高能医用直线加速器治疗室中子污染相关问题的蒙卡模拟

发布时间：2017-04-27 12:18

  本文关键词：高能医用直线加速器治疗室中子污染相关问题的蒙卡模拟，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：肿瘤放射治疗是核技术在医学领域的一项重要应用，肿瘤放疗物理学已成为肿瘤临床治疗体系中举足轻重的交叉学科。近年来放疗技术发展迅速，能够提供10MV以上X射线的医用直线加速器（Linac）在临床中使用的频率越来越高，外照射放疗中高能光子束与加速器机头内高Z材料反应生成的中子会对周围人群造成额外的剂量，因此对放疗射束中光子诱发的中子的精确测量也提出了更高的要求。近几十年来，蒙特卡洛方法随着计算机技术的发展逐渐被引入核物理学的研究中，该手段的应用可以在医用放疗设备装机前对环境影响进行合理评估，并帮助设计出改进方案优化设计弥补不足。 本工作利用蒙特卡洛方法对一台医用直线加速器在治疗室内和迷路内的光子和中子数据进行了模拟，分别计算了不同机架角度下几个兴趣点的中子周围当量剂量。模型采用美国瓦里安公司生产Clinac2100CD型加速器的15X档位X射线模式，利用通用蒙特卡洛模拟程序MCNPX进行建模计算。通过前期模拟的光子数据验证了模型的可信性，而后通过模拟机头辐射部分剖面的中子通量确定了中子产生源头，并以30°机架角为步进，得到了迷路中和治疗室内五个兴趣点不同机角的周围当量剂量值H*(10)。本工作的目的有二，一是为评估患者所受额外中子剂量的评估提供参考数据；二是为后续高能加速器感性放射性研究提供部分理论依据。
【关键词】：蒙特卡洛方法 医用直线加速器 中子污染 辐射防护
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：R730.55;TL53
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第1章 引言8-12
• 第2章 研究背景12-26
• 2.1 医用直线加速器原理12-18
• 2.1.1 束流的产生13-17
• 2.1.2 射线质量监测17
• 2.1.3 射野调节17-18
• 2.1.4 直线加速器的控制系统18
• 2.2 本实验所需物理量的解释18-26
• 2.2.1 光子与物质的相互作用18-23
• 2.2.2 辐射剂量学相关的物理量23-24
• 2.2.3 放射治疗学的名词解释24-26
• 第3章 材料与方法26-36
• 3.0 加速器机头结构26-28
• 3.1 MCNP 模拟程序28-35
• 3.1.1 几何的定义28-31
• 3.1.2 材料的定义(Mn)31
• 3.1.3 物理特性定义31-35
• 3.3 本章总结35-36
• 第4章 计算结果36-46
• 4.1 加速器固有参数计算36-38
• 4.1.1 计算模型说明36
• 4.1.2 光子束流信息36-38
• 4.2 加速器治疗室内中子部分模拟38-46
• 4.2.1 机头中子通量分布39-40
• 4.2.2 不同位置的中子能谱40-41
• 4.2.3 治疗室内中子当量剂量分布41-42
• 4.2.4 治疗室内兴趣点的中子当量剂模拟42-46
• 第5章 结果与讨论46-47
• 参考文献47-49
• 致谢49

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