医疗诊断X射线场的MC模拟及复合屏蔽材料优化设计

摘要

X射线在医疗领域用途广泛,对人体的危害也不可忽视;传统屏蔽材料含铅,不仅有毒且十分沉重,研究一种轻质无毒的防护材料很有必要.利用MCNP5模拟100 kV电子束打在钨靶上产生的X射线,探究屏蔽X射线的复合材料.选择K吸收边处于钨特征峰区的稀土元素La、Sm、Er与Hf进行组合,利用WinXCom软件对100 keV内的质量衰减系数进行了计算,利用遗传算法计算最优组合比例,并通过MCNP程序进行模拟验证.模拟结果表明,La、Sm、Er、Hf以(0.36∶0.19∶0.22∶0.23)的质量比进行组合对低于100 keV的诊断X射线屏蔽效果最佳,密度显著降低,当厚度为0.6 mm时,可以屏蔽掉99％的射线.