医用诊断X射线能谱的MCNP模拟

掌握医用诊断X射线的能谱是开展图像质量和人员所受辐射剂量评估等工作的重要前提。本研究应用MCNP(Monte Carlo N-Particle Transport Code)软件开展医用诊断X射线能谱的计算机蒙特卡罗模拟。构建了X射线机头简化的几何模型,计算管电压为50～150 kVP、总滤过为0.5～5 mm(Al)、阳极角度为6°～14°时,在出来口的X射线能谱结果。同时分析了X射线的阳极脚跟效应特性,并得到含有阳极效应的X射线面源数据文件集,可用于后续应用计算。能谱的模拟计算结果与现有能谱软件结果符合较好,表明通过电子打靶的计算机蒙特卡罗模拟可较准确得到X射线源特征参数,为后续其应用建立了较好的源项基础。     

特征X射线激发效率的蒙特卡罗模拟

针对某一特定元素的特征X射线进行探测,激发源能量的选择是重要指标之一.本文利用蒙特卡罗的MCNP4C程序,研究分析不同能量的激发源对铁、铜、银特征X射线激发效率的影响,并与实测数据进行比较,结果符合实际情况,表明能够利用蒙特卡罗模拟设计最佳特征X射线探测系统.     

X射线荧光分析原级能谱分布的MCNP模拟

X射线荧光分析中,入射激发能谱是影响元素特征荧光强度大小的直接因素。本文使用MCNP程序模拟不同条件下电子打靶后的X射线能谱分布,计算结果能够反映不同条件下特征谱线和连续谱线的特点。模拟能谱数据可用于X射线荧光分析的数据处理。     

大束流场发射阴极X射线管的阳极设计

采用蒙特卡罗软件和有限元分析软件分析了固定阳极X射线管中电子轰击阳极靶的能量沉积和热量传输过程,固定阳极由铜棒和钨片组成。研究了在不同形状、尺寸和占空比的电子束脉冲轰击下,阳极靶面不同厚度的钨片和相邻铜棒的温度上升过程。结果表明,钨片厚度存在最优值,但最优值与具体使用条件相关;在脉冲成像方式下,固定阳极靶能承受更强束流强度的轰击。因此,采用固定阳极靶方案,研制140 kV高压、10 mA以上电流、直径1 mm以下有效焦点的场发射阴极X射线管是可行的。     

过滤X射线参考辐射场特性的蒙特卡罗模拟研究及实验验证

为研究过滤X射线参考辐射场特性,利用蒙特卡罗方法对中国原子能科学研究院计量测试部过滤X射线参考辐射场的原级谱、均匀性及散射辐射进行了模拟,并利用PTW球形电离室进行了实验测量。结果表明,蒙特卡罗模拟结果与实验结果符合较好,验证了所建模型的正确性及蒙特卡罗方法对模拟过滤X射线参考辐射场的有效性,为后续模拟研究工作奠定了基础。     

X光管滤光片效应的蒙特卡罗仿真

在X射线荧光分析中,使用滤光片可有效降低原级光谱本底对待测元素的干扰,提高分析灵敏度。本文采用MCNP5方法仿真X光管滤光片对原级谱线的影响,比较了滤光片对不同能量电子束产生的X射线谱的差异,分析了不同滤光片材料及厚度与X射线原级谱衰减的关系,得到不同滤光片对X射线谱的衰减规律。     

利用LabWindows/CVI实现γ能谱的蒙特卡罗模拟

基于蒙特卡罗模拟思想,利用虚拟仪器开发工具LabWindows/CVI编制软件模拟了γ光子在NaI(T1)闪烁晶体中的输运过程.直接以γ光子在NaI(T1)闪烁晶体中的沉积能量近似对应实际γ能谱仪的脉冲幅度输出,从而得到NaI(T1)探测器中γ射线的响应谱线.结果表明,蒙特卡罗模拟得到的能谱能较好地拟合实验测量得到的能谱.     

X射线横向移动成像法识别土壤中物体的蒙特卡罗模拟

X射线横向移动成像是一种新的散射成像方法,直接利用大面积探测器分开探测单次和多次散射光子强度来识别被覆盖物体的组成类型、尺寸和浅表面缺陷等,法已被用于地雷探测.利用蒙特卡罗模拟软件MCNP5分别模拟了覆盖于土壤中的不同横向面积的铁、TNT以及含空气缺陷的TNT中X光子的散射过程.根据模拟结果分析了两类探测器上散射光子的...     

微型X射线管空气比释动能和能谱的测量

为研究微型X射线管的特性,通过电离室测量光管出射口30 cm远处的空气比释动能,使用高纯锗探测器分别测量了Ag过滤和Cu过滤下的X射线能谱。结果表明,空气比释动能随电流的增加有线性增加的趋势,能谱图明显的观察到银的两个特征X射线。完成了微型X射线管空气比释动能和能谱的测量方法以及实验测量的工作,为微型x射线管下辐射质的建立提够了条件基础。     

γ射线透过率的蒙特卡罗模拟

为验证MCNP程序进行γ射线透过率模拟的准确性,利用MCNP程序模拟了能量分别为2、5、8、10 MeV的γ射线穿过不同厚度的铅和铁后的透过率值。模拟结果表明,利用MCNP程序进行γ射线透过率模拟,与按射线衰减规律的计算值相符。     

微型X射线管金刚石光学窗口性能的模拟研究

以侧窗式微型X射线管为例,采用蒙特卡罗(Monte Carlo)方法,对金刚石光学窗口的最优厚度进行了模拟研究.以管压为50 kV、管电流为1.0 mA的X射线管工况为例的模拟结果表明:增加金刚石窗口厚度,可使银靶的Kα特征X射线有效透射比和峰总比不断提高;在最优厚度为2.0 mm的条件下,高能X射线有效透射比为154...     

蒙特卡罗方法在X射线荧光分析中的一些应用

本文给出了荧光过程的蒙特卡罗模拟,着重考虑了几种散射过程对特征X射线强度的影响。对几 种纯元素,计算了单位辐射下特征X射线的强度,与实验值取得了较好的一致。     

X射线能谱过滤的MC模拟研究

能量低于300 keV且能谱简单的稳定放射性核素较少,作为替代,利用X射线机产生X射线,并经过不同厚度的材料的过滤,可以得到用于对辐射防护仪器进行校准和确定其能量响应和角响应的一系列规定辐射质的参考辐射。由于材料的质量衰减系数与X射线在物质中各种作用过程有关,并强烈的依赖于光子的能量,基于这一物理现象,可以通过X射线在物质中的衰减规律,计算产生规定辐射质的过滤材料的厚度。针对过滤材料的厚度这一问题,本文运用Geant4程序模拟了不同能量的电子打靶,统计韧致辐射的X射线,以获得计算所需X射线能谱,再由文中滤片厚度计算方法,计算产生规定辐射质过滤材料的厚度。模拟计算的结果显示,过滤后的X射线能谱能够很好的满足标准要求,从而验证了能谱过滤的理论计算的合理性。     

新型龙虾眼X射线聚焦结构原理理论模拟

为验证新型龙虾眼X射线聚焦结构聚焦X射线的可行性,对新型龙虾眼X射线聚焦结构的设计进行了研究。应用蒙特卡罗方法模拟了能量约为80 keV的硬X射线照射到不同材料的物体上发生背散射的情形,结果表明,能量高于80 keV的X射线与靶物质相互作用时,大部分光子沿入射方向穿透进去,部分光子与靶物质原子发生光电效应而被吸收,极少部分光子会与靶物质原子发生康普顿背散射;经由不同材料的靶物质背散射的光子能谱可明显区分,经新型龙虾眼X射线聚焦结构汇聚后,能得到相对准确的靶物质材料信息。     

钆示踪中子伽马能谱测井方法的蒙特卡罗模拟

利用蒙特卡罗方法分别模拟砂岩和石灰岩地层渗钆前后的热中子计数及俘获伽马能谱，研究利用渗钆前后的热中子计数率比R及俘获伽马能谱的计数比n(Gd)/n(H)确定饱和度的方法，确定R及n(Gd)/n(H)与孔隙度Φ、渗钆浓度、饱和度和岩性等影响因素的关系。     

利用脉冲中子伽马能谱判断岩性及影响因素的蒙特卡罗模拟

RPM(储层特性监测仪)能够在不同的时间内获取非弹性散射伽马能谱和热中子俘获伽马能谱,对谱数据进行处理获取C/O和地层的宏观吸收截面的同时,也可以利用得到的Si/O和Ca/O以及Si/Fe和Ca/Fe的交会图来判断岩性.通过蒙特卡罗方法模拟在套管井各种地层条件下的非弹和俘获能谱,研究利用交会图判断岩性,并给出饱和度、孔隙度、矿化度、井眼套管、持率、泥质含量等影响因素下的交会图,为利用RPM测井资料获取地层岩性信息及其影响因素提供了理论指导.     

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。