醫(yī)用重離子加速器輻射場研究.pdf

1、重離子治療是目前放射性治療中最有效的治療方法，相應的醫(yī)用重離子加速器發(fā)展也越來越快。由于醫(yī)用重離子加速器提供的離子能量范圍較大，因此研究其輻射場不僅對加速器工程建設具有重要意義，同時也對腫瘤治療過程和運行維護工作人員具有重要意義。醫(yī)用重離子加速器的輻射場包括瞬時輻射場和剩余輻射場（感生放射性），其中瞬時輻射場的中子輻射場是加速器保健物理中最有意義的物理參數(shù)，是屏蔽設計的主要依據(jù)；剩余輻射場是工作人員接受輻射照射的最主要來源，因此加速器輻

2、射場的研究是防護工作的基礎。
　　本論文針對醫(yī)用重離子加速器的相關防護工作，測量了單能碳離子束轟擊類組織靶的過程中（碳離子的能量分別為165MeV/u、207MeV/u、270MeV/u、350MeV/u）產(chǎn)生次級中子劑量場分布。為了研究醫(yī)用重離子加速器部件的感生放射性，測量了300MeV/u的碳離子束轟擊厚銅靶后在靶內(nèi)不同深度的感生放射性，論文中用蒙特卡羅程序研究了瞬時輻射場和感生放射性，其中瞬時輻射場包括中子劑量當量分布、中子

3、雙微分截面（能譜）、次級粒子和碎片劑量貢獻等。瞬時輻射場的研究為加速器的屏蔽設計、病人接受額外劑量的評估等方面提供了基礎依據(jù)。在感生放射性方面首先用HPGeγ譜儀測量靶中的放射性核素，并結合FLUKA程序模擬驗證測量結果，然后研究加速器部件、冷卻水、空氣的感生放射性對環(huán)境的影響，最后給出不同材料的感生放射性的特性。研究表明中子劑量和碎片劑量在治療過程中相對治療劑量并不是非常重要；在離子射程末端其感生放射性核素活度最大，并且在射程以外還有

4、同種核素的產(chǎn)生；醫(yī)用重離子加速器部件和靶的活化是剩余輻射場的重點，而冷卻水和空氣中的感生放射性對環(huán)境的影響基本可以忽略。這些基礎研究參數(shù)為加速器的環(huán)境影響分析和評估加速器工作人員所接受的個人劑量提供了依據(jù)，為加速器防護設計以及防護中材料選擇提供依據(jù)。
　　重離子加速器次級輻射場的研究在國內(nèi)研究較少，本工作中的實驗測量和蒙特卡羅模擬在該領域的研究具有重要的參考價值，這些基礎研究為將來建造同類型的醫(yī)用重離子加速器以及在重離子治癌應用中