武威医用重离子治疗 装置的辐射监测系统 中科院近代物理研究所 李宗强
装置介绍 国产第一台自主知识产权的重离子治疗肿瘤装置,已于2015年12月成 功出束; 主体包括离子源、低能束运线、回旋加速器(注入器)、中能束运线、 同步加速器(主加速器)、高能束运线和4个治疗终端;
主要参数 辐射场特点 杂散辐射场; 离子12C6+,能量80~430MeV/u,束流强度约为1200μA; 治疗终端中心处的剂量率范围为0.001~1Gy/s,在人体组织中的最大 治疗深度为27cm; 治疗终端的粒子数大约为4×108个/ 周期; 辐射场特点 杂散辐射场; 脉冲场; 有大量的高能中子;
监测点布局 辐射监测系统建立的目的:确保医用加速器工作人员、医疗人员、病人及周围居民的人身安全。 布点原则:尽可能通过少量监测点,又能掌握全面的安全情况为原则。
监测系统组成 由辐射监测器、数据采集单元、中心计算机组成,采用主从式结构
中子监测器 主要技术性能: 灵敏度为0.65cps/uSv/h; 测量范围为0.2~50000uSv/h; 能量响应在0.025eV~1GeV符合ICRP推荐的能量响应曲线;
中子能量响应 (中子打在探测器的侧向)与中子剂量转换图 探测器所用材料及其组成成分 物质 质量密度(g/cm3) 成分:原子密度(原子1024 /cm3) 原子质量数:原子密度 聚乙烯 0.95 12:4.082E-02 1:8.222E-02 铅 11.337 206:8.32E-03 207:7.16E-3 208:1.717E-02 含硼橡胶 1.296 1:4.86E-02 10 : 3.293E-03 11 : 1.351E-02 12 : 1.62E-02 16 : 8.1E-03 28 : 8.1E-03 3He 3.16000E-04 3 : 5.65442E-05 中子能量响应 (中子打在探测器的侧向)与中子剂量转换图
γ射线监测器 灵敏体积4.7L,内充0.7 Mpa带添加剂的N2, 电离室的量程跨越9个量级,可用于脉冲 辐射场。 主要性能指标: 灵敏度:好于每脉冲0.150nSv; 测量范围:10nSv~10Sv/h; 能量响应:35KeV~7MeV;
测试现场
数据采集单元 数据采集单元硬件部分是由嵌入式ARM9和单片机来实现; 软件部分包括显示单元操作软件和数据采集软件;
参数设置界面
辐射监测软件 软件使用Pascal语言编写,编译环境是delphi7,数据库采用SQL SERVER 2008。 软件具备实时数据显示、报警状态显示、工况图显示、实时曲线绘制、历史数据存储、历史曲线绘制、历史数据查询及导出等功能。 工况图界面
列表显示界面
历史曲线绘制
小结 中子监测器采用宽能谱中子监测器,改善了对高能中子的响应; γ射线监测器采用中压电离室,对脉冲辐射场有良好的响应; 各监测点与服务器使用内部局域网,布线容易,成本低; 系统运行稳定,故障率低;
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