質(zhì)子治療被動(dòng)散射系統(tǒng)束流橫向擴(kuò)展方法的蒙特卡羅模擬.pdf

1、束流擴(kuò)展是研究質(zhì)子治療大體積、深度腫瘤的基礎(chǔ)，因此本論文利用Monte Carlo方法針對(duì)質(zhì)子治療被動(dòng)束流橫向擴(kuò)展的幾種方法進(jìn)行模擬，并與解析方法計(jì)算的結(jié)果進(jìn)行比較。 首先利用Monte Carlo多粒子模擬輸運(yùn)軟件Fluka，計(jì)算單能質(zhì)子經(jīng)過(guò)單膜散射體后的束流分布特性，討論入射質(zhì)子能量、散射體材料和厚度等因素對(duì)散射角分布的影響。結(jié)果表明，高原子序數(shù)的材料適合做散射體。當(dāng)入射質(zhì)子能量為70MeV時(shí)，F(xiàn)luka模擬的散射角的半寬θ

2、0與Highland公式計(jì)算的結(jié)果比較發(fā)現(xiàn)，隨著膜厚的增加，θ0增大。膜厚的增加，二者相差越來(lái)越大。當(dāng)膜厚大于1g/c㎡時(shí)，對(duì)于散射體材料為Pb時(shí)，二者相差大于5％。根據(jù)Fluka模擬散射體材料為Pb時(shí)的結(jié)果，對(duì)Highland公式中的系數(shù)進(jìn)行修改，使得修改后的公式在0.5-3g/cm2時(shí)，與Fluka模擬的結(jié)果符合較好。 第四章開始對(duì)雙散射體的三種方法進(jìn)行模擬，其中雙環(huán)雙散射體方法的束流利用率最高，達(dá)到27％，優(yōu)于其它兩種方法

3、。與利用Highland公式經(jīng)解析計(jì)算的結(jié)果比較發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)luka計(jì)算得到的質(zhì)子通量小于解析計(jì)算得到的結(jié)果。隨著膜厚的增加，修改后的公式與Fluka模擬結(jié)果符合的好于Highland公式經(jīng)過(guò)解析計(jì)算得到的結(jié)果。Fluka模擬計(jì)算的束流擴(kuò)展半徑大于解析計(jì)算得到的結(jié)果。在束流擴(kuò)展半徑小于兩種方法得到的結(jié)果時(shí)，這兩種方法都適用，由Fluka模擬得到的束流利用率低于解析計(jì)算得到的結(jié)果。 雙散射體方法獲得束流分布的均勻性對(duì)束流中心線與第二個(gè)