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D-T反应中子源准直屏蔽体及中子束特性研究

罗鹏  
【摘要】: 本文首先在考虑T(d,n)4He(D-T)反应快中子源能谱、角分布、面源结构及靶系统对中子的作用的基础上,利用MCNP程序模拟了(D-T)反应快中子在屏蔽材料中子的输运。通过屏蔽体外泄漏中子及γ射线的注量率、能谱及在水中的吸收剂量的分析,给出了满足T(d,n)4He反应中子源快中子治疗屏蔽体的三种复合屏蔽方案;根据复合屏蔽方案,对原快中子治疗机机头屏蔽体进行了结构优化设计和屏蔽性能测量; 随后对经准直后的快中子束流各项性能进行了模拟计算和分析:具体包括射野范围内出射束流注量及能谱、等效水箱中中子/光子深度吸收剂量分布、等效水箱中中子/光子不同深度吸收剂量横向分布、中子吸收剂量半影宽及离轴比、辐射场均整度等。 通过对优化后屏蔽结构体的各项性能模拟计算可以看出,利用D-T反应快中子进行治癌是可以实现的。在对束流各项性能的测量分析可以看出,快中子在15cm深度范围内吸收剂量分布、吸收剂量率、射束外剂量控制等可以满足医学临床应用的需要;更大深度上束流各项性能将不能满足临床应用。


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