辐照损伤模拟中的Zr 原子势函数

以金属Zr 的一种嵌入原子形式(EAM) 的势函数为基础,通过引入一个调制函数的办法,在不同范围内修改了EAM 势函数的对势部分和原子电子密度分布部分,然后采用分子动力学方法计算点缺陷(间隙原子(SIA) 和空位) 形成能和初级离位原子(PKA) 的阈值能,从而探讨这些物理量对势函数的不同部分的敏感程度。计算结果表明:势函数的对势部分长程范围内的形式对缺陷的形成影响较小,其短程范围的形式对SIA 的形成比对空位的形成影响程度更大;对于PKA 的阈值能,其敏感区域来自于势函数的对势部分和原子电子密度分布的短程范围部分,但在不同晶向上的PKA 的阈值能对势函数的敏感程度有所不同。这些研究结果对于在研究Zr 金属的辐照损伤中势函数的选择或构建有指导意义。For the purpose of detecting the sensitive parts of an embedded atom method(EAM) potential which is considered to be used in molecular dynamics simulation of radiation effects of Zirconium, we introduce a modulation function to modify the pairwise potential and the atomic electron-density distribution of the EAM potential. Based on the modified potential function, the formation energies of the self-interstitial atom (SIA) and the vacancy atom are calculated as well as the displacement threshold energy of primary knock-on atom (PKA). The results indicate that the short range part of the pairwise potential has more greater influence on the SIAs formation than the vacancy formation. The defect formation energies are also very sensitive to the behavior of the atomic electron-density function in the range which is close to the cutoff distance. The displacement threshold is sensitive to the short range behaviors of both the airwise potential and the atomic electron-density function, however, the sensitivity is strongly dependent on the crystal-direction.     

关于人体表面和非均质组织剂量计算的修正算法

作者对射线束三维人体剂量计算问题，介绍了有关人体表面弯曲和组织密度不均匀修正的算法，该算法通过建立仿真人体矩阵，克服计算中不便查找人体信息的困难，能避免在获取人体信息时发生差错，较好地解决了人体剂量的计算问题。     

The penetration, diffusion and energy deposition of high—energy photon＊

This paper presents a new theory for calculating the transport of high-energy photons and their secondary charged particles. We call this new algorithm characteristic line method, which is completely analytic. Using this new method we cannot only accurately calculate the transport behaviour of energetic photons, but also precisely describes the transport behaviour and energy deposition of secondary electrons, photoelectrons, Compton recoil electrons and positron－electron pairs. Its calculation efficiency is much higher than that of the Monte Carlo method. The theory can be directly applied to layered media situation and obtain a pencil-beam-modelled solution. Therefore, it may be applied to clinical applications for radiation therapy.     

模拟动力学方法应用于调强放射治疗的研究

通过建立调强放射治疗计划中的笔束强度和模拟动力学系统中的粒子位置之间的联系,模拟动力学方法可以应用于解决调强放射治疗中的优化问题.本文研究了模拟动力学方法在肿瘤的临床调强放射治疗中的应用.研究表明,在引入软约束、硬约束和剂量体积约束等约束条件后,模拟动力学方法可以满足临床的调强放射治疗计划的要求.     

混合笔束模型在电子剂量算法中的应用

将双群模型计算的宽束电子的能量沉积与FermiEyges理论的侧向解相结合来构造电子笔束模型,即混合笔束模型.由于混合笔束模型的计算精度和效率较好,并且适用范围较大,因此,混合笔束模型展示了在放射治疗临床应用上的可能性.在混合笔束模型的基础上,改进了混合笔束模型对电子侧向分布的参数计算.计算结果表明,改进的混合笔束模型的精度符合临床应用的要求,同时,其计算速度非常快.因而显示出较好的临床应用价值 关键词： 笔束模型 双群模型 混合笔束模型     

医用高能电子在介质中轫致辐射研究

目的研究医用高能电子在介质中轫致辐射带来的影响．方法利用蒙特卡罗程序EGS4软件包中的新版本EGSnrc详细地研究了高能电子束在类人体介质中所产生的轫致辐射光子的剂量和通量分布.模拟的高能电子束能量是放射治疗中常用的电子束能量（4-22MeV）.结果1）在类人体介质中同一深度处,随着入射电子能量的增加,轫致辐射产生的剂量值也增加.2）对于相同入射能量的电子,在水中和肌肉组织中的同一深度,轫致辐射产生的剂量值非常相近,但是在骨中的剂量值明显增大.3）电子在人体介质（肌肉组织、骨）中轫致辐射的剂量约为总剂量的     

模拟动力学方法应用于调强放射治疗的研究

通过建立调强放射治疗计划中的笔束强度和模拟动力学系统中的粒子位置之间的联系，模拟动力学方法可以应用于解决调强放射治疗中的优化问题。本文研究了模拟动力学方法在肿瘤的临床调强放射治疗中的应用。研究表明，在引入软约束、硬约束和剂量体积约束等约束条件后，模拟动力学方法可以满足临床的调强放射治疗计划的要求。     

L-Shell Ionization Cross Section Measurements of Dysprosium and Samarium by Low-Energy Electron Impact

The Lα, Lβ and Lγ x-ray production cross sections of Dy and Sm by electron impact are measured at energies from near threshold to tens of keV. In the experiments, thin targets with thick substrates are used. Meanwhile, the electron transport bipartition model is used to eliminate the influence of electrons reflected from the thick substrates on measurements. The measured x-ray production cross sections are also compared with the theoretical predictions by Gryzinski and McGuire.     

基于2.5 MeV质子加速器BNCT装置的中子慢化材料性能模拟研究

基于加速器中子源的硼中子俘获治疗(Boron Neutron Capture Therapy, BNCT)是新一代的放射治疗方法,束流整形体(Beam Shaping Assembly, BSA)作为硼中子俘获治疗装置的重要组成部分,其作用是将中子源中的快中子束流慢化至超热中子能区(0.5 eV~10 keV),并尽可能减少快中子、热中子以及$\gamma $射线的成分,使其满足BNCT用于治疗的中子束要求。本工作基于蒙特卡罗软件包Geant4(Geometry and Tracking),以2.5 MeV,10 mA质子流强的7Li(p, n)7Be中子源为对象,研究分析了AlF₃ 、Fluental、Al₂O₃、Al作为慢化体材料时,不同的厚度对束流出口处的超热中子注量率、超热中子注量与热中子注量比值、快中子成分、$ \gamma $成分所产生的影响。计算表明,当选用厚度为25 cm的AlF₃作为慢化体材料时,经过整形慢化后的超热中子束的束流参数,均满足国际原子能机构(International Atomic Energy Agency, IAEA)的中子束流参数推荐值。     

低能中子在锆中产生的辐照损伤的计算机模拟研究

以GEANT4为基础采用蒙特卡罗方法对能量为1 MeV的中子在锆 材料中的输运过程进行了模拟分析. 首先计算得出: 反冲核的能量主要分布在1 keV和15 keV之间, 中子和靶核发生两次弹性碰撞的平均空间距离为29.47 mm. 由于中子和靶核在发生连续两次弹性碰撞过程中产生的两个反冲核能量较低, 它们的空间距离又比较大, 由此可以推测出: 由初级离位原子产生的后续级联碰撞可以看做是一系列独立的子级联碰撞过程, 同时也计算了中子在靶材的不同深度区域内产生的反冲核数目和平均能量. 其次, 利用蒙卡方法计算得到的结果, 采用分子动力学方法, 分别计算了五种不同能量下的初级离位原子产生的级联碰撞情况, 给出了初级离位原子的能量与其产生的次级离位原子数目之间的关系以 及不同能量下的初级离位原子产生的损伤区域范围等情况, 通过蒙特卡罗方法和分子动力学方法的结合, 给出了能量为1 MeV的中子在锆材料中产生的初级辐照损伤分布图像. 关键词： 辐照损伤 级联碰撞 蒙特卡洛模拟 分子动力学