基于深度学习的鼻咽癌放疗临床靶区体积和危及器官自动勾画研究

目的构建一种基于深度学习U-Net的鼻咽癌临床靶区体积(clinical target volume,CTV)和危及器官(organs at risk,OARs)的自动勾画方法,并与基于图谱的自动勾画方法(atlas-based auto-segmentation,ABAS)比较,进而探讨基于深度学习自动勾画方法的可行性与优越性。方法选取2022年1月至9月于江苏省苏北人民医院行鼻咽癌放疗的患者的CT定位影像150例并进行预处理,构建基于U-Net的自动勾画模型,其中90例作为训练数据集,10例作为验证集,其余50例作为测试集,以医师手工勾画结果为金标准,计算U-Net自动勾画模型对鼻咽癌CTV和OARs的自动勾画精度,并与ABAS勾画结果进行比较。结果U-Net的CTV和OARs(脑干、脊髓、左眼球、右眼球、左晶状体、右晶状体、左视神经、右视神经、左下颌骨、右下颌骨、左腮腺、右腮腺、左颞叶和右颞叶)的戴斯相似性系数(Dice similarity coefficient,DSC)分别为(0.76±0.03)、(0.93±0.02)、(0.92±0.03)、(0.93±0.02)、(0.94±0.03)、(0.90±0.03)、(0.91±0.02)、(0.78±0.06)、(0.77±0.05)、(0.95±0.04)、(0.95±0.02)、(0.80±0.04)、(0.81±0.03)、(0.77±0.05)和(0.76±0.04)。除CTV、视神经、腮腺和颞叶外,U-Net模型自动勾画的其余器官的豪斯多夫距离(Hausdorff distance,HD)值均≤5.60 mm且重叠比(overlap ratio,OR)值均≥0.80。U-Net较ABAS模型自动勾画的各个器官的DSC更高,HD更低且OR更高(均P<0.05),勾画各个器官的耗时也更少,总体耗时降低(176.73±54.08)s(P<0.05)。结论U-Net自动勾画模型能较好实现鼻咽癌放疗CTV和OARs的自动勾画,为临床医师的勾画提供参考并提高勾画效率,以深度学习为基础的自动勾画方法具有很高的可行性和优越性。

瓦里安Clinac-IX医用直线加速器联锁故障维修5例

目前,医用电子直线加速器作为应用最广泛的放射治疗设备,在肿瘤治疗中发挥着至关重要的作用。我院于2011年引入瓦里安Clinac-IX医用直线电子加速器并投入使用,其稳定性较高、可靠性较强。但随着治疗时间的逐渐加长和放疗患者数量的不断增加,机器的损耗不可避免[1-3],近年来机器故障率明显增加。本文根据机器使用过程中遇到的5例典型故障,对故障处理方法进行总结与归纳,为同行处理相关故障提供参考和依据。

VARIAN IX直线加速器7例故障维修与分析

该文简要介绍VARIAN IX直线加速器在使用过程中碰到的7例典型故障,它们分别是电子枪控制板故障(GFIL联锁)、调制器故障(HVCB联锁)、能量编程板故障(EXQ1)、能量转换电位器故障(CARR联锁)、MLC故障、温控阀故障(PUMP联锁)和电离室故障(ION联锁)。通过对故障实例的分析并介绍故障排除的方法,为同行提供参考。

VARIAN直线加速器IGRT全碳纤维治疗床与虚拟治疗床对高能X射线剂量的影响

目的：探讨放疗后斜射野中VARIAN直线加速器影像引导放射治疗（IGRT）全碳纤维治疗床与虚拟治疗床对高能X射线的剂量学研究。方法：将固体水模体置于加速器IGRT治疗床的中心处,改变机架角度,从不同机架角度即射野入射角度让不同能量（6 MV和15 MV）的高能X射线穿透治疗床的薄、中、厚3个部分,分别测量对比穿透因子（F值）,并利用放射治疗计划系统设计加虚拟治疗床和不加虚拟治疗床的计划,计算对比测量值与放射治疗计划系统（Treatment Planning System,TPS）计算值的差异百分比（PD）。结果：6 MV和15 MV X射线对IGRT治疗床薄、中、厚3个位置的F值随射线入射角度的变化分别在机架角度110°时最小,对应的F值分别为0.9510、0.9496、0.9409和0.9668、0.9645、0.9600;IGRT治疗床薄、中、厚3个位置测量值与计划设计相对应的IGRT虚拟治疗床位置的PD值在160°~180°范围内达到最大,分别为2.79%、2.37%、1.81%和1.15%、0.90%、0.53%;IGRT治疗床薄、中、厚3个位置测量值与放射治疗计划系统不加虚拟治疗床计算值的PD绝对值在120°时较大,分别为1.85%、2.23%、3.08%和1.42%、1.68%、1.83%。结论：在TPS中加虚拟治疗床的PD绝对值比不加虚拟治疗床的PD绝对值小,所以加虚拟治疗床在临床上是必要的。而对于后斜射野,F值和PD值均受以下3个因素影响：（1）射线入射角度,入射角度越大则F值及PD值越大;（2）全碳纤维治疗床的厚度,床厚度越大则F值、PD值越小;（3）高能X射线能量,能量越大则F值越大,但PD值越小。

宫颈癌术后5野调强放疗4个变量组合的最佳治疗模式的剂量学

目的:探讨宫颈癌术后5野固定野调强方式(5F-IMRT)应采用的最佳治疗模式。方法:首先用改变单一条件的方法,分别比较治疗体位、剂量计算算法、加速器的多叶光栅(MLC)调强方式以及高能X射线能量这4类条件,共计8个变量,包括仰卧位与俯卧位、各向异性算法(AAA)与笔形束卷积算法(PBC)、动态调强即滑窗(SW)与静态调强即静态分段(MSS)、6 MV X线与15 MV X线,对靶区、危及器官和正常组织的剂量学差异影响。其次,基于上述比较结果,再比较这4类条件中相对更优的4个变量串联而成的B组和与相对较差的4个变量串联而成的A组对靶区、危及器官和正常组织的剂量学影响。其中剂量学评价指标包括靶区、危及器官和正常组织的剂量受量、靶区剂量适形度指数(CI)、靶区均匀性指数(HI)、机器跳数(MU)、治疗时间(T)等。数据统计采用SPSS 19.0软件,并根据不同的统计对象,选择合适的统计方法(独立样本t检验与配对t检验)进行统计分析,P≤0.05为差异具有统计学意义。结果:在单一条件统计结果中,俯卧位较仰卧位而言,靶区平均剂量(D_(mean))、小肠最大剂量(D_(max))及膀胱V50(膀胱受到50 Gy剂量的体积占膀胱总体积的百分比)均较低;AAA较PBC而言,计划靶区的CI偏大而HI偏小,膀胱V50、直肠D_(max)均偏小;SW较MSS而言,靶区的CI偏大而HI偏小,膀胱V50、直肠D_(max)均偏小,但MU和T偏大;高能X射线15 MV较6 MV而言,靶区D_(mean)、CI偏大,而HI偏小,危及器官中的脊髓D_(max)(考虑摆位误差,实际脊髓外放3 mm形成外放脊髓)、膀胱V50、股骨头D_(max)均偏小。在多条件变量串联统计结果中,采用俯卧位、AAA、SW以及15 MV X线这4个变量串联的B组与与之对应的仰卧位、PBC、MSS、6 MV X线这4个变量串联的A组相比,B组中靶区D_(mean)平均降低了1.4%,CI平均增加了5.8%,HI平均降低了53.4%,危及器官中小肠D_(max)平均降低了4.4%,直肠D_(max)平均降低了2.2%、膀胱V50平均降低了109.1%、股骨头D_(max)平均降低了1.5%。结论:宫颈癌术后5F-IMRT的放疗体位应采用俯卧治疗体位、剂量算法应采用AAA、MLC运动方式应采用动态SW、X射线应采用15MV高能X射线这4个变量组成的治疗模式,临床剂量学研究表明该治疗模式为本实验对宫颈癌术后5F-IMRT的最佳治疗模式。

不同宽度多叶准直器叶片对食管癌调强放射治疗的剂量学影响

目的:探讨不同宽度多叶准直器(MLC)叶片对食管癌调强放射治疗(IMRT)的剂量学影响,为食管癌IMRT提供更加合理的参考。方法:选取40例食管癌调强病例,采用瓦里安Eclipse13.5治疗计划系统设计放射治疗计划。在MLC的中间区域以及边缘区域进行IMRT优化设计,分别对靶区的基本参数以及危及器官的受量进行比较,分析出两组计划的差异;利用剂量体积直方图比较靶区、肺、心脏和脊髓照射剂量和体积。结果:选择在MLC的中间区域进行优化,靶区的D_(mean)更高,且均匀性以及适形性更优,心脏受量更高,心脏MLC中间区域的D_(mean)和V_(30)值均低于MLC边缘区域,其差异有统计学意义(t=-3.531,t=-3.551;P<0.05);双肺MLC中间区域的D_(mean)、V_5、V_(10)、V_(20)及V_(30)略高于MLC边缘区域,其差异有统计学意义(t=4.773,t=6.282,t=0.047,t=4.536,t=2.075;P<0.05),脊髓剂量MLC中间区域的D_(max)值要高于MLC边缘区域,其差异有统计学意义(t=-5.980,P<0.05)。结论:在肺部、脊髓以及心脏等危及器官都能达到剂量限值的基础上,应尽量选择MLC的中间区域进行优化,使其获得良好的靶区剂量分布,提高肿瘤的控制率。

10^(-4) V级微弱脉冲信号放大电路设计研究

微弱脉冲信号(10^(-4) V数量级)一般需要经过信号放大才能用于后端电路处理,设计了一种可用于微弱脉冲信号的放大电路。整个电路主要由电压放大部分和功率放大部分串联构成。其中电压放大是由电荷灵敏放大和二级负反馈串联构成的,而为提高负载能力而设计的功率放大是在射级跟随器的基础上进行改进的.依靠两个特性相同的NPN和PNP三级管以及两个特性相同的二极管构成了推挽型跟随电路,这种设计可消除"开关失真",为消除高压电源带来的电磁干扰,还对电路进行了电磁屏蔽设计。经PCB制备及电路测试,电压信号幅值由10^(-4) V数量级放大到了2V(10~0数量级),放大倍数达到了10 000倍以上,电路总输出端的噪声幅值约为50mV,信噪比为2 000/50=40,可有效分辨有用信号。所设计电路具有放大倍数高、高信噪比、负载能力强、抗干扰等优点,可为微弱脉冲信号的放大电路研制提供参考。

OPS与CBCT摆位引导技术在食管癌放疗中的临床应用优劣探讨

目的:比较光学定位系统(optical positioning system,OPS)与锥形束CT(cone beam CT,CBCT)在食管癌放疗中的摆位误差,探讨其临床应用优劣。方法:选取30例食管癌放疗患者,分别采集和比较每例患者在OPS和CBCT摆位引导技术下的摆位误差。将OPS得到的摆位误差设为实验组,将CBCT得到的摆位误差设为对照组。采用SPSS 19.0软件对数据进行统计学分析。结果:在X方向(左右)上,实验组摆位误差为(2.7±0.7)mm,略大于对照组的(2.5±0.3)mm(t=-1.61,P=0.071),2组间差异无统计学意义。而在Y(头脚)及Z(前后)方向上,实验组的摆位误差分别为(2.9±1.1)和(3.9±0.4)mm,均大于对照组的(2.3±1.4)和(3.3±0.7)mm(Z=2.06,P=0.012;t=2.38,P=0.033),2组间差异具有统计学意义。结论:OPS精确性不及CBCT,但具有操作简单、快速和无辐射等优点,将两者有效结合,各取所长,可大大提升摆位效率和摆位精确性,对患者治疗具有重要的积极作用。

Varian医用直线加速器DMLC物理参数的测量与验证

目的通过测量Varian IX和23EX医用直线加速器60对和40对动态多叶准直器(dynamic multileaf collimator,DMLC)的叶片透射因子、叶片间漏射因子、叶片位置校正因子及内、外半影,探讨DMLC参数是否受X射线能量和叶片数目的影响,并探讨DMLC参数在治疗计划系统(treatment planning system,TPS)的必要性和重要性。方法采用Kodak X-Omat V胶片分析仪测量工具,分别对Varian医用直线加速器60对和40对的DMLC叶片透射因子、叶片间漏射因子、叶片位置校正因子及内、外半影这5种参数测量。并将测得的DMLC参数结果引入到TPS的原始机器数据中。在TPS中针对模体设计逆向调强计划,并在加速器上对夹有胶片的模体进行照射,对比分析胶片实测的剂量分布结果和TPS计算得到的剂量分布结果。结果对于相同叶片数目的 DMLC,X射线能量越大,参数值越大。对于相同的X射线能量,DMLC叶片数目越多,参数值越大。在TPS中引入测得DMLC参数后,TPS计算得到以及胶片实测得到的80%等剂量线面积重合度均大于95%,曲线的分离度均小于3 mm。结论DMLC参数均会受叶片数目以及加速器X射线能量大小的影响,但只要将测得的DMLC参数正确引入到TPS中进行,则实测得到的剂量分布与TPS计算得到的剂量分布均能满足高重合度和低分离度,从而满足临床治疗要求。

提高在线式硼浓度测量装置信噪比方法的研究

为提高在线式硼浓度测量装置的信噪比,分别从中子干扰计数、中子散射以及中子慢化3个方面进行了分析并提出了增加中子吸收层等相应措施。采用MCNP模拟与实验验证的方法对这些措施进行了验证,实验和模拟结果证明了这些措施可以有效提高中子计数率随硼浓度衰减曲线的信噪比,剔除了杂散中子对测量结果的影响,从而使硼浓度测量结果更加准确。

基于肝癌的VMAT与IMRT放疗计划的剂量学对比研究

目的比较分析肝癌旋转容积调强放疗(VMAT)计划与固定野调强放疗(IMRT)计划靶区及其周围危机器官的剂量学差异。方法选择36例肝癌患者的CT图像数据,分别设计VMAT计划、IMRT计划,比较两者的靶区剂量分布、危及器官受量、正常组织受量、机器跳数及治疗时间等。结果 VMAT计划的靶区剂量最大值比IMRT计划低(Z=2.090,P<0.05);VMAT计划的90%的处方剂量的适形指数比IMRT计划小(Z=2.809,P<0.05);VMAT计划的正常肝组织的V30低于IMRT计划(Z=2.395,P<0.05);VMAT计划的正常肾脏组织的V20低于IMRT计划(Z=2.201,P<0.05);VMAT计划机器跳数是IMRT计划的约40%,治疗时间低于IMRT计划的50%。结论 2种治疗计划在剂量学上均能满足临床要求,并且剂量分布基本一致,VMAT计划的适形指数比IMRT好,危及器官剂量比IMRT计划略有降低,正常组织的低剂量区VMAT计划与IMRT相比有先高后低的趋势,并且机器跳数少,治疗时间短,更值得临床推广应用。

医科达Synergy-S加速器多叶准直器剂量学研究

目的:测量Synergy-S医用直线加速器新型多叶准直器(MLC)的漏射和透射剂量,分析漏射和透射剂量产生的原因。方法:应用PTW UNIDOS剂量仪和MP3三维水箱,分别在水中、空气中以及RW3固体水模中测量Synergy-S加速器内置的Beam Modulator型MLC叶片间和叶片端面的X射线漏射,以及漏射随射线能量和机架角度的变化。结果:能量对叶片间漏射稍有影响,对叶片端面透射剂量影响较小,重力和MLC的运动对叶片间透射影响较小,偏轴方向两测量点漏射率很低,且有随离轴距离越远漏射呈降低趋势。结论:随着调强放射治疗以及旋转弧形调强放射治疗技术的应用,由于使用子野或野中野调强放射治疗技术,单次照射的机器输出跳数很高,对MLC的透射要求越来越高。因其叶片间透射线的存在,在优化放射治疗计划时还应根据情况转动机头,利用铅门再次遮挡重要危及器官和正常组织,以降低辐照风险。

VARIAN Eclipse治疗计划中PBC和AAA算法在直肠癌调强放疗中的剂量学研究比较

目的比较VARIAN Eclipse计划系统中笔形束卷积(PBC)和各向异性(AAA)算法在直肠癌调强放疗(IMAT)中的剂量学差异,并进行剂量验证。方法随机选取20例直肠癌放疗患者,并在VARIAN Eclipse系统中分别采用PBC算法和AAA算法设计IMRT治疗计划,并利用PTW 729二维剂量验证系统成相应的验证计划,比较靶区及危及器官(OARs)的剂量学参数差异。结果 2种算法模型下,都能满足临床要求,但两者对靶区和OARs的差异影响是比较明显的。对临床靶区(CTV)和计划靶区(PTV)而言,AAA算法模型下的D2%、D5%、D50%、D95%、D98%、Dmean较PBC算法模型更高(P均<0. 05),且CTV的剂量适形度指数和PTV的剂量均匀性指数更好(P均<0. 05);从保护OARs的角度而言,PBC算法模型条件下的小肠Dmax、脊髓Dmax和膀胱D50%较AAA算法模型更低(P均<0. 05);剂量验证中,对整个计划而言,2种算法模型下的γ通过率均能达到95%,都能达满足临床要求(P> 0. 05)。结论对于基于Eclipse系统的直肠癌IMRT计划而言,AAA算法整体上能获得更好的靶区剂量分布,更有利于肿瘤的治疗,但PBC算法却更能保护OARs,降低放疗不良反应。

基于图像配准分析的锥形束CT在肺癌患者精确放疗中的摆位误差研究

目的利用VARIAN Clinac-IX加速器锥形束CT(CBCT)功能,研究刚性图像配准算法和形变图像配准算法两者哪种更适合于与计划CT图像进行配准,并对10例肺癌患者进行摆位精确度验证,分析其摆位误差并探讨靶区的外放边界。方法随机选取图像引导放疗(IGRT)的10例肺癌患者,分别采用刚性图像配准算法和形变图像配准算法2种算法配准CBCT图像和计划CT图像,并根据轮廓指标进行评估,选用最优的图像配准方案,并统计每例患者每天在左右(X)、头脚(Y)、垂直(Z)方向上的摆位误差,分析摆位误差结果并根据公式计算出肺癌靶区的临床外放边界。结果通过刚性图像配准与形变图像配准比较,形变图像配准能更好获得不同模态或相同模态不同时期的图像中器官形态、位置的变化。患者在X、Y、Z轴的摆位误差分别为(0. 04±0. 16) cm、(0. 09±0. 32) cm、(-0. 02±0. 13) cm,患者在X、Y、Z形成的u、υ、w旋转误差分别为(0. 41±0. 64)°、(-0. 20±0. 57)°、(0. 06±0. 62)°。计算得出肺癌靶区的临床外放边界在X、Y、Z等3个方向上分别是0. 78 cm、1. 12 cm、0. 68 cm。结论胸部肿瘤放疗的摆位误差在头脚方向最为明显,利用CBCT并采用形变图像配准算法可以测量肺癌患者的摆位误差并在线校正,减少摆位误差,根据误差值,估算出合理的靶区外放值,从而更好治疗靶区和保护危及器官。

肺癌RapidArc-SBRT与IMRT治疗计划的剂量学比较

目的通过对基于旋转拉弧调强的立体定向放疗(RapidArc-SBRT)与调强放疗(IMRT)的治疗计划的比较、分析,从物理剂量上评估了RapidArc-SBRT与IMRT各自的优势,并指出临床应用中应注意的问题。方法选取20例非小细胞肺癌(NSCLC)患者进行研究,要求患者靶区比较规则,最大直径不超过5 cm,距脊髓的间隙至少大于1 cm。RapidArc-SBRT计划采用旋转拉弧适形技术,IMRT采用固定野动态调强技术,所有计划的处方剂量均为60 Gy,选取合适的方案作为最终的比较计划。结果 RapidArc-SBRT计划肺的V5、V10明显高于IMRT计划,但V_(15)、V_(20)、V_(30)、V_(40)低于IMRT计划;脊髓、食管受量与距计划靶区(PTV)的距离大小有关,心脏的RapidArc-SBRT计划有降低的趋势;2种计划靶区的适形指数(CI)相差较小,RapidArcSBRT计划的靶区均匀性优于IMRT计划;RapidArc-SBRT计划在治疗总跳数和治疗时间上有明显优势。结论对于合适的NSCLC患者,RapidArc-SBRT计划具有一定的优势,靶区剂量更均匀,总治疗跳数少,治疗时间短。

ETX和CBCT两种图像引导技术在肝癌SBRT中的摆位误差比较分析

目的比较ExacTrac X-ray(ETX)和锥形束CT(CBCT)两种图像引导系统在肝癌立体定向放射治疗(SBRT)中的摆位误差。方法选择2019年4月至2020年12月在江苏省苏北人民医院接受SBRT放射治疗的30例肝癌患者,将其随机分为ETX组和CBCT组,每组15例。获取各组校正前后的误差,包括左右(X)、头脚(Y)和前后(Z)方向上的平移误差和绕前后方向上的旋转误差(Z_(r))。结果ETX组误差校正前后各方向误差比较,差异有统计学意义(P<0.05)。CBCT组校正前后各方向误差比较,差异有统计学意义(P<0.05)。CBCT组与ETX组校正后残留误差值比较,差异无统计学意义(P>0.05)。结论ETX和CBCT各有优缺点,但两者均能有效减少摆位误差。从减小肝癌SBRT摆位误差角度出发,采用灰度配准的CBCT误差纠正精度较采用骨性配准的ETX更高。

不同剂量算法在鼻咽癌调强放疗中的剂量学研究

目的比较研究鼻咽癌(NPC)调强放疗中各向异性分析算法(AAA)和笔型束卷积算法(PBC)在Varian Eclipse TPS中的7野均分调强计划中,对治疗靶区及其危及器官(OARs)的剂量学参数影响。方法随机选择16例NPC放疗患者,在保证每例患者的逆向调强参数优化条件都相同的前提下,分别用AAA和PBC进行剂量计算,并利用COMPASS分析软件对其计算借过进行剂量验证。并利用SPSS软件对DVH中所关心的靶区和OARs的剂量学参数值进行配对t检验分析。结果 AAA相对于PBC而言,靶区的均匀性指数(HI)和适合度指数(CI),Dmean更有优势。且脑干、脊髓、晶体、视神经等的最大剂量值更低。COMPASS剂量验证结果表明AAA的靶区剂量γ通过率更高。结论 NPC逆向调强放疗中,采用AAA所获得的靶区和OARs的剂量学参数总体上优于PBC。

直肠癌术后调强放疗多变量组合最佳治疗模式的剂量学研究

目的探讨直肠癌术后调强放疗中治疗体位(仰卧位与俯卧位)、准直器调强方式[动态调强(SW)与静态调强(MSS)]、剂量计算算法[各向异性解析算法(AAA算法)与笔形束卷积算法(PBC算法)]、高能X射线能量(6 MV与15 MV)、放射野个数(7野与9野)以及计算网格尺寸(0.25 cm与0.50 cm)等多变量组合最佳治疗模式的剂量学特征。方法采用控制单一变量法,分别比较6种条件(共计12个变量)对靶区和危及器官的剂量学差异。基于剂量学差异结果,比较6种条件中相对更优的6个变量串联而成的A组与相对较差的6个变量串联而成的B组对靶区和危及器官的剂量学影响。剂量学评价指标包括靶区和危及器官的剂量受量、靶区剂量适形度指数(CI)和靶区均匀性指数(HI)、机器跳数(MU)、出束时间。结果对于多变量串联的统计学分析显示,采用俯卧位、AAA剂量算法、动态SW的多叶光栅(MLC)运动方式、15 MV的X线、0.25 cm计算网格尺寸且9野均分的6个变量串联的A组相较于采用仰卧位、PBC剂量算法、静态MSS的MLC运动方式、6 MV的X线、0.50 cm计算网格尺寸且7野均分的6个变量串联的B组,计划靶区(PTV)的平均剂量(D_(mean))平均降低了1.2%,CI平均增加了10.0%,HI平均降低了30.3%;小肠最大剂量(D_(max))平均降低了3.0%,膀胱4000 cm^(3)体积对应的剂量(V_(40))平均降低了31.2%,股骨头D_(max)平均降低了3.6%。结论直肠癌术后调强放疗采用俯卧位、AAA剂量算法、动态SW的MLC运动方式、15 MV的X线能量、0.25 cm计算网格尺寸和9野均分野这6个变量组成的治疗模式,是经临床剂量学证实的对直肠癌术后调强放疗的更优治疗模式。

基于NaI闪烁体的放射性碘探测装置蒙特卡罗模拟计算

利用蒙特卡罗程序(MCNP)研究了核电站气载放射性监测通道中重要监测设备放射性碘探测装置的探测方式、几何尺寸对NaI闪烁体探测器探测效率的影响,根据模拟计算结果对所反应的规律进行了详细说明,研究结论为放射性碘探测装置的研制提供了重要的数据参考和理论支持。

高灵敏离线式硼表测量装置研究

本文针对压水堆核电厂离线式硼表的圆柱形容器结构进行了改进优化,以减少流体通过探测装置的滞留时间,并对该结构的测量灵敏度进行了分析。首先,采用Fluent模拟比较流体在圆柱形和蛇形管两种结构中的滞留时间长短;其次,利用Geant4分别模拟蛇形管结构中的截面形状、慢化厚度以及管壁材料这三种因素对测量灵敏度的影响。得出在相同条件下,流体在蛇形管结构中的滞留时间约为1 s,但在圆柱形容器结构中约为9.5 s,所以采用蛇形管结构可以有效减少流体在探测装置中的滞留时间;当蛇形管结构同时采用矩形截面形状、锆合金材料和2 cm左右厚的聚乙烯慢化层时,可以获得较高的测量灵敏度。