمة. أشعة جاما ه أشعة كهرومغناط س ة تم أكتشافها سنة 1900 عل د العالم الفرنس ف الرد وه نتاج للتفاعالت النوو ة الت غالبا ما تحدث ف الفضاء كما تنتج أ ضا من العناصر المشعة مثل ال وران وم وباق النظائر المشعة أثناء التفج رات النوو ة ولذلك تحرم المعاهدات الدول ة إجراء مثل هذه التفج رات وه تنتشر ف الفراغ والهواء بسرعة تساوي سرعة الضوء ولها طاقة عال ة وقدرة أكبر عل النفاذ من األشعة فوق البنفسج ة واألشعة الس ن ة و كون طولها الموج قص ر جدا وتتراوح أطوالها ب ن 0.05 أنجستروم إل أنجستروم وأشعة جاما ذات ثأت ر ضار جدا عل الخال ا الح ة و لوال وجود الغالف الهوائ حول األرض الذي متص و شتت هذه األشعة ذات التردد العال والطاقة الكب رة ألنعدمت الح اة عل سطح األرض ألن أشعة جاما لها قدرة فائقة عل النفاد وأختراق األجسام وترجع قدرتها عل تدم ر الخال ا الح ة عل أنها أشعة مؤ نة أي أنها تسبب التأ ن ف الوسط الذي تمر به وإذا حدث تأ ن للمادة الح ة هذا عن حدوث أضرار قد تؤدي إل موت الخل ة [5]. 1.1 أنتاج أشعة جاما. هذه األشعة ذات الطول الموج األقصر ف الط ف الكهرومغناط س وذات الطاقة األعل ذلك ألنها تنتج من التصادمات النوو ة وكذلك من العناصر المشعة. كما هو الحال ف األشعة الس ن ة ف مكن أنتاج أشعة جاما عن طر ق تعج ل األلكترونات ف فرق جهد عال ح ث تم تعج ل األنو ة بطاقة عال ة جدا بأستخدام المعجالت مثل الس كلترون [5]. كما مكن أنتاج أشعة جاما من جهاز الكوبلت 61 المشع ح ث تم تشع ع الكوبلت 59 ألنتاج الكوبلت 61 وأشعة جاما وجس م ب تا كما ستخدم ا ضا الس ز وم تنتج أشعة جاما ف الطب عة من الشمس نت جة للتفاعالت النوو ة وتصل طاقة أشعة جاما أل. 1Mev وتعتبر المجرات السماو ة والنجوم المنتشرة ف الفضاء من مصادر أشعة جاما واألشعة الس ن ة. و عمل علماء الفلك على دراسة هذه األشعة بواسطة مراصد مخصصة لهذا الغرض لفهم أسرار هذا الكون.كما أن العناصر المشعة مثل ال وران وم والبلوتون وم و البولون وم تنتج أشعة جاما بأستمرار [5].

18 2.1 أنتقال الطاقة من أشعة جاما إل المادة. تختلف أسال ب أنتقال الطاقة من أشعة جاما إل المادة أختالفا جوهر ا عن تلك األسال ب الت تنتقل بها الجس مات المشحونة إل المادة. فعندما سقط فوتون جاما على المادة فإنه مكن أن فقد طاقته و منحها للمادة عن طر ق إحدى العمل ات الثالث الرئ س ة التال ة [6]: التأث ر الكهروضوئ. خالله فقد فوتون جاما كامل طاقته و منحها ألحد األلكترونات الشد دة األرتباط بنواة ذرة من ذرات المادة أي ألحد ألكترونات المدارات الداخل ة للذرة وبالتال فن هذا الفوتون و سمى األلكترون المنطلق باأللكترون الكهروضوئ.و مكن التعب ر عن طاقة األلكترون المنطلق طبقا لقانون بقاء الطاقة بالعالقة التال ة [6]: E e E B. E h B. E (1.2) E e ح ث ه طاقة األلكترون المنطلق γ E طاقة الفوتون الساقط وه تساوي hγ ح ث h ثابث بالنك γتردد األشعاع.أما B.E فه عبارة عن طاقة ترابط األلكترون بالذرة [6]. لذا ال حدث هذا األثر إال إذا كانت طاقة الفوتون أكبر من طاقة ترابط األلكترون بالذرة أي أن hγ < B.E.فالفوتونات الت تكون طاقتها أكبر بقل ل من طاقة ترابط األلكترون بالذرة تحدث التأث ر الكهروضوئ مع ألكترونات المدارات الخارج ة للذرة نظرا لترابطها الضع ف بنواة الذرة. وبز ادة طاقة الفوتونات فإنها تحدث التأث ر الكهروضوئ على األلكترونات األكثر ترابطا بنواة الذرة أل أن تصبح طاقة الفوتون أكبر من طاقة ترابط األلكترون ف المدار k أي hγ <B.E K عندئذ مكن أن تشترك جم ع ألكترونات الذرة ف التأث ر الكهروضوئ و جب مالحظة أنه ال مكن حدوث التأث ر الكهروضوئ على األلكترونات الحرة نظرا لعدم تحقق قانون بقاء كم ة التحرك )ف حالة األلكترون المترابط بالذرة تحقق قانون بقاء كم ة التحرك ح ث تحمل الذرة عند أنطالق األلكترون الجزء الباق من كم ة التحرك(. وعند خروج األلكترون من المدار K حل محله ألكترون أخر من المدار L وبالتال تنطلق من الذرة أشعاعات س ن ة مم زة لها الت ه عبارة عن فرق طاقت الترابط ف المدار ن L K أي أن [6]: h 1 B. EK B. EL (2.2) وعندما تكون طاقة الفوتونات الساقطة صغ رة كون أحتمال أنطالق األلكترون الكهروضوئ أكبر ما كون ف أتجاه عمودي على أتجاه السقوط. وبز ادة طاقة الفوتون زداد

19 أحتمال أنطالق األلكترون مكونا زاو ة أقل من 91 درجة بالنسبة ألتجاه السقوط. وعند الطاقات العال ة جدا صبح أنطالق األلكترونات أكبر ما كون ف أتجاه قر ب من أتجاه السقوط. لكن ال نطلق األلكترون الكهروضوئ أطالقا ف أتجاه سقوط الفوتون بسبب قانون بقاء كم ة التحرك [6] تأث ر كومبتون. ب نما ال حدث التأث ر الكهروضوئ أال على األلكترونات المرتبطة أرتباطا شد دا بالذرة فإنه مكن أن حدث تأث ر كومبتون على األلكترونات الحرة أو األلكترونات الضع فة األرتباط بالذرة. و تلخص هذا التأث ر ف أنه عند سقوط فوتون طاقته hγ على ألكترون حر كتسب األلكترون جزءا من هذه الطاقة ف نطلق بسرعة مع نة ب نما فقد الفوتون هذه الطاقة وتصبح طاقته hγ' وبالتال تشتت ) ح د( عن مساره. و وضح الشكل ) 1.3 (هذه العمل ة ح ث تظهر ق مة طاقة وكم ة تحرك كل جس م قبل وبعد التشتت. وترمز m لكتلة األلكترون بعد تشتته. وهذه الكتله مرتبطة بكتلته عند السكون بالعالقة التال ة [6]: m m (1 ) (3.2) الشكل )1.3( وضح تأث ر كومبتون ح ث أنه ال شترك ف التصادم أال الفوتون واأللكترون فأنه مكن كتابة معادالت الطاقة وكم ة الحركة ف األتجاه ن األفق والرأس بالتتابع بالمعادالت التال ة [6]: بتطب ق قانون حفظ الطاقة. الطاقة الكل ة قبل التصادم = الطاقة الكل ة بعد التصادم h m c 2 h mc 2 (4.2)

20 mc 2 h( ) m c 2 بتطب ق قانون حفظ كم ة الحركة (5.2) كم ة الحركة قبل التصادم = كم ة الحركة بعد التصادم المركبة األفق ة المركبة الرأس ة بترب ع الطرف ن ونتخلص من الزاو ة h h 0 cos mvcos (6.2) h 0 0 sin mvsin (7.2) h m c ( 1 cos ) (8.2) هذه المعادلة توضح أن طول موجة األشعة المتشتتة بزاو ة مقدارها θ دائما أكبر من الطول الموج لألشعة الساقطة أو للفوتون الساقط واألختالف ف الطول الموج ال توقف على طب عة المادة بل عتمد على زاو ة التشتت [6] أنتاج األزواج. مكن أن تحدث عمل ة أنتاج األزواج عندما قترب الفوتون الساقط أقترابا كب را من نواة الذرة و تفاعل مع المجال الكهرب الشد د لها. وخالل هذا التفاعل فقد فوتون جاما طاقته بالكامل منتجا زوجا ألكترون وبوزترون وبالتال فن هذا الفوتون. وال مكن أن حدث هذا النوع من التفاعل مع المجال الكهرب لنواة الذرة أال أذا كانت طاقة الفوتون الساقط أكبر من أو تساوي 1.133Mev وه الطاقة الالزمة ألنتاج كتلت السكون لكل من األلكترون والبوزترون [6]. و نبغ التأك د على أن العمل ت ن األول والتان ة مكن أن تحدثان عند جم ع طاقات األشعاعات الكهرومغناط س ة بما ف ذلك األشعة الس ن ة [6]. من المعروف أن طاقة السكون لأللكترون ه =0.511Mev) )mᵒ. وعندما تكون c 2 طاقة الفوتون الساقط أكبر من ضعف الق مة )أي أكبر منMev 1.133( فأنه حدث تفاعل ب ن الفوتون الساقط والمجال الكهرب للنواة و نتج عنه فناء الفوتون وتول د زوج ألكترون سالب

21 وبوزترون موجب نطلقان بطاقت حركة لأللكترون والبوزترون -e KE +e KE و ب ن الشكل )3.3( رسما توض ح ا لهذه العمل ة [6]. على الترت ب الشكل )3.3( وضح عمل ة أنتاج األزواج ح ث أن [6]: وبأستخدام قانون بقاء الطاقة سهل إ جاد طاقت الحركة لكل من األلكترون والبوزترون h m c 2 KE e m c 2 KE e (9.2) h 2m c 2 KE e KE e (10.2) فعلى سب ل المثال أذا كانت طاقة الفوتون الساقط 11 Mev فأنه ستغل من هذه الطاقة مامقداره Mev ف أنتاج كتلت األلكترون والبوزترون وتوزع الق مة الباق ة من الطاقة وه Mev( 11( Mev Mev=8.978 ف شكل طاقة حرك ة لكل من األلكترون والبوزترون.ومن ح ث المبداء مكن أن تتوزع الطاقة الباق ة ب ن األلكترون والبوزترون بنسب مختلفة. ولكن وجد أحصائ ا أن طاقة البوزترون تكون أكبر بقل ل من طاقة األلكترون.ألن البوزترون تنافر مع النواة ف ح ن أن األلكترون تجاذب معها [6]. 3.1 توه ن أشعاعات جاما ف المادة. عند سقوط حزمة متواز ة من أشعاعات جاما على المادة الماصة خرج الفوتون الذي تفاعل مع أحدى ذرات المادة بأي من العمل ات الثالث السابقة من الحزمة وذلك بسبب أمتصاص طاقته بالكامل وفنائه )خالل عمل ت التأث ر الكهروضوئ أو أنتاج األزواج( أو بسبب تشتته أو أنحرافه عن مساره )تأث ر كومبتون( [6].

22 1.3.1 معامل التوه ن الخطL. µ هذا المعامل عتمد على نوع المادة الماصة و زداد بز ادة عددها الذري ولد ه وحدة ق اس ( 1-.)cm و أل جاد العالقة المستخدمة ف حساب معامل التوه ن الخط كون عدد الفوتونات الت تخرج من الحزمة الساقطة di I ح ث ومع سمك المادة الموهنة )الماصة( dx الت تخرج من الحزمة تتناسب طرد ا مع عدد الفوتونات أي أن [6]: di LI dx (11.2) µ L هو ثابت التناسب و عرف بمعامل التوه ن الخط.أما األشارة السالبة فتعن تناقص عدد الفوتونات الت تخترق المادة كلما زادت مسافة التغلغل ف المادة.وعند تكامل طرف المعادلة )11.3( نحصل على العالقة التال ة [7]: I I e L (12.2) I ح ث ه شدة األشعاعات الساقطة على المادة I ه شدة األشعاعات الت أخترقت سمكا من المادة مقداره هذا السمك. وال تشمل أ ة أشعاعات ثانو ة قد تنتج بسبب التفاعل داخل وبأخذ لوغارتم الطرف ن للمعادلة )13.3( نتحصل على [7]: I Ln( ) L (13.2) I وبالضرب ف األشارة السالبة والقسمة على نتحصل على: L Ln( I I ) (14.2) من خالل المعادلة )14.3( مكن حساب معامل التوه ن الخط كما س تضح لنا ف ما بعد أن معامل التوه ن الخط.[6] µ L عتمد عل نوع المادة والعدد الذري للمادة الموهنة )الماصة( معامل التوه ن الكتل. ρ نحصل عند قسمة معامل األمتصاص الخط على معامل جد د µ L على كثافة المادة الموهنة )الماصة( عرف بأسم معامل التوه ن الكتل أي أن [6]:

23 m L (15.2) ووحدة ق اس معامل التوه ن الكتل ه ) g / )cm 2 وعند حساب معامل التوه ن الكتل جب التعب ر عن السمك برمز جد د حسابه بالعالقة التال ة [6]: m عرف بالسمك الكتل ووحدة ه ( 2 )g/cm.و مكن m A m (16.2) ح ث m تعبر عن الكتلة A تعبر عن المساحة. و مكن التوصل أل العالقة الت مكن من خاللها حساب معامل التوه ن الكتل بأتباع الخطوات السابق ذكرها ف أستنتاج معامل التوه ن الخط فقط بأستبدال السمك بالسمك m الكتل عند أتباع الخطوات نتحصل على العالقة التال ة [6]: m Ln( I I m ) (17.2) من خالل المعادلة )17.3( مكن حساب معامل التوه ن الكتل. 4.1 الكثافة الظاهر ة. الكثافة ه صفة ف ز ائ ة لألجسام و تعبر عن عالقة الحجم بالكتلة للمادة أو لجسم ما فكلما أزدادت الكثافة أزدادت الكتلة لوحدة الحجم وعلى هذا فه كتلة وحدة الحجوم من المادة وتساوي الكثافة لجسم كتلته الكل ة مقسومة على حجمه الكل ووحدة ق اسها ( 3 )g/cm وتعرف بالعالقة التال ة [7] : V M (18.2) ح ث أن ρ تعبر عن الكثافة الظاهر ة للمادة M تعبر عن الكتلة V عبر عن الحجم. 5.1 الكثافة المحسوبة. تعط الكثافة المحسوبة نتائج أفضل وأدق من الكثافة الظاهر ة على أعتبار أن الكثافة المحسوبة تم حسابها بأستخدام األشعة النافدة ومعامل التوه ن الكتل والسمك و عبر عن الكثافة المحسوبة وفقا للعالقة التال ة :

24 بالرجوع إل العالقة )15.3( والتعو ض عن معامل التوه ن الخط نحصل على : L S m (19.2) بالتعو ض بالعالقة السابقة ف المعادلة )14.3( نتحصل على : S Ln( I I m ) (20.2) Ln( I I ) ح ث أن تعبر عن الكثافة المحسوبة عبر عن لوغارتم األمتصاص ة ρ S عبر عن معامل التوه ن الكتل عبر عن السمك. مكن من خالل العالقة السابقة حساب الكثافة المحسوبة.

25 الفصل الثالث التدريع والوق اية من األشعة

26 1.2 مقدمة. إن الهدف األساس للوقا ة األشعاع ة هو الحما ة من التعرض اإلشعاع أو تقل ل ق مة هذا التعرض ل صل إل مستوى األمان ولتقل ل ق مة التعرض اإلشعاع الناتج عن الممارسات اإلشعاع ة جب ز ادة المسافه من المصدر األشعاع وتقل ل المدة الزمن ة الت تم خاللها التعامل مع المصادر المشعة والبد من أستخدام الدروع األشعاع ة األساس ة. 1.2 الغا ة من التدر ع. هناك العد د من المواد الت مكن أستخدامها كدروع واق ة من األشعاع وذلك لقدرة هذه المواد عل توه ن األشعاع وأمتصاصه [8]. من وجهة نظر الوقا ة األشعاع ة التدر ع )هو وضع حاجز حول المصدر المشع بح ث عمل هذا الحاجز عل تخف ض كم ة األشعة النافذة منه أل أقل حد ممكن( واألحاطة التدر ع ة )ه ح ز محصور مصمم من أجل أحتواء األشعاع المؤ ن وتعط تدر عا كاف ا لألشخاص الموجود ن حول مصدر األشعة المؤ نة وتعتبر هذه األحاطة أساس ة عند التعامل مع المصادر المشعة الت تعط معدالت جرعة عال ة. [8] إن مبادئ تصم م التدر ع واحدة و مكن أن تختلف األجراءات بحسب مادة التدر ع وتختلف سماكة التدر ع بما تناسب مع األشعة الت تصدرها المادة المدرعة و تم أخت ار الدرع األكثر كفاءة ومالئمة أعتمادا عل نوع األشعاع وطاقته والوضع الهندس للمصدر وحالته الف ز ائ ة وبما أنه لد نا عدة أنواع من األشعة ولكل نوع منها خصائصه ومم زاته الخاصة من ح ث األختراق والتفاعل مع المادة فلذالك ال بد أن كون لكل شعاع من هذه األشعة مواد خاصة تدرع [8] بها وذالك وفقا لنفاد ة األشعة المستخدمة كما هو موضح بالشكل )1.2(.

27 الشكل )1.2( وضح مدى أختراق بعض أنواع األشعة ) β Ɣ α (لبعض المواد [8]. 2.2 الهدف من التدر ع. نبغ أن ال غ ب عن أذهاننا أن السالمة عند التعامل مع المصادر المشعة تنقض تأم ن تدر ع المواقع وذلك لجعل التعرض األشعاع منخفضا قدر األمكان وعند تصم م الدروع ف الموقع جب أن نراع سلوك ونشاط المصادر المشعة الت س تم تداولها ضمن هذا الموقع و عتبر التدر ع مطلبا أساس ا من مطالب الوقا ة األشعاع ة عند التعامل مع المصادر المشعة وذلك لتوف ر األمان والحما ة للعامل ن المهن ن ف مجال األشعاع والجمهور وهم المرضى الغ ر معرض ن أشعاع ا والزوار واألشخاص الذ ن عملون بشكل مالصق أو بالقرب من منشأة أشعاع ة [8]. 3.2 العوامل األساس ة المستخدمة ف حساب التدر ع. هدف حساب التدر ع بشكل عام إل تحد د مواصفات الحاجز المصمم كدرع أمام مصدر األشعة المعن لخفض األشعاع خلف الحاجز المدروس أو المطلوب تدر عه إل الحدود المفروضة وفق التشر عات الصادرة والقواعد المتبعة و وجد نوعان من الحواجز المطلوب تدر عها هما الحواجز األول ة والحواجز الثانو ة الحواجز األول ة. وه الجدران واألسقف واألرض ة الت تقع عل ها الحزمة األشعاع ة الرئ س ة والمنبعثة من المصدر مباشرة باألضافة إل األشعة المتشتتة والمتسربة من الجهاز [8].

28 1.3.2 الحواجز الثانو ة. وه الجدران الت ال توجه إل ها الحزمة األشعاع ة الرئ س ة المنبعثة من المصدر مباشرة و نحصر عملها عل تدر ع وتوه ن األشعة المتشتتة واألشعة المتسربة من الجهاز [8]. 4.2 معامل التوه نµ. المقصود بالتوه ن هو تخف ض التدفق األشعاع عندما مر األشعاع عبر المادة وتقدر سماكة الحواجزالمستخدمة كدروع من خالل معرفة معامل التوه ن µ مع وجود دل ل وضح نوع الحاجز وذلك من أجل مادة تدر ع ة مع نة وعادة ما ستخدم األسمنت كمادة تدر ع لخفض معدالت الجرع للعامل ن والجمهور و تم أ جاد سماكة التدر ع المطلوبة من خالل ق مة هذا المعامل وذلك بأستخدام منحن ات تجر ب ة و/أو المعادالت الت تم ذكرها بالفصل السابق. 5.2 مواد التدر ع األنشائ ة المستخدمة ف مراكز المعالجة األشعاع ة والطب النووي. جب تق م مواد التدر ع من ناح ة الوزن والسمك وأمكان ة أستخدامها ألغراض متعددة من ح ث قابل تها من أن تكون المادة المناسبة للتدر ع والبناء معا و جب أن تتوافر ف ها شروط فاعل تها للوقا ة من أشعة جاما أو األشعة الس ن ة والن ترونات )حسب الجهاز( وأن تكون منتظمة ومتجانسة وذات ثبات ة ممتازة مع الزمن ومقاومة للتشقق والتكسر وغ رها من العوامل الف ز ائ ة وذات تكلفة مقبوله أ ضا وغ ر قابلة للتأث ر بعمل ات التشع ع المستمر مما ؤدي إل تحولها إل مواد مشعة ومثال عل ذلك أستعمال مواد ذات عدد ذري منخفض لغا ة التدر ع من األلكترونات حت ال تنتج أشعة انكباح ة كذلك مواد ذات مقاطع عرض ة قادرة على أمتصاص الن ترونات بدون أن تنشط أشعاع ا نت جة التأث ر الن ترون [8]. والجدول )1.2( ب ن خصائص مواد التدر ع المختلفة.

29 جدول) 1.2 ( وضح خصائص المواد التدر ع ة. األسمنت العادي األسمنت الثق ل رصاص حد د بول إ ث ل ن الكثافة ( -3 cm )g ~36 العدد الذري الفعال ترك ز اله دروج ن (atoms cm -3 ) a تنش ط الن ترون الحراري صغ ر كب ر معتدل صفر (a: كم ة تنش ط الن ترون الحراري تعتمد أول ا عل الشوائب ف الرصاص(.

30 الفصل الرابع المواد وطرق البحث

31 1.4 مقدمة. أستخدم ف هذا البحث اإلسمنت البورتالندي المحل وع نات من الط ن مع خبث الحد د )برادة الحد د من ورش الخراطة( الج ول وج ا( القصد ر عنصر مشع كما أستخدم م زان حساس وغربال كهربائ )موجود بقسم لغرض الحصول عل حجم صغ ر ومتجانس من خبث الحد د وشرائح من )Co-60( جا جر- كاشف ذات الورن ة خالط كهربائ. انظر الشكل )1.4(. مولر مسددات حامل للعنصر المشع قدمة الشكل )1.4( وضح األدوات المستخدمة 2.4 طر قة العمل. - التحض ر لتجه ز الع نة تجه ز الخبث)برادة الحد د(. تم تجه ز خبث الحد د وذلك عن طر ق إزالة الشوائب )األوساخ وقطع الحد د الكب رة( من برادة الحد د عن طر ق استخدام غربال كهربائ كما هو موضح ف الشكل )2.4( تم غربلة برادة الحد د بواسطة الغربال الكهربائ وتستغرق هذه العمل ة فترة زمن ة مع نة تتراوح من 10 ال 15 دق قة وبعد االنتهاء من عمل ة الغربلة تم الحصول عل قطر مع ن لخبث الحد د وهو عبارة عن مدى محصور ب ن ق مت ن محددت ن 0.250mm=>R<=0.500mm وبعد ذلك تم خلطه مع اإلسمنت أو الط ن لدراسة معامالت التوه ن ألشعة جاما.

32 الشكل ) 2.4 ( وضح الغربال الكهربائ عمل ة خلط الع نة. تنقسم هذه العمل ة إل مرحلت ن وهما بدون أضافة خبث الحد د. ف هذه العمل ة تم خلط صاف كتلة اإلسمنت أو الط ن بدون إضافة الخبث وف هذه الحالة تم أخذ صاف كتلة اإلسمنت أو الط ن وه عبارة عن 1242g من تم تم أخذ كتلة الماء بنسبة مع نة وه عبارة عن 1/4 صاف كتلة اإلسمنت أو الط ن وه عبارة عن 310 g وعند خلط اإلسمنت أو الط ن بالماء تم صب الع نات ف قوالب مربعة الشكل متساو ة الطول والعرض وبأسماك مختلفة لدراستها وإجراء التجارب عل ها عند أضافة خبث الحد د. تم ف هذه العمل ة أضافة خبث الحد د بنسب مع نة ومتفاوتة إل اإلسمنت أو الط ن عن طر ق إجراء العمل ات الحساب ة و تم أخذ كتلة خبث الحد د من صاف كتلة اإلسمنت أو الط ن وه عبارة عن 1242g وذلك عن طر ق تحد د نسبة مع نة من النسب األت ة لخبث الحد د %20 %30 %40 %50 %60 %70 وإدخالها ف العمل ات الحساب ة حت تم الحصول عل كتلة خبث الحد د ومن تم تم طرح كتلة خبث الحد د من صاف كتلة اإلسمنت أو الط ن وناتج عمل ة الطرح كون كتلة اإلسمنت أو الط ن بعد ذلك تم تقس م كتلة اإلسمنت أو الط ن

33 إل أربعة كتل متساو ة و كذالك تم تقس م كتلة خبث الحد د إل أربعة كتل متساو ة ثم تم أخذ كل كتلة من الكتل األربعة عل حدى الكتل ف خالط كهربائ كما هو موضح ف الشكل بخبث الحد د وتستغرق هذه العمل ة فترة سواء من اإلسمنت أو الط ن وخبث الحد د و تم سكب هذه زمن ة مع نة تتراوح من )3.4( تم ف ه خلط اإلسمنت أو الط ن 1/2 ال 1 دق قة والغرض من عمل ة تقس م الكتل إل أربعة كتل وخلطها مع بعضها البعض ف الخالط الكهربائ هو الحصول عل التوز ع المتجانس ب ن اإلسمنت أو الط ن وخبث الحد د من تم تم أخذ كتلة الماء بنسبة مع نة وه عبارة عن 1/4 صاف مجموع كتلت اإلسمنت أو الط ن وخبث الحد د وه عبارة عن 310 g وعند االنتهاء من عمل ة الخلط تم سكب الكتل األربعة من اإلسمنت أو الط ن الذي تم خلطه بخبث الحد د ف وعاء حت تم خلطه بالماء وعند خلط اإلسمنت أو الط ن وخبث الحد د بالماء تم صب الع نات ف قوالب مربعة الشكل متساو ة الطول والعرض وبأسماك مختلفة لدراستها وإجراء التجارب عل ها. الشكل) 3.4 ( وضح الخالط الكهرب. 3.4 ترك ب التجربة. عند االنتهاء من صب الع نات تم وضعها ف مكان ج د التهو ة مع مراعاة تعر ض ها إل أشعة الشمس وتترك ع نات اإلسمنت لمدة 24 ساعة لتتماسك أما بالنسبة إل ع نات الط ن ف تم تركها لمدة 48 ساعة حت تتماسك ج دا و تم إجراء التجارب عل ها.

34 قبل البدء ف ترك ب التجربة وأخذ القراءات تم كشط كل الع نات وإزالة الزوائد العالقة بها جراء عمل ة صب اإلسمنت أو الط ن ومن تم تم أخذ كتلة الع نات وتدو ن كتلة كل ع نة من الع نات و كذالك تم ق اس االبعاد)الطول-العرض-السمك( والغرض من ذلك حساب الكثافة الظاهر ة لكل ع نة من الع نات. قبل الخوض ف دراسة الع نات وتسل ط األشعة عل ها تم ق اس الخلف ة اإلشعاع ة ف المعمل المراد إجراء الحسابات ف ه ح ث عند أخذ قراءة الخلف ة اإلشعاع ة تم أخذ ثالثة قراءات ومن تم تم حساب المتوسط لهذه القراءات ومن تم تم تثب ت المسدد ن متقابل ن وبدون ع نات حت تم أخذ قراءة )ɪᵒ) و تم ف هده الحالة أخذ أربعة قراءات من خاللها حسب المتوسط لهذه القراءات. 4.4 عمل ات الق اس ع نات االسمنت والط ن. تم استعمال مصدر مشع من )Co-60( لدراسة توه ن أشعة جاما باستخدام ع نات من اإلسمنت أو الط ن بإضافة وبدون إضافة الخبث )برادة الحد د( إل ها. لدراسة توه ن أشعة جاما تم تثب ت الع نة المراد ق اس األشعة النافدة منها ب ن مسدد ن بح ث كون سمك الع نة محصور ب ن المسدد ن والغرض من وضع المسددات هو تحد د مسار األشعة وضمان عدم ض اع أي من األشعة النافدة و تم أدخال العنصر المشع ف المسدد و تم أدخال الكاشف ف المسدد األخر ف الجهة المقابلة للعنصر المشع بح ث كون المسدد ن عل استقامة واحدة مع مراعاة أن تكون فتحات المسدد ن متقابلة ح ث تم الضغط المسدد ن عل الع نة بواسطة ذراع تثب ت و تم تثب ت العنصر المشع بواسطة الحامل للعناصر المشعة بعدها تم تشغ ل منظومة العد لكاشف جا جر- مولر ح ث تم ضبط منظومة العد لفترة زمن ة مع نة وه 60 ثان ة ع نات االسمنت مع شرائح القصد ر. تم إضافة شرائح من القصد ر كما هو موضح ف الشكل )4.4( إل ع نات اإلسمنت وذلك لغرض دراسة توه نها لألشعة.

35 الشكل) 4.4 ( وضح شرائح القصد ر ح ث أنه تم تغل ف الع نات بواسطة شرائح من القصد ر لغرض دراسة توه ن أشعة جاما وأ ضا لمعرفة قدرة شرائح القصد ر عل توه ن األشعة تم اخت ار شر حت ن من القصد ر بكتل متقاربة من بعضها البعض و كذالك بنفس الطول والعرض للع نات المستخدمة وعند إجراء الق اسات تم جمع سمك و كتلة الشر حت ن وإضافتهما ال سمك و كتلة الع نة المستخدمة وتب ن لنا بعد إجراء عمل ة الجمع لسمك و كتلة الشر حت ن المستخدمت ن أنهما بسمك 0.66cm و كتلة 279g ح ث أنه تم وضع شر حت ن من القصد ر أمام و خلف الع نة المراد إجراء الحسابات عل ها بعدها تم الضغط عل الشر حت ن بواسطة المسدد ن وذراع التثب ت. كما هو موضح ف الشكل )5.4(.

36 الشكل )5.4( وضح الع نات بعد تغل فها بشرائح القصد ر.

37 الفصل الخامس النتائج والمناقشة

38 1.5 مقدمة. تم حساب معامل التوه ن الخط ومعامل التوه ن الكتل والكثافة الظاهر ة والكثافة المحسوبة لجم ع الع نات بأستخدام المعادالت الموضحة ف الفصل الثان. 1.4 دراسة ع نات األسمنت. تم إجراء الق اسات لجم ع الع نات وقد كانت ɪ المستخدمة ف حساب معامالت التوه ن والكثافة المحسوبة عندما كان السمك )1( ه وقد تم حساب معامل التوه ن الخط بإستخدام المعادلة )14.3( أما معامل التوه ن الكتل فقد تم حسابه بإستخدام المعادلة )17.3( أما عند حساب الكثافات فقد تم ق اس الكثافة الظاهر ة والمحسوبة كل على حدى فقد تم حساب الكثافة الظاهر ة بإستخدام المعادلة )18.3( أما الكثافة المحسوبة فقد تم حسابها بإستخدام المعادلة )31.3(. الجدول )1.5( وضح المعامالت لع نات األسمنت بدون أضافة خبث الحد د µ L ρ s ρ )cm -1 ( µ L '=0.631 '=0.307 ρ s '=3.176 ρ'=3.168

39 الجدول )3.5( وضح المعامالت لع نات األسمنت عند إضافة الخبث)برادة حد د( بنسبة )%31( µ L )cm -1 ( ρ s ρ µ L '=0.664 '=0.287 ρ s '=3.218 ρ'=3.21 الجدول )2.5( وضح المعامالت لع نات األسمنت عند إضافة الخبث)برادة حد د( بنسبة )%21( µ L ρ s ρ )cm -1 ( µ L '=0.606 '=0.267 ρ s '=3.387 ρ'=3.37

40 الجدول )4.5( وضح المعامالت لع نات األسمنت عند إضافة الخبث)برادة حد د( بنسبة )%41( µ L ρ s ρ )cm -1 ( µ L '=0.656 '=0.278 ρ s '=3.271 ρ'=3.266 الجدول )5.5( وضح المعامالت لع نات األسمنت عند إضافة الخبث)برادة حد د( بنسبة )%51( µ L ρ s ρ )cm -1 ( µ L '=0.678 '=0.269 ρ s '=3.358 ρ'=3.536

41 الجدول )6.5( وضح المعامالت لع نات األسمنت عند إضافة الخبث)برادة حد د( بنسبة )%61( µ L ρ s ρ )cm -1 ( µ L '=0.661 '=0.236 ρ s '=3.813 ρ'=3.795 الجدول )7.5( وضح المعامالت لع نات األسمنت عند إضافة الخبث)برادة حد د( بنسبة )%71( µ L ρ s ρ )cm -1 ( µ L '=0.605 '=0.212 ρ s '=3.865 ρ'=3.856

42 2.4 دراسة ع نات الط ن. الجدول )8.5( وضح المعامالت لع نات الط ن بدون إضافة خبث الحد د µ L ρ s ρ )cm -1 ( µ L '=0.576 '=0.331 ρ s '=1.753 ρ'=1.753 الجدول )9.5( وضح المعامالت لع نات الط ن عند إضافة الخبث )برادةالحد د( بنسبة )%32( µ L ρ s ρ )cm -1 ( µ L '=0.617 '=0.317 ρ s '=1.949 ρ'= 3.117

43 الجدول )11.5( وضح المعامالت لع نات الط ن عند إضافة الخبث )برادةالحد د( بنسبة )%21( µ L ρ s ρ )cm -1 ( µ L '=0.587 '=0.308 ρ s '=1.898 ρ'=1.896 الجدول )11.5( وضح المعامالت لع نات الط ن عند إضافة الخبث )برادةالحد د( بنسبة )%41( µ L ρ s ρ )cm -1 ( µ L '=0.622 '=0.277 ρ s '=3.355 ρ'= 3.353

44 الجدول )13.5( وضح المعامالت لع نات الط ن عند إضافة الخبث )برادةالحد د( بنسبة )%51( µ L ρ s ρ )cm -1 ( µ L '=0.605 '=0.271 ρ s '=3.362 ρ'=3.363 الجدول )12.5( وضح المعامالت لع نات الط ن عند إضافة الخبث )برادةالحد د( بنسبة )%61( µ L ρ s ρ )cm -1 ( µ L '=0.603 '=0.254 ρ s '=3.267 ρ'=3.264

45 الجدول )14.5( وضح المعامالت لع نات الط ن عند إضافة الخبث )برادةالحد د( بنسبة )%71( µ L ρ s ρ )cm -1 ( µ L '=0.597 '=0.284 ρ s '=3.166 ρ'= دراسة ع نات اإلسمنت عند تغل فها بشرائح من القصد ر. الجدول )15.5( وضح المعامالت لع نات اإلسمنت بدون إضافة خبث الحد د µ L ρ s ρ )cm -1 ( µ L '=0.608 '=0.154 ρ s '=2.971 ρ'=2.973

46 الجدول )16.5( وضح المعامالت لع نات اإلسمنت عند إضافة الخبث)برادة حد د( بنسبة )%31( µ L ρ s ρ )cm -1 ( µ L '=0.639 '=0.148 ρ s '=4.248 ρ'=4.229 الجدول )17.5( وضح المعامالت لع نات اإلسمنت )%21( عند إضافة الخبث)برادة حد د( بنسبة µ L ρ s ρ )cm -1 ( µ L '=0.660 '=0.154 ρ s '=4.399 ρ'=4.357

47 الجدول )18.5( وضح المعامالت لع نات اإلسمنت عند إضافة الخبث)برادة حد د( بنسبة )%41( µ L ρ s ρ )cm -1 ( µ L '=0.624 '=0.140 ρ s '=4.531 ρ'=4.421 الجدول )19.5( وضح المعامالت لع نات اإلسمنت )%51( عند إضافة الخبث)برادة حد د( بنسبة µ L ρ s ρ )cm -1 ( µ L '=0.637 '=0.137 ρ s '=4.711 ρ'=4.653

48 الجدول )31.5( وضح المعامالت لع نات اإلسمنت عند إضافة الخبث)برادة حد د( بنسبة )%61( µ L ρ s ρ )cm -1 ( µ L '=0.712 '=0.139 ρ s '=5.113 ρ'=5.179 الجدول )31.5( وضح المعامالت لع نات اإلسمنت )%71( عند إضافة الخبث)برادة حد د( بنسبة µ L ρ s ρ )cm -1 ( µ L '=0.679 '=0.131 ρ s '=5.185 ρ'=5.189

49 5.5 حافظة العناصر المشعة. تم تصم م الحافظة طبقا للق اسات الت تم أجراءها ف هذا البحث وقد تم أخت ار الخلطة المستخدمة ف هذه الحافظة وفقا لمعامالت التوه ن الخط والكتل ومعامل النفاذ ة ح ث وجد أن أفضل ترك ز مضاف من خبث الحد د المستخدم هو ترك ز %40 لكفائته العال ة ف توه ن األشعة وأمتصاصها وقد تم أخذ األبعاد لهذا الصندوق )70*70*50( بوحدة 5cm وفقا للقانون )الطول*العرض*األرتفاع( وقد تم أخت ار سمك الجدار لهذا الصندوق )cm( كما هو موضح بالشكل )1.5(. هذه الحافظة ف حفظ العناصر المشعة بقسم الف ز اء. وفقا للنتائج المتحصل عل ها من البحث. ح ث س تم استخدام الشكل )1.5( وضح حافظة العناصر المشعة. 5.4 دراسة حافظة العناصر المشعة. تم ق اس شدة فوتونات جاما الساقطة عند وضع العناصر المشعة ف الحافظة ح ث أوضحت النتائج أنه عند وضع العناصر المشعة بالحافظة الموجودة بها ف حافظة العناصر المشعة فإنه ال توجد شدة وأن الشدة المسجلة ه شدة الخلف ة األشعاع ة. أما عند أخراج العناصر المشعة من الحافظة الموجودة بها فقد تم تسج ل الشدة األشعاع ة من عدة جهات كما ه موضحة بالجدول )33.5(.

50 لوغارتم األمتصاص ة الجدول )33.5( وضح الشدة األشعاع ة المقاسة من عدة جهات لحافظة العناصر المشعة. الجهة األمام ة ɪ 1 - BG' 12 ɪ 2 - BG' 15 ɪ 3 - BG' 12 ɪ 4 - BG' الجهة ال منى ɪ 1 - BG' 31 ɪ 2 - BG' 33 ɪ 3 - BG' 35 ɪ 4 - BG' من األعلى ɪ 1 - BG' 14 ɪ 2 - BG' 16 ɪ 3 - BG' 12 ɪ 4 - BG' مناقشة النتائج. تم ق اس معامل التوه ن الخط µ L بواسطة شدة الفوتونات الساقطة ɪ والشدة المقاسة بوسطة الكاشف ɪ بعد مرورها خالل السمك بواسطة كاشف جا جر مولر. الشكل ن )3.5( و) 2.5 ( وضحان العالقة ب ن لوغارتم اإلمتصاص ة ) ɪ Ln( /ɪ والسمك والذي وضح عالقة خط ة ح ث تناسب لوغارتم اإلمتصاص ة تناسبا طرد ا مع السمك السمك x الشكل ) 3.5 ( وضح العالقة ب ن لوغارتم األمتصاص ة ) ɪ Ln( /'ɪ الحد د بنسبة )%41(. والسمك عند إضافة خبث

51 لوغارتم األمتصاص ة السمك x الشكل ) 2.5 ( وضح العالقة ب ن لوغارتم األمتصاص ة ) ɪ Ln( /'ɪ والسمك عند إضافة خبث الحد د بنسبة )%71(. ومن خالل الشكل ) 4.5 (الذي وضح العالقة ب ن معامل التوه ن الخط ونسبة خبث الحد د ف الع نة فإن العالقة ب نهما تبق شبه مستقرة وهذا نطبق عل ع نة الط ن كما هو موضح بالشكل )5.5(. أما عند تلب س ع نات األسمنت وخبث الحد د بشرائح القصد ر فإن معامل التوه ن ازداد بز ادة نسبة الخبث وهذا دل عل أن معامل التوه ن الخط زداد بز ادة العدد الذري للمادة الموهنة كما هو موضح بالشكل )6.5(. وهو ما وضحة معامل التوه ن الخط هو أنه كلما كانت هناك ز ادة ف معامل التوه ن الخط كلما كان هناك أعل توه ن. و مكن القول بأن معامل التوه ن الخط تناسب عكس ا مع الطاقة ح ث أن معامل التوه ن الخط توقف عل التفاعل ب ن الفوتونات الساقطة والمادة فعندما تزداد طاقة الفوتونات الساقطة فإن الفوتونات النافذة تزداد والفوتونات الممتصة تتناقص وكنت جة لذلك فإن معامل التوه ن الخط تناقص. كما أن هناك تعر ف مرتبط بمعامل التوه ن الخط وهو متوسط المسار الحر والذي وضح المسافة ب ن التفاعالت المتال ة. ور اض ا فهو معكوس معامل التوه ن الخط كما أن هناك عالقة مباشرة ب ن الطاقة ومتوسط المسار الحر والت توضح لماذا عدد التفاعالت صبح كب را عندما تصبح المسافة ب ن التفاعالت صغ رة.

52 متوسط معامل التوه ن الخط متوسط معامل التوه ن الخط نسبة خبث الخد د% الشكل ) 4.5 ( وضح العالقة ب ن متوسط معامل التوه ن الخط لألسمنت ونسبة خبث الحد د% نسبة خبث الحد د% الشكل )5.5( وضح العالقة ب ن متوسط معامل التوه ن الخط للط ن ونسبة خبث الحد د%

53 متوسط معامل التوه ن الخط متوسط معامل التوه ن الكتل نسبة خبث الحد د% الشكل )6.5( وضح العالقة ب ن متوسط معامل التوه ن الخط عند التغل ف بشرائح القصد ر ونسبة خبث الحد د% أما األشكال من) 7.5 ( أل )9.5( فه توضح العالقة ب ن معامل التوه ن الكتل ونسبة الخبث المضافة أل الع نات الثالثة )األسمنت- الط ن األسمنت وشرائح القصد ر(من خالل هذه األشكال نالحظ أن معامل التوه ن الكتل تناقص مع ز ادة نسبة الخبث ف الحاالت الثالثة. كما توضح العالقة ب ن معامل التوه ن الكتل والكثافة بأنه بز ادة الكثافة تناقص معامل التوه ن الكتل وهذا ؤكد حصول عمل ات األمتصاص الرئ س ة وه التأث ر الكهرو ضوئ وتأث ر كمبتون وأنتاج األزواج كال حسب طاقة الفوتون نسبة خبث الحد د % الشكل )7.5( وضح العالقة ب ن متوسط معامل التوه ن الكتل لألسمنت ونسبة خبث الحد د%

54 متوسط معامل التوه ن الكتل متوسط معامل التوه ن الكتل نسبة خبث الحد د% الشكل ) 8.5 ( وضح العالقة ب ن متوسط معامل التوه ن الكتل للط ن ونسبة خبث الحد د% نسبة خبث الحد د% الشكل )9.5( وضح العالقة ب ن متوسط معامل التوه ن الكتل عند التغل ف بشرائح القصد ر ونسبة خبث الحد د%

55 متوسط الكثافة المحسوبة أما األشكال من )11.5( إل )13.5( توضح العالقة ب ن الكثافة المحسوبة ونسبة خبث الحد د المضافة ال الع نات الثالثة.ح ث أن هذه األشكال توضح ز ادة الكثافة المحسوبة بز ادة نسبة الخبث المضاف وهذا دل عل أن الكثافة خاص ة ف ز ائ ة فكلما زادت نسبة الخبث كلما زادت كتلة الع نة وبالتال تزداد الكثافة عل أعتبار أن الكثافة تتناسب طرد ا مع كتلة المادة وعكس ا مع حجمها نسبة خبث الحد د% الشكل )11.5( وضح العالقة ب ن متوسط الكثافة المحسوبة لألسمنت ونسبة خبث الحد د%

56 لكثافة متوسط المحسوبة متوسط الكثافة المحسوبة نسبة خبث الحد د% الشكل )11.5( وضح العالقة ب ن متوسط الكثافة المحسوبة للط ن ونسبة خبث الحد د% نسبة خبث الحد د% الشكل )13.5( وضح العالقة ب ن متوسط الكثافة المحسوبة عند التغل ف بشرائح القصد ر ونسبة خبث الحد د%

57 7.4 األستنتاج. أوضحت النتائج السابقة عل كفاءة األسمنت وخبث الحد د ف أمتصاص األشعة وتوه نها وهذه الكفاءة تتغ ر نسب ا حسب النسبة المضافة من الخبث وهذا دل عل األثر اإل جاب لهذه المادة المضافة عل خصائص التدر ع األشعاع. ومن خالل هذه النتائج فقد وجد أنه بز ادة خبث الحد د زداد العدد الذري لألسمنت وبز ادة العدد الذري نحصل عل الز ادة ف الكثافة وبذلك تزداد الكفاءة التدر ع ة للمادة وهذا تنج عنه تناقص ف معامل التوه ن الكتل وهذا التناقص عبر عن ز ادة توه ن األشعة ف المادة. أما عند دراسة ع نات الط ن و خبث الحد د ف حدث تغ ر صغ ر جدا ف الكثافة ومعامل التوه ن الكتل و هذا عط افضل ة استخدام االسمنت وخبث الحد د ف توه ن االشعة وامتصاصها وبناءا على ذلك فقد تم تصم م حافظة العناصر المشعة وفقا للنتائج المتحصل عل ها.

58 الملحق

59 أجر ت الق اسات وفق المعادالت المذكورة ف الباب الثان. قبل أخذ القراءات البد من ق اس الخلف ة اإلشعاع ة وعند ق اس الخلف ة اإلشعاع ة فقد وجدت كاآلت :- BG 1 =16 BG 2 =15 BG 3 =22 BG'=17.6 المتوسط الحساب للخلف ة اإلشعاع ة تم حساب التراك ز المستخدمة ف هذا البحث بإستخدام المعادلة التال ة. فعل سب ل المثال تم حساب ترك ز %31 كاألت. 1242g 100 % 20 بضرب الطرف ن فالوسط ن 1242x20 % 248g 100 اوال:- أخذ القراءة بدون أخذ أي سمك. ɪ 1- BG' ɪ 2- BG' ɪ 3- BG' ɪ 4- BG' 441.4

60 ثان ا:- دراسة اإلسمنت بدون أضافات. m (ᵍ) ɪ 1 - BG' ɪ 2 - BG' ɪ 3 - BG' ɪ 4 - BG' Ln( / ɪ ( من ثم نقوم بإ جاد المساحة والحجم والكثافة الظاهر ة والسمك الكتل لجم ع الع نات. m (ᵍ) L W A=L*W 1 )cm ( V=L*W* (cm 3 ) ρ=m/v m =m/a )ᵍ/cm 2 ( من ثم تم حساب معامل التوه ن الخط ومعامل التوه ن الكتل m ( )ᵍ/cm µ L )cm -1 (

61 من ثم تم حساب الكثافة المحسوبة ومقارنتها بالكثافة الظاهر ة ρ s ρ ثالثا:- دراسة االسمنت عند اضافة خبث)برادة حد د( بنسبة )%12(. M (ᵍ) ɪ 1 - BG' ɪ 2 - BG' ɪ 3 - BG' ɪ 4 - BG' Ln( / ɪ ( من ثم نقوم بإ جاد المساحة والحجم والكثافة الظاهر ة والسمك الكتل لجم ع الع نات. M (ᵍ) L W A=L*W 1 )cm ( V=L*W* (cm 3 ) ρ=m/v m =m/a )ᵍ/cm 2 (

62 من ثم تم حساب معامل التوه ن الخط ومعامل التوه ن الكتل. m ( )ᵍ/cm 2 µ L )cm -1 ( من ثم تم حساب الكثافة المحسوبة ومقارنتها بالكثافة الظاهر ة. ρ s ρ رابعا:- دراسة االسمنت عند اضافة خبث)برادة حد د( بنسبة )%22(. قبل أخذ القراءات البد من ق اس الخلف ة اإلشعاع ة وعند ق اس الخلف ة اإلشعاع ة فقد وجدت كاآلت :- BG 1 =12 BG 2 =7 BG 3 =18 BG'=13.66 المتوسط الحساب للخلف ة اإلشعاع ة

63 M (ᵍ) ɪ 1 - BG' ɪ 2 - BG' ɪ 3 - BG' ɪ 4 - BG' Ln( / ɪ ( من ثم نقوم بإ جاد المساحة والحجم والكثافة الظاهر ة والسمك الكتل لجم ع الع نات. M (ᵍ) L W A=L*W 1 )cm ( V=L*W* (cm 3 ) ρ=m/v m =m/a )ᵍ/cm 2 ( من ثم تم حساب معامل التوه ن الخط ومعامل التوه ن الكتل m ( )ᵍ/cm µ L )cm -1 (

64 من ثم تم حساب الكثافة المحسوبة ومقارنتها بالكثافة الظاهر ة. ρ s ρ خامسا:- دراسة االسمنت عند اضافة خبث)برادة حد د( بنسبة )%32(. قبل أخذ القراءات البد من ق اس الخلف ة اإلشعاع ة وعند ق اس الخلف ة اإلشعاع ة فقد وجدت كاآلت :- BG 1 =12 BG 2 =12 BG 3 =17 BG'=14 المتوسط الحساب للخلف ة اإلشعاع ة M (ᵍ) ɪ 1 - BG' ɪ 2 - BG' ɪ 3 - BG' ɪ 4 - BG' Ln( / ɪ (

65 من ثم نقوم بإ جاد المساحة والحجم والكثافة الظاهر ة والسمك الكتل لجم ع الع نات. M (ᵍ) L W A=L*W 1 )cm ( V=L*W* (cm 3 ) ρ=m/v m =m/a )ᵍ/cm 2 ( من ثم تم حساب معامل التوه ن الخط ومعامل التوه ن الكتل m ( )ᵍ/cm µ L )cm -1 ( من ثم تم حساب الكثافة المحسوبة ومقارنتها بالكثافة الظاهر ة. ρ s ρ

66 سادسا:- دراسة االسمنت عند اضافة خبث)برادة حد د( بنسبة )%42(. M (ᵍ) ɪ 1 - BG' ɪ 2 - BG' ɪ 3 - BG' ɪ 4 - BG' Ln( / ɪ ( من ثم نقوم بإ جاد المساحة والحجم والكثافة الظاهر ة والسمك الكتل لجم ع الع نات. M (ᵍ) L W A=L*W 1 )cm ( V=L*W* (cm 3 ) ρ=m/v m =m/a )ᵍ/cm 2 ( من ثم تم حساب معامل التوه ن الخط ومعامل التوه ن الكتل m ( )ᵍ/cm µ L )cm -1 (