MCNP能峰展宽的NaI探测效率研究

本文利用光子和电子耦合输运MC程序的电子脉冲计数类型的能峰展宽模拟计算了NaI (T1)探测器的γ能谱,与实验测量的能谱符合较好。然后利用MCNP计算了NaI(T1)对不同能量γ射线的探测效率(峰总比),结果与实验值一致,验证了这种计算方法用于模拟NaI(T1)对γ能谱的探测效率是可行的。

电中性溶质在反相毛细管电色谱柱上峰展宽的研究

根据溶质在色谱柱中迁移的基本特征及柱分离过程弛豫理论的一般输运方程,在平衡色谱和不单独考虑逆向流的简化情况下,得到了能够说明多种因素对半峰宽影响的流出曲线的二阶中心矩表达式。通过反相毛细管电色谱实验,讨论了电压、柱长及保留因子等因素与峰展宽之间的关系,也探讨了溶质在色谱柱内峰展宽的规律。结果表明:半峰宽随柱长的增加和保留因子的增大而线性增加,随电压的增加而呈非线性减小。

兰州重离子束治癌Bragg峰展宽装置参数设计

针对兰州质子加速器研究装置提供的 1 2 0MeV/u1 H+离子束 ,探索了模拟退火优化算法的原理及方法 ,实现了Bragg峰展宽的剂量优化 ,讨论了质子束治癌临床上最优的Bragg峰展宽模型的选取 ,并给出了旋转式装置的参数 ,供即将在中科院近代物理所质子加速器上开展的浅层治癌等放射生物医学研究工作做参考。

权重适配的布拉格峰展宽方法

目的:提供一种权重适配的布拉格峰展宽(SOBP)方法,得到平滑的展宽布拉格峰。方法:通过重新拟合质子能量-射程的关系(盖格法则),找出适配函数的函数形式,并对权重进行重新适配,通过求敏感参数k,得到平滑的SOBP,最后用蒙特卡洛程序FLUKA进行验证。结果:SOBP的形状对参数k比参数P更加敏感,拟合得到4～32 cm的SOBP,中间平坦区偏差不超过±2%,并解决中间区坍塌的问题。结论:蒙特卡洛模拟检验了权重适配的SOBP方法的有效性。

一种适用于高速窄脉冲的峰值保持电路

介绍一种适用于高速窄脉冲的峰值保持电路,该电路输入信号的幅度≥50mV、前沿≤3ns、脉宽≤15ns、频率≥20MHz、增益为3,峰展宽时间可调(0.4-5μs)。该电路结构简单,可靠性好。

应用网格堆叠结构展宽粒子束流布拉格峰的初步研究

目的开发并验证一种用于展宽布拉格峰的结构体,以提高粒子放疗的效率与适形性.方法通过随机堆叠与规律堆叠两种方式来制作具有多孔性的网格堆叠结构(MPS),每一层网格中,网格厚度、线宽与线间距分别为0.1、0.1、0.5mm,总尺寸为10cm×10cm.使用蒙特卡罗程序FLUKA模拟196 MeV/u的碳离子束流与105 MeV的质子束流穿过MPS后的输运过程,评估调制后束流的剂量分布、束流不均匀性以及MPS的调制能力稳定性,并评估MPS在鼻咽癌(63 Gy分21次)、肺癌(77 Gy分22次)与前列腺癌(70.4 Gy分16次)各1例临床计划中的调制效果.结果MPS最多能够将质子束流和碳离子束流的布拉格峰宽度分别增加1.73 mm和2.95 mm,对于不同入射位置,10层以上的规律堆叠能够将MPS的调制能力差异降至5%之内.堆叠30层的MPS调制后的束流输运18 cm后可使不均匀性降至3%之内,与临床使用的波纹滤波器相比,MPS能够将质子等中心束斑减小0.91 mm.在鼻咽癌计划调制中,使用MPS能够将治疗时间缩短213s(37%)且脑干所受的最大剂量减小了3.28 Gy(7.5%).结论使用MPS能够有效地展宽粒子束流的布拉格峰,提高临床放疗效率,规律堆叠的MPS调制能力稳定性较强.调制后的束流能够实现相对良好的均匀性,具有贴近患者而减小横向散射并提高适形性的临床应用潜力.

NaI(Tl)探测γ能谱的MCNP模拟

利用光子和电子联合输运MCNP程序的电子脉冲计数类型的能峰展宽模拟计算NaI(Tl)探测器的γ能谱,与实验结果符合较好.利用能峰展宽参数计算不同能量γ射线的峰总比,结果与实验值相符,验证该计算方法可用于NaI(Tl)探测γ能谱的模拟.对不同能区γ射线的能谱进行模拟,并分析了能谱的形成过程.

展宽重离子束的Bragg峰

介绍了自行设计加工的用于对重离子束Ｂｒａｇｇ峰进行展宽的旋转式射程调制器。实验上运用双电离室法测定了７５ＭｅＶ／ｕＣ离子束的Ｂｒａｇｇ曲线以及经该射程调制器调制的７５ＭｅＶ／ｕＯ及Ｃ离子束的Ｂｒａｇｇ曲线。

胰岛素反相制备色谱的方法开发

以胰岛素反相制备色谱方法的开发和优化为目标,通过考察色谱保留参数、峰展宽及样品流出曲线的浓度分布等色谱参数,对流动相梯度、色谱填料、载样量等色谱条件进行了优化,并建立了胰岛素制备色谱峰参数的描述方法。结果表明,所建立的方法可快速筛选出最适于胰岛素分离的色谱条件(包括流动相梯度及分离填料),即流动相中的强洗脱溶剂(有机相)需采取缓梯度窄区间的变化条件,筛选出的分离填料需具备峰向两侧展宽且展宽程度较小、样品最高浓度居中分布的特点。将方法用于实际胰岛素粗品的纯化制备,获得了杂质去除效果好、胰岛素纯度高的产品。该法为胰岛素反相色谱纯化制备方法的快速建立提供了指导,具有较强的实用价值,同时为发展大分子化合物的制备色谱方法提供了参考。

重离子放射治疗双微小展宽峰组合照射方法

在基于被动式束流配送系统的分层适形重离子治疗当中,需要利用微型脊形过滤器(mini ridge filter,mini-RF)将单能重离子束Bragg峰展宽为峰区近似高斯分布的微小展宽峰(mini spread-out Bragg peak,mini-SOBP),从而达到减少照射分层数及照射时间的目的。采用较宽的mini-SOBP可以有效减少照射分层数,但会增大展宽Bragg峰(SOBP)远端剂量跌落距离,增加对靶区后方正常组织或危及器官的辐照剂量。这一问题可以通过双mini-SOBP的组合照射方法来解决。使用2种mini-RF对单能重离子束Bragg峰略微展宽得到2种半高宽(FWHM)且剂量分布近似高斯分布的mini-SOBP,通过基于放射生物学模型的剂量优化,证实了在SOBP平顶区按生物有效剂量均匀和物理吸收剂量均匀的展宽情况下,双mini-SOBP组合照射方法均可以在减少照射分层数的同时较大幅度地减小SOBP远端剂量跌落距离。

碳离子束治疗肿瘤的研究进展

放疗是治疗肿瘤的重要手段之一,但是光子线治疗解剖结构复杂和放疗不敏感的肿瘤有局限性,存在局部复发和正常器官损伤的风险。碳离子束是用于医学领域最广泛的重离子束,因其加速后理想的物理剂量分布和生物学效应,使得碳离子放射治疗(CIRT)获得了很好的效果,尤其为难治性肿瘤和抗放射线肿瘤提供了一种全新治疗手段。本文总结国内外的临床研究经验,有助于对CIRT的发展趋势和应用前景进行分析和展望,指导制订适合的方案。