多通道平行束准直器灵敏度补偿性能

点源扩展函数PSF作为SPECT成像的一个重要参考,反映出相应准直器灵敏度和空间分辨率等的特性。本文在多通道平行束准直器MPB的几何框架下进行物理模型构建,解释了由探测器晶体厚度引起的PSF变化以及基于该变化进行的公式修正,指出了不利的因素,其结果与蒙特卡罗模拟基本吻合。在PSF基础上,结合蒙特卡洛模拟,指出了在准直器的拉伸过程中,斜平行束部分OPB的灵敏度变化特性和对准直器的补偿作用;通过两点源逐渐接近的过程,并与高灵敏度平行束准直器HSPB对比,指出MPB准直器在保持高灵敏度下,还能有高空间分辨率的原理,提出了一种设计高灵敏度和高空间分辨率准直器的方法。     

MC法模拟多路平行束准直器对比度

采用MC法模拟设计了用于SPECT成像的多路平行束(MPB)准直器,将MPB系统重建的模具图像与平行束(PB)系统重建图像进行对比。用OS-EM迭代算法重建图像并计算对比度、信噪比、归一化标准偏差三个指标用于评价图像质量。结果表明:随着迭代次数增加,MPB系统重建图像中热源的对比度高于PB系统,对于小半径热源这个差值更明显,但是冷源的对比度低于PB系统;两个系统有可比较的重建图像收敛速度,随着迭代次数增加,MPB系统的噪声特性略差于PB系统。     

γ相机准直器的质量指标对比研究

对比研究γ相机准直器的3个主要质量指标对评价和检测准直器质量的价值。用同型号低能通用低能高分辨平行孔准直器4只,参照NEMA标准（1994）,分别测试各准直器的系统均匀性,同时测试系统空间分辨率及灵敏度,对测试结果进行比较和分析。结果表明,同型号准直器的系统空间分辨率与灵敏度两项指标基本接近,而均匀性指标存在较大差异（当部分准直器存在质量问题时）。其中系统积分和微分均匀性分别超过6％和3％的3只准直器被证实存在质量问题。说明系统均匀性定量和定性地反映准直器的性能,是反映准直器质量问题的最基本和最有效指标。     

放射性废物桶γ检测探测器准直器模拟设计

介绍了在放射性废物桶γ检测中基于MC模拟的阵列探测器准直器的设计。利用MCNP程序建立探测系统模型,计算了在圆形、方形、菱形准直孔,以及铅、钨、不锈钢准直材料条件下,碲锌镉探测器对体源和点源的探测效率,分析了准直器形状和材料对探测效率的影响。结果表明:相比方形和菱形准直孔,圆形准直孔的探测效率相对较高;相比铅和钨,不锈钢准直时出现多路射线干扰,且铅和钨的准直效果相当。     

中子Soller准直器摇动曲线的蒙特卡罗模拟和分析

中子Soller准直器是中子散射谱仪一种常用部件,主要用于限制中子束流的发散度,提高中子谱仪的分辨率。准直器的准直角是描述其性能的一项重要技术指标,通过摇动曲线的实验测量获得。本文基于实验测量需求和方法,利用中子射线追踪模拟蒙特卡罗程序McStas对中子Soller准直器摇动曲线实验测量过程进行了蒙特卡罗模拟计算,并对计算结果进行实验对比和解析分析。分析结果表明,模拟计算、实验数据和理论解析三者符合较好,验证了模拟方法的可行性。通过多方法结合来研究摇动曲线,可提高测量分析结果的可靠性,类似的方法也可扩展应用于其他中子光学部件的测试分析。     

中子照相多路准直器优化设计与应用

设计了一种多路准直器用于消除中子照相中的散射中子,利用MCNP5对准直器的中子吸收材料、长度进行了优化设计,利用该准直器对不同厚度的水层样品在不同样品探测器距离下进行了中子照相的MC模拟计算。计算结果表明选用25μm的Gd作为准直器的中子吸收涂层,准直器长度为1cm时可消除98%的散射中子,使用该准直器可以有效提高中子照相定量分析的精度。     

用系统均匀性检测准直器质量

目的;用系统均匀性指标检测准直器的质量。材料和方法：同型号低能通用及同型号低能高分辨平行孔准直器各4只,用NEMA标准（1994）中固有泛源均匀性的方法分别测试带准直器的系统均匀性,同时测试系统空间分辨率及灵敏度,对测试结果进行比较和分析,结果：同一型号准直器的系统空间分辨率与灵敏度两项指标基本接近,而均匀性指标存在较大差异（当部分准直器存在质量问题时）,其中系统积分和微分均匀性分别超过6%和3%的3只准直器被证实存在质量问题,结论：均匀性测试定量和定性地反映准直器的性能。能有效地反映准直器的质量问题。     

脉冲中子测量中的准直器设计

为满足脉冲中子探测系统对辐射屏蔽的要求,在利用MCNP程序模拟计算准直孔分别为圆柱形直孔和锥形孔的屏蔽效果基础上,设计了圆柱形直孔+锥形孔的准直器结构,准直器采用铁35cm厚+聚乙烯20 cm厚+铅15 cm厚的组合材料。理论计算表明:该准直器用于反冲质子探测系统时,探测系统输出信号与干扰信号的比值大于10。     

NaI探测器搜寻γ源定位准直器模拟设计

为尽快搜寻丢失的γ放射源,模拟设计了用NaI探测器确定γ源方位的铅准直定位装置。设计针对铅准直NaI探测器,运用MCNP软件模拟定位γ源。模拟结果表明,设计的铅准直NaI探测器能够识别γ射线的方向,且角度分辨率高,放射源模拟定位的偏差小,在多个放射源形成的辐射场中能对各个放射源进行定位。     

蒙特卡罗模拟机架和多叶准直器误差对旋转放疗剂量的影响

研究在常规直线加速器实施快速旋转调强放疗(IMAT)治疗过程中,内置多叶准直器(MLCs)和机架旋转误差对放疗剂量的影响。随机选择7例脑胶质瘤患者,并在常规直线加速器Varian 23EX上设计IMAT计划,对MLCs和机架分别引入不同大小误差。通过不一致指数和剂量体积直方图(DVH)评估引入误差对IMAT放疗临床剂量的影响。对于单侧MLCs随机误差,当MLCs随机误差达2 mm时计划靶体积平均剂量(PTV-D_mean)增加了约2.7%。当MLCs一侧外扩MLC-1 mm、MLC-2 mm、MLC-rnd时导致其PTV-D_mean平均偏差分别为1.12%、2.15%和1.15%,晶体的平均剂量偏差分别为5.25%、9.97%和5.49%。对于MLC两组叶片分别偏移±2 mm时导致PTV平均剂量的最大偏差为0.8%,晶体和脑干的最大剂量和平均剂量分别增加了11.4%、15.8%和1.99%、1.07%。引入机架角度误差,计划靶体积最小剂量(PTV-D_min)和PTV-D_mean最大剂量分别降低了2.7...     

蒙特卡罗方法在Soller中子狭缝准直器优化设计中的应用

Soller型中子狭缝准直器是中子散射谱仪部件之一，用来对中子束流进行准直。准直器的设计不仅需要对吸收材料进行选择，吸收材料的厚度选择也很重要。准直器的透射率和空间的限制对准直器的长度提出要求。应用以蒙特卡罗方法为基础的模拟计算对准直器进行优化设计是一种新的尝试。采用MCNP程序对准直器的长度和吸收片厚度进行了模拟优化设计，并对计算结果进行了评定。     

断层屏蔽SPECT角度函数的讨论

断层屏蔽SPECT中角度函数的引入,使探测器收集到的粒子计数在不同的角度表现出有极大值,该极大值随点源的位置而变化,它包含了丰富的信息.论文在点源/均匀圆柱体水模型下推导了极大值出现的方程,并用数值计算和蒙特卡洛模拟进行了分析和讨论.     

Development of a Small-Aperture Slit System for a High Collimator Ratio at the Thermal Neutron Radiography Facility in JRR-3

A small-aperture slit system has been developed and installed to enhance the collimator ratio (“L/D”) of the thermal neutron radiography facility (TNRF) in JRR-3. The degree of unsharpness on neutron images is reduced by increasing the L/D. The small-aperture slit system increased the L/D by creating a small aperture size (“D”). Image sharpness improved when the aperture size was reduced to below 10mm by 10mm in the TNRF. On the other hand, there was almost no difference in unsharpness on images obtained above 10mm by 10mm in aperture size. These results indicate that an aperture size of less than 10mm by 10mm should be used for high-spatial-resolution imaging at the TNRF. The beam area of the small-aperture slits was relatively small in comparison with that of a conventional large collimator, though gradually increasing with increasing aperture size. Even with an aperture size of 5mm by 5 mm, the practical beam area for imaging examinations corresponded to around 25mm by 20 mm, which is enough area to carry out high-spatial-resolution imaging.     

探伤加速器可调准直器的设计

本文基于6 MeV探伤加速器设计了照射野可调准直器,其主要由4个具有2自由度的准直块首尾交错布置而成,准直块采用厚43 mm的钨镍铁对无用X射线进行屏蔽。通过控制准直块纵向和横向驱动电机实现准直器开口自动调节,从而实现X射线照射野的自动调节,以满足工业探伤和工业CT对X射线源不同照射野的需求。准直块采用交错式设计实现了准直块排布在同一平面,使准直器结构紧凑,并有效减小了X射线的漏射。     

高分辨micro-SPECT成像系统针孔准直器的优化设计

为了最大限度地减少γ射线在针孔准直器上的透射和散射效应,采用蒙特卡罗方法对单光子发射计算机断层(SPECT)成像系统使用的针孔准直器进行优化.模拟计算结果与实验测试得到的系统灵敏度和空间分辨率曲线相符,达到了高分辨小动物成像的要求.     

区域γ辐射定向监测仪准直器的设计

为区域γ辐射分布定向监测实验相机系统设计了一个针孔准直器。应用针孔准直器的解析公式,根据探测器内在分辨率和实验相机系统的预期分辨率,考虑探测器尺寸,确定了相机的焦距及准直器的张角;然后根据预期角分辨率计算有效孔径,得出孔径和孔深的范围;再利用蒙特卡罗方法模拟面源入射,在各种孔径和孔深组合中,挑选出透射和散射光子份额最小的组为最优组,对应孔径和孔深参数即为最优参数。