基于EGSnrc仿真的二维空气电离室剂量探测器收集电极影响研究

收集电极是二维空气电离室剂量探测器的重要组成部分,影响剂量测量的准确度。为了研究收集电极对剂量测量的影响规律,采用蒙特卡罗程序EGSnrc,分别在不同射线能量下对不同材质（C、Al、Cu）、不同收集电极厚度（5~70 μm）进行模拟仿真,给出了影响规律的定量分析。结果表明,在工艺允许的情况下,应优先选择C作为收集电极材料;当只能采用Cu作为收集电极材料时,应采用工艺可达的最小厚度,并在使用中进行标定。     

二维电离室阵列探测器的室壁效应研究

由于二维电离室阵列探测器在剂量测量精度、实时性、可重复性上具有优势,其在放射治疗中的应用日益广泛。二维电离室阵列探测器由平行板电离室单元组成的二维平面阵列构成,阵列单元由充空气的腔室（空腔）及其室壁构成。根据空腔理论,空腔中的电离几乎全部由来自室壁的次级电子产生,因此研究室壁效应是提高二维电离室阵列探测器性能与优化其结构设计的重要环节。利用蒙特卡罗方法,分析研究了不同能量的入射光子在不同部位的室壁中产生的次级电子数量随室壁厚度的变化规律。结果表明,进入空腔的大部分次级电子由电离室前壁产生,且随入射光子能量增加,次级电子数达到最大所需的室壁厚度也增加;对于侧壁和后壁,大部分次级电子产生于空腔附近2~3 mm厚的室壁中,且对入射光子能量不敏感。同时还研究了不同探测器结构对各探测单元之间信号串扰的影响。结果表明,串扰程度与侧壁厚度密切相关,且随入射光子能量的增加而增大,而与空腔尺寸的关系不大。研究结果对二维电离室阵列探测器的设计具有重要的指导价值。     

二维阵列电离室探测器数据采集系统设计

介绍了用于对肿瘤放射治疗进行剂量验证的二维阵列电离室探测器的数据采集系统的设计与开发。文章描述了该二维阵列电离室探测器系统的构成以及工作原理,重点讨论了该探测器的数据采集子系统的设计过程,并完成了由前置放大器、前放控制器、数据采集控制器构成的数据采集子系统的开发。用户端可通过TCP/IP方式对探测器系统的参数进行设置,并进行数据高速采集、获取和进一步的处理。     

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。     

二维电离室矩阵不同采样深度对调强验证γ通过率的影响

选取质量保证(QA)计划中MatriXX电离室矩阵不同层面深度剂量与测量层面的剂量对比分析,探讨不同层面深度剂量对γ通过率的影响.选取21例鼻咽癌调强计划,将MatriXX和Miniphantom模体的CT影像导入计划系统作为QA模体.把调强放射治疗计划移植到QA模体重新进行剂量计算,选取从电离室腔顶部到底部5 mm高...     

适用于重离子的二维漂移室

本文介绍了灵敏面积为100×100mm的二维漂移室,使用Th'Cα源,在流动的约5.33kPa的异丁烯气体中对漂移室的性能进行了测试,得到x和y的位置分辨分别为0.96,0.9mm(FwHM)。对8.78 MeV的α粒子,得到能损△E(50kev)分辨率23％。     

基于丝壁电离室的数字化氚在线测量系统的研制

涉氚场所中的氚浓度在线测量是保障工作安全顺利进行的有力条件。针对涉氚场所中氚主要以氚气形式存在的特点,设计并研制了一套数字化氚在线测量系统。该系统采用补正极原理设计了丝壁电离室,消除了氚在进入电离室前产生的电离离子对测量结果的影响;开发了数字化信号处理系统,可自控获取、处理及显示过程中的氚浓度。系统在氚靶生产过程中得以应用,结果表明,丝壁的设计使得电离室室壁氚吸附产生的记忆效应减小到1%以内,系统中的氚浓度能够在线实时准确测量、显示,能很好地满足涉氚场所氚在线测量的要求。     

基于闪烁凝胶的放疗二维剂量验证系统研制及可行性研究

为实现放疗二维剂量验证结果的实时、高分辨获取,基于灌装好的组织等效闪烁凝胶材料和相机等光学元器件搭建了剂量测量系统,并对该系统在IMRT质控剂量验证中的可行性进行实验验证。采用TPS剂量值对放疗均匀射束闪烁凝胶发光图像的像素灰度值进行标定。构建便于分区域对比分析的放疗计划,利用标定系数将凝胶闪烁光分布转换为剂量的二维分布。利用平板电离室对放疗计划进行测量,将凝胶系统与平板电离室的测量结果进行对比。结果显示,凝胶系统的测量分辨率远高于平板电离室;在有效成像区域内,凝胶系统的测量结果与平板电离室测量结果相对误差小于5%。这充分说明基于闪烁凝胶的放疗二维剂量验证系统在IMRT质控剂量验证中具有较高的可行性,尤其是对高剂量梯度放疗计划的实时、高分辨验证,后续深入开发可用于临床剂量验证。     

二维读出多丝正比室

本文介绍了一个有效面积为20×20cm的二维位置灵敏多丝正比室。采用阴极丝分组编群的方法,从阴极丝上读出感应信号,用感应电荷分布的中心确定电子雪崩位置。对5.9keVX射线获得位置分辨率为1mm。     

半导体探测器的厚度确定及CsI(Tl)的刻度

根据核反应过程中发射带电粒子在硅半导体中的最大能量沉积,利用带电粒子在硅半导体中的阻止本领曲线,同时实现半导体探测器的厚度确定及与之组合的CsI(Tl）的刻度。     

质子治疗电离室剂量读出电子学研制

中国原子能科学研究院正在研制一套用于质子治疗的治疗头设备,为了实现束流剂量的测量,研制了一套剂量读出电子学装置,用于实现电离室剂量信号读取和测试。该电子学通过IVC102精密低噪声积分器实现电荷的积分放大,DSP56F82控制ADC实现数据的采集并处理,装置采用Modbus通信协议实现和上位机间的通信。同时设计了固定电荷发生器,利用其产生固定电荷量,用于对该电荷测量装置进行试验测试。结果表明,该装置在20 pC~2 μC电荷测量范围内的最大相对误差在0?62%以内,满足了设计需求。     

电离法校准低能质子剂量技术

本工作建立1套电离室绝对剂量测量系统,对自制石墨电离室性能进行研究,实验结果表明自制电离室系统满足标准电离室的要求。设计了1套基于同向测量的透射电离室,用于在线监测束流变化,为剂量测量的准确性提供了依据,解决了替代法校准时束流波动对测量结果造成较大不确定度的问题。对已建立的电离室测量低能质子吸收剂量绝对测量系统进行不确定度评估,合成标准不确定度约4%。最后,以自行研制的质子剂量测量系统（电离室系统、透射电离室系统）在HI-13串列加速器上开展了对丙氨酸剂量计校准技术的研究,获得了不同能量质子辐照下的RE值。     

用蒙特卡罗方法模拟计算高气压电离室对 60Co和 137Cs源的空气吸收剂量率因子

用蒙特卡罗方法模拟计算高气压电离室对⁶⁰Co和¹³⁷Cs源的空气吸收剂量率因子，并在标准参考辐射场中进行对应刻度。计算和刻度结果表明：对¹³⁷Cs点源，高气压电离室空气吸收剂量率因子的计算值与刻度值间的相对偏差为0.65%；对⁶⁰Co点源，两者之间的相对偏差为－5.5%。计算值与刻度值在不确定度内一致。     

高气压电离室的设计研究

本文设计了一种高气压氩气电离室.在设计中,以MCNP和EGSnrc程序的计算结果作为指导选取高气压电离室工作气体及壁材.通过分析电离室的壁厚、直径和工作气体压力等因素对电离室性能的影响,找出合适的参数.实验标定的结果表明:该电离室的能量响应性能良好.     

EGSnrc系统在计算闪烁探测器响应函数矩阵中的应用

在Linux操作系统上使用EGSnrc系统中的PEGS4程序离线计算光子及电子与茋晶体、铝和铅相互作用的截面数据库，并利用计算的截面数据库作为该系统中Dosnrc程序的输入数据计算得到了铅屏蔽晶体对光子各能量点的响应函数，并将其组成矩阵。通过测量几种标准γ源来检验响应函数矩阵的准确程度。     

ν射线参考辐射周围剂量当量标准电离室的蒙特卡罗模拟

由放射源^137Cs和^60Co产生的ν射线参考辐射在辐射监测仪表的校准中起着重要作用。对于场所辐射监测仪表的校准,参考辐射需提供周围剂量当量H^＊（10）的约定真值。本研究采用H^＊（10）标准电离室法测定周围剂量当量H^＊（10）的约定真值,利用MCNP4C蒙特卡罗模拟程序,提出了基于双金属补偿法的电离室结构设计方案。结果表明,在15～1500keV能量范围内,该电离室能量响应满足国际标准ISO4037—4的要求,该研究结果对H^＊（10）标准电离室的建立具有重要的指导作用。     

凸度仪双排阵列气体电离室探测器的设计与研制

为提高凸度仪系统的稳定性与可靠性,更好地适应恶劣的现场环境,采用气体电离室作为凸度仪的探测器。本文分析了气体电离室探测器的特点,对电离室结构进行了研究与设计,阐述了“双排阵列”这一特点,并对阵列布置方式进行了研究。最终设计出的水平布置的双排阵列气体电离室探测器满足了凸度仪系统的要求,且提高了系统的分辨率及重建精度。     

涂硼电离室组合快中子探测器研制及其响应函数

研制了涂硼电离室组合快中子探测器。用外径分别为55、80、130、220、285 mm的5个高密度聚乙烯圆柱体作为快中子的慢化体包裹40 mm×200 mm的涂硼电离室,组合成一种可测量从热中子到十几MeV快中子的圆柱型Bonner探测器。借助Geant4蒙特卡罗方法模拟计算,给出了这种结构Bonner探测器探测系统的响应函数。将圆柱型Bonner探测器放置在标准中子源辐射场中进行了实验测量。在实际辐射场中,高密度聚乙烯圆柱体外径为220 mm时,圆柱型Bonner探测器的灵敏度达8.702×10^-15 A•cm²•s。同时对实验测量值与理论模拟结果进行了比较分析。结果表明,模拟结果与实验值在数据读取误差范围内吻合。