本文關(guān)鍵詞：降能片對(duì)醫(yī)用碳離子束流影響的Geant4模擬，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：近年來(lái)，在放射治療領(lǐng)域中重離子腫瘤治療得到迅速發(fā)展，其中碳離子束以其倒轉(zhuǎn)深度劑量分布(Bragg peak)和高相對(duì)生物學(xué)效應(yīng)(REB)的特點(diǎn)，使得其在治癌研究中受到廣泛關(guān)注。碳離子束在到達(dá)人體之前由束流配送系統(tǒng)調(diào)節(jié)其形狀以使其與腫瘤的形狀一致，現(xiàn)有的束流配送系統(tǒng)分為主動(dòng)型和被動(dòng)型兩種，這兩種配送系統(tǒng)都有一變能裝置——降能片對(duì)腫瘤實(shí)施適形放射治療，，因此研究降能片對(duì)束流的影響非常必要。 本文利用Monte Carlo模擬軟件Geant4，模擬、計(jì)算了能量在（80-360）MeV/u范圍內(nèi)的碳離子穿過(guò)靶厚在（0.5-5.5）g/cm2范圍內(nèi)的有機(jī)玻璃（PMMA）、鋁（Al）、銅（Cu）和鉛（Pb）四種靶材降能片之后的角度歧離值和能量歧離值，定量討論了碳離子能量、降能片材料及厚度對(duì)碳離子束流的影響。此外，在本文最后通過(guò)給出、分析水等效厚度公式選出最佳的降能片材料，然后通過(guò)對(duì)比碳離子經(jīng)過(guò)降能片之后再進(jìn)入水中的Bragg峰和單能碳離子直接進(jìn)入水中的Bragg峰，定性分析了降能片對(duì)Bragg峰的影響與降能片厚度、碳離子能量的關(guān)系。所得結(jié)論如下： （1）角度歧離主要與入射碳離子的能量、降能片的材料及厚度三個(gè)因素相關(guān)，具體規(guī)律為：角度歧離程度隨著入射碳離子能量的降低、降能片材料原子序數(shù)的增高、降能片質(zhì)量厚度的增加而增大。 （2）能量歧離主要與降能片材料及厚度兩個(gè)因素有關(guān)，即:能量歧離程度隨著降能片Z/A的增大、降能片質(zhì)量厚度的增加而增大。此外，能量歧離還受到入射碳離子能量的影響，但是這種影響很小，在近似情況下，通常認(rèn)為能量歧離值不隨著碳離子能量的變化而變化。 （3）原子序數(shù)低的靶材料更適合用作降能片材料。此外，Bragg峰受降能片的影響隨著降能片厚度的增加、碳離子能量的降低而增大。
【關(guān)鍵詞】：Geant4 碳離子 角度歧離 能量歧離 Bragg峰
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類(lèi)號(hào)】：R730.55;O571
【目錄】：

• 中文摘要4-5
• Abstract5-9
• 第一章 引言9-16
• 1.1 放射治療簡(jiǎn)介9-12
• 1.1.1 放療用射線9-10
• 1.1.2 射線殺傷癌細(xì)胞的機(jī)制10-11
• 1.1.3 射線在水中的能量損失11-12
• 1.2 重離子治癌終端的束流配送系統(tǒng)12-15
• 1.3 本文的主要工作15-16
• 第二章 Monte Carlo 方法與編程思想16-29
• 2.1 Monte Carlo 方法概述16-18
• 2.2 編程思想簡(jiǎn)介18-29
• 2.2.1 設(shè)定基本的模擬條件18-24
• 2.2.1.1 Detector Construction—物理體的構(gòu)建18-21
• 2.2.1.2 Detector Construction—材料的定義21-22
• 2.2.1.3 Primary Generator Action—源粒子的定義22-23
• 2.2.1.4 Physics List—物理過(guò)程的設(shè)定23-24
• 2.2.2 輸入輸出量的控制24-26
• 2.2.2.1 Stepping Action—獲取模擬數(shù)據(jù)24-25
• 2.2.2.2 Run Action—輸出模擬數(shù)據(jù)25-26
• 2.2.3 main()函數(shù)的編寫(xiě)26-29
• 第三章 角度歧離29-38
• 3.1 角度歧離的理論發(fā)展29-31
• 3.2 角度歧離高斯分布的模擬驗(yàn)證31-32
• 3.3 角度岐離隨著能量、靶厚和靶材的變化規(guī)律32-38
• 3.3.1 角度歧離值θ隨著靶厚與能量的變化規(guī)律33-35
• 3.3.2 角度歧離值θ隨著靶厚與靶材的變化規(guī)律35-36
• 3.3.3 角度歧離值θ隨著碳離子能量與靶材的變化規(guī)律36-38
• 第四章 能量歧離38-45
• 4.1 能量歧離的理論概述38-39
• 4.2 能量歧離高斯分布的模擬驗(yàn)證39-40
• 4.3 能量歧離隨著能量、靶厚和靶材的變化規(guī)律40-45
• 4.3.1 能量歧離值σ隨著碳離子能量與靶材的變化規(guī)律40-41
• 4.3.2 能量歧離值σ隨著靶厚與能量的變化規(guī)律41-43
• 4.3.3 能量歧離值σ隨著靶厚與靶材的變化規(guī)律43-45
• 第五章 降能片對(duì) Bragg 的影響45-52
• 5.1 等效水厚度與質(zhì)量厚度的換算公式45-47
• 5.2 PMMA 靶對(duì) Bragg 峰的影響47-50
• 5.2.1 不同質(zhì)量厚度的 PMMA 靶對(duì) Bragg 峰的影響47-49
• 5.2.2 PMMA 靶對(duì) Bragg 峰的影響與碳離子能量的關(guān)系49-50
• 5.3 總結(jié)與建議50-52
• 參考文獻(xiàn)52-56
• 致謝56-57

【參考文獻(xiàn)】

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  本文關(guān)鍵詞：降能片對(duì)醫(yī)用碳離子束流影響的Geant4模擬，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：414608