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中国成年参考人曲面模型构建及μ剂量计算

中国成年参考人曲面模型构建及μ剂量计算

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作者：董良哈尔滨工程大学

学位级别：硕士

虚拟化人体模型广泛地应用于内外照射引起的辐射剂量分布的评价。本论文在个体女性体素模型VPCF和中国成年女性参考人体素模型CRAW基础上,并参照中国男性参考人体素模型CRAM,构建了中国成年参考人曲面模型。将其体素化分别导入MCNP和FL... 详细信息

虚拟化人体模型广泛地应用于内外照射引起的辐射剂量分布的评价。本论文在个体女性体素模型VPCF和中国成年女性参考人体素模型CRAW基础上,并参照中国男性参考人体素模型CRAM,构建了中国成年参考人曲面模型。将其体素化分别导入MCNP和FLUKA程序中,利用FLUKA程序模拟计算得到了μ子在AP、PA、LLAT、RLAT和ISO五种照射环境下外照射的剂量转换系数。以非均匀B样条或多边型网格构建的曲面模型,不但很好地保持了人体解剖学特性,而且容易实现人体各部位参数的调整。在构造人体各曲面模型时,需根据中国参考人或亚洲参考人规定的有关数据,通过3D-Doctor将已分割的人体断层切片照片生成三维的多边型网格,利用Rhinoceros软件将多边型网格转变为非均匀B样条曲面模型,BINVOX软件将每个曲面内部进行体素化分割,通过MATLAB软件给各个体素化的器官和组织分别赋值不同的编码,将所有的器官和组织组合成完整的且男、女分辨率分别为0.22×0.22×0.22cm3和0.2×0.2×0.2cm3的数字化虚拟人体模型。确保模型的质量数据与参考人各个器官和组织规定的数据误差小于±5%。编写MCNP及FLUKA输入文件,将模型分别在两个软件中实现导入,为模拟计算做准备。利用中国成年参考人曲面模型为计算模型,通过FLUKA程序针对AP、PA、LLAT、RLAT和ISO五个方向分别照射体模,得到从O.01GeV到100TeV之间21个能量点人体器官和组织注量到有效剂量的转换系数。对不同照射条件、不同性别、不同位置器官和粒子的带电性质以及模型差异(中国参考人、ICRP参考人和MIRD数学模型)的剂量转换系数进行了对比与深入的讨论。结果表明μ子在低能段受上述因素的影响较大,而当能量大于200MeV时,剂量转换系数受外界条件及模型的差别的影响较小。

关键词：中国成年参考人曲面模型 FLUKA程序 μ子剂量转换系数

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