醫(yī)用電子直線加速器輻射防護(hù)和質(zhì)量控制的Monte Carlo方法研究.pdf

1、隨著核科學(xué)與技術(shù)的不斷進(jìn)步以及高科技醫(yī)療技術(shù)應(yīng)用范圍的不斷拓寬，醫(yī)用電子直線加速器已經(jīng)成為放射治療領(lǐng)域中十分重要的先進(jìn)放射醫(yī)療儀器。為了保證醫(yī)用電子直線加速器在對目標(biāo)進(jìn)行照射時盡量減少光子射線對從事大型放射醫(yī)學(xué)儀器操作工作的人員造成輻射傷害的同時，還要盡量保證醫(yī)用電子直線加速器所產(chǎn)生的高能X射線的品質(zhì)優(yōu)良，能夠更加完美地適用于放射醫(yī)學(xué)和放射治療，我們很有必要對醫(yī)用電子直線加速器的輻射防護(hù)以及射線質(zhì)量控制方面的問題進(jìn)行詳盡的研究。

2、 首先，本文從防止高能電子從靶中透射引起電子污染的目的出發(fā)，提出了一整套解決該問題的計(jì)算方法。利用蒙特卡羅計(jì)算方法計(jì)算1～100MeV能量范圍內(nèi)高能電子在常用加速器靶物質(zhì)中的射程，并將蒙特卡羅計(jì)算方法的計(jì)算結(jié)果與已發(fā)表數(shù)據(jù)進(jìn)行對比，研究結(jié)果表明：蒙特卡羅計(jì)算結(jié)果和已發(fā)表的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)復(fù)合較好。 接下來，我們對非單能的光子射線穿過輻射防護(hù)材料時的透射曲線進(jìn)行詳細(xì)的蒙特卡羅計(jì)算研究，提出一種適用能量范圍廣的、適用于復(fù)雜能譜光子射線的透射

3、曲線的計(jì)算方法。在提出計(jì)算方法的同時，我們對60Co和137Cs輻射源發(fā)出的射線穿過鉛時的透射曲線進(jìn)行了蒙特卡羅計(jì)算，研究結(jié)果表明：蒙特卡羅計(jì)算計(jì)算結(jié)果與已發(fā)表數(shù)據(jù)復(fù)合較好。此計(jì)算方法可用于計(jì)算醫(yī)用電子直線加速器所發(fā)出的復(fù)雜能譜光子射線的透射曲線。 第三，我們針對在利用蒙特卡羅方法對復(fù)合防護(hù)材料的屏蔽性能進(jìn)行計(jì)算時存在的計(jì)算時間冗長這個問題，提出了一種蒙特卡羅方法和解析計(jì)算方法相結(jié)合的計(jì)算方法，該方法能夠大量節(jié)約用于復(fù)合防護(hù)材料

4、的透射數(shù)據(jù)的蒙特卡羅模擬計(jì)算時間，使計(jì)算效率大幅度提升。該計(jì)算方法可用于提高醫(yī)用電子直線加速器發(fā)出的光子射線的屏蔽性能計(jì)算工作的效率。 在最后，我們對醫(yī)用電子直線加速器所產(chǎn)生的光子射線的輻射劑量場進(jìn)行了蒙特卡羅計(jì)算研究，系統(tǒng)地闡述了兩種解決該研究課題的方案：直接蒙特卡羅計(jì)算方法、分步蒙特卡羅計(jì)算方法。在提出計(jì)算方法的同時，我們分別利用兩種計(jì)算方法對醫(yī)用電子直線加速器的橫向掃描劑量分布曲線進(jìn)行了蒙特卡羅模擬計(jì)算，并將兩種計(jì)算方法的