中国成年参考人曲面模型构建及μ剂量计算

摘要

虚拟化人体模型广泛地应用于内外照射引起的辐射剂量分布的评价。本论文在个体女性体素模型VPCF和中国成年女性参考人体素模型CRAW基础上，并参照中国男性参考人体素模型CRAM，构建了中国成年参考人曲面模型。将其体素化分别导入MCNP和FLUKA程序中，利用FLUKA程序模拟计算得到了子在AP、PA、LLAT、RLAT和ISO五种照射环境下外照射的剂量转换系数。
　　以非均匀 B样条或多边型网格构建的曲面模型，不但很好地保持了人体解剖学特性，而且容易实现人体各部位参数的调整。在构造人体各曲面模型时，需根据中国参考人或亚洲参考人规定的有关数据，通过3D-Doctor将已分割的人体断层切片照片生成三维的多边型网格，利用 Rhinoceros软件将多边型网格转变为非均匀 B样条曲面模型， BINVOX软件将每个曲面内部进行体素化分割，通过MATLAB软件给各个体素化的器官和组织分别赋值不同的编码，将所有的器官和组织组合成完整的且男、女分辨率分别为0.22×0.22×0.22cm3和0.2×0.2×0.2cm3的数字化虚拟人体模型。确保模型的质量数据与参考人各个器官和组织规定的数据误差小于±5％。编写MCNP及FLUKA输入文件，将模型分别在两个软件中实现导入，为模拟计算做准备。
　　利用中国成年参考人曲面模型为计算模型，通过FLUKA程序针对AP、PA、LLAT、RLAT和ISO五个方向分别照射体模，得到从0.01GeV到100TeV之间21个能量点人体器官和组织注量到有效剂量的转换系数。对不同照射条件、不同性别、不同位置器官和粒子的带电性质以及模型差异（中国参考人、ICRP参考人和MIRD数学模型）的剂量转换系数进行了对比与深入的讨论。结果表明子在低能段受上述因素的影响较大，而当能量大于200MeV时，剂量转换系数受外界条件及模型的差别的影响较小。

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第1章 绪论

1.1选题背景

1.2各种模型及国内外研究现状

1.3选题的意义及研究内容

1.4论文结构安排

第2章 曲面模型的构建

2.1本章引言

2.2模型相关软件介绍

2.3模型主要器官和组织的构建及调整

2.4其它器官和组织的处理

2.5体素化

2.6中国成年参考人曲面模型

2.7本章小结

第3章 模型在蒙特卡洛程序中的实现

3.1本章引言

3.2MCNP程序及模型的导入

3.3FLUKA程序及模型的导入

3.4本章小结

第4章 μ子外照射剂量转换系数的计算

4.1本章引言

4.2 μ子及其与物质的相互作用

4.3 μ子剂量转换系数计算结果与讨论

4.4本章小结

结论

1文章总结

2创新点

3展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果

致谢