[发明专利]一种基于蒙特卡罗模拟的辐射防护箱体的制备方法

说明书

本发明公开了一种基于蒙特卡罗模拟的辐射防护箱体的制备方法，包括如下步骤：S1、将一束电子束打到钨靶上，产生轫致辐射；S2、轫致辐射的射线在空气中传播，经过限束和滤波后，在体模内散射；S3、散射射线在体模及体模侧面不同距离处的沉积能量；S4、根据剂量热点以及剂量与体模之间的距离的分布情况，模拟动物照射时散射剂量与靶区剂量的比值，进而计算出所需要的屏蔽层厚度。通过蒙特卡罗的计算方法，真实的模拟粒子的输运情形，无须经过真实设备样品的试错阶段，就可以优化箱体屏蔽层的厚度，测试验证屏蔽设计是否满足要求，从而给屏蔽设计提供定量的剂量参考。

技术领域

本专利申请涉及辐射防护技术领域，特别是涉及一种基于蒙特卡罗模拟的辐射防护箱体的制备方法。

背景技术

生物辐照技术在临床医学、科学研究和国民经济中有着广泛应用。比如放射生物学研究中对细胞和荷瘤小鼠的照射，临床输血前对血液样品的照射等等。生物辐照设备可以放置于经过专门的辐射屏蔽的房间中，操作人员在屏蔽房间外操作。更好的情况是将辐照设备放置于单独的辐射屏蔽箱体内部，这样整个设备占地小，而且便于更换摆放位置。但是，如何设计屏蔽箱体，尤其是如何决定屏蔽层的厚度，是生物辐照中辐射防护环节最关键的问题。如果箱体厚度不够，则会产生过量的辐射，危害操作人员身体健康；如果箱体厚度过大，则会导致设备笨重，不仅对地面承重的要求提高，而且不便于设备转运。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利申请的目的在于提供一种基于蒙特卡罗模拟的辐射防护箱体的制备方法，解决上述现有技术的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种基于蒙特卡罗模拟的辐射防护箱体的制备方法，包括如下步骤：

S1、将一束电子束打到钨靶上，产生轫致辐射；

S2、轫致辐射的射线在空气中传播，经过限束和滤波后，在体模内散射；

S3、散射射线在体模及体模侧面不同距离处的沉积能量；

S4、根据剂量热点以及剂量与体模之间的距离的分布情况，模拟动物照射时散射剂量与靶区剂量的比值，进而计算出所需要的屏蔽层厚度。

进一步的，所述步骤S1中的电子束打到钨靶上是在真空腔内完成，所述钨靶与水平面成20°倾角布设，钨靶的厚度为1mm。

进一步的，所述电子束的电子能量为225keV或160keV。

进一步的，所述步骤S2中的限束和滤波所用设备为射束硬化准直装置。

进一步的，所述射束硬化准直装置从电子束射入侧到射出侧包括依次连接的铍窗、铜准直器、钨准直器和铝滤波片。

进一步的，所述步骤S3中在体模的一侧放置多个电子水体模，用于显示散射射线产生的放射剂量。

进一步的，所述电子水体模的数量为三个，且三个电子水体模与体模的距离分别为5cm、10cm和20cm。

进一步的，所述电子水体模的规格为10cm*10cm*0.1cm。

进一步的，所述步骤S4中通过剂量分布热点上的剂量除以体模中心的剂量，模拟得到照射时散射剂量与靶区剂量的比值。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本基于蒙特卡罗模拟的辐射防护箱体的制备方法，通过蒙特卡罗的计算方法，真实的模拟粒子的输运情形，无须经过真实设备样品的试错阶段，就可以优化箱体屏蔽层的厚度，测试验证屏蔽设计是否满足要求，从而给屏蔽设计提供定量的剂量参考。

附图说明

图1为本发明模拟结构示意图。

附图标号说明：钨靶1、射束硬化准直装置2、铍窗21、铜准直器22、钨准直器23、铝滤波片24、体模3。