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超导回旋质子治疗系统FLASH照射模式下的辐射屏蔽安全评估

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核电子学与探测技术 2024年

作者：高楠陆一鸣顾先宝王远远陆洋潘灵婧卢晓明於国兵中国科学技术大学附属第一医院离子医学中心(合肥离子医学中心) 安徽省生态环境厅安徽省辐射环境监督站安徽省合肥生态环境监测中心

质子FLASH放疗作为新型放射技术可以更好地保护肿瘤患者的健康器官，并提高治疗效率。然而，其照射过程中伴随的超高质子流强可能成为辐射安全的隐患，展开相关临床研究前，须针对质子FLASH辐射安全进行必要的测量和评估。本研究以超导... 详细信息

质子FLASH放疗作为新型放射技术可以更好地保护肿瘤患者的健康器官，并提高治疗效率。然而，其照射过程中伴随的超高质子流强可能成为辐射安全的隐患，展开相关临床研究前，须针对质子FLASH辐射安全进行必要的测量和评估。本研究以超导回旋质子治疗系统的旋转治疗室为研究实例，分别搭建穿透式和布拉格峰式质子FLASH放疗场景下，根据治疗室的布局和质子束流的方向，选取屏蔽体外若干关注点进行辐射场测量。考虑到FLASH放疗的照射时间短、剂量大，难以准确测量，本研究适量降低机头流强，延长出束时间，使用辐射探测器对各关注点位的中子和X/γ剂量率进行实测。同时探索并验证周围剂量当量率和治疗机头质子流强的线性关系，根据中子和X/γ剂量率实际测量结果进行计算和分析，以评估临床FLASH照射模式下关注点位的年有效剂量数值。分析结果表明，在保持现有屏蔽条件的旋转治疗室进行FLASH试验时，在高流强出束时间可控情况下，屏蔽体外工作人员的累积有效受照剂量是可接受的。

关键词： FLASH 质子治疗辐射屏蔽

锥形闪烁体探测器在笔形束扫描式质子放疗系统质控中的应用

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核技术 2024年第8期47卷 79-88页

作者：潘灵婧顾先宝王远远张扬帆卢晓明刘志鹏中国科学技术大学附属第一医院离子医学中心(合肥离子医学中心) 合肥230088 安徽省辐射环境监督站合肥230071 中国科学技术大学离子医学研究所合肥230088

笔形束扫描式(Pencil Beam Scanning,PBS)质子系统使得质子调强技术得到了广泛的应用。该技术能更好地实现对危及器官的保护,但也给质子系统的质控带来了更大的挑战。为提高质控效率,评估了XRV-124锥形闪烁体探测器在PBS系统质控中的应... 详细信息

笔形束扫描式(Pencil Beam Scanning,PBS)质子系统使得质子调强技术得到了广泛的应用。该技术能更好地实现对危及器官的保护,但也给质子系统的质控带来了更大的挑战。为提高质控效率,评估了XRV-124锥形闪烁体探测器在PBS系统质控中的应用可行性。该探测器实现了单次摆位同时完成对束斑大小的测量、束流影像中心一致性的验证、Star-shot测试以及机械性能的检测等质控工作。对XRV-124探测器各项测量数据的结果进行了详细分析并与传统质控方法进行了对比,结果显示其在满足质控需求的同时,将质控时间缩短了2/3。该方法已成功应用于合肥离子医学中心Varian ProBeam质子放疗系统质控中,表明XRV-124探测器可广泛应用于国内同类型质子放疗系统,提升质控效率,降低频繁摆位引入的人为误差。

关键词：笔形束扫描质子放疗质控 XRV-124 锥形闪烁体探测器

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不同介质环境样品的符合修正方法研究

核电子学与探测技术 2024年第3期44卷 542-548页

作者：顾先宝於国兵卞岍雨程李迅许丰张健军盛六四洪义麟中国科学技术大学合肥230027 安徽省辐射环境监督站合肥230071 中国科学技术大学附属第一医院合肥230001 哈尔滨工程大学哈尔滨150001

使用γ能谱测量放射性核素活度时,级联发射的γ射线会发生符合效应,影响测量结果。为了得到不同环境介质样品的符合修正因子,研究了简单级联发射模式的核素在不同介质中符合修正因子之间的关系,提出了利用水代替其他环境介质的符合修正... 详细信息

使用γ能谱测量放射性核素活度时,级联发射的γ射线会发生符合效应,影响测量结果。为了得到不同环境介质样品的符合修正因子,研究了简单级联发射模式的核素在不同介质中符合修正因子之间的关系,提出了利用水代替其他环境介质的符合修正因子计算方法。实验结果表明,使用该方法所得结果的最大偏差为2.8%。使用此方法不需要逐一制备不同介质标准源,它为多介质的辐射环境监测提供了一种简单的符合修正方法。

关键词：环境介质符合修正标准源

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福岛核事故应急监测气溶胶样品γ核素分析结果的修正

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原子能科学技术 2016年第4期50卷 720-724页

作者：顾先宝於国兵杜勤杨斌马永福王强安徽省辐射环境监督站安徽合肥230022 环境保护部核与辐射安全中心北京100082 浙江省辐射环境监测站浙江杭州310012 清华大学工程物理系北京100084

本文通过对福岛核事故期间应急监测工作的总结,发现了应急监测期间气溶胶样品γ核素分析结果需修正。样品中短半衰期核素,特别是采样时间和测量时间较长的样品需进行衰变修正,给出了采样、放置、测量时间衰变修正因子。在分析气溶胶样... 详细信息

本文通过对福岛核事故期间应急监测工作的总结,发现了应急监测期间气溶胶样品γ核素分析结果需修正。样品中短半衰期核素,特别是采样时间和测量时间较长的样品需进行衰变修正,给出了采样、放置、测量时间衰变修正因子。在分析气溶胶样品中放射性核素活度浓度时,需考虑滤膜收集效率修正,文中采用双滤膜法给出了两种常用滤膜的收集效率。针对气溶胶中^(137) Cs的分析,介绍了有干扰峰的γ能谱解谱方法,并提出了分析气溶胶样品时降低干扰的措施。本文对气溶胶样品γ核素分析结果的修正方法,可为全国性核事故应急监测提供参考。

关键词：衰变修正滤膜收集效率干扰峰

基于微滤法处理水样中226Ra的α能谱分析技术

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原子能科学技术 2020年第3期54卷 526-532页

作者：梁永广王元於国兵夏明明顾先宝范然陈志中国科学技术大学物理学院安徽合肥230022 郑州大学附属肿瘤医院河南郑州450008 安徽省辐射环境监督站安徽合肥230071

Ra属于碱土族金属,易在人体骨骼中富集,对人体进行持续的内照射,准确测量样品中的226 Ra有非常重要的意义。本研究以224Ra作为示踪剂,通过Pb(Ra)SO4载带预富集、Ba(Ra)SO4共沉淀并采用真空微滤的方法制得226Ra的α微滤源,在α能谱仪上... 详细信息

Ra属于碱土族金属,易在人体骨骼中富集,对人体进行持续的内照射,准确测量样品中的226 Ra有非常重要的意义。本研究以224Ra作为示踪剂,通过Pb(Ra)SO4载带预富集、Ba(Ra)SO4共沉淀并采用真空微滤的方法制得226Ra的α微滤源,在α能谱仪上测量加标水样中226Ra的活度。使用该方法测量226Ra加标溶液,测量结果相对偏差为0.4%~13.1%。此分析技术可为辐射监管部门快速监测核素226Ra提供一种新的技术方法。

关键词： α能谱 α微滤源示踪剂224Ra 226Ra

3MeV电子辐照加速器主厅内漂移管周围辐射场分析

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核技术 2015年第2期38卷 10-15页

作者：雷洁瑛陈志李珏忻於国兵顾先宝徐榭中国科学技术大学核科学技术学院合肥230027 中国科学技术大学国家同步辐射实验室合肥230029 安徽省辐射环境监测站合肥230071

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... 详细信息

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。

关键词：加速器主厅辐射场通孔屏蔽设计 MCNP5

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辐射监测气溶胶制样方法测试对比

核技术 2016年第3期39卷 27-32页

作者：石夏青於国兵顾先宝张瑜赵俊陈志徐榭中国科学技术大学合肥230027 安徽省辐射环境监督站合肥230071 环保部辐射环境监测技术中心杭州310012

利用高纯锗(HPGe)γ谱仪对4种放射性气溶胶制样方法(灰化法、压片法、打孔法和折叠法)制得的样品进行了分析测试研究,4种制样方法对同一活度样品的分析结果的标准偏差在5%以内,验证了此4种方法的可靠性。利用标准源实验刻度和蒙特卡罗... 详细信息

利用高纯锗(HPGe)γ谱仪对4种放射性气溶胶制样方法(灰化法、压片法、打孔法和折叠法)制得的样品进行了分析测试研究,4种制样方法对同一活度样品的分析结果的标准偏差在5%以内,验证了此4种方法的可靠性。利用标准源实验刻度和蒙特卡罗模拟计算,得到4种制样方法的探测效率从高到低依次是:灰化法、压片法、打孔法和折叠法,对于辐射监测常用的260 mm′210 mm滤膜,4种制样方法的探测效率最大相差55%;对于570 mm′470 mm的滤膜,则相差120%。以^(137)Cs为例,对比计算了4种制样方法的最小探测活度,分析了4种制样方法的适用范围。

关键词：气溶胶样品制样方法探测效率 MCNP模拟探测限

3 MeV电子辐照加速器通风管道辐射场计算

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核技术 2013年第8期36卷 31-36页

作者：阎明洋陈志王遥李裕熊於国兵顾先宝中国科学技术大学核科学技术学院合肥230027 中国科学技术大学国家同步辐射实验室合肥230029 安徽省辐射环境监测站合肥230071

工业辐照加速器运行过程中产生臭氧,需在辐照室内设置通风管道。由于辐照室内的光子会进入通风管道内,从而带来辐射剂量。为定量评估管道出口处的辐射场,本文利用蒙特卡罗程序MCNP模拟计算了管道出口处的剂量率。结果表明,管道口的开设... 详细信息

工业辐照加速器运行过程中产生臭氧,需在辐照室内设置通风管道。由于辐照室内的光子会进入通风管道内,从而带来辐射剂量。为定量评估管道出口处的辐射场,本文利用蒙特卡罗程序MCNP模拟计算了管道出口处的剂量率。结果表明,管道口的开设位置、管道内反散射界面的数量对出口处的剂量率影响显著,靶正下方的剂量率高出辐照室拐角处的剂量率约两个数量级,每增加一个反散射界面,出口剂量率衰减约3个数量级。得出管道的设置方案,方案中的长度和深度已优化配比。在靶下方开设多曲折型管道,管道的长度应满足约3 m,深度约80 cm,在辐照室拐角处开设U型管道,管道的长度应满足约6 m,深度约1 m。

关键词：辐射场臭氧通风管道 MCNP

电沉积法制备^226Raα样品源的优化研究

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原子能科学技术 2021年第2期55卷 343-347页

作者：徐平於国兵梁永广顾先宝闻德运龚籽月陈志中国科学技术大学安徽合肥230027 安徽省辐射环境监督站安徽合肥230071

α能谱法是一种直接测量α衰变的方法,具有探测限低、分析时间相对较短等优点。电沉积法制备的α样品源均匀且厚度可忽略,是目前最理想的制备^226Ra的α样品源的方法。为制得较高电沉积率的^226Ra的α样品源,本文对草酸氨/盐酸电沉积液... 详细信息

α能谱法是一种直接测量α衰变的方法,具有探测限低、分析时间相对较短等优点。电沉积法制备的α样品源均匀且厚度可忽略,是目前最理想的制备^226Ra的α样品源的方法。为制得较高电沉积率的^226Ra的α样品源,本文对草酸氨/盐酸电沉积液中氯铂酸用量、电流密度、电沉积时间、草酸氨溶液的初始pH值和浓度等条件对^226Ra电沉积率的影响进行了优化研究。结果表明,在氯铂酸用量为700μg、电流密度为0.225 A/cm^2、电沉积时间为60 min、草酸氨溶液浓度为0.05~0.13 mol/L、草酸氨溶液的初始pH值为1.0~2.5等电沉积条件下,^226Ra电沉积样品源的电沉积率大于95%。

关键词：电沉积法 226 Ra α样品源氯铂酸