نوع مقاله : مقاله یادداشت پژوهشی

نویسندگان

1 پژوهشکده کاربرد پرتوها، پژوهشگاه علوم و فنون هسته ای

2 گروه پژوهشی دستگاه وری و تصویربرداری، پژوهشکده کاربرد پرتوها، پژوهشگاه علوم و فنون هسته ای

چکیده

از هسته فرومغناطیس نیکل- مس به منظور استفاده در فرآیند گرمادرمانی به صورت موضعی و جهت درمان تومورهای ایجاد شده در مناطق عمقی بدن مانند تومورهای مغزی و پروستات استفاده می‏شود. در تحقیق حاضر به منظور بررسی پارامترهای مؤثر بر میزان گرمای قابل تولید در هسته فرومغناطیس و تعیین شرایط بهینه قبل از انجام فرآیندهای آزمایشگاهی از نرم افزارCOMSOL Multyphysics 5.4 استفاده شده است. مدل مورد مطالعه از یک هسته فرومغناطیس آلیاژ نیکل-مس با درصد وزنی (70.4-29.6; wt%) در دو ابعاد متفاوت تشکیل شده است که در مرکز فانتوم استوانه‏ای آب با شعاع‏های متغیر mm 60-20 قرار گرفته و از روش آنالیز المان محدود جهت بررسی توزیع دمایی حاصل از القاء امواج الکترومغناطیس استفاده شده است. پروفایل دمایی ناشی از جایگذاری هسته فرومغناطیس در میدان الکترومغناطیس با فرکانس kHz 350-75 و شدت میدان مغناطیسی القایی Oe 500-200 نشان می‏دهد که امکان کنترل دمایی در محل قرارگیری هسته فرومغناطیس به منظور ایجاد دمای مطلوب در فرآیند گرمادرمانی وجود دارد. کاهش شعاع فانتوم مانند افزایش حجم هسته فرومغناطیس منجر به افزایش دمای القایی در هسته در نتیجه‏ی افزایش میزان میدان القایی در مرکز فانتوم با اعمال یک جریان و فرکانس ثابت می‏شود. افزایش فرکانس در یک میدان ثابت و همچنین افزایش میدان در یک فرکانس ثابت نشاندهنده افزایش دمای القایی در هسته است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

Study of the phantom size and ferromagnetic core of Ni-Cu alloy on the amount of induction heating in the Thermotherapy process by Comsol Multyphysics Software

نویسندگان [English]

  • Najmeh Mirzababaei 1
  • elham mohagheghpour 2
  • shahab sheibani 1

1 Radiation Applications Research School, Nuclear Sciences and Technology Research Institute, Tehran, Iran

2 Nuclear sciences and research institute

چکیده [English]

Nickel-copper ferromagnetic core is used for interstitial local thermotherapy techniques to treat a deep-seated tumors such as brain tumors and prostatic tumors. In the present study, the effective parameters on the amount of induction heating in the ferromagnetic core and determining the optimal conditions before performing laboratory processes was investigated by the Comsol Multiphysics 5.4 software. The model consisted of a single Nickel-Copper ferromagnetic core(70.4-29.6;wt%) in the two different size that placed in the central region of a cylindrical water phantom with different radius between 20 mm up to 60 mm. For the study of the thermal distribution due to the electromagnetic induction was used from a finite-element analysis method. The temperature profiles of the ferromagnetic core in the electromagnetic field with a frequency of 75- 350 kHz and the magnetic field of strength (H0) with 200-500 Oe up to 30 minutes showed the possibility of temperature control at the thermo-seed for producing the desired temperature in the thermotherapy process. The decreased phantom radius, as well as increase in the volume of the ferromagnetic core led to a rise in the induction temperature of the core due to the increase in the amount of induced field at the center of the phantom in the constant current and frequency. The results showed that the induced temperature in the core was increased due to the rise of the magnetic field in the fixed frequency or the increase of the frequency in the fixed magnetic field.type, which is within most of us interested.

کلیدواژه‌ها [English]

  • thermotherapy
  • magnetic induction
  • ferromagnetic core
  • COMSOL Multyphysics Software