治疗室墙体结构对医用电子直线加速器所产生光中子注量分布的影响.pdf

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1、·154·内燃机与配件治疗室墙体结构对医用电子直线加速器所产生光中子注量分布的影响邓敏维（广东食品药品职业学院，广州510000）摘要：放射治疗室内的光中子一部分来源于高能量X射线与医用电子直线加速器机头部件的光核反应，另外相当一部分来源于治疗室墙体结构的散射作用，这些光中子将对治疗室内外造成二次照射危害。本文通过模拟了治疗室墙体结构对治疗室内光中子注量的影响，得出在考虑治疗室墙体结构影响的情况下，在治疗室内热中子注量分布较为均匀，在不考虑治疗室墙体结构影响时，将会忽略掉热中子的注量，而中能中子和快中子的注量也将被低估。因此，在高能医用电子直线加速器的高能放射治疗模拟中，

2、必须考虑治疗室墙体结构存在这一实际条件，这样才能得到治疗室内光中子污染的真实情况。关键词：医用电子直线加速器；Monte-Carlo模拟；光中子注量0引言FLUKA程序可直接记录得到各测量位置的相关物理量。放射治疗是利用辐射对恶性肿瘤进行照射使其生长受到抑制而致死的一种疗法。目前，医用电子直线加速器产生的X射线已被广泛地应用于放射治疗过程中。当医用电子直线加速器的加速电压所产生的X射线能量在高于某一能量阈值时，这些高能量的X射线将与其所接触到的周围物质发生光核反应，从而产生光中子，这将导致在放射治疗过程中，在治疗室内会存在一定程度的光中子污染，可能会对治疗室内的人员造成辐

3、射危害。具有较高光核反应截面的钨和铅所构成的部件是治疗室内医用电子直线加速器机头产生光中子的主要来源。另一方面，高能量的光子也会与治疗室墙体结构（包括治疗室的墙壁，图1治疗室模型和治疗室治疗平面上的探测点分布天花板，地板等物质）作用产生部分光中子。此外，NCRP报告表明，治疗室内还有少量光中子源于治疗室的散射作2实验结果用[1]，这些光中子也会影响到治疗室内的光中子污染情况，按能量将所产生的光中子分成热中子（E<1eV）、中能因此在考虑治疗室墙体结构对于研究医用加速器的光中中子（1eV0.1MeV）三类，具体分子污染问题是必须的。析治疗室

4、墙体结构对光中子的影响。图2和图3给出了不本文通过蒙特卡洛方法模拟了治疗室墙体结构对治同条件下上述三种光中子的注量分布。由图可见，从中心疗室治疗平面内不同位置中子注量的影响，这对于了解治点往外，快中子和中能中子注量呈快速下降趋势。在射野疗室内光中子辐射场的情况，有利于更好地评估光中子剂区域内外的边界附近，快中子和中能中子注量下降得最显量情况，对研究材料中子活化问题，优化治疗室设计等都著。以射野为40cm×40cm、保留均整块的条件为例，当不很有好处。考虑治疗室墙体结构时，快中子和中能中子注量分别从中-9-2-9-21材料和方法心点处的4.64×10cm和1.59×10cm

5、减小到离中心点本文利用FLUKA程序[2，3]，模拟了ElektaSynergy系4m处的5.42×10-11cm-2和2.31×10-11cm-2，而总的光中子注-9-2-11-2列医用电子直线加速器型号，加速电压为15MV。建模的量从6.24×10cm减小到7.73×10cm。这种条件下，不治疗室和测量点分布如图1所示，其中源皮距为100cm，考虑治疗室墙体结构时在中心点的快中子注量、中能中子测量点处位于高为1.2m的治疗平面上。在模拟中，将治注量和总的光中子注量将比考虑治疗室墙体结构的情况疗室墙体结构的材料先后设置为混凝土和空气，来研究分别低约6%、25%和15%；

6、而在离中心点4m处，快中子治疗室墙体结构对治疗室治疗平面内不同位置光中子注注量、中能中子注量和光中子注量将比考虑治疗室墙体结量的影响。构影响的情况分别低约60%、92%和90%。为更好地与真实治疗条件作对照，本文分别在考虑治同时，由图可见，在不考虑治疗室墙体结构的时候，模疗室墙体结构影响（模拟中治疗墙体室结构材料设置为混拟中各探测点都没有记录到热中子注量。这说明，只有在凝土）和不考虑治疗室墙体结构影响（模拟中治疗室墙体结治疗室墙体结构存在的条件下，热中子才会产生。在射野构材料设置为空气）的两种情况下，模拟了在两种极端射野外区域，由治疗室墙体结构散射而产生的热中子占据了光0

7、cm×0cm和40cm×40cm，以及有无均整块的照射条件下，中子的主要部分。不考虑治疗室墙体结构的影响，将会导治疗室治疗平面内距中心点不同位置的光中子注量。利用致热中子的注量的缺失，以及中能中子和快中子的注量的InternalCombustionEngine&Parts·155·[4]减少。本论文得到的结果与Mao给出的结果吻合。（a）保留均整块（a）保留均整块（b）移除均整块（b）移除均整块图3射野为40cm×40cm,加速电压为15MV,考虑和不图2射野为0cm×0cm,加速电压为15MV,考虑和不考考虑治疗室墙体结构时