复合型种子源~(125)I-~(103)Pd剂量场分布的蒙特卡罗模拟与实验测定

在相同参数条件下,使用MCNP5、EGSnrc两种蒙特卡罗方法模拟和实验测定~(125)Ⅰ-~(103)Pd复合种子源剂量场分布情况,实验中采用LiF热释光剂量片(GR-200)记录吸收剂量,有机玻璃为组织等效材料。通过与实验结果比较,两种程序在模拟粒子输运方法、几何描述、材料截面数据等方面结果不同,但是两种程序计算结果与实验符合较好。结果表明,MCNP5和EGSnrc可准确计算种子源剂量场分布。EGSnrc得到的剂量数据更加准确。     

60Co辐照装置剂量场均匀性的优化设计

采用蒙特卡罗方法和MATLAB(Matrix Laboratory)程序对由576根钴源构成的辐照装置中剂量场均匀性进行优化设计.首先将程序计算结果与实验测量进行比较,接着对程序设置3200个计算点计算了辐照装置的剂量场分布;剂量场均匀性计算中,不断地改变钴源棒位置并不断计算空间平面剂量场.计算结果发现,程序计算值与实验测量值较为一致,经调整后装置的空间剂量均匀度显著提高,使得辐照装置的能量使用率大大提高.     

大亚湾地区建筑物辐射屏蔽因子的计算

采用点核积分技术计算了大亚湾地区建筑物对平面沉积源及飘过烟羽的屏蔽因子。计算中考虑了地面沉积源、外墙沉积源及屋顶沉积源对室内参考点剂量的贡献,还考虑了用0.5 MeV,0.75MeV和1.25 MeV三组能量光子分别代表软、中、硬三类光子。计算结果给出了一层、二层、新式三层及大型办公楼房对平面沉积源的屏蔽因子推荐值分别为0.22,0.15,0.10和0.03,对飘过烟羽的屏蔽因子推荐值分别为0.16,0.10,0.08和0.03。最后采用蒙特卡罗方法作了比较计算,并对外墙厚度、窗户面积比例及γ光子能量对屏蔽因子值的影响进行了讨论。     

125I种子源的剂量场分布研究

参考美国医学物理家协会工作组TG-43号报告提供的方法,计算了125I种子源体内近程治疗源吸收剂量及其剂量场分布,同时用自显影方法实际测量了125I种子源剂量分布。理论计算和实际测量结果均表明,125I种子源剂量集中在近距离范围内,剂量在1 cm距离内衰减很快。     

125I种子源的剂量场分布

摘要：用美国医学物理家协会工作组43号报告（AAPM TG №43）方法计算了125I种子源体内近程治疗源吸收剂量及其 剂量场分布，并用热释光剂量计（TLD）测定了125I种子源剂量场分布。理论计算和实际测量结果均表明，种子源剂量随距离呈指数衰减，而且在10 mm内衰减很快，说明种子源剂量基本集中在近距离范围内。     

肺密度变化对组织吸收剂量影响的模拟研究北大核心CSCD

为探究由呼吸运动引起的肺组织物理特性变化对肺组织及肿瘤组织吸收剂量的影响,基于蒙特卡罗方法进行模拟计算,使用EGSnrc(electron gamma shower software toolkit)程序将收集的不同密度肺组织数据转换成对应模体材料,建立不同呼吸状态下的组织模型,计算在不同射野照射下的百分深度剂量与离轴比差异,并探讨对目前常见照射技术的影响。结果表明,射野越小不同呼吸状态下组织吸收剂量差异越明显,在10 cm×10 cm射野下肺组织模体吸收剂量无明显差异,肿瘤模体吸收剂量最大降低3.86%;当射野小于5 cm×5 cm时上游肺组织模体吸收剂量随深度增加呈先增大后减小的趋势;在1 cm×1 cm时肺组织体膜吸收剂量差异最大达46.87%,肿瘤模体吸收剂量在1 cm×1 cm时差异最大达6.97%。同时在小野照射下低密度组织中存在明显的电子不平衡现象。在三维适形技术下呼吸运动引发的组织剂量差异小于调强及立体定向放射治疗,在呼吸门控技术下临床医生可结合TPS(treatment planning system)算法在吸气末进行靶区勾画,可降低正常肺组织剂量同时提高靶区剂量。     

NaI(Tl)晶体对γ射线响应函数的蒙特卡罗计算

本文用蒙特卡罗(Monte Carlo)方法,计算了NaI(Tl)晶体对能量直到25 MeV的γ射线的响应函数、能量沉积谱、探测效率及光电比。探测器可为裸晶体,也可带反射层。γ射线源为点或圆盘源,各向同性发射,放在探测器前方,圆盘中心可偏离探测器轴线。考虑的物理机制较为完善。计算结果与实验和其它计算值符合较好。     

基于DEM的重金属颗粒流靶区输运过程研究

基于固体和液体散裂靶,近期国内外研究学者提出了一种新概念重金属颗粒流散裂靶。加速器驱动次临界系统(ADS)中重金属散裂靶在高能质子轰击作用下,出现能量沉积现象,而这些热量必须进行有效冷却以保证ADS的安全性。本文针对这种新概念颗粒流靶对靶区产生的高额热量的导出效果进行了模拟分析。首先采用蒙特卡罗程序计算450 Me V质子束轰击钨靶后能量沉积的空间分布,并将此作为颗粒流的体热源输入,基于计算流体力学-离散单元法(CFD-DEM)耦合方法对ADS靶区两种不同直径颗粒流的输运过程进行了模拟研究。结果表明,随颗粒直径的减小,靶区内温度分布更为均匀,颗粒流的流动特性更接近流体,颗粒导热性能增强;颗粒流靶中热应力可局限在单个颗粒内部而承受更高的能量沉积,具有更高的安全限值以及更广阔的应用前景。     

^60Co远程治疗机剂量场分布的蒙特卡罗计算

基于^60Co放射源的远程治疗机是常用的放疗设备。对治疗机的靶区做精确的剂量计算有助于确保放疗质量。现今放疗设备剂量分布的计算基本是以半经验解析方法为主，而半经验解析方法的适用范围是有限的，用蒙特卡罗方法可很好地克服以上缺陷，因此有必要对蒙特卡罗方法在放射医学领域中的应用作进一步研究，建立一种更为准确和实用的剂量场分布的计算方法。     

广东大亚湾核电站周围建筑物辐射屏蔽因子的计算

采用点核积分方法计算了广东大亚湾核电站周围建筑物对地面沉积源的屏蔽因子，计算中考虑了地面沉积源，外墙沉积源及屋顶沉积源对室内计算点剂量的贡献，还考虑了用0．5MeV,0.75MeV,1.25MeV三组能量光子分别代表软、中、硬三类光子，计算结果给出了一层尖顶建筑物，老式二层楼房，新式三层楼房和多层大型办公楼房对平面沉积源的屏蔽因子推荐值分别为0．22，0．15，0．10和0．03，文中对外墙厚度，门窗面积与外墙总面积之比较及光子能量对屏蔽因子的影响进行了讨论。     

三维辐射场快速计算软件系统开发

正基于蒙卡-点核耦合的计算方案,建立了1套三维辐射场快速计算系统。此计算软件系统集成了蒙特卡罗方法和点核积分方法各自的优点,既可处理复杂的源项和几何结构,又可同时计算大空间厚屏蔽体的剂量场分布。表1列出了各种计算方法的优缺点比较。本文开发的三维辐射场快速计算系统可处理非均匀分布的源项、不对称的几何,并考虑了墙体散射的影响。同时,耦合程序的计算结果精度不受系统大小的影响,也适用于厚屏蔽体的计算,比单纯的蒙特卡罗计算节约了大量的时间。     

β辐射剂量转换因子H‘（0.07）Da的蒙特卡罗计算

本文从 ICRU39号报告关于定向剂量当量的定义出发,编制了计算~(90)Sr-~(90)Y 源β辐射场中某一点处的定向剂量当量 H′(0.07)与该点处无受体时空气吸收剂量 D_a 间的转换因子的蒙卡程序。在 VAX-Ⅱ/785型计算机上运行该程序,给出了该转换因子的理论计算值。计算值与联邦德国技术物理研究院(PTB)所给的实验值基本相符。     

LiD中子物理蒙特卡罗模拟计算

本工作旨在模拟计算处于反应堆堆芯适当位置的杯形LiD靶室经热中子辐照后在腔室中形成的能量约为14MeV的中子场。通过采用蒙特卡罗多分支方法模拟中子-氚的联合输运过程,得到了腔室中的中子通量、能谱以及LiD靶室行处的沉积能量。 对于带有H2O反射层的装置,计算该层内的各区中子通量。经过比对,计算结果与实验数     

15 MeV～3 GeV电子加速器90°方向光子源项研究

韧致辐射光子是电子加速器屏蔽设计中的重要源项。为研究90°方向光子源项特征以及靶体半径和厚度对90°方向光子源项的影响,采用蒙特卡罗程序MCNPX27对15 MeV～3 GeV电子束轰击铁靶后的辐射源项进行计算。分析了90°方向光子辐射剂量、光子能谱等源项随靶厚度和半径的变化。通过与0°方向光子源项以及靶体内级联电子沉积能量进行对比,进一步分析了90°方向的光子源项特点。结果表明,90°方向光子能量主要集中在10 MeV以内,光子能谱形状与入射电子能量关系较小。受级联电子在靶内能量沉积程度及靶体对光子自吸收的共同影响,靶体半径和厚度是影响90°方向光子源项的重要因素。在电子加速器的屏蔽设计中应考虑靶体尺寸差异所带来的影响,同时建议针对束流90°方向和0°方向光子源项的差异,对加速器辐射屏蔽和防护进行优化设计。     

基于蒙特卡罗方法对光子束剂量沉积核的研究

用蒙特卡罗的程序BEAMnrc模拟西门子加速器6 MV光子束,由BEAMdp子程序分析得到不同射野的能谱分布和平均能量,并建立相应模拟源(能谱源与单能源),由DOSXYZnrc子程序使用模拟源笔形束,在标准水模体中计算最大剂量深度处的剂量沉积核,以比较不同源对剂量沉积的影响。结果表明,不同射野下获得的能谱源对剂量沉积的差异较小,最大百分剂量差1.47%;使用平均能量的单能源剂量差别较大,最大达6.28%。而对于利用同一射野下能谱源和单能源计算的剂量核进行比较,最大百分剂量差在9%以上,甚至达到13.2%。由此可见,剂量沉积核具有光子能量依赖性,由于加速器产生的光子束是具有能谱分布的,只利用某一单能源来进行剂量计算会造成较大的误差,使用能谱源计算剂量沉积核会更为准确。     

四路并联二极管辐射X射线场参数计算

利用二极管的电压、电流计算了发射电子束能谱参数,建立了四路并联二极管阳极靶蒙特卡罗粒子输运计算模型,给出了辐射X射线场参数;将四路并联二极管的每个二极管划分为若干小单元,将其作为点源,采用数值积分的方法计算了辐射X射线剂量分布,并分析了空间不同位置处每路二极管对剂量的贡献。结果表明:真空中,距离四路并联二极管阳极靶5cm位置处,X射线注量为3.55mJ/cm2,光子平均能量为62.18keV,120keV以下的光子占辐射X射线谱总能量的81.84%,电子束转换效率为0.30%;在2 700cm2范围内,中轴线和对角线上的剂量均匀性分别为3.20和6.31;在2 000cm2范围内,中轴线和对角线上的剂量均匀性均小于2。     

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。     

利用EGS4计算固体电离室的吸收剂量与光子注量的转换因子

利用蒙特卡罗程序EGS4,针对几种特定的γ光子谱,计算了特定形状的LiF固体电离室中空腔辐射敏感元件LiFTLD的吸收剂量-光子注量转换因子;计算结果表明,该转换因子的不确定度主要取决于谱的不确定度;通过对单能光子源的蒙特卡罗计算结果与解析公式计算结果的比较,证明该方法是可靠的,是目前解决此类问题的有效而可行的途径。     

中能质子散裂中子源核子发射与能量沉积的计算(英文)

给出了用蒙特卡罗方法计算中能质子打在重核靶上产生的散裂中子源的物理图象、计算公式及所用核数据的来源,并对能量为800,1000,1500,2000MeV的质子打在~(186)W,~(208)Pb,~(232)Th,~(238)U靶上所产生的散裂中子源的中子数、能谱、空间分布、方向分布等进行了计算和分析。在计算中近似考虑了能量守恒,对于核反应结合能、原子核激发能及裂变能根据质量改变进行了计算,所给出的靶内沉积的电离能、原子核反冲能、裂变碎片能为研究靶的冷却问题提供了物理基础。     

女性蹲姿曲面模型光子外照射剂量研究

基于中国女性参考人曲面模型建立女性蹲姿曲面模型,采用蒙特卡罗方法,针对6种标准光子外照射几何,计算光子能量0.01～10 MeV范围内21个能量点的器官吸收剂量转换系数和有效剂量转换系数,并与直立姿势的剂量数据进行了对比。结果表明:两种姿势中某些器官的吸收剂量转换系数在前后、后前以及侧向照射方式下差异较大。其中,后前照射方式下,光子能量为0.03 MeV时,乳腺的吸收剂量转换系数比直立姿势高115.1%。在不同照射方式下,大部分能量点的有效剂量转换系数的差异在10%范围内。转换系数的差异主要是由于胳膊和腿位置的改变,以及蹲姿时因身体前倾造成器官在照射方向上厚度发生改变而产生的。