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新型三重屏蔽辐照器剂量学性能的蒙特卡罗模拟计算和分析: 2025年; 大部分用于辐射剂量学研究的辐照器都安装比活度较高的放射源,这类放射源只能采用合规的容器运输以完成现场装源。为了使国产辐照器能够更好地符合国内外放射源的运输及安装要求,研制了一种新型三重屏蔽辐照器,用于进行现场装源及开展后续工作。首先基于对辐照器的精确构建,开展了系统的模拟计算,分析了辐照器对射束的控制特性。然后结合模拟计算和分析,研究了开展辐射剂量学相关研究所关心的辐射场性能。本工作研制的新型三重屏蔽辐照器适用于现场装源,散射腔能够将射束中的散射成分减少25%。辐照器的三重屏蔽结构能够将常规工作区域的射线强度衰减约7个数量级,据此为辐照器的关键部件安装方案的优化提出了建议。准直器组对辐射野平面内能谱的影响约为0.2%。利用辐照器构建的辐射场计算了三种典型电离室的^(60)Co γ空气比释动能绝对测量相关的壁修正因子,与早期发表的结果偏差小于0.2%。在现行要求下,该辐照器可作为支撑辐射剂量学相关工作的一个备选方案,其紧凑的结构可以扩展剂量率的动态范围,从而在相对较长周期提供服务。; 金孙均王平全王志鹏陈灿姚馨博齐雅平王坤黄骥李德红成建波郑艳明邱旭付玉张洪新; 关键词：辐射剂量学蒙特卡罗模拟

质子治疗对细胞自由基产额影响的蒙特卡罗模拟计算: 2024年; 随着质子FLASH治疗等新兴放疗技术的发展,细胞受辐照后生物学效应的不确定性成为急需解决的难题。由于缺乏对物理-化学阶段机理的完整理解,目前的模拟工作仍然以调整化学参数使自由基产额与实验数据相匹配为主。作为一个不断发展的蒙特卡罗软件,Geant4能够在纳米尺度上模拟入射粒子在短时间内通过物理和化学相互作用引起水分子辐解的过程。基于Geant4软件构建了一个简易的细胞模型,模拟了细胞靶体内自由基产额受辐射粒子影响的情况,并对靶内自由基产额的变化趋势进行了详细计算。研究表明,随着LET的逐渐增大,自由基OH^(·)的数目占比从25%下降到10%左右。当考虑质子FLASH透射治疗时,使用25%的自由基OH^(·)数目占比作为化学损伤参数去评估细胞DNA损伤将会更为合理。同时,两种活性氧自由基O_(2)^(·)和O_(2)^(-)在超高剂量率下的产额G(t)随模拟时间的发展都出现了不同程度的升高。研究结果阐明了不同治疗深度下细胞靶体内自由基产额随时间和粒子能量的变化情况,揭示了模拟工作中质子FLASH治疗在布拉格峰区和坪区应该采用不同的化学损伤参数。; 刘雨晨罗思远肖万成何列王晓冬; 关键词：蒙特卡罗模拟 GEANT4 质子治疗自由基

基于非结构网格粒子输运的蒙特卡罗模拟计算研究被引量：3: 2024年; 传统的构造实体几何的建模方式不能满足复杂几何输运、多物理耦合计算和大尺度核辐射效应模拟等问题,目前MCNP程序允许在非结构化的网格下跟踪粒子,它是作为一个网格空间嵌入在传统的构造实体几何之中,非结构网格几何采用有限元程序ABAQUS创建,使用MCNP的径迹长度估计器计算非结构网格单元内的输运结果,并在非结构网格上执行单元对单元的跟踪,结果可以输出到ABAQUS或者Paraview进行可视化和其他物理分析。本文分析了两种典型的基准实验:Ueki固定源和Godiva临界源问题,模拟结果表明,UM几何的运行时间和与CSG几何的计算偏差与输入网格单元的数量、单元的阶数成正比,同样阶数的四面体比六面体结果误差更小,本文的非结构网格计算结果与传统的构造实体几何结构结果具有很好的一致性。; 王立鹏陈森张信一姜夺玉胡田亮曹璐李达陈立新; 关键词：非结构网格粒子输运蒙特卡罗有限元

空间辐射粒子致航天员辐射剂量的蒙特卡罗模拟计算: 2023年; 空间辐射是航天员执行空间站飞行任务过程中面临的主要风险之一。空间辐射粒子组成复杂,能量范围广泛,研究空间辐射粒子能谱对航天员的辐射剂量能够更好地辅助研究空间辐射粒子效应,进一步完善航天员安全保护机制。采用山东高等技术研究院阿尔法磁谱仪(AMS)测量的空间辐射粒子能谱和ICRP成人男性体素模型,基于蒙特卡罗工具包Geant4构建“天和”核心舱等比例模型,完成了模拟计算空间辐射粒子能谱对核心舱内航天员的辐射剂量,并通过粒子能谱通量数据估算了航天员于近地轨道空间站长期飞行所受到的空间辐射剂量。结果表明,空间辐射163天后皮肤剂量吸收率达到2.22 mGy·d^(-1),空间辐射粒子谱中占比仅0.5%的高能重离子贡献了空间辐射剂量的14.6%。该研究对航天员长期飞行辐射剂量的模拟计算、航天员健康风险评估和高能重离子辐射生物效应具有一定指导和参考意义。; 沈江燕闫聪冲; 关键词：航天员蒙特卡罗

g因子的蒙特卡罗模拟计算被引量：6: 2019年; 在电离辐射空气比释动能基准量值复现过程中,g因子作为关键组成部分之一,参与量值复现和不确定度计算,其量值的确定需要通过光子的质能传输系数和质能吸收系数计算得到。采用不同的软件,在不同参数设置条件下模拟计算并对结果进行比较。结果显示采用EGSnrc计算结果更为合理,而且对于低能光子来说,尽管g因子相对较小,但在不同的参数设置条件下所得到的数值差异较大。因此在涉及到低能光子的质能传输系数和质能吸收系数的计算和使用过程中,需对有关的相互作用的物理机制予以重视。; 李德红黄建微沙比哈·吐尔逊吴琦; 关键词：计量学 G因子轫致辐射蒙特卡罗模拟

原油含水率测量的蒙特卡罗模拟计算: 2018年; 用蒙特卡罗法模拟中子活化过程来测量成品原油的含水率,原油含水率测量的蒙特卡罗模拟过程用MCNP程序来实现,蒙特卡罗模拟过程与计算过程使用相同的三维粒子输运模型.MCNP程序模拟中子活化方法测量原油含水率时,可以得到含水率不同的原油与透射计数和散射计数的关系,原油含水率与含氧特征峰的线性关系.比较分析MCNP模拟得到的数据和计算数据,来证明蒙特卡罗模拟计算测量原油含水率是否可行.最终,蒙特卡罗模拟计算结果为原油含水率测量的相关仪表的研制提供参考.; 王赫隆孙普男; 关键词：含水率蒙特卡罗方法

亚细胞尺度氚非均匀分布下单粒子效应的蒙特卡罗模拟计算: 2018年; 利用蒙特卡罗程序Geant4构建了正常肺上皮细胞体素模型,结合Geant4自建DNA模型,模拟计算了氚在亚细胞尺度不同靶区的物理作用和DNA损伤效应,分析了氚处于不同滞留状态下β单粒子对细胞内环境及DNA的影响。结果表明,氚的滞留状态对不同靶区的作用呈规律性变化,源项为细胞核时,源靶组合N->N与N->C的能量沉积E_(细胞核)/E_(细胞质)比值差异最为显著,微剂量学特征值SN->N最大。β单粒子作用于DNA产生的集簇损伤尺寸一般<3,且多为简单单链断裂(SSSB)类型,尽管产生的集簇损伤尺寸≥3的比例(<5%)很低,但仍有产生集簇损伤尺寸高达6的可能。源项为细胞核时,产生双链断裂(DSB)的产额是单链断裂(SSB)的5%,其中复杂双链断裂(CDSB)约占DSB的20%,相比细胞质、细胞源项,CDSB产额最大。; 高晖孙亮袁永刚; 关键词：蒙特卡罗

一种用于蒙特卡罗模拟计算程序的虚拟分层建模方法: 本发明涉及一种用于蒙特卡罗模拟计算程序的虚拟分层建模方法，该方法建立一个虚拟几何区域，将原有的实际存在的几何体包括在内；将所建立的虚拟几何区域划分为若干个单元；以所划分的各单元为母体，在各个单元中分别构建实际的几何体。本...; 郑玉来苏明王强

钴源后装机源强度实验测量与蒙特卡罗模拟计算的比较研究被引量：3: 2018年; 目的:针对钴源医用后装机源强度,即源空气比释动能强度进行剂量学研究。方法:分别对国内临床使用的国产GZP3型钴源后装机和德国Co0.A86型钴源后装机,采用井型电离室实验测量和基于蒙特卡罗模拟计算的方法,进行源空气比释动能强度的剂量学比较研究。结果:实验测量和蒙特卡罗模拟计算的源空气比释动能强度偏差在3.0%之内,两种型号的钴源蒙特卡罗模型得到验证。结论:基于蒙特卡罗模拟的单位源活度空气比释动能强度因子的源强度表示可应用于钴源后装机质量控制检测中,本研究建立的两种型号的钴源蒙特卡罗模型可以开展相关临床剂量学研究应用。; 袁继龙马桥何志坚薛娴程金生; 关键词：钴源后装治疗机

面光源在皮肤组织中传输的蒙特卡罗模拟计算被引量：6: 2016年; 光在生物组织中的传输可用蒙特卡罗模拟来计算,但多数局限于对线光源垂直入射的模拟。在实际的使用中,入射光源的形状、大小、光强分布和会聚情况对生物组织内的光传输均有影响。本文以最简单的强度均匀分布的圆形面光源(平圆光源)和实际使用中最具代表性的强度成高斯分布的面光源(高斯光源)为例,讨论光束的大小,强度分布和聚焦情况对生物组织内光能量分布的影响。; 许莉莉; 关键词：生物组织蒙特卡罗

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