基于Geant4的肺部计数器效率校准及其受核素分布影响研究

摘要

效率校准是人体内照射活体监测中的一个关键环节,是影响内污染活体测量准确性的一个重要因素。利用人体躯干物理模型的CT扫描图片和实验确定的探测器晶体尺寸,分别建立了三维人体数字模型和高纯锗探测器的计算模型,进而通过调用Geant4工具包,编写了模拟肺部计数器的蒙特卡罗程序,用以校准计数器效率。在此基础上,结合ICRP生物动力学模型,模拟计算全身其他器官滞留核素对肺部计数器计数的贡献,研究核素在其他器官的分布对计数器效率的影响。结果表明:肺部计数器效率的蒙特卡罗校准结果与实验测量结果相对偏差为2.47%(对59.5 ke V)和-8.58%(对17.5 ke V);在摄入核素241Am的最初2天内和50天后,人体的实际探测效率要高于只考虑肺部滞留的探测效率,在其他器官分布的核素在肺部计数器的计数占总计数的60%以上,而在摄入中期(第3—50天),二者结果较为一致,AMAD为1μm时,其他器官内核素的计数小于20%,AMAD为5μm时,其他器官内核素的计数在30%以内。