[發明專利]一種基于蒙特卡羅模擬的輻射防護箱體的制備方法

在審

• 申請號: 202110897711.3
• 申請日: 2021-08-05
• 公開（公告）號: CN115910418A
• 公開（公告）日: 2023-04-04
• 發明（設計）人: 楊義瑞
• 申請（專利權）人: 合肥銳視醫療科技有限公司
• 主分類號: G21K1/02
• 分類號: G21K1/02;G21K5/00
• 代理公司: 合肥天明專利事務所(普通合伙) 34115
• 代理人: 李安

本發明公開了一種基于蒙特卡羅模擬的輻射防護箱體的制備方法，包括如下步驟：S1、將一束電子束打到鎢靶上，產生軔致輻射；S2、軔致輻射的射線在空氣中傳播，經過限束和濾波后，在體模內散射；S3、散射射線在體模及體模側面不同距離處的沉積能量；S4、根據劑量熱點以及劑量與體模之間的距離的分布情況，模擬動物照射時散射劑量與靶區劑量的比值，進而計算出所需要的屏蔽層厚度。通過蒙特卡羅的計算方法，真實的模擬粒子的輸運情形，無須經過真實設備樣品的試錯階段，就可以優化箱體屏蔽層的厚度，測試驗證屏蔽設計是否滿足要求，從而給屏蔽設計提供定量的劑量參考。

技術領域

本專利申請涉及輻射防護技術領域，特別是涉及一種基于蒙特卡羅模擬的輻射防護箱體的制備方法。

背景技術

生物輻照技術在臨床醫學、科學研究和國民經濟中有著廣泛應用。比如放射生物學研究中對細胞和荷瘤小鼠的照射，臨床輸血前對血液樣品的照射等等。生物輻照設備可以放置于經過專門的輻射屏蔽的房間中，操作人員在屏蔽房間外操作。更好的情況是將輻照設備放置于單獨的輻射屏蔽箱體內部，這樣整個設備占地小，而且便于更換擺放位置。但是，如何設計屏蔽箱體，尤其是如何決定屏蔽層的厚度，是生物輻照中輻射防護環節最關鍵的問題。如果箱體厚度不夠，則會產生過量的輻射，危害操作人員身體健康；如果箱體厚度過大，則會導致設備笨重，不僅對地面承重的要求提高，而且不便于設備轉運。

發明內容

鑒于以上所述現有技術的缺點，本專利申請的目的在于提供一種基于蒙特卡羅模擬的輻射防護箱體的制備方法，解決上述現有技術的問題。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：

一種基于蒙特卡羅模擬的輻射防護箱體的制備方法，包括如下步驟：

S1、將一束電子束打到鎢靶上，產生軔致輻射；

S2、軔致輻射的射線在空氣中傳播，經過限束和濾波后，在體模內散射；

S3、散射射線在體模及體模側面不同距離處的沉積能量；

S4、根據劑量熱點以及劑量與體模之間的距離的分布情況，模擬動物照射時散射劑量與靶區劑量的比值，進而計算出所需要的屏蔽層厚度。

進一步的，所述步驟S1中的電子束打到鎢靶上是在真空腔內完成，所述鎢靶與水平面成20°傾角布設，鎢靶的厚度為1mm。

進一步的，所述電子束的電子能量為225keV或160keV。

進一步的，所述步驟S2中的限束和濾波所用設備為射束硬化準直裝置。

進一步的，所述射束硬化準直裝置從電子束射入側到射出側包括依次連接的鈹窗、銅準直器、鎢準直器和鋁濾波片。

進一步的，所述步驟S3中在體模的一側放置多個電子水體模，用于顯示散射射線產生的放射劑量。

進一步的，所述電子水體模的數量為三個，且三個電子水體模與體模的距離分別為5cm、10cm和20cm。

進一步的，所述電子水體模的規格為10cm*10cm*0.1cm。

進一步的，所述步驟S4中通過劑量分布熱點上的劑量除以體模中心的劑量，模擬得到照射時散射劑量與靶區劑量的比值。

與現有技術相比，本發明的有益效果是：本基于蒙特卡羅模擬的輻射防護箱體的制備方法，通過蒙特卡羅的計算方法，真實的模擬粒子的輸運情形，無須經過真實設備樣品的試錯階段，就可以優化箱體屏蔽層的厚度，測試驗證屏蔽設計是否滿足要求，從而給屏蔽設計提供定量的劑量參考。

附圖說明

圖1為本發明模擬結構示意圖。

附圖標號說明：鎢靶1、射束硬化準直裝置2、鈹窗21、銅準直器22、鎢準直器23、鋁濾波片24、體模3。