医用电子直线加速器老机房改建辐射防护最优化研究

发布时间：2017-09-11 15:45

  本文关键词：医用电子直线加速器老机房改建辐射防护最优化研究

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【摘要】：我国新发恶性肿瘤病例呈快速增长的趋势,癌症发病率与死亡率长期处于高位。放射治疗作为恶性肿瘤治疗的三大主要方法之一,是临床治疗中最广泛和有效的疗法。医用电子直线加速器是放疗中最主要的医疗设备,有很多新型医用电子直线加速器采用了TBI(全身辐照)、IMRT(适形调强放疗)与SRT(立体定向放射治疗)等新技术。与常规放疗方法相比,这些技术对病人施加更高的吸收剂量,导致了工作负荷和使用因子的明显增加,也对相关的医用电子直线加速器机房屏蔽提出了更高的要求。医院在更新医用电子直线加速器的机房改建中,需重点评估和优化加速器机房的屏蔽设计,以便达到经济代价与屏蔽效果的最优化。本文以某医院医用电子直线加速器老机房改建过程中辐射防护的最优化为研究方向。结合某医院实际情况,初步探讨了医用电子直线加速器老机房的改建所涉及的屏蔽设计目标,及其相应的场所分区、主屏蔽优化分析,次屏蔽计算、防护门和迷道的计算。在相应的工作负荷与使用因子下结合拟引进医用电子直线加速器的相关参数,讨论了不同的屏蔽材料与屏蔽厚度及某些如天空散射辐射等特殊情况对屏蔽厚度的影响。并计算了6MV能量的旧医用电子直线加速器升级为最大能量为18MV的双光子医用电子直线加速器对机房各处屏蔽厚度的影响。初步分析得出:(1)混凝土是主屏蔽的优化材料,主屏蔽将充分吸收所有光中子和中子俘获伽马射线。(2)在机房空间结构受限时,辐射屏蔽的最优化替代方案是部分墙体的主屏蔽用钢或者铅。当改建机房是,通常铅更具有经济性,符合辐射防护最优化原则。(3)最大能量为18MV的加速器所需主屏蔽普通混凝土厚度约为150cm;治疗头朝向的次屏蔽所需厚度为94.7cm;非机头朝向的次屏蔽厚度为87cm;密道门的总屏蔽大约是7mm的铅和54mm的BPE(含硼聚乙烯)。
【关键词】：医用电子直线加速器 辐射防护 机房改建 最优化
【学位授予单位】：东华理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TH774
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 绪论9-15
• 1.1 课题研究背景及意义9-12
• 1.1.1 研究背景9-10
• 1.1.2 存在的问题10-11
• 1.1.3 研究意义11-12
• 1.2 国内外研究现状12-14
• 1.2.1 国外研究现状12-13
• 1.2.2 国内研究现状13-14
• 1.3 本文的研究方法14-15
• 2 医用电子直线加速器机房辐射防护15-33
• 2.1 医用电子直线加速器简介15-17
• 2.1.1 加速器的原理15-16
• 2.1.2 束流的产生16
• 2.1.3 射线质量监测16-17
• 2.1.4 射野调节17
• 2.2 射线与物质作用17-20
• 2.2.1 中子与物质的相互作用17
• 2.2.2 光子与物质的相互作用17-20
• 2.3 辐射损伤的生物效应20-22
• 2.3.1 物理化学阶段21
• 2.3.2 机体生物效应阶段21-22
• 2.4 加速器机房辐射防护最优化22
• 2.5 辐射屏蔽最优化计算方法22-33
• 2.5.1 基本概念22-23
• 2.5.2 主屏蔽标准算法23-25
• 2.5.3 主屏蔽墙屏蔽宽度25-27
• 2.5.4 主屏蔽的混合屏蔽27-29
• 2.5.5 次屏蔽29
• 2.5.6 机房屏蔽门29-33
• 3 某医院老机房改建辐射防护最优化研究33-45
• 3.1 机房现状33
• 3.2 辐射场所分区与屏蔽设计目标33-34
• 3.2.1 剂量限值33
• 3.2.2 控制区33
• 3.2.3 非控制区33-34
• 3.3 辐射源项分析34-37
• 3.3.1 常见辐射源项34
• 3.3.2 特殊辐射源项34-37
• 3.4 工作负荷与使用因子37-38
• 3.4.1 工作负荷37
• 3.4.2 使用因子37-38
• 3.5 屏蔽材料38-41
• 3.5.1 普通混凝土39
• 3.5.2 重混凝土39
• 3.5.3 铅39
• 3.5.4 钢39-40
• 3.5.5 聚乙烯和石蜡40
• 3.5.6 泥土40-41
• 3.5.7 木材41
• 3.6 机房的入口41
• 3.7 接头，，混凝土板的连接41-45
• 4 某医院医用电子直线加速器机房改建屏蔽计算45-57
• 4.1 某医院医用电子直线加速器机房屏蔽设计目标45-46
• 4.2 机房外各点的屏蔽计算46-57
• 4.2.1 主屏蔽上的C点46-47
• 4.2.2 C点处病人散射辐射与泄露辐射的考虑47-49
• 4.2.3 治疗控制区D点处的主屏蔽49
• 4.2.4 B点处的次屏蔽49-51
• 4.2.5 E点处的次屏蔽51-53
• 4.2.6 迷道门的屏蔽53
• 4.2.7 屋顶上G点的主屏蔽53-57
• 5 结论与展望57-59
• 5.1 结论57
• 5.2 展望57-59
• 致谢59-61
• 参考文献61-62

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本文编号：831624