医用电子直线加速器机房迷路最优化设计研究

发布时间：2020-10-24 09:06

　　 随着放疗技术的发展,放疗设备的快速推进,机房防护设计日益成为重点。而迷路是减少到达大门入口处的大量散射线和泄露射线,连接大门与机房内部而经过严格设计的通道,更是屏蔽射线保护公众区域的重要方面。通常如果未设计迷路,所需大门是非常笨重和不方便的,所以为了屏蔽门能轻便开启和关闭,对机房迷路进行设计是很有必要的。此外,迷路可以为通风管道和电缆通道提供路线而不会影响屏蔽室的屏蔽效果,迷路设计有其重要的作用的和意义。本文运用蒙特卡罗方法,经验公式计算和实地测量的方法,对迷路具体的设计最优化进行了以下研究:(1)建立了比较详细的加速器机头模型;(2)采用分步模拟法,先得到10MeV电子打靶后产生的光子能谱和角通量分布,再将该射线作为源计算了水模体中百分深度剂量和离轴比曲线,并与实测进行了比较,结果符合很好,说明机头模型和物理过程是准确的;(3)根据江西省某医用电子直线加速器及机房实际参数建立了机头模型和机房模型,并利用MCNP与迷路设计经验公式与迷路出口处的剂量率实测值进行对比,说明MCNP可以作为有效的屏蔽计算工具,并利用MCNP对机房迷路类型,迷路内口宽度和高度,迷路长度、高度等参数进行设置,对机房迷路内关键5点进行模拟计算。MCNP模拟计算与实地测量值最为接近,选择Z型迷路更有利于防护门的设计,迷路内口宽度和高度以及迷路宽度越小,迷路长度越大,迷路出口处的剂量率越小;(4)通过实地测量,得出了X射线在迷路中的分布以及衰减规律;(5)迷路内外墙厚度可以通过计算再回代检验的方法可实现比较合适的厚度优化选择,迷路内外墙建造材料使用加有一定量的钢纤维钛纤维可以增加屏蔽效果和力学性能。通过以上研究,得出了迷路设计最优化的参数选择,希望本文对机房的迷路设计提供参考,为相关的加速器研究和迷路门设计提供帮助。
【学位单位】：东华理工大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2017
【中图分类】：TH774
【部分图文】：

结构用直线加速器图纸由安装工程师提供，图纸只提供了射线束成：靶，初级准直器，均整器，次级准直器。通过Kase[35-36]提供，本人在其文献中提取了相关的参数信息，将这些部件与图纸造了一个详细的加速器模型如图 3.1 和图 3.2 所示：

本人在其文献中提取了相关的参数信息，将这些部件与图纸提供来构造了一个详细的加速器模型如图 3.1 和图 3.2 所示：图 3.1(a)2D X-Z 横向图Figure 3.1 (a) 2D X-Z cross plot

图 3.2 机头三维模型Figure 3.2 Head three-dimensional model方法高模拟的准确性，获得最为准确的结果，本文利用蒙特卡洛方法先，使用计数卡记录加速器在等中心处的数据，得到相空间平面的光量分布；第二步用记录的光子作为第二步新的点源，该方法也被国用光子点源模型来分析X射线在水模体内的剂量分布，大大提高了了大量时间，提高了计算效率。面为了找到产生相空间合适的轫致辐射BNUM值，文献中对比了NUM值的轨迹[37]，如图 3.3 所示，最后选择BNUM=80，使得第一的运行时间减少了 13 倍
【参考文献】

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本文编号：2854275