摘要：运用蒙特卡洛程序MCNPX以及欧洲活化计算程序FISPACT-2007,分析了中国聚变工程实验堆(CFETR)满功率运行时产氚包层各分区的核热功率,计算了满功率运行时产氚包层在高能中子的照射下活化产物的放射性活度、典型栅元的停堆剂量率。计算结果表明,当CFETR在满功率运行一年后停堆,停堆时的包层总活度为6.61×10^(19)Bq,停堆十年后总活度降为7.98×10^(18)Bq,为刚停堆时总活度的12.1%。结果显示,CFETR包层设计不存在突出的安全问题。

摘要：目的:评估采用蒙特卡洛(MC)模拟方法和中国科学技术大学数字人体模型(USTC体模)在质子治疗设施中的辐射屏蔽优化设计。方法:使用MC模拟方法和USTC体模计算数字体模处于不同位置时在不同部位的当量剂量率(EDR),对安徽省合肥市离子医学中心(HIMC)的新型质子治疗设施的屏蔽设计进行评估,并将其与采用经验公式计算得出的EDR进行比较。结果:使用铁靶时,经验公式计算得出的EDR值比MC模拟方法得到的结果偏高27.6倍;使用水靶时,经验公式计算结果较MC模拟结果高36.6倍,说明使用经验公式进行屏蔽计算将使得剂量被高估,从而导致成本增加,不符合辐射防护最优化原则。结论:利用USTC体模对质子治疗设施进行基于MC模拟的屏蔽计算可以得到更加准确和优化的结果。

摘要：电子辐照装置屏蔽墙中总存在一些较大口径的管道如辐照电缆传输孔道,这些管道的存在势必会降低屏蔽体的局部屏蔽能力。为定量评估管道对屏蔽效果的影响,本文以3 Me V电子辐照加速器为例,采用蒙特卡罗MCNP程序分别模拟计算了电子打靶以后产生的能谱中1 Me V以下和1 Me V以上不同单能光子入射同一屏蔽体时,管道以不同角度穿透屏蔽墙时管道出口处及屏蔽墙外辐射场分布;并比较了在不同墙厚下这两个能段对管道出口处辐射场的影响程度。计算结果表明:不同单能光子入射屏蔽体,在管道穿墙角度≥45°时,管道出口处辐射场变化不再明显,对于1 Me V以下的低能光子在墙外的透射辐射场基本可忽略,对于1 Me V以上的能量光子,其墙外光子透射辐射场随角度增大影响显著;随着墙厚增加,低能光子衰减越显著,高能光子在管道穿墙夹角设计中越占据了主导地位。

摘要：用蒙特卡洛中子输运程序(MCNPX)对中国聚变工程实验CFETR超导磁体进行中子学输运计算,利用欧洲活化计算程序FISPACT对其进行活化计算分析,针对计算结果重点分析了磁体系统的中子学剂量分布以及活化情况。计算结果表明,中子能量通量最大处出现在聚变堆内侧线圈处,为3.97×1014 Me V·m-2,在该条件下超导线圈可以满足设计要求。停机后磁体组件的活度为3.33×1010Bq·kg^(-1),停机10年后下降2个数量级达到6.14×108Bq·kg^(-1)。研究结果验证了所使用的CFETR 3维模型满足初步设计条件。

摘要：图像引导是精准放射治疗用以定位肿瘤靶区以及周围危及器官的基本手段。与MR扫描仪相比,基于X射线成像的影像设备具有软组织对比度差和辐射性等缺点。因此将MR扫描仪与放射治疗机相结合的一体化、实时MRI引导的放射治疗(MRIgRT)技术成为放射治疗的一个新方向。本文就MRIgRT的技术优势,国内外相关MRIgRT设备的研发动态,以及MRI引导放射治疗的技术难点进行综述。

摘要：对漂移管周围不同方向剂量水平及其影响因素进行定量评估,有助于对电子辐照加速器主厅内辐射分布建立定性认识。由于加速管沿程束流损失和来自辐照室的透射辐射对加速器主厅的贡献极小,辐照室内经过漂移管外孔隙的散射辐射是加速器主厅的主要辐射源。本文利用蒙特卡罗程序MCNP5对某3MeV高频高压加速器机房进行建模,着重探索不同类型地板圆形通孔对加速器主厅剂量的影响程度。结果表明,通孔直径对垂直方向剂量率的影响极小,而水平方向剂量率随直径的不同而变化明显。对于直径10cm左右的漂移管,通孔采用直径40–60cm圆孔较佳;通孔中采用阶梯型圆台结构不仅节省了加速器轴向高度,更能有效地降低漂移管周围的辐射水平。

摘要：立体定向放射治疗的剂量累积过程和二维CT图像重建中的直接反投影过程是类似的。本文提出一种用图像描述放射治疗计划的方法 ,并利用直接反投影图像的重建算法进行放射治疗计划设计。计算机仿真实验的结果证明了该方法的可行性。

摘要：三维超声成像技术作为科研课题已经存在多年 ,随着计算机和图像处理技术的进步 ,开发具有临床应用价值的三维超声影像软件系统吸引了越来越多的注意力。本文基于开发Ultra 3DTM三维超声软件的经验 ,对三维超声成像系统的特点 ,设计和实现进行了分析和介绍。临床应用的实例验证了Ultra 3DTM系统的稳定性和有效性。

摘要：目的比较CT图像引导下的宫颈癌三维后装治疗中两种优化方式的剂量学差异,并为传统的二维腔内治疗点剂量评估提供参考依据。方法回顾分析30例宫颈癌患者手动优化(MO)的后装治疗计划,并在此计划原靶区和危及器官(OARs)勾画、处方剂量等不变的基础上,利用模拟退火逆向优化(IPSA)重新设计治疗计划,并比较这两种计划的靶区和危及器官的剂量学参数及相关性分析。结果与MO计划相比,IPSA计划的靶区剂量参数D90、D100、V100等差异无统计学意义,但膀胱和直肠的D2 cm3、D1 cm3剂量明显降低(P<0.05),治疗时间也稍缩短(P<0.05)。IPSA计划膀胱参考点剂量明显低于其D2 cm3剂量(P<0.05),且与小肠D2 cm3剂量呈正相关性(P<0.05);直肠参考点剂量与直肠、乙状结肠D2 cm3剂量呈正相关性,但与乙状结肠相关性更大(P<0.05)。结论 IPSA计划能提供与MO计划相同的靶区覆盖率,但降低了膀胱、直肠的最大受量;膀胱参考点剂量评估会低估膀胱的真实受量、直肠参考点剂量评估可能会造成乙状结肠超量。

摘要：开发一种基于图形处理器(GPU)加速的质子调强放疗鲁棒优化器,用于减小质子束射程不确定性和靶区定位偏差对质子放疗的影响。建立的鲁棒优化模型使用的目标函数包括9种边界剂量目标,分别是:无偏差情况、2种射程偏差(偏长与偏短)、6种摆位不确定性(前后、侧向、上下入射方向各2种正负偏差)。首先靶区和危及器官的剂量贡献矩阵使用笔形束算法计算得到,然后使用共轭梯度法优化目标函数让其满足约束条件,这两部分均采用GPU加速。头颈部、肺部和前列腺三个临床病例被用来检测本优化器的性能表现。与传统基于计划靶区(PTV)的质子调强放疗计划相比,鲁棒优化器能够优化出对射程不确定性和摆位误差更加不敏感的治疗计划,让靶区实现了高剂量均匀性的同时危及器官(OARs)也得到了更好的保护。经过100次迭代,三个病例的优化时间均在10 s左右。该结果证明了基于GPU加速的质子调强放疗鲁棒优化器能够在短时间内设计出高鲁棒性的质子治疗计划,从而提高质子放射治疗的可靠性。