本文關(guān)鍵詞：HIMM輻射防護(hù)系統(tǒng)設(shè)計與研制

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【摘要】：重離子束與常規(guī)放療用的輕粒子射線相比,具有在人體中的能量損失集中于射程末端的物理學(xué)特性和高的相對生物學(xué)效應(yīng),是當(dāng)今國際上最先進(jìn)、最科學(xué)和最有效的放療手段。在重離子束臨床放射治療中,重離子束及由其損失、治療時與物質(zhì)相互作用產(chǎn)生的次級輻射將會對工作人員、公眾及環(huán)境帶來潛在的輻射危害。因此,為保護(hù)人員及其后代的健康與安全,保護(hù)環(huán)境,本論文針對中國科學(xué)院近代物理研究所自主研發(fā)的醫(yī)用重離子加速器——HIMM,研制完成了與其配套的輻射防護(hù)系統(tǒng),主要包括屏蔽設(shè)計、劑量監(jiān)測及人身安全聯(lián)鎖系統(tǒng)。在醫(yī)用重離子加速器運(yùn)行時,C束與物質(zhì)相互作用會產(chǎn)生“瞬時”輻射與“剩余”輻射。瞬時輻射包括初級輻射及其與靶材料或加速器的結(jié)構(gòu)材料相互作用產(chǎn)生的γ射線和中子等次級輻射,它們決定了HIMM的屏蔽厚度;剩余輻射來自感生放射性中的光子和β射線,它們是加速器工作人員所受照射的主要來源。本論文在廣泛調(diào)研的基礎(chǔ)上利用蒙特卡洛程序FLUKA對醫(yī)用重離子加速器常用能區(qū)的輻射源項進(jìn)行了模擬計算,并在此基礎(chǔ)上利用分析計算方法及蒙特卡洛模擬計算方法進(jìn)行了HIMM的屏蔽設(shè)計及驗證,同時給出了各輻射區(qū)域的輻射劑量分布。根據(jù)HIMM瞬時輻射場是一個混合輻射場、脈沖場,主要成分是中子和光子的特性,本論文研制了寬能譜中子雷姆儀,提高了對高能中子的靈敏度;同時研制了用于劑量數(shù)據(jù)采集傳輸?shù)臄?shù)據(jù)采集單元。在此基礎(chǔ)上,研制完成了HIMM區(qū)域輻射劑量監(jiān)測系統(tǒng)。為防止人員進(jìn)入束流可以到達(dá)的區(qū)域,同時防止束流進(jìn)入人員可以進(jìn)入的區(qū)域,本論文在廣泛調(diào)研的基礎(chǔ)上,利用當(dāng)前不斷進(jìn)步的工業(yè)控制技術(shù)及信息技術(shù),完成了HIMM人身安全聯(lián)鎖系統(tǒng)及PLC系統(tǒng)、鑰匙箱等部件的研制。本論文中HIMM輻射防護(hù)系統(tǒng)的設(shè)計已通過國家環(huán)保部組織的環(huán)境影響評價,系統(tǒng)研制完成后已通過聯(lián)合調(diào)試,達(dá)到了目標(biāo)性能要求。
【學(xué)位授予單位】：中國科學(xué)院大學(xué)(中國科學(xué)院近代物理研究所)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TL751

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本文編號：1265521