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。     

基于蒙特卡罗算法研究补偿膜下空腔的影响

基于Geant4蒙特卡罗软件包对比不同空腔模型下水模体中剂量分布与无空腔时的差异,探讨空腔对补偿膜下剂量的影响。以Geant4构建加速器机头模型并获取机头下相空间文件,构建上表面位于源轴距、中心在射野中心并与射野中心轴垂直的30 cm×30 cm×30 cm水模体,在近机头一侧分别构建不含或含有不同厚度空腔的0.3 cm、0.5 cm和1.0 cm补偿膜,以相空间文件为粒子源计算不同补偿膜模型下水模体中心轴和浅层离轴剂量,以不含空腔结果为基准,对比不同厚度补偿膜下空腔厚度对剂量沉积的影响。结果表明:空腔厚度越大,对中心轴和浅层离轴剂量影响越大;对于0.3 cm、0.5 cm和1.0 cm的补偿膜,当空腔厚度分别为0.2 cm、0.3 cm和0.5 cm时,对浅表剂量影响均约3%,尚能满足临床需求,之后影响将随空腔厚度增加而迅速增大;空腔厚度相同时,中心轴剂量受影响由小到大依次为0.3 cm、1.0 cm和0.5 cm补偿膜,0.1 cm深度离轴剂量影响由小到大依次为1.0 cm、0.5 cm和0.3 cm补偿膜,受影响深度最小为0.3 cm补偿膜,另两者相似。制定浅表肿瘤放疗计划时,应根据瘤区位置选择合适厚度补偿膜,技术员在放置补偿膜时应努力将空腔厚度控制在补偿膜厚度1/2以内,越小越好。     

9 MeV行波电子直线加速器屏蔽设计与评价

采用Monte Carlo模拟计算程序EGS4,对海关大型集装箱检测系统用的9MeV行波电子直线加速器的机头和机房屏蔽进行了计算和辐射模拟分析,并分别与经验公式计算数据和实测值进行了比较。结果表明,在加速器机房内外主要参考点上,用EGS4程序计算得剂量当量率与实测结果符合较好,为EGS4的灵活应用提供了范例。     

高能X射线探伤机房屏蔽计算

目的选用一个合适的计算方法对X射线能量大于10 MV的工业探伤用直线加速器机房进行屏蔽计算,确定屏蔽厚度。方法以一台DZ-12/5500型工业探伤用直线加速器机房为研究对象,参考NCRP 151号报告、GBZ/T220.2—2009等资料中提供的计算方法进行计算和分析。结果该加速器机房有用线束方向混凝土屏蔽墙厚度需278 cm,其它三面墙分别需要182、195、204 cm;顶盖厚度为110 cm混凝土时,天空反散射在距机头20 m处造成的剂量当量率非常小;"Z"字型迷道入口处总周剂量当量为115.69μSv,其中X射线的散射和泄漏辐射总剂量当量为2.43μSv/周,中子辐射剂量当量为102.96μSv/周,中子俘获γ射线剂量当量为10.30μSv/周。结论对实际建成运行的机房检测结果的分析后发现,上述计算值与检测值比较吻合,说明本文选用的计算方法和选取的参数可行。     

医用电子直线加速器的测量

本文概要介绍了加速器的一般知识和测量准备工作，较详细地介绍了对加速器吸收量，百分深度剂量，射线能量，射野离轴比，射野均坦度等几个主要项目的测量和计算方法，并重点强调了对加速器进行正确可靠的剂量，是放射治疗质量保证和质量控制的重要环节。     

组织等效正比计数器对单能中子响应的测量及模拟

在辐射防护中,组织等效正比计数器（TEPC）可作为主动式剂量计用于中子辐射场监测。采用研制的球形TEPC对加速器单能中子进行测量,获取了0.36、0.65、0.8、1.0、1.3 MeV各单能中子的微剂量谱,根据测得的线能谱计算了吸收剂量和平均品质因子,进一步得到了剂量当量,并与利用注量-周围剂量当量转化因子计算的结果进行了对比。采用FLUKA蒙特卡罗软件模拟了TEPC对各单能中子的响应,并与实验进行了比较。结果发现,理论模拟和实验测量符合很好。实验与理论结果均表明研制的球形TEPC对上述各单能中子具有较好的剂量当量响应。     

用于两种能量X射线剂量率监视系统的研制

针对能量可切换的无损检测加速器的剂量率在线监视系统，能够实现在不同能量下准确反映加速器输出的X射线剂量率。采用高灵敏度的传感器采集、积分并放大电离室输出的信号，输出给PLC，PLC的模拟量模块采集后得到量化的数值。剂量仪进行标准传递校准后，用来测试X射线剂量率。在高能、低能两种状态下分别测试得到两条校准曲线，拟合出相应的系数，     

兰州重离子加速器工作区域36路剂量监测数据获取系统

介绍兰州重离子加速器工作区域辐射环境的剂量监测数据获取系统，该系统具有３６路数据获取功能，可同时满足１８个监测点的中子、γ数据测量，实现了数据多点采集，自动同时获取和实时在线分析。对数据采集、数据存储、声学报警、剂量安全联锁及数据测量结果等进行了详细介绍。     

6 MeV无损探伤电子直线加速器研制

在北京原子高科核技术应用股份有限公司的合作下,中国原子能科学研究院核技术应用研究所电子直线加速器研究室研制成功了6MeV无损探伤电子直线加速器。该加速器可广泛应用于重机、化工、锅炉、压力容器、炮弹等的质量检验。加速器产生的X射线能量高、穿透力强、输出剂量大、焦点小、检验缺陷的相对灵敏度高。     

X射线对Kovar封装材料的剂量增强效应的Monte-Carlo计算

用 Monte- Carlo光子 -电子耦合输运程序计算了真实半导体封装 Kovar结构对不同能量 X射线在硅中的剂量增强因子 ,并与内层不涂金的 Kovar结构进行比较 ,计算了界面处两种结构进入硅的净电子数 ,结果证实了界面处产生的剂量增强主要来自界面处高 Z材料二次电子的贡献 ,该计算方法和结果为研究射线剂量增强效应提供了一种可靠的理论评估手段     

用于脉冲γ剂量测量装置数据采集系统的设计与研制

设计研制了用于在线脉冲γ剂量测量装置的数据采集系统,并对其性能进行了测试,结果显示在稳态和脉冲输入时,输出电荷和输入辐射能量都具有良好线性。系统在西北核技术研究所的"晨光号"加速器进行了实验,并和热释光剂量计的结果进行了比较,相对偏差为±5%。数据采集系统的研制为在线测量单次脉冲γ剂量提供了一种新的技术途径。     

地面照射剂量计算中的一些问题

本文对在地面沉积剂量计算中的两类剂量因子--地表照射剂量因子和土壤照射剂量因子进行了介绍、分析和比对,并对实际应用中需注意的问题进行了阐述。     

扫描成像用电子直线加速器完成现场验收

正2017年3月,6MeV电子直线加速器经过与探测器的出厂联合调试,即由外触发装置提供的同步脉冲分别触发加速器发出脉冲射线、阵列探测器光信号的采集与转换,通过图像获取软件得到某一时刻不同像素点的灰度值,从而可测量出加速器的单脉冲剂量稳定性、剂量场的初步分布等,为加速器、探测器的现场安装调试提供数据支撑。2017年5月,加速器成套设备,包括固态高压脉冲调制器、恒温水冷机组、X射线机箱等运抵用户现场并完成就位安装。加速器机头准直器为一     

中国女性参考人体素模型的开发

利用分割后的中国女性虚拟人体数据集,建立可视化人体模型,通过校正人体模型的身高、体重和器官/组织质量,从而建立用于辐射剂量学计算的中国女性参考人体素模型。校正后的模型身高和体重与中国成年女性参考人数据完全一致,器官质量与参考人数据基本一致。再利用MCNPX粒子输运程序对校正前后的两个模型进行模拟,计算了外照射中子剂量转换系数,并将校正后模型的计算结果与ICRP参考人体素模型的计算结果进行了比较。总体上,器官剂量当量和有效剂量与ICRP参考人数据趋势符合较好,但是由于模型之间的差异,不同的胸腔厚度,器官相对位置等因素导致器官剂量当量有较大差异,有些差异甚至达到50%以上。     

6 MV医用加速器电子对效应的蒙特卡罗模拟研究

以Geant4编程构建6 MV医用加速器机头和照射条件,并通过实测数据比对验证模型的正确性,模拟加速器粒子输运过程,获取不同射野和不同层面的粒子相空间文件,以正电子和湮没光子为指标研究射野及各机头部件对电子对效应产生的影响,模拟电子对效应对加速器射束及水模中剂量沉积的影响。结果表明：射野面积越小,电子对效应产生越多;在靶、均整器及次级准直器处均会有较明显的电子对效应发生,其中次级准直器是主要的发生部件;电子对效应使射束中污染电子增加了约4%,降低了射束的平均能量,使射束粒子分布更加分散,增加了模体表面剂量及射野外剂量。     

压水堆工作场所模拟中子参考辐射场的建立

利用串列加速器T(d,n)⁴He反应产生的14.8 MeV中子，以及适当的中子慢化散射装置建立了目前国内唯一的压水堆典型工作场所模拟中子参考辐射场。对不同中子慢化散射材料组合下的中子能谱及中子周围剂量当量进行了测量，并校准了2台典型结构的中子周围剂量当量率仪。将模拟中子参考辐射场下的校准因子和放射性核素中子源参考辐射场下的校准因子进行比较，发现放射性核素中子源参考辐射场下的校准因子明显偏高，且仪表类型不同，偏高的程度也有所区别，这主要是由于不同类型仪表的能量响应不同。相比之下，模拟中子参考辐射场更适合用于反应堆工作场所的中子剂量仪表的校准。     

医用加速器电子治疗模式的BEAM程序分析

医用电子直线加速器XHA9在水模体中的实测曲线显示出其标称能量低、表面剂量偏高等现象。为寻求解决途径，用蒙特卡罗程序BEAM对XHA97MeV电子治疗模式E7建立了初始电子束模型，并计算了水模中的百分深度剂量（PDD）曲线，分析了各部件产生的电子对治疗电子束的贡献，确定限光筒产生的大量低能电子是导致出现标称能量低、表面剂量偏高等现象的主要原因。通过修改限光筒、散射箔等部件，分步优化了治疗头结构。模拟计算结果表明：优化方案提高了加速器的标称能量，降低了表面剂量和轫致辐射剂量，使剂量均匀性得到明显改善。     

中子气泡探测器用于Primus-M型医用电子直线加速器中子辐射场监测

10MeV医用电子直线加速器在放射治疗过程中产生污染中子，导致治疗机房存在不同程度的中子剂量，其危害不容忽视。中子主要由光子与直线加速器靶核、过滤器、准直器和可动视野材料产生反应。这些中子有可能泄漏出加速器机头、治疗室迷路及防护门外。     

非人类物种辐射剂量估算中剂量转换因子分析

剂量转换因子是辐射剂量估算中的基础和重要部分之一.本文介绍了非人类物种剂量转换因子计算的剂量学模型、主要假设条件和计算方法,并对辐射剂量估算的整体模型和简化解剖学模型中剂量转换因子进行了比较和实用性分析.     

瓦里安扩充型动态楔形板的蒙特卡罗模拟与验证

基于蒙特卡罗方法模拟Varian直线加速器扩充型动态楔形板,建立动态楔形板的质量保证新工具。使用BEAMnrc的DYNJAWS组件模拟动态楔形板,建立加速器源模型,用DOSXYZnrc程序计算体模内的深度剂量和离轴剂量,获得不同角度楔形板的楔形因子和离轴剂量分布曲线,与相同条件的测量结果进行对比,验证动态楔形板模型的精确性。蒙特卡罗模拟结果与测量结果取得了很好的一致,偏差小于2%。表明使用蒙特卡罗程序建立扩充型动态楔形板模型是可行的,能够满足临床应用的质量保证需要。