高能帶電粒子的探測(cè)及其在人體組織中輻射效應(yīng)的蒙特卡洛模擬.pdf

1、隨著航天事業(yè)的發(fā)展，載人飛船已逐步脫離地球軌道進(jìn)入深層空間。研究數(shù)據(jù)表明，高能帶電粒子是造成航天儀器失靈及宇航員輻射危險(xiǎn)的主要原因之一。為了更好地探究空間輻射環(huán)境的組成及特性，對(duì)航天儀器的輻射加固、輻射損傷以及對(duì)航天員的輻射生物效應(yīng)開展相關(guān)的實(shí)驗(yàn)活動(dòng)，對(duì)高能帶電粒子的探測(cè)及其在人體組織材料中輻射效應(yīng)的蒙特卡洛模擬研究就顯得尤為重要。
　　本文基于蘇州大學(xué)輻射應(yīng)用技術(shù)團(tuán)隊(duì)研發(fā)的某型反符合△E-E粒子望遠(yuǎn)鏡系統(tǒng)，利用蒙特卡洛程序包GE

2、ANT4對(duì)高能帶電粒子在半導(dǎo)體、晶體探測(cè)器中的能量損失、射程徑跡及在不同材料中的LET(LinearEnergy Transfer)值進(jìn)行了模擬研究，對(duì)不同能量、不同類型的高能粒子與探測(cè)器的能量沉積響應(yīng)進(jìn)行了對(duì)比分析。利用GEANT4提供的人體組織材料庫(kù)類，對(duì)高能帶電粒子在不同的人體組織材料中能量傳輸特性進(jìn)行了模擬研究，計(jì)算了醫(yī)用重離子在不同人體組織內(nèi)的百分劑量分布。以Snyder頭部模型為依據(jù)，構(gòu)建了顱內(nèi)腫瘤放療模擬的人體頭部模型，并

3、對(duì)顱內(nèi)腫瘤質(zhì)子、重離子治療的過(guò)程進(jìn)行了相關(guān)模擬研究，利用研發(fā)的△E-E望遠(yuǎn)鏡系統(tǒng)對(duì)重離子治療過(guò)程中的碎裂反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)行了探測(cè)分析。
　　研究結(jié)果顯示，本文所研究的由固定厚度半導(dǎo)體與晶體探測(cè)器組成的△E-E望遠(yuǎn)鏡系統(tǒng)，能夠?qū)?-175 MeV能量范圍內(nèi)的高能質(zhì)子具有較好的能量響應(yīng)關(guān)系，同時(shí)具有一定的粒子鑒別功能。增加晶體探測(cè)器的厚度可以提高探測(cè)器的能量測(cè)量范圍，增大晶體探測(cè)器的寬度可以提高探測(cè)器的角度測(cè)量范圍。同時(shí)此探測(cè)器能夠?qū)?50