快速获取碳离子束Bragg峰位的荧光探测器设计与验证

作     者：康宇杰 李亚洲 杨静芬 刘新国 戴中颖 贺鹏博 李强 KANG Yujie;LI Yazhou;YANG Jingfen;LIU Xinguo;DAI Zhongying;HE Pengbo;LI Qiang

作者机构：兰州大学核科学与技术学院兰州730000 中国科学院近代物理研究所兰州730000 中国科学院重离子束辐射生物医学重点实验室兰州730000 甘肃省重离子束辐射医学应用基础重点实验室兰州730000 中国科学院大学北京100049 

基　　金：国家自然科学基金面上项目(11875299) 中国科学院西部之光交叉团队-重点实验室合作研究专项(E023222Y) 甘肃省省级重点人才项目(E239223S) 

出 版 物：《原子核物理评论》 (Nuclear Physics Review)

年 卷 期：2023年第40卷第4期

页      码：566-571页

摘      要：提出了一种用于快速获取碳离子束在闪烁体材料中Bragg峰位置的荧光探测器方案。该方案基于闪烁体在碳离子束流照射下发出荧光的特性,使用CMOS相机在薄层闪烁体侧方获得荧光强度分布图像,通过对图像的分析快速得到碳离子束Bragg峰位在闪烁体材料中的位置。依据该方案研发了荧光探测器,在均匀照射野和笔形束两种照射条件下,利用该探测器对不同能量的碳离子束进行了实验测量。实验结果表明,可清晰地从探测器获得的荧光图像上观察到碳离子Bragg峰。同时,采用蒙特卡罗模拟方法对上述相同的实验条件设置进行了模拟计算。结果发现,荧光探测器测量的碳离子束在闪烁体材料中的Bragg峰位与蒙特卡罗模拟计算的结果由于模拟的条件和测量时探测器的实际设置不完全一致而出现一定的差异,但不同照射条件下的差异是基本一致的。因此,通过实验测量及蒙特卡罗模拟验证了本文方案的荧光探测器可用于快速获取碳离子束在闪烁体材料中的Bragg峰位,为建立一种基于荧光探测器进行碳离子放疗束流性能快速质量保证的测量方法打下了坚实的基础。

主 题 词：荧光探测器 Bragg峰 蒙特卡罗模拟 碳离子放射治疗 质量保证 

学科分类：08[工学] 0827[工学-食品科学与工程类] 082701[082701] 

D　O　I：10.11804/NuclPhysRev.40.2022128

馆 藏 号：203125879...