高功率轫致辐射X射线转换靶设计?

基于一台能量为9 MeV、平均流强为125μA的高功率电子直线加速器,开展了轫致辐射X射线转换靶设计工作.转换靶为内靶设计,电子束流为非扫描式点源入射.选取钨(W)为转换靶材料,优化设计了靶材的厚度和靶体的冷却结构;并采用有限元方法分稳态和瞬态两种方式分别模拟计算了转换靶的温度分布.结果表明,转换靶局部最高温度约为970℃,平均温度约为430℃,在真空环境中该转换靶可以稳定工作.最后采用蒙特卡罗程序MCNP计算了转换靶产生X射线的剂量分布以及能谱分布,结果表明,在转换靶正前方1m处,X射线的吸收剂量率约40Gy·min-1.     

Monte Carlo方法在靶尺寸分析中的应用

对于电子直线加速器而言,当电子束的能量一定时,X射线的剂量场分布与很多因素相关,其中靶的尺寸和材料便是重要的因素。目前最经常采用的靶材料是钨,靶尺寸的选取则由加速器的能量等条件来决定。该文采用Monte Carlo通用程序包Geant4,对靶的尺寸进行了一系列的分析。结果表明:靶厚度对X射线剂量场分布影响很大,为得到理想的加速器输出剂量,需要选取合适的靶厚度;相对而言,靶直径的影响则很小。     

医用电子加速器中的光中子产额计算

计算了电子加速器中不同能量的电子垂直入射到钨靶和金靶上时的光中子产额。采用 Monte Carlo 程序EGS4对电子光子簇在靶中的输运进行模拟 ,计算出光子在靶中的径迹长度 ,从而求出光中子产额。对电子加速器钨靶和金靶中的光中子产额进行了计算 ,得到了电子加速器中光中子产额随打靶电子能量变化的规律及随靶厚度变化的规律 ,为加速器靶和屏蔽系统的设计提供依据 ,并为计算光中子的剂量分布和复合靶中的光中子产额奠定基础     

玻璃及玻璃/钨复合材料药型罩的静破甲特性研究

为研究玻璃及玻璃/钨复合材料药型罩射流与靶板间的反应及其对破甲性能的影响,对两种材料射流侵彻后的45钢靶分别进行组织和性能测试分析.结果表明:玻璃药型罩适合在较大炸高条件下使用,而玻璃/钨药型罩适合在小炸高条件下使用.侵彻过程中玻璃射流与钢靶之间不发生反应,而玻璃/钨与钢靶之间发生反应生成了Fe-W相,使得射流能量部分横向耗散.玻璃及玻璃/钨射流在侵彻钢靶的过程中均会引起弹孔表面发生马氏体相变,且随着侵彻的深入,相变区域宽度呈增加的趋势.      

细胞周期调控人神经母细胞瘤细胞辐射耐受性研究

为研究脑中肿瘤对辐射的敏感性,选择SH-SY5Y神经母细胞瘤为研究对象进行辐射,并对细胞增殖、细胞凋亡及细胞周期进行研究.采用γ-射线辐射,剂量分别为5,10及20 GY,通过细胞计数的实验方法,比较不同剂量辐射后的神经母细胞瘤细胞数目与不辐射细胞数目的差别,进而说明细胞的增殖情况;同时通过PI单染的实验方法比较细胞周期的不同;最后通过对凋亡蛋白caspase 3/7及caspase 8的活性进行测定比较辐射后凋亡的变化水平.发现在10及20 GY的辐射剂量辐射后,24 h时间点细胞的数量相比于5 GY及对照细胞发生了细胞数目的减少,说明在此剂量下细胞出现了死亡或细胞周期发生了明显的阻滞现象.对细胞周期的检测结果发现,5 GY细胞周期变化不明显,而10及20 GY的剂量辐射后细胞发生明显的阻滞现象.并且凋亡蛋白caspase 3/7及caspase 8蛋白活性随剂量的增加,时间点的延长而呈增加的趋势.研究结果表明,细胞辐射后存在细胞周期阻滞现象,且辐射剂量越大,细胞周期阻滞能力越强;伴随周期阻滞的缓解可出现细胞凋亡活性增加的趋势.     

电子直线加速器的感生放射性计算方法

为了选择一个合理而相对准确的计算电子直线加速器的感生放射性的方法,分析了的点源近似法、径迹长度法、吸收功率法、 Monte Carlo模拟法的优缺点.对IAEA188号报告中一标准算例,用这4种方法进行饱和放射性活度As的计算,并对结果进行比较.分析表明, Monte Carlo模拟法考虑反应完全,可同时计算直接和间接感生放射性,计算步骤简单,结果准确,是4种计算方法中最好的.用Monte Carlo法计算了30 MeV以内电子直线加速器中钨靶的As; 并给出在钨靶中As的空间分布.结果表明,随钨靶厚度及入射电子束能量的增加, As增加.这些结果有利于今后感生放射性研究.     

钨合金球形破片侵彻DFRP靶板的试验研究

为研究钨合金球形破片对DFRP靶板的侵彻规律,利用弹道枪动加载设备,研究了两种质量的钨合金球形破片对不同厚度DFRP靶板的侵彻. 根据弹道试验结果,获得了弹道极限速度和靶板面密度的关系,并利用量纲分析法得到了弹道极限速度的经验关系式,其预测值与试验结果吻合较好;分析了DFRP靶板在钨合金球体高速撞击下的主要破坏模式及细观吸能机制,并且获得靶板面密度和钨合金球形破片的初始撞击速度对弹道吸能的影响规律.      

激光偏振态对飞秒激光等离子体中产生的超热电子喷射方向的影响

采用2×10 16 W/cm 2 的超短激光脉冲辐照铝靶,研究了激光偏振态对超热电珑子发射的影响.对s偏振光,向外传播的超热电子射流沿激光偏振方向发射,而对于p偏振光,超热电子射流方向靠近靶面法线方向.文中还通过观测靶背面的X射线韧致辐射,对p,s偏振光产生的向内传播的超热电子行为进行了研究.     

14 MeV中子防护体设计的MCNP模拟

用富氢材料防护产额为108个/s的D T中子发生器, 当富氢材料厚度大于76 cm时, 其中子辐射剂量低于0.025 mSv/h. 为降低防护体厚度, 用铜和含硼聚乙烯组成的双层材料作为14 MeV中子防护体. Monte Carlo(MCNP)计算结果表明, 若中子辐射剂量小于0.025 mSv/h, 则双层材料的最小厚度为52 cm, 硼的质量分数为1.00%, 铜和含硼聚乙烯的厚度分别为37 cm和15 cm.     

空间辐射剂量及屏蔽效应研究

为分析空间辐射剂量及屏蔽效应,建立空间辐射剂量Monte Carlo评估方法.建立了符合空间辐射点点分布均匀、处处各向同性的抽样方法,并实现了基于体元的人体屏蔽模型.计算了3种屏蔽厚度下质子空间辐射的器官当量剂量和有效剂量分布,分析了不同厚度的屏蔽效果.结果表明,器官当量剂量在100～200 MeV之间存在高峰,有效剂量在200 MeV左右存在高峰;随能量增加,次级粒子有效剂量贡献增大,重粒子增长速度最快;提出了加大眼晶体和性腺屏蔽厚度,开发新型辐射屏蔽材料的建议.     

Eclipse治疗计划系统NTO优化工具在脊柱转移瘤立体定向放疗靶区外剂量跌落研究

为研究Eclipse治疗计划系统中正常组织目标(Normal Tissue Objective,NTO)优化工具参数,对脊柱转移瘤立体定向放射治疗计划靶区覆盖剂量和靶区外剂量跌落梯度指数(Gradiet Index,GI)的影响,本研究对10例脊柱转移瘤立体定向放射治疗患者设计两种类型计划。第1种添加NTO优化工具但不添加环优化条件,共得到360个计划,为参考计划;第2种添加环优化条件但不添加NTO优化条件,总共10个计划,为标准计划。所有计划最后剂量归一为100%处方剂量覆盖90%靶区体积。比较两种类型计划的靶区剂量适形度指数(Conformity Index,CI)、靶区外剂量跌落梯度指数、靶区最大剂量(D_max)、实际治疗时间和计划临床合格率。结果表明,当NTO优化工具参数Fall-off为0.5或者1,Priority为500、700和999时,计划的GI值相似(P>0.05),但是小于其他Fall-off和Priority的GI值(P<0.05);Fall-off和Priority对CI值大小和实际治疗时间没有影响(P>0.05);随着Priority增加,计划靶区体积(Planning Target Volume,PTV) D_max增加(P<0.05)。参考计划的临床合格率最高为70%。与标准计划相比,最合适NTO优化工具参数计划(Priority、Fall-off分别为500和0.5)的GI值更低(3.449 vs 3.655,P=0.000,Z=-5.534),实际治疗时间没有差异(2.65 min vs 2.32 min,P=0.063,Z=0.832),PTV D_max偏大(132.1% vs 128.8%,P=0.002,Z=4.214),CI偏大(0.911 vs 0.879,P=0.151,Z=0.984)。综上所述,在计划可通过情况下,当NTO优化工具中参数Distance from Target Border设置为0.2 cm,Start Dose设置为91%处方剂量,End Dose设置为49.4%处方剂量,Fall-off和Priority分别设置为0.5和500时,脊柱转移瘤立体定向放疗计划能够实现较好的靶区剂量适形度、更低的剂量梯度指数以及合适的治疗时间。     

紫外线对番茄青枯菌致病性变化的影响

紫外线的亚致死剂量、致死剂量对青枯雷尔氏菌作用的实验表明:亚致死剂量照射不同时间对青枯雷尔氏菌强致病力菌株有不同程度地促进作用,而无杀灭作用及任何抑制和致弱现象;致死剂量照射对强致病力菌株和无致病力菌株影响不同,结果差异极显著,无致病力菌株对紫外线的耐受力要高于强致病力菌株.致死剂量紫外线对强致病力菌株处理2min,抑制率即达100%,致弱率为0;无致病力菌株照射2min与4min的处理,抑制率分别为70.3%和96.3%,处理8min以上,抑制率达100%.     

15MeVX射线直线加速器屋顶厚度的最优化计算

提出了具有角分布辐射源的屋顶厚度计算方法,计算了L-6000HRO15MeVX射线直线加速器在离源d_s=20m处,由天空回散照射产生的剂量当量率降低到2.5×10^-3mSv·h^-1时,所需的混凝土屋顶厚度为31cm, 最优化的屋顶厚度为50cm,竣工后检测,周围环境剂量当量率为本底水平,达到了可以合理达到的尽量低的水平。用本方法计算的屋顶屏蔽厚度,既有足够的安全水平,又能节省投资。     

Relationship between the exposure dose of high intensity focused ultrasound and the heated necrosis element

Heated necrosis element of tissues is the basis for treating tumor by high intensity focused ultrasound (HIFU), so study on the relationship between the HIFU exposure dose and the heated necrosis element of tissues is of great significance for both HIFU clinical applications and basic research. Using Pennes and Rayleigh formulae the relationship between the exposure dose of an annular focused transducer and the heated necrosis element (I.e. Biological focused region) in a bovine liver in vitro at a depth of 2 cm is simulated in an exposure dose range with radiation sound intensity of 7000～25400 W/cm2 and exposure time of 0～20 s. The theoretical results appear to be in quite good agreement with the experimental ones. It is shown that on the basis of existing theories the heated necrosis element produced by HIFU exposure can be predicted. The deviation of the theory from the experiments under higher exposure dose has also been discussed.     

基于编码超表面的三维孔径编码成像研究

针对雷达系统在微波频段对静止目标成像分辨率低的问题,基于超材料和孔径编码成像体制设计了一套三维成像系统,同时提出了一种三维成像的优化算法. 系统将立体目标所在场景划分为4个成像平面上的成像网格,利用编码超表面在不同编码时辐射特性的不相关性构造测量矩阵,实现了在Ka波段对静止目标的高分辨成像. 仿真结果表明,此成像系统能够对2 m距离内的静止目标实现准确重构,方位向分辨率为20 cm,距离向分辨率为10 cm.      

利用蒙特卡罗方法设计医用加速器均整器

采用BEAMnrc程序构建医用直线加速器治疗头模型,模拟计算几种单一材料或复合材料构成的均整器对应的射野剂量分布情况.通过对各组射野离轴比(off-axial ratio,OAR)、离轴剂量分布和能量注量分布曲线进行分析并与GB 15213-94国家标准对照,设计具有较好均整度的复合材料均整器.讨论粒子角分布、X射线剂...     

~(60)Coγ射线辐射制备菲涅尔透镜

采用甲基丙烯酸甲酯为主单体,丙烯酸甲酯为共聚单体,利用60Coγ射线辐射聚合技术制备菲涅尔透镜.研究了辐射剂量、辐射剂量率、交联剂和单体组成对菲涅尔透镜光学性能的影响.结果表明,采用辐射聚合方法制备菲涅尔透镜时,选择适宜的辐射剂量(35kGy)和辐射剂量率(84.40Gy/min),所制备的菲涅尔透镜具有优异的光学性能.     

立体定向放射治疗非小细胞肺癌疗效观察

研究立体定向放射治疗非小细胞肺癌的疗效及早期并发症的发生率。1999年12月至2003年10月，107例非小细胞肺癌。采用美国拓能公司立体定向治疗计划系统设计放射治疗计划，剂量体积直方图(DVH)评价和优化放射治疗计划，计划靶区为临床所见肿瘤区外放1．0～1．5cm，计划照射剂量为60～75Gy(中位剂量68Gy)，2．2～3．0Gy／次，1次／d，5d／周，由美国瓦里安CL2100加速器照射，射野为固定野和非共面野或者大旋转弧。按照美国放射治疗协作组(RTOG)和世界卫生组织(WHO)标准观察急性放射反应和疗效。疗效(CR PR)为88％(94／107)，(NC PD)即无效病例为12％(13／107)。1～3年生存率分别为85．78％、49．02％、23．88％。根据RTOG分级，急性放射性食道炎发生率，1～2级13．1％(14／107)，3级0．93％(1／107)，急性放射肺炎发生率1～2级26．2％(28／107)，3级2．8％(3／107)，WBC减少发生率1～2级19．6％(21／107)，3级0．93％(1／107)，PLT减少发生率1～2级14．9％(16／107)，3级1．9％(2／107)。107例患者的随访日期为3～46月，(中位24月)随访100％。立体定向放射治疗采用大弧旋转 固定野照射，方法可行，有较好的疗效，早期并发症较低，能为患者耐受，更长期治疗效果及并发症有待进一步观察。     

关于放射工作人员健康状况的研究

本文利用现况调查对某医院的116名放射工作人员和102名非放射工作人员的健康状况进行了调查与分析。结果表明,医用射线工作人员神经衰弱征候群、皮肤异常和外周血淋巴细胞微核检出率明显高于非放射工作人员。得出结论:长期小剂量X射线照射可引起放射工作人员机体多方面变化;应加强放射防护,进行健康监护。