CT图像的体元大小对EGSnrc蒙特卡罗剂量计算的影响

目前的放射治疗计划系统采用经验或半经验常规剂量算法,计算得到的剂量分布不够精确,而蒙特卡罗剂量算法是一种精确的剂量计算方法,但其计算时间冗长问题最终影响临床的应用.本文基于一例病人头部电子计算机体层成像(Computer Tomography,CT)数据,应用EGSnrc(Electron Gamma Shower NRC,EGSnrc)蒙特卡罗程序,研究不同体元大小对剂量分布计算精度和计算时间等的影响.     

核医学治疗中患者的体素级剂量计算

核医学治疗中为了制定合理的治疗方案需要对患者进行个体化剂量评估。本研究通过计算患者的体素级剂量分布，对分化型甲状腺癌患者的¹³¹I SPECT图像及CT图像进行了精准定量分析，利用体素S因子方法、直接蒙特卡罗方法和GPU蒙特卡罗方法计算了核医学患者体素级剂量分布。体素S因子方法相比于蒙特卡罗方法，在上呼吸道内部、肺部、骨骼等与水密度差异大的位置表现出剂量结果的差异，在肺和骨骼的最大差异达到40%,且在组织的交界处差异明显，在距离源分布较远位置的剂量相对于蒙特卡罗结果有一定低估。GPU蒙特卡罗方法与直接蒙特卡罗方法计算结果一致，并实现了400倍的加速比。综上所述，体素级剂量计算能获得亚器官区域和肿瘤区域的剂量不均匀分布，直接蒙特卡罗方法相比于体素S因子方法能够实现更精确的剂量计算，GPU程序能有效加速蒙特卡罗计算。     

放疗中二维平板电离室阵列所测剂量的空间映射研究

二维平板电离室阵列常用于临床放疗的剂量分布探测,其所测剂量实际对应的空间位置（即有效测量点或剂量-空间位置对应关系）是精确放疗中需研究的重要问题。本文采用蒙特卡罗方法研究了用于放疗剂量分布监测的二维平板电离室阵列的有效测量点位置及其随电离室的空腔直径、空腔厚度和射线能量等的变化规律。先用蒙特卡罗模拟得到水模体在MeV级光子束辐照下射野中心轴上的剂量曲线,再在相同条件下模拟获得二维平板电离室阵列测得的剂量曲线,然后通过相关性分析,得到有效测量点。结果表明,用于放疗的二维平板电离室阵列的有效测量点相对于前表面中心有一小于1 mm的偏移;该偏移量随电离室空腔厚度、射线能量的增加而增加,随电离室空腔直径的增加而减小。     

蒙特卡罗模拟法在辐射剂量计算上的应用

蒙特卡罗模拟为计算为不同辐射在观察点处产生的辐射剂量提供了有效的方法，本文介绍了ＩＴＳ和ＭＣＮＰ两个有用的蒙特卡罗软件，并用其计算了＾６０Ｃｏ的β和γ射线以及＾２４０Ｐｕ的中子射线在一定模拟条件下的剂分布。     

高剂量率铱-192微型源在水模中的剂量分布计算

根据核通公司提供的高剂量率(HDR)微型铱源(Ir-192)的结构,计算其在水模体中的剂量分布情况,为后装治疗中的物理剂量优化提供数据.方法是采用蒙特卡罗程序(EGSnrc)计算源中垂轴上(径向)的剂量分布和中心轴方向紧靠不锈钢外壳处的剂量分布.计算结果表明源中垂轴上剂量随离轴距离的增加递减,中垂轴外的剂量分布呈各项异性,不锈钢外壳对剂量计算的影响可以忽略.     

60Co γ射线在Au/Al界面剂量分布测量及其蒙特卡罗模拟

研究了高原子序数材料金与铝交界时60Coγ射线入射产生的剂量深度分布。用电离室测量了Au/Al界面剂量梯度分布,并且用蒙特卡罗方法对界面附近的剂量梯度分布进行了计算,得到了与实验符合较好的结果。采用的实验测试及理论模拟方法为研究γ射线剂量增强提供了手段。     

^60Coγ射线在Au／Al界面剂量分布测量及其蒙特卡罗模拟

研究了高原子序数材料金与铝交界时^60Coγ射线入射产生的剂量深度分布。用电离室测量了Au/Al界面剂量梯度分布，并且用蒙特卡罗方法对界面附近的剂量梯度分布进行了计算，得到了与实验符合较好的结果。采用的实验覆试及理论模拟方法为研究γ射线剂量增强提供了手段。     

西安脉冲堆放射性实验物品暂存库剂量场计算

利用γ射线屏蔽计算公式和蒙特卡罗程序分别对暂存库屏蔽厚度和库内剂量情况进行了计算,结合Matlab软件对计算结果进行了分析和处理,得到了放射性实验物暂存库内剂量场分布和剂量等势线,为废物暂存库的使用提供了参考。     

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。     

利用蒙特卡罗程序EGSnrc实现电子束辐照剂量分布的计算和电子束辐射加工工艺的优化

利用蒙特卡罗程序EGS4的最新版本EGSnrc，在Linux操作系统平台上计算了在1．5－3．0MeV能量范围内电子在聚乙烯材料和水中的剂量深度分布；比较了在两种不同厚度的聚乙烯板的底部加上不同材料（铝、铜、铅）衬底情况下剂量深度分布的变化；计算了电子束在入射到聚乙烯材料之前经过的空气层的厚度对剂量损失的影响及不同电子束射野大小对剂量分布的影响。计算的结果以绝对剂量的形式给出，误差在2％以内。该方法是优化电子束辐射加工工艺的一种实用、高效的理论估算方法。     

基于CT数据的MCNP个体化体模的获取及应用

CT数据既是开展肿瘤精确放射治疗的基本数据,也是利用蒙特卡罗方法开展个体化剂量分布计算的主要数据。通过提取CT数据中的像素信息,进而转化为对应组织材料信息,重建得到个体化数字体模。利用所构建的数字体模,作了一些初步应用,结果表明基于CT数据获取的MCNP个体化体模正确,可为放疗计划的评估提供参考依据。     

Pu材料周围中子场的蒙特卡罗计算

运用蒙特卡罗方法计算出特殊形状钚材料近距离的中子的能谱、空间分布,避免了用仪器近距离测量的精度受仪器体积影响较大的不足。同时利用注量-剂量转换因子算出近距离中子剂量,为工作人员的安全提供参考。     

离子法向轰击单元素靶溅射产额的解析估算

给出了计算离子法向轰击单元素靶溅射产额的通用解析公式，将该解析公式估算值、蒙特卡罗模拟值与相应实验数据进行了比较，并用Ｗｉｌｃｏｘｏｎ配对符秩检验法研究了上述结果的显著性差异。     

LSO闪烁晶体探测器能量响应研究

应用蒙特卡罗与解析计算相结合的方法计算了一种LSO闪烁晶体探测器对不同能量中子和γ射线的相结灵敏度，分析了晶体长度对探测器灵敏度和γ／中分子分辨能力的影响，理论计算的灵敏度能量响应曲线与实验标定结果进行了比较，两者趋势基本一致。     

一种就地HPGe γ谱仪校准系数的计算研究

用蒙特卡罗和解析计算相结合的方法,计算研究了一种就地HPGeγ谱仪对土壤中的天然和人工放射性核素的响应问题,考虑实地测量中车辆的影响和土壤中核素的不同分布,得出了谱仪的全能峰计数率与土壤中不同核素比活度间的关系(即校准系数)。     

直角三角形栅格快裂变因子蒙特卡罗计算

决裂变因子在反应堆设计中是一重要的物理参数,由于在快裂变能域中,核反应机制复杂,特别对非均匀介质、复杂几何栅格系统,采用解析方法直接计算决裂变效应是困难的。因此,我们利用了蒙特卡罗方法。本文叙述了蒙特卡罗方法计算快裂变因子的一般处理过程以及相应的计算程序的功能等。     

临床放射生物学的前景

近年来,肿瘤放射治疗的设备进步非常快。自五十年代后,采用高能照射、放射治疗的效果有了显著的提高。尤其是对个别常规X线治疗时代无法治疗的肿瘤开始有了明显的疗效。以设备来说,从常规X线治疗机至~(60)Co远距离治疗机、感应加速器及直线加速器在临床应用的发展是很快的。与此同时,放射物理学为临床放疗学提供了正确的物理基础,能重复放射剂量值和剂量的空间分布这两个方面的可靠依据。尤其近年来电子计算机在放疗上的应用(CT及TPS)使放射治疗的物理因素的精确性达到新的高度,与过去的方     

基于CADMesh的蒙特卡罗自动建模方法及应用

为开展复杂结构场所辐射场蒙特卡罗模拟研究,使用开源的CADMesh接口程序实现一种将三维CAD数据模型导入Geant4的自动建模方法。对某废物处理设施进行自动建模,使用Geant4内建的基于命令的统计功能计算周围剂量当量率分布。将周围剂量当量率分布模拟结果与实际测量结果进行对比,模拟结果在50%误差范围内与实测数据基本符合,初步验证了该自动建模方法的适用性。     

100MeV强流质子回旋加速器主真空室辐射剂量的数值研究

中国原子能科学研究院正在设计研究的100MeV强流质子回旋加速器中真空室内的残余气体和磁场中的洛仑兹剥离将导致部分负氢离子束流损失，并在真空室内产生辐射剂量。本工作采用蒙特卡罗方法模拟计算该加速器运行时真空室外壁上沿圆周方向的辐射剂量分布，计算得出其最大值约为143Sv/h。同时，研究了在加速器停机后真空室内部的剩余辐射剂量场分布及其随时间的衰减规律。      

多种影响因素下的设备易损性计算

抗震裕度评估是核电厂地震安全评估的方法之一,通过地震易损性分析计算高置信度低失效概率的抗震能力值是抗震裕度评估中很重要的一步。本文对于同时受到多种失效模式影响的设备易损性计算进行了研究,讨论了蒙特卡罗抽样方法和拉丁超立方分布抽样方法在设备易损性计算中的应用,对两种抽样方法的计算效率和准确度进行了评价。结果表明,在小样本抽样计算时拉丁超立方抽样方法有更好的计算效率和收敛速度,在1 000次样本数量时,两种抽样方法计算结果均可达到收敛。