本文選題：高能帶電粒子　切入點(diǎn)：蒙特卡洛模擬　出處：《蘇州大學(xué)》2016年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：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GEANT4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(Linear Energy 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,并對(duì)顱內(nèi)腫瘤質(zhì)子、重離子治療的過程進(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 MeV/u的12C粒子轟擊水靶過程中產(chǎn)生的次級(jí)帶電粒子實(shí)現(xiàn)探測(cè)與鑒別功能,表明△E-E粒子望遠(yuǎn)鏡可以用于碳離子治療過程中的碎裂反應(yīng)產(chǎn)物探測(cè)及劑量驗(yàn)證過程。
[Abstract]:With the development of spaceflight, manned spaceships have gradually stepped out of Earth orbit into deep space. High energy charged particles are one of the main causes of the failure of space instruments and the radiation danger of astronauts. In order to better explore the composition and characteristics of space radiation environment, the radiation reinforcement of space instruments is carried out. Radiation damage and the biological effects of radiation on astronauts, The Monte Carlo simulation of the detection of high energy charged particles and its radiation effects in human tissue materials is particularly important. This paper is based on an anti-E-E particle telescope system developed by the radiation application technology team of Suzhou University. The energy loss, range track and LET(Linear Energy transfer of charged particles in semiconductors and crystal detectors have been simulated by Monte Carlo package GEANT4. The energy deposition responses of different types of high energy particles and detectors are compared and analyzed. Using the human tissue material library provided by GEANT4, the energy transfer characteristics of high energy charged particles in different human tissue materials are simulated and studied. The percent dose distribution of medical heavy ions in different human tissues was calculated. Based on the Snyder head model, the human head model simulated by radiotherapy for intracranial tumors was constructed. The process of heavy ion therapy was simulated, and the fragmentation reaction products during heavy ion therapy were detected and analyzed by using the developed E-E telescope system. The results showed that, The E-E telescope system, which is composed of semiconductor and crystal detector with fixed thickness, has good energy response to high energy proton in the energy range of 8-175 MeV. At the same time, it has the function of particle discrimination. Increasing the thickness of the crystal detector can increase the energy measurement range of the detector. Increasing the width of the crystal detector can increase the angle measurement range of the detector. At the same time, the detector can detect and identify the secondary charged particles produced during the bombardment of 12C particles at 250 MeV/u. It is shown that E-E particle telescope can be used in the detection and dose verification of fragmentation reaction products in the course of carbon ion therapy.
【學(xué)位授予單位】：蘇州大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：R85

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前4條

1 林進(jìn)福;高空高能帶電粒子流[J];上海工程技術(shù)大學(xué)學(xué)報(bào);1994年04期

2 吳忠;高能帶電粒子威脅著空間飛行器[J];中國航天;1995年02期

3 金輝;;“實(shí)踐五號(hào)”的科學(xué)實(shí)驗(yàn)[J];科學(xué)新聞;1999年22期

4 ;[J];;年期

相關(guān)會(huì)議論文 前10條

1 師立勤;王世金;葉宗海;朱光武;古士芬;梁金寶;沈思忠;翟應(yīng)應(yīng);張薇;黃紅錦;;“實(shí)踐五號(hào)”衛(wèi)星上空間高能帶電粒子環(huán)境的探測(cè)結(jié)果[A];中國空間科學(xué)學(xué)會(huì)空間探測(cè)專業(yè)委員會(huì)第十二次學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];1999年

2 張微;朱光武;梁金寶;王世金;李宏;王春琴;王月;高萍;;實(shí)踐六號(hào)A星的高能帶電粒子和輻射劑量監(jiān)測(cè)[A];中國空間科學(xué)學(xué)會(huì)空間探測(cè)專業(yè)委員會(huì)第十八次學(xué)術(shù)會(huì)議論文集（下冊(cè)）[C];2005年

3 張建國;熊建林;張洪峰;;空間高能帶電粒子對(duì)航空器的內(nèi)部充電的形成機(jī)制和預(yù)防措施[A];經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式轉(zhuǎn)變與自主創(chuàng)新——第十二屆中國科學(xué)技術(shù)協(xié)會(huì)年會(huì)（第二卷）[C];2010年

4 葉宗海;孫越強(qiáng);韓建偉;薛丙森;蔡燕霞;;關(guān)于高能帶電粒子的屏蔽防護(hù)問題[A];中國空間科學(xué)學(xué)會(huì)空間探測(cè)專業(yè)委員會(huì)第十六次學(xué)術(shù)會(huì)議論文集（下）[C];2003年

5 王月;王世金;楊曉超;;內(nèi)輻射帶高能帶電粒子的投擲角分布[A];第十屆全國日地空間物理學(xué)術(shù)討論會(huì)論文摘要集[C];2003年

6 王春琴;王世金;朱光武;李保權(quán);;輻射帶SAA區(qū)帶電粒子環(huán)境中長期變化分析[A];中國空間科學(xué)學(xué)會(huì)空間探測(cè)專業(yè)委員會(huì)第十六次學(xué)術(shù)會(huì)議論文集（上）[C];2003年

7 王世金;朱光武;葉宗海;梁金寶;黃紅錦;沈思忠;翟應(yīng)應(yīng);張微;孫越強(qiáng);王裘倫;;FY-2衛(wèi)星的高能帶電粒子監(jiān)測(cè)結(jié)果[A];中國空間科學(xué)學(xué)會(huì)空間探測(cè)專業(yè)委員會(huì)第十一次學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];1998年

8 陳鴻飛;施偉鴻;鄒鴻;鄒積清;;夸父B星高能帶電粒子實(shí)驗(yàn)儀構(gòu)想[A];中國空間科學(xué)學(xué)會(huì)空間探測(cè)專業(yè)委員會(huì)第十九次學(xué)術(shù)會(huì)議論文集（下冊(cè)）[C];2006年

9 都亨;龔建村;;太空環(huán)境科學(xué)[A];西部大開發(fā) 科教先行與可持續(xù)發(fā)展——中國科協(xié)2000年學(xué)術(shù)年會(huì)文集[C];2000年

10 師立勤;王世金;葉宗海;朱光武;古士芬;梁金寶;深思忠;翟應(yīng)應(yīng);張薇;李宏;黃紅錦;;實(shí)踐五號(hào)高能粒子環(huán)境探測(cè)結(jié)果[A];實(shí)踐五號(hào)衛(wèi)生空間探測(cè)與試驗(yàn)成果學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2002年

相關(guān)重要報(bào)紙文章 前4條

1 記者 林英 通訊員 羅楊;太陽爆發(fā)產(chǎn)生高能帶電粒子[N];光明日?qǐng)?bào);2000年

2 孫陽 劉冰;我衛(wèi)星安然穿越“太陽風(fēng)暴”[N];解放軍報(bào);2001年

3 記者 李斌;科學(xué)家發(fā)出太陽風(fēng)暴警報(bào)[N];新華每日電訊;2001年

4 張建川;氣象對(duì)戰(zhàn)爭影響有多大[N];解放軍報(bào);2009年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前1條

1 李東;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[D];蘇州大學(xué);2016年

，

本文編號(hào)：1576468