医用发泡胶对粒子剂量影响的模拟研究

目前发泡胶在放疗定位中运用广泛,但其对加速器基础剂量影响并无相关报道。研究不同厚度的发泡胶在医用电子直线加速器均整(Flattening Filter,FF)和非均整(Flattening Filter Free,FFF)两种模式对粒子剂量的影响,为临床使用提供参考。利用蒙特卡罗程序EGSnrc进行建模和计算,首先根据厂家提供的发泡胶参数建立PEGS4材料库与截面数据,利用BEAMnrc建立Varian True Beam系列不同射野的加速器机头模型并进行计算,生成对应的相空间文件;然后利用BEAMdp分析不同模型结构产生的射线能谱、能量注量的差异。最后利用Dosexyznrc计算分析不同厚度发泡胶在固定射野和固定厚度发泡胶在不同射野对粒子剂量的影响。结果表明:在有发泡胶时两种模式下的百分深度剂量(Percentage Depth Dose,PDD)都有不同程度的向前移动的现象,导致表面剂量增加,但对射线则影响不大。FF模式下当发泡胶厚度≤5 cm时,同一深度最大剂量偏差≤2%,而当发泡胶厚度达到10 cm时,同一深度最大剂量偏差高达6%,且两种模式下PDD0都超过90%。在两种模式下发泡胶对射野离轴比和半影都有较大影响,射野越小对粒子剂量影响也越小。临床使用发泡胶时尽量将厚度控制在5 cm以内,当需要使用较厚发泡胶时,建议使用FFF模式;使用立体定向放射治疗时发泡胶对剂量影响不大。     

医用直线加速器的Monte Carlo模拟

用EGSnrc/BEAMnrc程序对Varian 600C医用直线加速器进行模拟.通过模拟结果和测量结果相比较,确定加速器治疗头的入射电子柬参数,并分析入射电子束参数对百分深度剂量和离轴比的影响、射野大小对百分深度剂量的影响.模拟结果和测量结果相当一致,模拟结果可用于进一步的研究工作.     

15MeV医用电子直线加速器治疗室内光核中子辐射场的研究

医用电子直线加速器产生的X射线已广泛的应用于放射治疗过程。由于X射线能量高于某一阈值与周围物质发生(γ,n),(γ,2n)反应而产生光核中子,导致治疗过程中,存在一定程度的中子污染危害。采用Monte-Carlo模拟方法,以点源模型对一台工作在15MeV能量档的Primμs-M型医用电子直线加速器,对照射野在0cm×0cm、3cm×3cm、5cm×5cm、10cm×10cm和20cm×20cm时,使用CR-39固体核径迹探测器和中子气泡探测器(BND)对照射野及照射野外中子剂量分布进行了测量,并对光中子剂量分布进行了模拟。测量和模拟的结果均表明,单一照射野内,光核中子引起的剂量随照射野周长减少呈指数增强趋势。随着照射野面积增大,光核中子总注量逐步增强。采用调强适形放射治疗时,光核中子引起的中子剂量贡献不容忽视。     

6 MV Truebeam治疗头的MC模拟与特性研究

用MC程序EGSnrc准确快速地模拟6 MV Varian Truebeam医用直线加速器治疗头,分析其能谱特性,并验证模拟结果的准确性,为后续更精确的剂量计算建立基础。以Varian公司提供的出束窗口位置处的IAEA相空间文件作为输入源,模拟计算源皮距为100 cm,射野大小为10 cm×10 cm的治疗野平面上的粒子相空间分布,并以此粒子相空间数据为基础进一步模拟计算了边长为30 cm的标准水体模中的剂量分布。通过对数据分析得到了治疗野平面上的粒子能谱、角分布、平均能量、粒子注量等信息,以及均匀水体模中光子的百分深度剂量和离轴比,所得结果与文献报道符合较好。结果表明EGSnrc程序能够准确快速地模拟加速器治疗头,其剂量的模拟计算结果可为临床放射治疗供很好参考。     

医用加速器X-射线射野剂量分布的蒙特卡罗模拟与实验测量

用电离室测量及蒙特卡罗方法计算水模体中瓦里安6 MV X-射线射野的百分深度剂量和射野离轴比,对测量和计算结果进行比较和分析。结果表明:10 cm×10 cm射野百分深度剂量在0-20 cm深度范围内,按2 mm/2%标准,?≤1的通过率为96.47%,按3 mm/3%标准,?≤1的通过率为99.23%;射野离轴比按2 mm/2%标准,?≤1的通过率为97.56%,按3 mm/3%标准,?≤1的通过率为99.42%;10 cm×10 cm射野深度剂量中的电子线份额为5.3%,40 cm×40 cm射野深度剂量中的电子线份额为15.2%。通过电离室测量和蒙特卡罗计算的方法能够确定X-射线射野的剂量分布特性。     

基于蒙特卡罗方法确定医用加速器最优电子线参数

通过蒙特卡罗方法模拟瓦里安IX加速器6 MV能量档、10 cm×10 cm射野下的剂量分布,研究电子线参数对剂量分布的影响,并寻找确定最优电子线参数的简化方法。结果表明:当电子线平均能量和径向强度分布分别在5.5~6.4 Me V及0.1~0.4 cm变化时,百分深度剂量没有显著变化;当径向强度分布在0~0.19 cm变化时,主剂量区内模拟与测量的离轴剂量差异很小,但在半影区,二者之间有较大差异;通过调整平均角展宽,可以使不同深度处模拟与测量的离轴剂量有更好的符合度。根据本文提出的电子线参数确定方法可以使模拟的剂量更为精确,由于百分深度剂量与离轴剂量分别对径向强度分布及平均能量不敏感,各参数可以独立地根据单一剂量分布确定。     

质子在氮化镓中产生位移损伤的Geant4模拟

材料受到辐照时产生的位移损伤会导致其微观结构发生变化,从而使其某些使用性能退化,影响其使用效率,减短其使用寿命。利用Geant4模拟了质子在氮化镓中的输运过程,计算了1、10、100、500 MeV能量质子入射氮化镓材料产生的初级撞出原子的种类、能量信息及离位原子数。获得了10 MeV质子产生的位移缺陷分布;计算了4种能量质子入射氮化镓材料产生的非电离能量损失(NIEL);研究了质子产生位移损伤过程的影响要素。研究发现,入射质子能量对其在材料中产生的初级撞出原子的种类、能量、离位原子数等信息有着非常大的影响;单位厚度所沉积NIEL随着入射质子能量的增大而减小;10 MeV质子入射氮化镓所产生的离位原子数随入射深度的增加而增加,但在超出其射程范围以外有一巨大回落;能量并不是影响质子与氮化镓靶材料相互作用的唯一因素。     

ICI探测器单位γ灵敏度研究

探测器灵敏度及其能量响应特性在探测器的设计和研制过程中占有十分重要的地位.从理论和实验两个方面研究了ICI探测器的γ灵敏度及其γ射线能量响应特性.在60 Co 1.25MeV γ辐射源装置上进行实验测量得到ICI探测器的单位γ灵敏度为1.8×10-20 (±5%)C·cm2 ,理论计算的单位γ灵敏度为1.78×10-20 C·cm2 (γ能量1.25MeV),理论和实验结果符合得较好.研究结果表明,入射γ射线能量在1～10MeV范围内变化时,ICI探测器具有平坦的γ灵敏度响应曲线.     

MeV辐射场中Al2O3的剂量学特性

用EGSnrc/DOSRZnrc程序计算水体模中Al2O3剂量计的吸收剂量和剂量计所在处介质的实际吸收剂量,并计算吸收剂量换算因子。剂量计为φ4mm×1 mm的Al2O3薄片,计算深度0.5～8 cm,入射光子能量1～18MeV,入射电子能量1～25 MeV。结果表明：1）吸收剂量换算因子的大小与入射粒子的能量以及剂量计在体模中的深度有关;2）存在一个吸收剂量换算因子变化不敏感的区域,在此区域内吸收剂量换算因子受剂量计深度变化和入射粒子能量变化的影响都很小,可直接用平均值来表示区域内的吸收剂量换算因子。     

多能量双束线电子直线加速器研制

<正>研制了可输出电子能量为7.5、10、12 MeV的电子直线加速器,7.5 MeV电子束打靶产生的X射线用于食品辐照技术研究,10 MeV电子束用于科研教学和中试生产研究,12 MeV电子束主要应用于半导体材料辐照改性研究,多能量双束线电子直线加速器主体结构如图1所示。该电子直线加速器布置采用上下两层结构,电子枪、加速管、速调管、微波系统和脉冲变压器等置于第2层