重离子加速器示范装置被动式束流配送系统次级中子特征的蒙特卡罗研究
作者:黄盛聪; 张晖; 车宇航; 刘新国; 陈卫强; 李强; 戴中颖
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在剂量分布过程中,碳离子束将与束流传输线相互作用,形成以中子辐射为主的外部辐射场。由于中子是高LET射线,具有高相对生物学效应,减少碳离子放射治疗中产生的次级中子将有助于降低正常组织并发症的可能性和放射治疗后继发肿瘤的风险。采用蒙特卡罗方法模拟计算了保守条件下(能量为400MeV/u,多叶栅完全闭合)碳离子治疗的被动束流分布系统在等中心周围不同位置产生的外源中子注量谱,并对二次中子辐射的剂量当量贡献进行了评估。同时,探讨了多叶栅不同开口尺寸对二次中子剂量当量的影响。模拟结果表明,高能中子(15MeV)对所有模拟位置的中子剂量当量可达26%。在实际处理条件下,当多叶栅的开口从闭合状态扩展到15°时,等中心和横向远端位置的二次中子剂量当量强度降低约85%,而束流方向的远端位置降低约70%。这些结果可用于指导不同治疗条件下二次中子的研究,并为评估患者在治疗条件下接受的非治疗性辐射提供依据。