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基于自动勾画和快速蒙特卡罗计算的放射治疗全身器官剂量数据库平台的可行性研究
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作者 邱涛 高宁 +5 位作者 皮一飞 王海洋 齐雅平 程博 裴曦 徐榭 《中国医学物理学杂志》 CSCD 2022年第11期1339-1344,共6页
目的:探讨建立一种放射治疗全身器官剂量数据库平台的可行性。方法:使用基于深度学习的自动勾画软件DeepViewer^(®)在1例食管癌患者的全身CT上勾画全身器官,然后利用基于GPU加速的蒙特卡罗软件ARCHER计算相应的器官剂量分布,最后利... 目的:探讨建立一种放射治疗全身器官剂量数据库平台的可行性。方法:使用基于深度学习的自动勾画软件DeepViewer^(®)在1例食管癌患者的全身CT上勾画全身器官,然后利用基于GPU加速的蒙特卡罗软件ARCHER计算相应的器官剂量分布,最后利用Lyman-Kutcher-Burman(LKB)模型评估放疗患者正常组织并发症概率(NTCP)。结果:针对该病例,成功建立基于DeepViewer^(®)、ARCHER和LKB模型的全身器官剂量数据库,发现距离靶区越近的器官剂量越大,其中心脏与靶区间距离最小,剂量为14.11 Gy,但因其模型参数特殊,通过LKB模型计算的NTCP为0.00%;左、右肺的剂量分别为3.19和1.16 Gy,但是NTCP值却很大,分别为2.13%和1.60%。对于距离靶区较远的头颈部器官(视交叉、视神经和眼)和腹部器官(直肠、膀胱和股骨头)剂量分别约为9和2 mGy,并且NTCP均近似为0.00%。结论:研究结果证明通过自动勾画软件DeepViewer^(®)、蒙特卡罗软件ARCHER和LKB模型建立全身器官剂量数据库的可行性。 展开更多
关键词 食管癌 自动勾画 蒙特卡罗 正常组织并发症概率
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测量BEPCⅡ直线加速器隧道内的瞬发辐射场
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作者 阎明洋 龚晓明 +3 位作者 张清江 丁亚东 李楠 马忠剑 《核电子学与探测技术》 CAS 北大核心 2016年第8期880-884,共5页
BEPCⅡ直线加速器脉冲流强大且脉宽小,束流损失造成的辐射场是一个占空因子很小、辐射水平很高的瞬发辐射场。丙氨酸/ESR作为一种大剂量辐射场探测方法,本文首先实验刻度丙氨酸剂量计,用于隧道辐射场实验测量,并结合MCNP软件模拟... BEPCⅡ直线加速器脉冲流强大且脉宽小,束流损失造成的辐射场是一个占空因子很小、辐射水平很高的瞬发辐射场。丙氨酸/ESR作为一种大剂量辐射场探测方法,本文首先实验刻度丙氨酸剂量计,用于隧道辐射场实验测量,并结合MCNP软件模拟计算校正测量结果。结果表明,束流注入阶段,e+靶区中子含量高,与光子通量比为3.7,光子剂量率0.94Cy/h,中子剂量率范围8.2—16.4Cx/h。其他区域(除e+靶区),中子含量少,基本忽略中子剂量率,且因束损不均匀导致剂量水平空间差异较大,剂量率范围0.1Gy/h至十几个Gy/h,相差达两个数量级。 展开更多
关键词 直线加速器 束流损失 瞬发辐射场 丙氨酸 MCNPXTL53
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一种新型溴化铈闪烁体探测器性能研究 被引量:9
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作者 周倩倩 侯越云 +2 位作者 梁珺成 张春生 王仁波 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第2期371-377,共7页
闪烁探测器在射线能量与时间的探测中发挥着重要作用。针对国产新型溴化铈(CeBr_3)闪烁晶体,本文建立实验系统和方法对其关键性能指标进行了测试,具体包括:建立了快符合时间分辨系统测量装置,测试得到新型闪烁探测器对于^(60)Co源的时... 闪烁探测器在射线能量与时间的探测中发挥着重要作用。针对国产新型溴化铈(CeBr_3)闪烁晶体,本文建立实验系统和方法对其关键性能指标进行了测试,具体包括:建立了快符合时间分辨系统测量装置,测试得到新型闪烁探测器对于^(60)Co源的时间分辨率为142ps;建立了单光子计数法测量装置,测试得到溴化铈晶体的衰减时间为16.8ns,上升时间为0.18ns;建立了相对光输出测量装置,测试得到其相对于同规格NaI(Tl)闪烁体探测器对于661.66keV射线的光输出为161%;同时针对其能量响应性能进行了测试,测得对于661.66keV射线其能量分辨率为4.7%。将国产新型溴化铈闪烁晶体的性能测试结果与国际上同类晶体以及氟化钡、溴化镧、碘化钠等常用无机闪烁体的性能进行了比较,对其应用前景进行了探讨。 展开更多
关键词 无机闪烁体 溴化铈闪烁体 时间分辨率 衰减时间 相对光输出
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磷屏成像的计量性能测试及其在大面积平面源均匀性评价中的应用 被引量:2
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作者 符燕 梁珺成 +5 位作者 邹宇 杨志杰 唐泉 张明 刘皓然 赵清 《核化学与放射化学》 CAS CSCD 北大核心 2017年第1期83-89,共7页
针对磷屏成像技术在放射性活度计量领域的应用需求,开展了磷屏成像响应的重复性、一致性、时间线性与活度线性研究。结果表明:成像灰度值重复性为8.6%(k=2),190mm×200mm的磷屏成像区域对于点状源的响应一致;磷屏成像的灰度值与照... 针对磷屏成像技术在放射性活度计量领域的应用需求,开展了磷屏成像响应的重复性、一致性、时间线性与活度线性研究。结果表明:成像灰度值重复性为8.6%(k=2),190mm×200mm的磷屏成像区域对于点状源的响应一致;磷屏成像的灰度值与照射的时间成正比,相同照射时间所产生的灰度值与源的发射率也成正比。以这些计量性能结果为基础,严格按照ISO 8769∶2010的均匀性评价规则对150mm×100mm的大面积源进行了均匀性测量,建立了定量和直观表达平面源均匀性的方法,从而为改善平面源的制备工艺,建立符合国际标准的大面积源计量器具提供了参考评估方法。 展开更多
关键词 磷屏成像 计量性能 大面积平面源 均匀性
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Flash放射治疗技术研究进展 被引量:5
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作者 齐雅平 高宁 +2 位作者 卢晓明 钱东 徐榭 《中国医学影像技术》 CSCD 北大核心 2022年第1期146-149,共4页
Flash放射治疗(Flash-RT)具有独特的放射生物学特性及潜在临床优势,已成为放射治疗领域的研究热点,但目前关于Flash-RT原理及临床转化等研究仍处于初步阶段。本文对Flash-RT相关研究进展进行综述。
关键词 FLASH 放射治疗 超高剂量率
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48 keV~1.25 MeV X/γ射线空腔电离室研制及性能测试 被引量:1
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作者 刘川凤 成建波 +7 位作者 李德红 程金星 黄建微 张晓乐 张健 张璇 李月 郝光辉 《计量学报》 CSCD 北大核心 2023年第12期1889-1896,共8页
防护水平电离室广泛应用于核设施、放射治疗和辐射环境监测等剂量率的测量,为了提高防护水平电离室的国产化水平,设计了测量防护水平剂量率的空腔电离室。通过理论计算、蒙特卡罗模拟对电离室的室壁厚和保护极进行研究。在不同能量辐射... 防护水平电离室广泛应用于核设施、放射治疗和辐射环境监测等剂量率的测量,为了提高防护水平电离室的国产化水平,设计了测量防护水平剂量率的空腔电离室。通过理论计算、蒙特卡罗模拟对电离室的室壁厚和保护极进行研究。在不同能量辐射场中对电离室性能进行测试,测试结果表明:电离室漏电流绝对值小于5 fA,工作坪区为200~800 V。在N60~N250的X辐射场和^(137)Cs、^(60)Coγ辐射场中对电离室的能量响应进行测试,当剂量率归一化到^(60)Co时,电离室能量响应相对偏差在±5%之内,电离室在半年内的长期稳定性和角响应都优于0.5%。所述电离室能够实现3 mGy/h~30 Gy/h剂量率的测量,且与约定剂量率相对偏差优于±5%。 展开更多
关键词 防护水平剂量率 空腔电离室 能量响应 漏电流 蒙特卡罗模拟
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光子辐射场配置电磁场研究磁共振引导放疗(MRIgRT)参考剂量磁场因子的可行性
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作者 齐雅平 王志鹏 +6 位作者 姚金涛 刘福斌 金孙均 黄骥 杨小元 张健 王坤 《中华放射医学与防护杂志》 CAS CSCD 北大核心 2023年第4期291-296,共6页
目的针对磁共振引导放疗(MRIgRT)射束参考剂量准确测量的需求,研究强磁场对辐射剂量测量的影响,验证医用加速器配置可变磁场测量磁场因子的可行性。方法利用常规医用电子直线加速器配置一对磁场强度高达1.5 T电磁铁所产生标称高压6 MV... 目的针对磁共振引导放疗(MRIgRT)射束参考剂量准确测量的需求,研究强磁场对辐射剂量测量的影响,验证医用加速器配置可变磁场测量磁场因子的可行性。方法利用常规医用电子直线加速器配置一对磁场强度高达1.5 T电磁铁所产生标称高压6 MV光子辐射场和可变磁场,使用PTW30013和PTW31010电离室,分别测试电离室轴与磁场方向夹角为0°、180°、90°和270°时0~1.5 T磁场强度范围内的电离室响应,对测量结果进行分析,计算磁场因子k_(B,M)。结果电离室响应读数随磁场强度增加而增加,并在1 T时达到峰值,当磁场强度继续增加,电离室读数随之降低。0.35 T磁场时,PTW31010电离室轴向与磁场方向垂直90°和平行0°下的电离室响应磁场因子k_(B,M)分别为0.9882±0.0003和0.9974±0.0004,后者与文献报道结果间差异为0.05%±0.04%。1.5 T磁场时,PTW30013电离室轴向与磁场垂直90°下k_(B,M)为0.9589±0.0005,与文献值相差0.60%±0.05%。结论在6 MV医用加速器配置电磁铁所测量的电离室响应磁场因子可用于进一步研究临床MRIgRT参考剂量磁场修正因子。 展开更多
关键词 磁共振引导放疗 磁场 电离室 磁场因子
原文传递
脉冲X射线剂量测量方法 被引量:1
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作者 刘川凤 张晓乐 +5 位作者 李德红 成建波 张健 黄建微 曹蕾 程金星 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第11期1642-1648,共7页
为了解决主动式电子剂量率仪在脉冲辐射条件下的溯源需求,评估主动式电子剂量率仪测量脉冲辐射剂量的准确性,本文采用栅控技术于中国计量科学研究院建立了用于辐射防护剂量量值传递的脉冲X射线参考辐射场,具有曝光时间可调的特性。对脉... 为了解决主动式电子剂量率仪在脉冲辐射条件下的溯源需求,评估主动式电子剂量率仪测量脉冲辐射剂量的准确性,本文采用栅控技术于中国计量科学研究院建立了用于辐射防护剂量量值传递的脉冲X射线参考辐射场,具有曝光时间可调的特性。对脉冲X光管的管电压、曝光时间、脉冲上升/下降时间、辐射场均匀野大小进行了测试,同时对脉冲辐射场空气比释动能率测量方法进行了研究。研究结果如下:利用介入法示波器测量管电压,测量值与管电压预设值在100 kV时,相对偏差为0.19%。在建立的均匀辐射场中,利用电离室实现了脉冲场的空气比释动能率的测量,当管电压为60 kV,管电流为50 mA时空气比释动能率约为3 mGy/s。本文研究结果可为后续空气比释动能率定值提供参考。 展开更多
关键词 脉冲X射线 空气比释动能率 栅控技术 电子剂量率仪 脉冲辐射场 剂量测量 脉冲波形 脉冲宽度
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基于SiPM的塑料闪烁光纤剂量计的研制 被引量:2
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作者 杨翠萍 辛杰 +7 位作者 周冬冬 李一秋 柴林 尤思梅 张保国 文万信 张明 王仁生 《核技术》 CAS CSCD 北大核心 2019年第10期39-45,共7页
放疗过程中,利用塑料闪烁光纤剂量计(Plastic Scintillator Fiber Dosimeters,PSFDs)对患者关键健康组织及肿瘤进行实时、高位置分辨的介入式剂量测量是质量保证(Quality Assurance,QA)最直接的手段之一。为研究PSFDs的实际应用情况,研... 放疗过程中,利用塑料闪烁光纤剂量计(Plastic Scintillator Fiber Dosimeters,PSFDs)对患者关键健康组织及肿瘤进行实时、高位置分辨的介入式剂量测量是质量保证(Quality Assurance,QA)最直接的手段之一。为研究PSFDs的实际应用情况,研制一套基于连续剂量读出的实用型塑料闪烁光纤剂量计。该剂量计以硅光电倍增管(Silicon Photomultiplier,SiPM)作为光电转换器件,通过测量SiPM输出电流实现剂量测量。利用发光二极管(Light Emitting Diode,LED)脉冲光源与小动物图像引导放射治疗机,对该剂量计的时间稳定性、重复性、温度响应、白光纤曲率响应以及动态范围等进行了系统研究。实验结果表明:恒温20℃,剂量计8 h内连续工作,输出电流变化小于1%,32 h间断工作输出电流变化小于0.5%;温度变化小于0.5℃,白光纤曲率半径大于11 cm,输出电流变化小于1%;剂量计线性动态范围可达100~9 000 cGy?min?1。该剂量计基本满足临床剂量验证的要求。 展开更多
关键词 塑料闪烁光纤 硅光电倍增管 稳定性 剂量响应
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基于双晶单色器的单能X射线辐射标定装置 被引量:2
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作者 王二彦 安正华 +4 位作者 郭思明 吴金杰 杨强 周鹏跃 宋瑞强 《现代应用物理》 2021年第4期27-32,43,共7页
基于双晶单色器建立了能量为15~100 keV硬X射线地面标定装置(hard X-ray calibration facility,HXCF)。对单能X射线的单色性进行了定量分析,并评估了HXCF的稳定性。结果表明:双晶单色器具有良好的单色性,对于HXCF产生的能量为20.5~196.5... 基于双晶单色器建立了能量为15~100 keV硬X射线地面标定装置(hard X-ray calibration facility,HXCF)。对单能X射线的单色性进行了定量分析,并评估了HXCF的稳定性。结果表明:双晶单色器具有良好的单色性,对于HXCF产生的能量为20.5~196.5 keV的单能X射线,整体单色性优于3.5%;单色光通量10 h内的稳定性优于0.8%;对单能X射线能谱中的连续部分,采用双晶失谐和无孔光阑方法比偏移探测器法对扣除连续谱更有效,可更好地实现对探测器效率的标定。因此,HXCF可满足分辨率高于3.5%的星载探测器的能量响应和探测效率等地面标定实验。 展开更多
关键词 HXCF 双晶单色器 单色性 稳定性
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256层CT头部扫描iDose 4^(TM)重建图像空间分辨性能的模体实验 被引量:2
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作者 郑海亮 刘小丽 +2 位作者 李兴东 温廷国 冯树理 《中国医学影像技术》 CSCD 北大核心 2014年第4期617-621,共5页
目的探讨256层Brilliance iCT头部扫描时不同扫描条件下各重建级别iDose空间分辨性能的差异。方法采用256层Brilliance iCT和CT性能检测模体,获得头部扫描图像,以iDose和滤波反投影(FBP)两种方法进行重建,比较两种重建图像的调制传递函... 目的探讨256层Brilliance iCT头部扫描时不同扫描条件下各重建级别iDose空间分辨性能的差异。方法采用256层Brilliance iCT和CT性能检测模体,获得头部扫描图像,以iDose和滤波反投影(FBP)两种方法进行重建,比较两种重建图像的调制传递函数(MTF)曲线之间的差异。结果①MTF曲线显示,同等辐射剂量条件下,相比FBP重建,iDose重建可提高1.75%~115.62%的空间分辨能力。②降低层厚会在一定程度上降低CT系统在xOy平面内的空间分辨能力。③层厚为0.9mm时,iDose(6)的图像重建性能最好,层厚为2.5mm时,iDose(5)的性能最好。④在保持千伏值、毫安秒及扫描层厚条件不变,螺距从0.203提高至0.391时空间分辨能力无显著差异。⑤保持毫安秒不变,同时改变管电流和扫描时间,使用iDose重建算法CT系统空间分辨能力无显著差异。结论 iDose在同等辐射剂量下能显著提高图像质量,一定程度上iDose重建图像的空间分辨力对螺距和管电流改变不敏感。为获得最佳图像质量,重建级别应与层厚相适应。 展开更多
关键词 迭代重建 滤波反投影 空间分辨率 调制传递函数 体层摄影术 X线计算机
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高分辨锥束CT并行重建算法在基于NVDIA GPU显卡计算平台上的实现 被引量:1
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作者 郑海亮 李兴东 +2 位作者 王哲 魏存峰 常彤 《CT理论与应用研究(中英文)》 2014年第5期805-814,共10页
目的:探讨高分辨率锥束显微CT断层重建中引入并行计算的必要性及其加速效果。方法:在具有并行计算功能的GPU显卡(NVIDIA QUADRO K5000显卡,显存4G)中为投影图像和重建体数据分配显存空间,每一个像素分配一个线程进行投影图像的各种校正... 目的:探讨高分辨率锥束显微CT断层重建中引入并行计算的必要性及其加速效果。方法:在具有并行计算功能的GPU显卡(NVIDIA QUADRO K5000显卡,显存4G)中为投影图像和重建体数据分配显存空间,每一个像素分配一个线程进行投影图像的各种校正和滤波,再给每个体素分配一线程进行反投影重建,在显存中实现全部断层重建。程序使用C++面向对象方法实现,内核函数用CUDA实现。结果:重建体数据大小是2 048×2 048×128,每个体素用32位浮点数记录,实验采集1 800张投影,每张投影图像大小为2 048×1 536,重建时间小于9 min,是图像采集时间的1/3,是基于CPU重建耗时的2%。将GPU并行重建得到的图像和CPU单线程重建图像结果进行对比,数据结果一致,满足实验设计的要求。结论:并行计算引入高分辨锥束CT重建可大大提高重建速度,并且能实现采集与重建同步进行。 展开更多
关键词 锥束CT 并行计算 高分辨率 显微CT 重建速度 图像质量
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孔隙数字模体构建方法与检测实践
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作者 郑海亮 李兴东 +2 位作者 刘小丽 冯树理 温廷国 《中国体视学与图像分析》 2015年第2期121-127,共7页
目的为材料孔隙结构分析软件性能提供一种直观的评价工具。方法利用三维建模软件构建了数字模型,并在某种商业化的生物医学软件中生成了数字模体。结果用该方法建立的球形模体测试出该软件孔隙度、比表面积的计算结果非常准确;当孔径与... 目的为材料孔隙结构分析软件性能提供一种直观的评价工具。方法利用三维建模软件构建了数字模型,并在某种商业化的生物医学软件中生成了数字模体。结果用该方法建立的球形模体测试出该软件孔隙度、比表面积的计算结果非常准确;当孔径与立方体边长一半接近时识别准确度降低;对随着模型孔隙复杂程度增大识别准确性降低。结论用数字模体作为测试工具不仅可以快捷有效地了解软件孔隙参数分析性能好坏,而且可以作为算法分析和输出数据结果物理含义分析的有效工具。 展开更多
关键词 数字模体 孔隙分析 三维重建 组织工程
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210Po标准平面源的制备及表征 被引量:2
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作者 范富有 梁珺成 +4 位作者 刘皓然 杨志杰 张明 张健 邹宇 《核化学与放射化学》 CAS CSCD 北大核心 2019年第4期405-410,I0004,共7页
210Po的标准平面源用于检定流气正比计数器α射线对β射线的串道比,由于210Po的半衰期较短(138.4 d),检定用210Po标准平面源需定期更换。本工作采用色谱柱法,从210Pb的母子体溶液中分离出高纯度的210Po溶液,用γ谱仪确认了210Po溶液的... 210Po的标准平面源用于检定流气正比计数器α射线对β射线的串道比,由于210Po的半衰期较短(138.4 d),检定用210Po标准平面源需定期更换。本工作采用色谱柱法,从210Pb的母子体溶液中分离出高纯度的210Po溶液,用γ谱仪确认了210Po溶液的核纯度;用电镀法制备了210Po平面源,用显微镜观察其表面形貌,并通过α谱仪测量了平面源的α能谱,符合α能峰单一的要求。用2πα、2πβ粒子发射率基准装置测量该平面源的2π表面粒子发射率,达到了检定规程中2π粒子发射率处于1.0×10^4~2.0×10^5 min-1之间、扩展不确定度在3.0%(k=2)以内的要求。建立了用210Pb溶液中的210Po制备210Po标准平面源的新方法,实现了可持续提供210Po标准平面源的目标。 展开更多
关键词 210Po 标准平面源 制备 表征
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功能纳米材料用于含铀废水的净化处理 被引量:3
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作者 赵敏 范富有 +4 位作者 孙亚楼 唐俊豪 胡亚蒙 潘多强 吴王锁 《核化学与放射化学》 CAS CSCD 北大核心 2019年第4期311-327,I0001,共18页
含铀废水的净化是核环境安全和核能可持续发展所关注的重要领域,近年来,开发环境友好的高效净化修复材料成为环境放射化学领域研究的热点。纳米材料因比表面积大、反应活性强、易于功能化等特点,在环境放射性污染治理领域展现出巨大的... 含铀废水的净化是核环境安全和核能可持续发展所关注的重要领域,近年来,开发环境友好的高效净化修复材料成为环境放射化学领域研究的热点。纳米材料因比表面积大、反应活性强、易于功能化等特点,在环境放射性污染治理领域展现出巨大的潜能。本文综述了近年国内外用于含铀废水净化处理的功能纳米材料,包括磁性纳米材料、金属有机骨架材料、纳米零价铁材料、纳米纤维、碳纳米材料、纳米介孔材料和二维层状纳米材料,归纳总结了不同材料的优势和局限性,展望了功能纳米材料用于含铀废水治理的应用前景,以期为我国深入开展放射性污染物的控制治理研究提供参考。 展开更多
关键词 功能纳米材料 含铀废水 吸附 净化处理
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基于实验的磁共振加速器中电离室磁场修正因子研究
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作者 齐雅平 罗嘉豪 +6 位作者 田源 王志鹏 金孙均 黄骥 杨小元 王欣 王坤 《中华放射肿瘤学杂志》 2024年第12期1119-1124,共6页
目的测量1.5 T磁共振加速器中治疗水平参考级电离室的磁场修正因子,探究磁场与电离室轴夹角对电离室响应的影响。方法采用自主设计的磁场兼容一维周向水箱,测量医科达Unity磁共振加速器励磁前后7 MV光子束中PTW30013和IBA FC65-G电离室... 目的测量1.5 T磁共振加速器中治疗水平参考级电离室的磁场修正因子,探究磁场与电离室轴夹角对电离室响应的影响。方法采用自主设计的磁场兼容一维周向水箱,测量医科达Unity磁共振加速器励磁前后7 MV光子束中PTW30013和IBA FC65-G电离室响应。电离信号通过PTW UNIDOS Tango静电计采集,利用电子射野影像装置将电离室有效测量点摆位至加速器等中心。磁场对参考点水吸收剂量的影响因子通过蒙特卡罗计算得到。结果两种电离室在强磁场中响应与室轴相对磁场方向相关。室轴垂直于磁场时,电离室响应所受磁场影响最为显著,相较于室轴与磁场平行的磁场修正因子的偏差高达4.54%。对于电离室轴平行于磁场方向,室尖与磁场同向平行或反向平行摆位的磁场修正因子之间差异仅为0.03%~0.24%。PTW30013和FC65-G电离室在同向平行磁场的磁场修正因子绝对值分别为0.9934±0.0077和0.9990±0.0076。结论磁共振加速器参考剂量测量中电离室轴平行于磁场方向摆位能够最小化磁场对电离室读数的影响。所确定的1.5 T磁场中治疗水平参考级电离室的磁场修正因子和不确定度,可为建立MR-linac参考剂量协议提供必要的数据。 展开更多
关键词 放射疗法 磁共振加速器 磁场修正因子 磁场方向
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