醫(yī)用重離子加速器輻射場(chǎng)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(yīng)的醫(yī)用重離子加速器發(fā)展也越來(lái)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(chǎng)不僅對(duì)加速器工程建設(shè)具有重要意義，同時(shí)也對(duì)腫瘤治療過(guò)程和運(yùn)行維護(hù)工作人員具有重要意義。醫(yī)用重離子加速器的輻射場(chǎng)包括瞬時(shí)輻射場(chǎng)和剩余輻射場(chǎng)（感生放射性），其中瞬時(shí)輻射場(chǎng)的中子輻射場(chǎng)是加速器保健物理中最有意義的物理參數(shù)，是屏蔽設(shè)計(jì)的主要依據(jù)；剩余輻射場(chǎng)是工作人員接受輻射照射的最主要來(lái)源，因此加速器輻

2、射場(chǎng)的研究是防護(hù)工作的基礎(chǔ)。
　　本論文針對(duì)醫(yī)用重離子加速器的相關(guān)防護(hù)工作，測(cè)量了單能碳離子束轟擊類組織靶的過(guò)程中（碳離子的能量分別為165MeV/u、207MeV/u、270MeV/u、350MeV/u）產(chǎn)生次級(jí)中子劑量場(chǎng)分布。為了研究醫(yī)用重離子加速器部件的感生放射性，測(cè)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(shí)輻射場(chǎng)和感生放射性，其中瞬時(shí)輻射場(chǎng)包括中子劑量當(dāng)量分布、中子

3、雙微分截面（能譜）、次級(jí)粒子和碎片劑量貢獻(xiàn)等。瞬時(shí)輻射場(chǎng)的研究為加速器的屏蔽設(shè)計(jì)、病人接受額外劑量的評(píng)估等方面提供了基礎(chǔ)依據(jù)。在感生放射性方面首先用HPGeγ譜儀測(cè)量靶中的放射性核素，并結(jié)合FLUKA程序模擬驗(yàn)證測(cè)量結(jié)果，然后研究加速器部件、冷卻水、空氣的感生放射性對(duì)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(guò)程中相對(duì)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(chǎng)的重點(diǎn)，而冷卻水和空氣中的感生放射性對(duì)環(huán)境的影響基本可以忽略。這些基礎(chǔ)研究參數(shù)為加速器的環(huán)境影響分析和評(píng)估加速器工作人員所接受的個(gè)人劑量提供了依據(jù)，為加速器防護(hù)設(shè)計(jì)以及防護(hù)中材料選擇提供依據(jù)。
　　重離子加速器次級(jí)輻射場(chǎng)的研究在國(guó)內(nèi)研究較少，本工作中的實(shí)驗(yàn)測(cè)量和蒙特卡羅模擬在該領(lǐng)域的研究具有重要的參考價(jià)值，這些基礎(chǔ)研究為將來(lái)建造同類型的醫(yī)用重離子加速器以及在重離子治癌應(yīng)用中