60Co大型客体辐射成像系统γ检测射线束研究

应用MCNP程序研究了^60Co大型客体辐射成像系统中的检测射线束．本计算模拟实际钻源大小获得了面源条件下距泊不同位置处的射线剂量分布曲线,对近检测面处射线束的强度和分布形状给出详细的计算结果．并由此得出成像系统对被检客体的单次检测剂量。从结果分析,采用该计算模型得到的射线束具有良好的准直效果并满足实际检测的要求。     

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。     

快中子照相样品散射本底及图像特性的Monte Carlo模拟

模拟了14MeV中子在穿透样品后与闪烁体光纤的作用。对每根光纤中的能量沉积进行了计算,并转换成可见光(496nm)光子数在模拟实验中,分析了影响图像质量的因素。首先计算了散射中子本底与闪烁体和样品(聚乙烯)间距的关系。当间距为厘米量级时散射中子本底对图像的影响很小。其次,计算表明系统对样品的甄别厚度与入射中子总数N有关,在一定范围内近似与logN成线性关系。最后,通过模拟结果给出了理想平行中子束入射情况下系统的平面分辨率。     

氮化镓材料中质子输运过程的模拟

对入射能量为50keV~3MeV的质子在氮化镓(GaN)材料中的输运过程进行了Monte-Carlo模拟,得到垂直入射质子在GaN材料中的输运情况、质子与晶格原子作用产生的空位分布特征。模拟结果表明：在厚度固定（3.5μm）的GaN材料中,当入射能量小于300keV时,质子束横向扩展明显,入射离子全部被阻止在材料中;随着入射能量增大,质子束横向扩展减弱,离子穿透几率增大,当能量大于500keV时,入射离子几乎全部从材料中穿出。     

质子放疗过程中射束与人眼体作用的蒙特卡罗模拟计算

选用62MeV质子束,构建了人眼体MCNPX模型,模拟计算了质子束放疗过程中人眼体模型的剂量分布。模拟中考虑了两种情况：1）理想的治疗情况,肿瘤区的剂量值为50.03Gy,在有效的治疗水平上,同时其他组织受量都在可接受的剂量范围内;2）最坏的治疗情况,即模拟病人在放疗期间直视射束时的剂量分布,结果大部分剂量都沉积在了角膜、晶状体和前房,而肿瘤区的剂量为零。计算结果与有关文献报道的结果相吻合,初步证实了MCNPX程序能很好的模拟质子放疗,可用于病人放疗计划,而最坏治疗情况中的模拟结果可用于临床医学事故的剂量重建。     

低能电磁扫描IMRT光子注量分布M-C模拟

电磁扫描调强是用电子笔束轰击离散分布的靶点,产生脉冲化X线光子束,是实现调强放疗的技术方案之一。本文主要是考察当电子加速能量为低中能时,从可产生的光子注量分布的角度,来探讨低能电磁扫描调强技术的可行性。通过Monte Carlo模拟,计算了不同能量的电子笔束轰击靶材料产生的光子笔束注量分布,以确定较优的靶材料及其几何结构。然后计算不同靶点密度下的光子注量分布,确定合适的入射靶点间隔。最后,以两种常规放射治疗最常用的注量分布为例,通过最优化电子笔束强度来获得所要的注量分布。模拟结果表明,通过选用合适的靶材料结构,结合对电子轰击靶点的强度的最优化,可以实现临床要求的常规光子注量分布。     

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。     

大动物模型内的中子剂量分布

计算了在圆柱形狗模型中的中子剂量分布;假定模型主要由 H、C、N 和 O 四种元素组成,单能中子平行束是沿与柱轴垂直方向入射在模型表面上。计算中考虑了弹性散射、非弹性散射、俘获反应和非散射过程。以随机步长跟踪每个入射中子,直至中子的能量小于0.3eV 或者中子跑出该系统为止。低能中子的 N(n,p)C 和 H(n,γ)D 反应的剂量贡献是根据扩散理论处理的。本文给出了单能中子和感生γ射线的剂量-深度分布。计算是用 NPDC 程序——中子在生物组织中的输运程序完成的。     

EAST中性束注入器大厅内辐射剂量计算与测量

利用解析方法对EAST大功率中性束注入器充氢运行时实验大厅内6个关键点的辐射剂量进行了理论计算,并利用光致光剂量计(OSL)对这些位置点进行了辐射剂量测量。理论计算和OSL测量结果表明:理论计算结果与实验测量结果具有一定吻合度。同时还表明:EAST中性束注入器现有的防护装置满足实验运行时辐射防护要求。     

液体化学剂量计测定电子束吸收剂量

用重铬酸钾（银）和硫酸高铈－硫酸铈剂量计对电子束（能量１－１５ＭｅＶ）的水中吸收剂量进行了测量，其剂量响应线性良好，准确度高，测量的扩展不确定度为４．８％（Ｋ＝２）。针对电子束吸收剂量测量的特点，特别设计加工了硬币型聚苯乙烯制容器。根据深度剂量分布曲线，计算了吸收介质中某一深度处的吸收剂量，并通过射程法的计算，对电子束最可几能量进行了估计。     

Depth Smoothing of the Dose under Irradiation by Electrons

Irradiation uniformity is an important problem in radiation technology employing electron beams. One variant of a solution of this problem is the use of filters partially covering the primary beam. A method for optimizing the filter parameters is presented; the method used is the modern certified code package PENELOPE. The influence of filter material on the radiation utilization coefficient of a linear electron accelerator is investigated. For processing of polyethylene with a 6 MeV electron beam, filter parameters giving a high uniformity of the depth distribution of the absorbed dose in the material are obtained.     

新型平板电离室的研制与初步测试北大核心CSCD

研制一款同时测量质子束流与剂量的平板电离室。利用基于有限元分析的Ansys模拟软件和Geant4蒙特卡罗软件对电离室电场分布、等效水厚度、不同能量质子束穿过电离室后的横向散射等参数进行模拟,进而优化电离室结构。并利用YXLON 450 kV X射线管、6 MeV脉冲加速器与北京大学串列加速器对电离室进行初步测试,电离室运行稳定,射线位置二维分布信息采集准确,性能良好。     

批制辐射变色薄膜剂量计的研究

叙述了以尼龙为基材、六羟基乙基副品红氰化物(HPR-CN)为染料的辐射变色薄膜剂量计的配方研究及其剂量学性能测试结果。研制的、可批量生产的辐射变色薄膜剂量计具有较好的剂量学性能。剂量计厚度约60μm,剂量计尺寸可根据需要进行裁剪,它尤其适用于低能电子束吸收剂量、电子加速器场分布以及深度剂量分布的测定,并可被广泛地用于辐射加工中的中、高水平剂量测量和能量测量中。对自制的、批量生产的辐射变色薄膜剂量计的性能与美国远西技术公司生产的FWT-60辐射变色薄膜剂量计的性能进行了比较。     

HIRFL-CSR电子冷却装置电子枪的参数测试

在用实心电子束对离子进行冷却过程中，束流累积会增强电子离子重组概率和空间电荷效应而引起束流损失。针对这个问题，HIRFL-CSR电子冷却装置采用了一种能够产生从实心到空心电子束且电子束密度连续可调的特殊电子枪设计。本文介绍电子枪的结构及工作特点，给出一些主要参数的实验结果，并通过理论计算分析了用空心电子束进行冷却的优点。      

电子束在硅中的能量损耗

利用矩法对能量从0.5～8 MeV的电子束在硅中的能量损耗分布作了理论计算。并对相应的轫致辐射能损分布作了近似计算。得到了硅中吸收剂量对深度的分布。     

A Simple Calculation for Air-Scattered Gamma-Rays

A simple formula for air-scattered γ-rays is proposed. The proposed formula is derived using a single-scattering approximation, with exponential attenuation and buildup factor for scattered γ-ray energy. The results of calculation obtained with the formula are compared with those by Monte Carlo method, and by single-scattering calculation without exponential attenuation and buildup, for line beams of mono-energetic γ-rays emitted from a point source.

For higher energies, the air-scattered flux and dose rate given by this simple approximation agree fairly well with the Monte Carlo calculations at all beam angles and source-detector distances. The accuracy is within about 10%.

The flux and dose rate for γ-rays emitted isotropically from the point source have also been calculated, and are presented as a function of distance.     

辐射变色薄膜电子高剂量计的一般特性

研究了PC-85辐射变色薄膜测量电子吸收剂量的一般特性。测定了光吸收谱,光密度变化与膜厚度呈线性关系的范围,单位厚度的本底光密度分布,测量电子剂量的分散性,存放时环境因素对本底和照后光密度的影响,响应充分建立所需条件及光照效应等。该剂量计特别适合于辐射加工中的剂量测量。     

A genetic algorithm used for the intensity level discretization in MLC leaf sequencing for step and shoot IMRT

The inverse planning for a step-and-shoot plan in intensity-modulated radiotherapy （IMRT） is usually a multiple step process. Before being converted into the MLC segments, the optimum intensity profiles of beams, which are generated by an optimization algorithm, shall be discretized into a few intensity levels. The discretization process of the optimum intensity profiles can induce deviations in the final dose distribution from the original optimum dose distribution. This paper describes a genetic algorithm for the discretization of given optimum intensity profiles. The algorithm minimizes an objective function written in terms of the intensity levels. Both the dose-based objective function, which is defined by the deviation between the dose distributions before and after the discretization, and the intensity-based objective function, which is defined by the deviation between the optimum intensity profiles and the discretization intensity profiles, have been adopted. To evaluate this algorithm, a series of simulation calculations had been carried out using the present algorithm, the even-spaced discretization and the k-means clustering algorithm respectively. By comparing the resultant discretization-induced deviations （D!Ds） in intensity profiles and in dose distributions, we have found that the genetic algorithm induced less DIDs in comparison with that induced in the even-spaced discretization or the k-means clustering algorithm. Additionally, it has been found that the DIDs created in the genetic algorithm correlate with the complexity of the intensity profiles that is measured by the ＂fluence map complexity＂.     

Relations Between the Effective Dose and the Indications of an Individual Dosimeter in Anisotropic Photon Fields

The effective dose, the personal dose equivalent, and the indications of an individual dosimeter are calculated, using the ROBOT computer program (Monte Carlo method), for the conditions of irradiation of an anthropomorphic heterogeneous ICRP phantom with wide beams of 40 keV–11 MeV photons for all solid angles. In anisotropic photon fields, the dosimeter indications satisfactorily estimate the personal dose equivalent. The dependence of the ratio of the effective dose to the indications of an individual dosimeter on the irradiation conditions is analyzed. It is noted that the individual dosimeter indications are not conservative when the phantom is irradiated from the back half-space. It is shown that for wide photon beams the ratio of the effective dose to the dosimeter indications determined neglecting the scattering of radiation inside the working room is an upper limit of the indicated ratio calculated taking scattering into account.