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fluka在永久磁铁辐射退磁实验模拟中的应用

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原子能科学技术 2008年第B09期42卷 375-379页

作者：邱睿李君利毕垒李文茜周婧劼清华大学工程物理系北京100084 粒子技术与辐射成像教育部重点实验室(清华大学) 北京100084 高能辐射成像国防重点学科实验室北京100084

利用fluka程序,对韩国浦项加速器实验室的2.5 GeV电子直线加速器辐射退磁实验系统进行蒙特卡罗模拟,得到了永久磁铁处各种粒子(包括光子、电子、中子及质子)的能谱以及注量的空间分布。根据实验中的束流强度,估算出永久磁铁所受的吸收... 详细信息

利用fluka程序,对韩国浦项加速器实验室的2.5 GeV电子直线加速器辐射退磁实验系统进行蒙特卡罗模拟,得到了永久磁铁处各种粒子(包括光子、电子、中子及质子)的能谱以及注量的空间分布。根据实验中的束流强度,估算出永久磁铁所受的吸收剂量率和1 MeV等效中子注量率分别为18.7 Gy/s和6.37×107cm-2.s-1。

关键词：蒙特卡罗方法 fluka程序辐射退磁电子直线加速器

基于fluka计算压力容器快中子注量的可行性研究

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强激光与粒子束 2012年第12期24卷 2951-2954页

作者：苏耿华韩嵩中科华核电技术研究院有限公司广东深圳518026

基于知识产权的考虑,通过与蒙特卡罗程序MCNP计算结果比对,研究使用fluka程序替代MCNP程序进行反应堆压力容器快中子注量计算的可行性。通过修改和调用子程序对次级粒子堆栈进行操作,解决了关闭裂变中子这一关键问题,fluka程序的计算结... 详细信息

基于知识产权的考虑,通过与蒙特卡罗程序MCNP计算结果比对,研究使用fluka程序替代MCNP程序进行反应堆压力容器快中子注量计算的可行性。通过修改和调用子程序对次级粒子堆栈进行操作,解决了关闭裂变中子这一关键问题,fluka程序的计算结果与MCNP程序的计算结果相对偏差在5%以内,符合得较好,证明使用fluka程序替代MCNP程序用于计算反应堆压力容器快中子注量在技术上是可行的。

关键词： fluka程序蒙特卡罗程序反应堆压力容器中子注量

医用电子直线加速器治疗机房入口辐射剂量分析

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中国辐射卫生 2022年第6期31卷 663-668页

作者：许志强耿继武贾育新张灶钦王美霞广东省职业病防治院广东广州510300

目的探究加速器机房入口辐射剂量,指导机房入口防护检测。方法利用fluka程序构建加速器机头及机房模型,模拟加速器在10 MV和600 cGy/min条件下,比较不同机架角度、照射条件和迷路情况下机房入口内侧的辐射剂量率。结果不同迷路内墙厚度... 详细信息

目的探究加速器机房入口辐射剂量,指导机房入口防护检测。方法利用fluka程序构建加速器机头及机房模型,模拟加速器在10 MV和600 cGy/min条件下,比较不同机架角度、照射条件和迷路情况下机房入口内侧的辐射剂量率。结果不同迷路内墙厚度和机架角条件下,有水箱时入口剂量率明显大于无水箱情况。迷路内墙厚度为1800 mm,机架角为90°时入口剂量率最大。迷路内墙厚度为1000 mm,机架角为0°和180°时,入口剂量率明显大于其他情况。迷路内墙为1.80 m、机架角为90°、有水箱、迷路内入口宽为1400~2200 mm时,机房入口处剂量率在(82.26±48.95)~(314.09±96.34)μSv/h。结论加速器机房入口处的剂量主要来自于有用线束在患者体表的散射和泄漏辐射,入口剂量率随迷路内口宽度递增。在入口防护检测时,机架角度的选取要考虑迷路内墙厚度,在不明确情况下对4个角度进行检测,保证检测结果的全面和准确。

关键词：加速器机房入口剂量率 fluka程序

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质子治疗室感生放射性及屏蔽材料影响分析

中国辐射卫生 2023年第4期32卷 380-386,392页

作者：许志强耿继武贾育新张灶钦夏冰王美霞广东省职业病防治院广东广州510300

目的分析质子固定束治疗室内感生放射性剂量分布及屏蔽材料的影响。为质子治疗辐射防护及屏蔽材料选择提供依据。方法利用fluka模拟质子固定束治疗室内感生放射性剂量分布、剂量随时间的变化情况及不同混凝土材料的影响。结果质子治疗... 详细信息

目的分析质子固定束治疗室内感生放射性剂量分布及屏蔽材料的影响。为质子治疗辐射防护及屏蔽材料选择提供依据。方法利用fluka模拟质子固定束治疗室内感生放射性剂量分布、剂量随时间的变化情况及不同混凝土材料的影响。结果质子治疗室内感生放射性剂量分布主要集中于靶周边,且冷却3~5 min后剂量迅速降为停止照射时刻的5~10倍。混凝土中感生放射性会在主射束末端靠近屏蔽体内侧形成剂量略高区域,混凝土中Fe、O、H、等元素含量对治疗室内感生放射性剂量有显著影响(P<0.01),且治疗室内感生放射性剂量与Fe元素含量呈负相关。结论质子治疗室内治疗后的患者、空气和屏蔽材料的感生放射性均是工作人员外照射剂量的主要来源,采取时间的防护方式最为有效。在不考虑施工难度等因素,从外照射防护效果和感生放射性剂量贡献的影响上分析,在质子治疗室的屏蔽材料选择上含Fe较多的重混凝土为最优选择。

关键词：感生放射性质子治疗室 fluka程序屏蔽材料

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六种不同混凝土在质子治疗机房屏蔽性能研究

中国辐射卫生 2022年第2期31卷 144-148页

作者：许志强耿继武贾育新张灶钦王美霞广东省职业病防治院广东广州510300

目的研究6种不同混凝土为主墙时,230 MeV质子治疗室主屏蔽体外的剂量水平,获取6种不同混凝土的屏蔽性能。方法采用fluka程序构建计算模型,将不同混凝土组成引入fluka程序,模拟230 MeV质子束流照射情况下关注点周围剂量当量率随混凝土厚... 详细信息

目的研究6种不同混凝土为主墙时,230 MeV质子治疗室主屏蔽体外的剂量水平,获取6种不同混凝土的屏蔽性能。方法采用fluka程序构建计算模型,将不同混凝土组成引入fluka程序,模拟230 MeV质子束流照射情况下关注点周围剂量当量率随混凝土厚度的变化,拟合6种混凝土透射曲线,得到6种不同混凝土的屏蔽性能参数。结果230 MeV质子束90°方向照射水靶时,混凝土厚度超过40 cm后,6种不同的混凝土对质子束的衰减均呈指数衰减,拟合的衰减曲线R^(2)>0.99,普通混凝土、重晶石混凝土、磁铁矿混凝土、褐铁矿混凝土、磷铁矿混凝土和铁硅酸盐混凝土的线衰减系数分别为:0.0148 cm^(−1)、0.0172 cm^(−1)、0.0196 cm^(−1)、0.0219 cm^(−1)、0.0256 cm^(−1)、0.0290 cm^(−1)。结论混凝土材料中的元素组成和占比在很大程度上直接影响着混凝土对于质子束的屏蔽能力,6种不同的混凝土对质子的屏蔽性能相差较大。因此在质子治疗室屏蔽材料的选取时应该结合混凝土的材料组成和屏蔽性能、施工难易程度及工程成本等诸多因素综合考量。

关键词：质子束混凝土屏蔽性能 fluka程序

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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

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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北京试验束装置上大功率法拉第杯设计制造

北京试验束装置上大功率法拉第杯设计制造

作者：刘江涛兰州大学

学位级别：硕士

法拉第杯是一个传统的束流强度测量装置，在加速器束流强度的归一化测量、探测器的标定等方面起到了不可替代的作用。由于法拉第杯是一个绝对测量装置，没有其它设备可以对其标定，反而通常是利用法拉第杯来标定其它实验用探测器，所以... 详细信息

法拉第杯是一个传统的束流强度测量装置，在加速器束流强度的归一化测量、探测器的标定等方面起到了不可替代的作用。由于法拉第杯是一个绝对测量装置，没有其它设备可以对其标定，反而通常是利用法拉第杯来标定其它实验用探测器，所以法拉第杯的设计和效率的计算变得至关重要，其计算精度直接影响探测器的探测效率的精度，并影响物理实验结果的可信度。本论文是在中国科学院高能物理研究所实验物理中心试验束组完成的，其项目来源于高能所羊八井中日合作实验探测器的标定实验，此实验中晶体标定部分需要确切对应晶体发光强度和1.89GeV电子束流强度之间的关系，而BEPC也正缺少一个这样对束流进行绝对测量的装置，而且将来反应截面的归一化测量也需要这样的一个装置，因此法拉第杯的设计和加工项目由高能所试验束组承担。应用于测量如此高能量电子束强度的法拉第杯在国内还没有，此项目中法拉第杯的结构设计主要参考运行于SLAC实验室与KEK实验室的法拉第杯，但是其工作的束流状态与BEPCII所提供的束流情况有很大不同。在本文中应用先进的蒙特卡罗模拟程序fluka进行法拉第杯的结构设计和各部分参数的确定，根据模拟结果对SLAC和KEK的法拉第杯的结构进行了改进，模拟内容包括法拉第杯各部分构件的尺寸、法拉第杯运行时周围的辐射剂量场分布、各部分构件工作时的若膨胀及升温情况，最后确定法拉第杯测量效率，然后对法拉第杯的电容进行计算，对法拉第杯测量等效电路进行分析，并且设计出基于6517A静电表的法拉第杯后继测量电路，现在法拉第杯已经加工完成，并安装于高能所十号厅E2线的末端。本论文包括以下几个部分：高能所及试验束的介绍、法拉第杯的项目来源及设计目标、蒙特卡罗方法介绍、用于法拉第杯设计的fluka模拟程序介绍、法拉第杯的模拟设计结果、法拉第杯相关参数的计算、法拉第杯后继测量电路的设计、设计总结与展望。

关键词：法拉第杯蒙特卡罗方法 fluka程序 6517A静电表

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成年女性参考人体素辐射剂量模型的研究

成年女性参考人体素辐射剂量模型的研究

作者：刘芳芳哈尔滨工程大学

学位级别：硕士

本论文在原始女性体素剂量学模型VPCF的基础上，开发了一个基于中国（亚洲）参考人数据的体素辐射剂量模型CRAW(Chinese ReferenceAdult Woman)，并利用蒙特卡罗fluka程序模拟计算得到了光子、质子以及π介子在AP及PA两种标准照射几何... 详细信息

本论文在原始女性体素剂量学模型VPCF的基础上，开发了一个基于中国（亚洲）参考人数据的体素辐射剂量模型CRAW(Chinese ReferenceAdult Woman)，并利用蒙特卡罗fluka程序模拟计算得到了光子、质子以及π介子在AP及PA两种标准照射几何下的剂量转换系数。在个体女性体素模型VPCF的基础上，依据中国参考人数据以及ICRP70号报告中骨组织分布数据，通过对骨骼进行二次分割以及对器官进行调整等过程，开发建立起能代表中国成年女性的参考人体素辐射剂量模型CRAW。该模型依据ICRP骨组织数据计算得到了19个骨骼部位的骨组织的含量，根据这些骨组织数对骨骼进行了二次分割，建立起了用中国男性参考人体素模型（CRAM）同原始成年女性体素模型VPCF相结合的骨模型RBM-site-specific，考虑了红骨髓、黄骨髓、骨小梁等骨组织的分布。采用Matlab软件“膨胀”和“腐蚀”与Photoshp手动分割相结合的方法对器官体积进行了调整，使器官质量与中国参考人数据相一致。最终建立了一个身高158cm，体重54kg，体素尺寸为1.774mm×1.774mm×4.85mm，包含37个人体主要器官组织的成年女性参考人体素模型。利用CRAW模型在蒙特卡罗fluka程序中进行计算，得到了一套能代表中国成年女性参考人的光子（0.02MeV-10MeV）、质子(0.02GeV-10TeV)、π介子（0.001GeV-10TeV）在AP以及PA标准照射情况下的外照射剂量转换系数。为皮肤、红骨髓、骨表面等分布较为特殊的辐射敏感器官选择了较合适的剂量计算方法。对不同照射几何、器官的大小、位置、形状以及个体差异对剂量的影响进行了深入分析和讨论。结果表明这些因素对低能入射粒子在AP方向与其它模型的剂量偏差影响较大，而对于中能以及高能粒子其则影响很小。

关键词：中国成年女性参考人体素模型 fluka程序外照射剂量转换系数

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γ辐射场中TEPC微剂量谱的测量与模拟

同位素 2013年第3期26卷 144-147页

作者：张伟华肖雪夫王志强刘毅娜李春娟骆海龙中国原子能科学研究院北京102413

组织等效正比计数器(TEPC)所测中子、γ辐射的微剂量谱体现出不同的特征,可对中子、γ混合辐射场剂量当量份额进行区分。对中子、γ辐射剂量当量分辨方法进行研究,在60 Co、137 Csγ参考辐射场测量纯γ辐射的微剂量谱。采用fluka程序,模... 详细信息

组织等效正比计数器(TEPC)所测中子、γ辐射的微剂量谱体现出不同的特征,可对中子、γ混合辐射场剂量当量份额进行区分。对中子、γ辐射剂量当量分辨方法进行研究,在60 Co、137 Csγ参考辐射场测量纯γ辐射的微剂量谱。采用fluka程序,模拟TEPC在多个单能点γ辐射场的微剂量谱。结果表明,60 Co、137 Csγ参考辐射场测量的微剂量谱与蒙特卡罗模拟的微剂量谱均体现了γ辐射的特征即线能基本低于10keV/μm,是进行中子、γ辐射剂量当量贡献分辨的基础。

关键词：组织等效正比计数器微剂量谱 γ辐射 fluka程序