成年女性参考人体素辐射剂量模型的研究

摘要

本论文在原始女性体素剂量学模型VPCF的基础上,开发了一个基于中国(亚洲)参考人数据的体素辐射剂量模型CRAW(Chinese Reference Adult Woman),并利用蒙特卡罗FLUKA程序模拟计算得到了光子、质子以及π介子在AP及PA两种标准照射几何下的剂量转换系数。
　　在个体女性体素模型VPCF的基础上,依据中国参考人数据以及ICRP70号报告中骨组织分布数据,通过对骨骼进行二次分割以及对器官进行调整等过程,开发建立起能代表中国成年女性的参考人体素辐射剂量模型CRAW。该模型依据ICRP骨组织数据计算得到了19个骨骼部位的骨组织的含量,根据这些骨组织数对骨骼进行了二次分割,建立起了用中国男性参考人体素模型(CRAM)同原始成年女性体素模型VPCF相结合的骨模型RBM-site-specific,考虑了红骨髓、黄骨髓、骨小梁等骨组织的分布。采用Matlab软件“膨胀”和“腐蚀”与Photoshp手动分割相结合的方法对器官体积进行了调整,使器官质量与中国参考人数据相一致。最终建立了一个身高158cm,体重54kg,体素尺寸为1.774mm×1.774mm×4.85mm,包含37个人体主要器官组织的成年女性参考人体素模型。
　　利用CRAW模型在蒙特卡罗FLUKA程序中进行计算,得到了一套能代表中国成年女性参考人的光子(0.02MeV-10MeV)、质子(0.02GeV-10TeV)、π介子(0.001GeV-10TeV)在AP以及PA标准照射情况下的外照射剂量转换系数。为皮肤、红骨髓、骨表面等分布较为特殊的辐射敏感器官选择了较合适的剂量计算方法。
　　对不同照射几何、器官的大小、位置、形状以及个体差异对剂量的影响进行了深入分析和讨论。结果表明这些因素对低能入射粒子在AP方向与其它模型的剂量偏差影响较大,而对于中能以及高能粒子其则影响很小。

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第1章 绪论

1.1 选题的背景

1.2 辐射剂量模型的发展史及其应用现状

1.3 选题意义及研究内容

1.4 论文结构安排

第2章 成年女性参考人CRAW体素模型的建立

2.1 本章引言

2.2 CRAW模型建立的主要步骤

2.3 骨骼体素模型的建立

2.4 CRAW体素模型器官质量的调整

2.5 CRAW体素模型

2.6 本章小结

第3章 FLUKA程序及其粒子反应模型

3.1 本章引言

3.2 辐射防护量

3.3 CRAW体素模型在蒙特卡罗FLUKA程序中的实现

3.4 FLUKA程序中光子以及强子反应模型

3.5 特殊器官的剂量处理方法

3.6 本章小结

第4章 CRAW模型光子、质子及π介子外照射剂量系数

4.1 本章引言

4.2 剂量转换系数的计算

4.3 光子有效剂量转换系数及比较

4.4 质子剂量系数的计算与比较

4.5π介子的剂量转换系数的计算

4.6 本章小结

结论

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

附录A CRAW模型质子外照射器官剂量转换系数

附录B CRAW模型π介子外照射器官剂量转换系数