蒙特卡罗方法及其在辐射剂量计算中的应用
肿瘤放射治疗中的剂量计算方法比较
肿瘤放射治疗中的剂量计算方法比较在肿瘤治疗中，放射治疗是一种常见的治疗方法。
放射治疗的目标是以高能射线照射肿瘤细胞，达到控制或杀死肿瘤细胞的效果，同时最大限度地保护正常组织。
剂量计算是放射治疗的关键环节之一，能够准确计算目标器官和正常组织所接受的辐射剂量。
本文将对肿瘤放射治疗中常用的剂量计算方法进行比较并分析其优缺点。
1. 等效二维剂量计算方法（2D Dose Calculation）等效二维剂量计算方法是传统的辐射剂量计算方法，基于二维平面图像，通过等效深度或等效路径长度来计算剂量。
该方法适用于简单的肿瘤形状和规则的解剖结构。
其优点是计算速度快、简单易用，但在复杂的解剖结构和肿瘤形状时准确性较低。
2. 三维剂量计算方法（3D Dose Calculation）三维剂量计算方法是现代肿瘤放射治疗中常用的剂量计算方法。
该方法基于三维图像，通过考虑肿瘤和正常组织的三维解剖结构来计算剂量。
与等效二维计算方法相比，三维剂量计算方法能更准确地预测剂量分布。
在复杂的解剖结构和肿瘤形状中，其计算结果更可靠。
然而，相对于等效二维计算方法，三维剂量计算方法的计算复杂度更高，需要更多的计算资源和时间。
3. 模式匹配剂量计算方法（Template Matching Dose Calculation）模式匹配剂量计算方法结合了二维和三维计算方法的优点，通过匹配预先计算好的剂量模板来估计患者的剂量分布。
该方法基于患者的图像数据，将其与预先计算好的模板进行比对，从而得出患者的剂量分布。
模式匹配剂量计算方法迅速，并且相对于三维计算方法，其剂量结果更准确。
然而，该方法的可靠性和适用性受限于模板的质量、种类和规模，以及对患者图像的准确配准。
4. 蒙特卡洛剂量计算方法（Monte Carlo Dose Calculation）蒙特卡洛剂量计算方法是一种基于统计学原理的剂量计算方法。
该方法模拟了辐射粒子穿过组织的过程，通过大量的粒子追踪和统计分析来计算剂量。
蒙特卡罗方法在放疗计划中的应用
蒙特卡罗方法在放疗计划中的应用陈朝斌;黄群英;吴宜灿;林辉【期刊名称】《核技术》【年(卷),期】2006(029)001【摘要】本文就蒙特卡罗方法在放射外科治疗计划中的应用做了初步的研究和分析.首先利用Beam程序模拟了Varian公司Clinac 2100C 6MV X射线加速器治疗头,得到源皮距为100 cm、射野大小为5 cm×5 cm的开放野治疗平面上的粒子相-空间信息,并与文献进行了比较.然后把粒子相-空间信息作为输入,利用Dosxyz 程序计算了体模中吸收剂量的空间分布,并与一基于解析剂量计算方法的商用治疗计划软件的结果进行了比较,两种结果基本一致.另外,本文还重点介绍了由患者的医学CT图像建立蒙特卡罗输运几何的方法和过程.【总页数】7页(P22-28)【作者】陈朝斌;黄群英;吴宜灿;林辉【作者单位】中国科学院等离子体物理研究所,合肥,230031;中国科学院等离子体物理研究所,合肥,230031;中国科学院等离子体物理研究所,合肥,230031;中国科学院等离子体物理研究所,合肥,230031【正文语种】中文【中图分类】R730.55【相关文献】1.子野权重优化应用于宫颈癌根治术后调强放疗计划中的分析 [J], 吴煜良;何松美;张纯;吴伟艺;莫杰明2.Auto-planning在脑胶质瘤非共面容积调强放疗计划中的应用 [J], 张国前;张书旭;王锐濠;雷怀宇;李万桢;廖博玉3.蒙特卡罗方法和三维数字人体模型在放疗计划质量保证中的应用 [J], 王进亮;白净;罗建文;徐榭4.子野优化在直肠癌新辅助放疗调强计划中的应用 [J], 易正生; 罗丽莎; 郭恒照; 林丰; 汤忠明; 汪娇玲5.基部计划剂量补偿优化方法在肺癌调强放疗计划中的应用 [J], 彭清河;叶芝甫;王志光;彭应林因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
MCDB蒙特卡罗剂量计算系统及应用
输入文件 ， 剂量计算基于蒙特卡罗（ ） ＭＣ 方法 ， 后处 理是确 定照射方 向和照射 时间 。为了提高剂 量计算 的精
度 和缩 短计算 时间 ， Ｄ ＭＣ Ｂ发展了针对 体素模 型的快 速粒 子径迹算法 ， 构造材料矩阵和计数矩阵 ， 序实现 了 程
ＭＩ Ｐ 并行 化。通过 一个病例 ， Ｄ ＭＣ Ｂ完成 了从 Ｃ 、 Ｒ 提取数 据、 ＴＭ Ｉ 剂量计算 和后处 理的全过 程。计算取 得 了
与 ＭＣ Ｐ程序一致 的结果 ， Ｎ 串行计算速 度较 ＭＣ Ｐ提高 ３倍以上 ， Ｎ 并行效率可 以达到 ９ ０％ ， 完全 满足临床对 计算精度和计算时间的要 求。 ［ 关键词 ］ Ｍ Ｄ ； Ｃ Ｂ 快速径迹算法 ； 材料矩 阵 ； 计数矩阵 ［ 中图分 类号 ］ Ｔ ３ ３ ［ Ｐ ９ 文献标识码 ］ Ａ ［ 文章编 号］ １０ ０ ９—１４ （ ０２ ０ ７ ２ ２ １ ）８—０７ ０ ０ ２— ６
了Ｂ Ｃ Ｎ Ｔ的原理 。假定 硼可 有选择 性地 富集 于 肿瘤
区， 由于硼具 有超 常的热 中子 吸收 截面 ， 硼俘 获热 中 子 反 应 主 要 发 生 在 肿 瘤 区 ， 应 后 的 能 量 在 约 反 ｌ ｍ内沉 积 ， 而 ， 热 中子 照 射后 ， 瘤 区 吸 收 ０ 因 被 肿
“Ｂ
，
ＢＣ Ｎ Ｔ用于临床治疗的历史 已有 ２ 年 ， ０ 主要优 点是 ：． ａ 当前 的硼 化合 物是无 毒 的 ， 投放 肿瘤 区和 且 正 常组织 的硼浓 度 富 集度 差 可 以做 到 最 大化 ， 使得 中子与硼作用产生的高能量、 短射程 的 仪离子在杀 死 肿瘤 细胞 的 同 时 ， 正 常组 织 的 伤 害 达 到最 小 ； 对 ｂ 中子束 技术 日趋 先进 ， 以来 自加 速器 ， ． 可 也可 来 自 微 型反应 堆 ；． Ｃ 中子 束强度 可控 ， 可发 出超 热 中子 既 束， 也可发出热中子束 ， 根据肿瘤深度 ， 确定 中子束 类 型 ；．Ｂ Ｃ ｄ Ｎ Ｔ适 合 治疗不 宜手 术 的晚期 癌症 患者 ， 且治疗 的肿 瘤类 型 由脑胶质 瘤 ， 向其 他包括 肝 癌 、 肺
primo蒙卡剂量算法
p r i m o 蒙卡剂量算法题题目目：：P P r r i i m m o o 蒙蒙卡卡剂剂量量算算法法文文章章主主要要分分为为三三个个部部分分：：介介绍绍P P r r i i m m o o 蒙蒙卡卡剂剂量量算算法法的的背背景景和和原原理理、、算算法法的的应应用用领领域域和和优优势势、、算算法法的的发发展展和和研研究究方方向向。
一一、、P P r r i i m m o o 蒙蒙卡卡剂剂量量算算法法的的背背景景和和原原理理P P r r i i m m o o 蒙蒙卡卡剂剂量量算算法法是是一一种种常常用用于于放放射射治治疗疗领领域域的的计计算算方方法法，，旨旨在在对对放放射射治治疗疗剂剂量量进进行行精精确确的的计计算算和和优优化化。
它它基基于于蒙蒙特特卡卡洛洛模模拟拟方方法法，，通通过过模模拟拟光光子子在在人人体体组组织织中中的的传传输输和和相相互互作作用用过过程程，，计计算算出出剂剂量量分分布布的的空空间间分分布布。
蒙蒙特特卡卡洛洛模模拟拟方方法法在在放放射射物物理理学学领领域域具具有有广广泛泛应应用用，，其其核核心心思思想想是是基基于于一一系系列列随随机机数数生生成成的的粒粒子子轨轨迹迹模模拟拟，，通通过过对对粒粒子子与与组组织织相相互互作作用用的的模模拟拟，，得得到到准准确确的的剂剂量量分分布布。
P P r r i i m m o o 蒙蒙卡卡剂剂量量算算法法通通过过使使用用高高度度精精细细的的几几何何模模型型和和复复杂杂的的相相互互作作用用模模型型，，能能够够更更加加准准确确地地预预测测放放射射治治疗疗剂剂量量在在患患者者体体内内的的分分布布情情况况。
二二、、算算法法的的应应用用领领域域和和优优势势P P r r i i m m o o 蒙蒙卡卡剂剂量量算算法法在在放放射射治治疗疗领领域域有有着着广广泛泛的的应应用用。
它它可可以以用用于于计计算算和和评评估估各各种种放放疗疗技技术术下下的的剂剂量量分分布布，，比比如如三三维维适适形形放放疗疗、、调调强强放放疗疗和和粒粒子子放放疗疗等等。
蒙特卡罗方法及其在辐射剂量计算中的应用
在核技术中的辐射防护领域 ,采用蒙特卡罗方法可以
计算由电离辐射源在受照介质中某观察处产生的辐射剂 量 。对于约定的几种受照体与简单的照射条件 (如平行宽 束照射 ) ,由于 ICR PReport 51[11 ]不仅给出了间接致电离 粒子 (如中子和光子 )的通量 —剂量转换因子 ,而且还给出 了带电粒子 , (如质子和电子 )的通量 ———剂量转换因子 ,
Key words:Monte Carlo method; computer simulation; radiation p rotection; radiation dose
蒙特卡罗方法也称随机模拟法 、随机抽样法或统计试 验法 [1. 2 ] ,其基本思想是 ,为了求解数学 、物理 、工程技术或 生产管理等方面的问题 ,首先建立一个与求解有关的概率 模型或随机过程 ,使它的参数等于所求问题的解 ,然后通 过对模型或过程的观察或抽样试验来计算所求参数的统 计特征 ,最后给出所求解的近似值 [3. 4. 5 ] 。概率统计 [6 ]是蒙 特卡罗方法的理论基础 ,其手段是随机抽样或随机变量抽 样 [7 ] 。对于那些难以进行的或条件不满足的试验而言 ,是 一种极好的替代方法 。随着现代计算机技术的飞速发展 , 蒙特卡罗方法已经在原子弹工程科学研究中发挥了极其 重要的作用 [8 ] ,并正在日益广泛地应用于物理工程的各个 方面 ,如气体放电中的粒子输运过程 [9. 10 ] 。本文介绍蒙特 卡罗方法的基本原理及其在核技术中的应用 。
随着现代计算机技术的出现和飞速发展 ,用计算机模 拟概率过程 ,实现多次模拟试验并统计计算结果 ,进而可 获得所求问题的近似结果 ,计算机的大存储量 、高运算速 度使得在短时间内 ,获得精度极高且内容丰富的模拟结
总第 93期
MonteCarlo方法在放射治疗剂量分布计算中的应用_王春燕
在调强放射治疗技术中 , 由 于准直器叶片几何 形状的复 杂性和传送的时间依赖性 , 其剂量计算问题一直困扰着放射医 学界 。P J K e all ,J V Siebe r s[7]等人应用 M o nte Ca r lo 方法对 这一问题进行了研究 。对于两种能量光子及多叶准直器模型的 辐射场剂量分布进行了计算 , 并与实验测量结果进行比较 , 在 实验误差允许的范围内 , 结果是一致的 。同时 ,他们还发现对于 患者调强放射治疗辐射场 , 应用 M o nte C ar lo 方法所得到的结 果比其它计算方法(笔形束模型等)更接近实验测量值 。
M CN P 程序 全名为 M o nte C ar lo N ew tr o n a nd P h o to T r a nspo r t C o le , 它是美国洛斯阿拉莫斯(L A N L)国家实验室 的众多科学家和 M C 专家在一系列程序工作基础上 , 集中编制 的一个当前最高水平的通用的科学计算程序 , 用于处理连续能 量 、时间相关 、 三维几何的中子 -光子 -电子辐射输运问题 。 M CN P 从 1977 年 6 月产生第一个版本后 , 不断更新 , 到 1997 年 3 月产生了最新版本 M C N P -4B , 可以在各类计算机上运 行。
EG S 4 计算程序在国际上有着广泛的应用 , 在辐射物理方 面 , 主要计算加速器产生的辐射剂量分布 , 设计屏蔽系统 , 研制 剂量测量仪等 。在医学物理方面 , 模拟计算射线在人体中产生 的剂量分布及衰减 , 进而确定治疗方案等 , 在西欧和北美的一 些国家 , 已被广泛应用于医院 , 用于放射治疗及诊断中的剂量 计算 , 自从 1979 年公布以来 , 已有近千篇相关论文发表 , 其可 靠性得到了国际社会的认可 。
参考剂量计算中的Monte Carlo方法研究
参考剂量计算中的Monte Carlo方法研究在放射性治疗和诊断中，参考剂量计算是非常重要的。
它是基于模型，通过计算机模拟的方法，预测人体组织中的放射性剂量分布。
常用的方法包括解析方法、蒙特卡罗方法等。
蒙特卡罗方法是一种最常用的计算方法，其基本思想是通过在随机数生成器的帮助下，模拟放射性粒子在物质中的传输和相互作用过程，从而计算剂量分布。
通过大量的模拟，可以获得准确的计算结果。
而且，正是由于蒙特卡罗方法能够处理各种复杂几何形状和复杂的物理过程，因此它已经成为放射性计算的标准工具。
蒙特卡罗方法最早是由美国人Nicholas Metropolis和Stanislaw Ulam，在二战期间为解决核反应堆问题而发明的。
在蒙特卡罗方法之前，人们的方法是基于经验公式或实验数据做出理论推导。
然而，这种方法有许多限制，比如无法处理复杂的几何形状，缺乏对各种因素的精确预测等。
蒙特卡罗方法是基于概率和统计学的方法。
其核心思想是通过大量的重复模拟，来得到随机过程的具体结果。
在放射性计算中，我们需要将所有放射性过程和其概率分布表述成算法，并通过模拟这些过程，来模拟放射性体系，计算剂量分布或其他物理量。
在模拟放射性体系时，蒙特卡罗方法要经过一系列的步骤。
首先，我们需要定义物理过程和模拟几何体系。
接着，我们需要向物质中投射大量的粒子，模拟它们的传输和相互作用过程。
然后，我们需要将模拟结果汇总，获得根据初始位置、能量和方向的粒子在物质中的分布。
蒙特卡罗方法在放射性计算中的应用十分广泛。
常见的应用包括医学放射性治疗和诊断、核能工程、放射性废物管理等。
在医学放射性治疗和诊断中，蒙特卡罗方法被用来模拟放射性粒子在不同组织中传输和相互作用的过程，来计算剂量分布。
在核能工程方面，蒙特卡罗方法则被用来预测核反应堆中的裂变产物分布和中子吸收等物理过程。
在放射性废物管理方面，蒙特卡罗方法则被用来对放射性废物进行处理和储存的评估和设计。
总之，蒙特卡罗方法是放射性计算中最常用的方法之一。
辐射剂量计算技术的研究
辐射剂量计算技术的研究辐射剂量计算技术是指利用数学模型和计算机程序，对辐射源和辐射场的辐射剂量进行建模计算和评价的技术。
当前，辐射剂量计算技术已经成为核安全、放射卫生等领域不可或缺的一种工具和手段。
本文主要介绍辐射剂量计算技术的研究现状和未来发展方向。
研究现状辐射剂量计算技术的研究内容主要包括如下几方面：一、辐射剂量计算方法辐射剂量计算方法主要有解析计算和蒙特卡罗方法两种。
解析计算适用于简单的几何形状和辐射场，计算速度快但精度相对较低。
蒙特卡罗方法则更加适用于复杂的几何形状和辐射场，但计算速度较慢。
二、辐射源和辐射场模型辐射源和辐射场模型是辐射剂量计算技术的基础。
目前已经研究开发了许多辐射源和辐射场模型，如人体模型、环境模型、核反应堆模型等。
三、计算机程序开发计算机程序开发是实现辐射剂量计算的重要手段。
目前已经开发了许多辐射剂量计算软件，如SCALE、MCNP、FLUKA等。
这些软件在核工业、放射卫生和核医学等领域得到了广泛应用。
发展方向未来辐射剂量计算技术的发展方向主要有以下几个方面：一、提高计算精度提高计算精度是未来辐射剂量计算技术发展的重要方向。
目前计算精度还存在一定的局限性，特别是对于复杂的辐射场和几何体的计算求解。
未来需要进一步发展计算方法和算法，提高计算精度。
二、扩展应用领域辐射剂量计算技术的应用领域还非常广泛，未来需要进一步扩展应用领域，如天体物理、地质探测、食品辐射处理等领域。
三、利用大数据技术利用大数据技术可以更加精确地预测和评价辐射场的分布和剂量水平。
未来可以利用大数据技术和云计算技术，开发更加准确高效的辐射剂量计算模型和程序。
四、开发可视化工具辐射剂量计算结果往往比较抽象，难以直观反映辐射场分布和特征。
未来可以开发可视化工具，将辐射场分布和剂量水平直观地展示，便于决策和管理。
总结辐射剂量计算技术是核能、放射卫生和核医学等领域不可或缺的一种工具和手段。
未来将进一步提高计算精度、扩展应用领域、利用大数据技术和开发可视化工具，为核安全和放射卫生事业的发展提供更好的支持和保障。
DPM蒙卡方法在放疗剂量计算中的应用研究
万方数据
一ｌ＆４２一
中国医学物理学杂志
第２７卷第３期
２０１０年５月
ｄｐｍ．ｉｎ程序，按提示修改后，程序运行测试通过，说明 按此种方法解决了ＤＰＭ与加速器能谱接口问题并可 以进行剂量计算，但需对其计算的准确性进行验证。 １．２组织模体的建立
笔者在ＤＰＭ子程序ｇｅｎｖｏｘｅｌ．ｉｎ中构建了含低 密度肺和水材料的非均匀组织模型，ＤＰＭ在该模体 中用６ ＭＶ—Ｘ线计算了九个规则射野的剂量；并用 ＰＴＷＵＮＩＤＯＳＥ型号剂量仪实际测量了相同深度处 的剂量；将模体ＣＴ扫描数据网络传输至拓能ＴＯＰ． ＳＬＡＮＥ（ＴＰＳｌ）和医科达ＰｒｅｃｉｓｅＰｌａｎ（ＴＰＳ２）两套ＴＰＳ 中并计算了模体下相同深度的剂量，三者的计算结果 进行了对比分析。用以研究ＤＰＭ计算的准确性。我们 所构建的模体见图２。其中实际测量中水为固体水 （其中一块带电离室探头插孔），密度为１．０ ｇ／ｃｍ３，肺 为等效材料。物理密度为０．２９ ｇ／ｃｍ３。
商业化放射治疗计划系统（ＴＰＳ）投入临床使用 体现着临床放射治疗技术发展的水平。目前ＴＰＳ在 组织剂量分布计算方法上主要有经验模型、陈化扩散 模型以及基于笔形束和点核的卷积／叠加（Ｃｏｎｖｏｌｕ． ｔｉｏｎ／Ｓｕｐｅｒｐｏｓｉｔｉｏｎ）方法的模型等，而其优化模块则普 遍使用共轭梯度、模拟退火和遗传等优化算法对照射 野的剂量分布进行优化。通过反复优化搜索出满足处 方剂量和剂量限制的最优计算计划。治疗计划系统中 对于加速器的源部分只是根据测量加速器在标准水 箱中的剂量分布反推几个参数带人公式中，只能在某 些能量段和特定介质中才能保证足够的计算精度，不 能准确地表达出加速器出束的全部信息，此方法主要 特点是计算速度快．均匀组织中计算误差能控制在 ｌ％以内。但在计算非均匀介质中的剂量沉积会有较 大的误差，特别是在软组织与空气或骨骼交界面附近 可达３０％左右【２】。
Monte Carlo方法计算辐射
第1章绪论1.1课题研究背景和意义1.1.1 课题研究的背景随着国民经济的高速发展，人民生活水平不断提高，为了创造一个舒适的生活环境，人们普遍采用了各种各样的空调器、采暖设备等等。
在冬天，各种各样的采暖设备被广泛使用，如暖气片、辐射板、采暖空调、电加热器等等。
能源消耗日益巨大，在某些地方由于使用烧煤、烧气等采暖，造成了一定的环境污染。
因此，需要一种即节能，且无污染的采暖设备。
辐射板是一种节能，而且没有污染的采暖设备，在欧洲等发达国家，已经被大量使用。
在中国，北京某些新建的住宅楼也采用了辐射板采暖。
有的公司还开发出具有保健作用的辐射板，市场潜力巨大。
以前计算辐射换热大多采用分析解法，如微分法、积分法、代数法等等。
对于一些比较简单的几何表面，上述方法可以解决。
但是在实际情况中，由于各表面之间的复杂性，分析解法很难解决这些问题。
目前，随着计算科学的不断发展，在工程上，开始将数值计算法应用于辐射角系数的计算。
1.1.2 课题研究的目的和意义本论文研究的目的就是计算出辐射板位置对人体舒适度的影响。
1984年国际标准化组织（ISO），在ISO7730标准[1]中，用PMV和PPD指标来描述和评价热环境。
在指标综合考虑了人体活动情况、着衣情况、空气温度、湿度、流速、平均辐射温度等六个因素。
在稳态热环境下，丹麦工业大学的Fanger[1,2]提出PMV-PPD评价方法，该法是以下列热平衡式为基础的：人体产热－对外做功消耗－体表扩散失热－汗液蒸发失热－呼吸的显热和潜热交换=通过衣服的换热=在热换境内通过对流和辐射的换热本论文用Monte Carlo方法计算出在热环境内的辐射换热，这是最主要的工作。
然后计算对流换热和其他人体散热，从而计算出人体舒适度。
不同的辐射板布置方式就有不同的辐射换热，人体舒适度也不同。
确定一个较佳的辐射板布置位置，从而使PMV值在-0.5至0.5之间，使人感到舒适。
1.2 国内外研究综述由于分析解法的复杂性，很多工程上的辐射换热问题都难以解决。
在放射治疗计划中应用蒙特卡罗剂量计算方法研究
2010年1月第17卷第1期临床医学工程·论著·【摘要】目的验证蒙特卡罗剂量计算方法在放射治疗计划中应用的可行性。
方法针对一个临床食道肿瘤病例进行了放射治疗计划设计，用蒙特卡罗虚拟源模型完成了各个射野的剂量计算。
结果高剂量区与计划靶区保持了很好的适形，关键器官的照射量很小，得到了很好的保护。
结论用蒙特卡罗虚拟源剂量计算模型生成的剂量分布符合临床放射治疗的实施原则，由于该模型的精确性，完全可以替代现有的解析型剂量计算模型。
【关键词】放射治疗；剂量计算；蒙特卡罗中图分类号：R811.1文献标识码：A文章编号：1674-4659（2010）01-0009-02Application of Monte Carlo Dose Calculation Method in the Radiotherapy Planning JIN Haoyu 1,ZHOU Linghong 2,CHEN Chaomin 2(1Department of Medical Instruments,Guangdong Food and Drug Vocational College,Guangzhou 510520;2School of Biomedical Engineering,Southern Medical University,Guangzhou 510515)【Abstract 】Objective To verify the feasibility of application of Monte Carlo dose calculation method in the radiotherapy planning.Methods We completed a radiotherapy planning for a clinical esophagus tumor case,and the dose calculation was ac complished by the Monte Carlo virtual source model (VSM).Results The high dose area is very conformal to the PTV,and the radiation in the key organ is very little.Conclusion The results of dose valuation indicates that the dose distributions calculated by VSM accord with the principles of ra diotherapy.Because of VSM's accuracy,it can totally take the place of analytic models which are applied in the radiotherapy planning sys tems widely.【Key words 】Radiotherapy;Dose calculation;Monte Carlo在放射治疗计划中应用蒙特卡罗剂量计算方法研究金浩宇1，周凌宏2，陈超敏2（1广东食品药品职业学院医疗器械系，广州510520；2南方医科大学生物医学工程学院，广州510515）采用精确的快速蒙特卡罗（Monte Carlo ，MC ）剂量计算方法对加速器治疗过程进行模拟和分析正在成为新的研究热点，必将被广泛应用于放射治疗计划系统。
蒙特卡罗技术在放射诊断剂量快速计算中的应用
＊ 收 稿 日期 ： ２ ０ ｌ ２ 一 Ｏ ６ — ２ ６ ； 修 订 日期 ： ２ ０ １ ２ ０ ８ — ２ ６ 基金项目 ： 物理 与 生物 交 叉 实 验 室项 目（ ＷＳ Ｓ － ２ ０ １ １ － ０ ５ １ ） 作者 简 介 ： 管永 红 （ １ ９ ７ ２ 一） ， 男， 博士 ， 研究员 ， 从 事 闪光 照 相 图像 处 理 研 究 ； ｉ ｆ ｐｇ ｙ ｈ ＠１ ６ ３ ． ｃ ｏ ｎ。 ｒ
中图分类号 ： Ｒ ５ ８ １ ． １ 文献标志码 ： Ａ ｄ ｏ ｉ ： １ ０ ． ３ ７ ８ ８ ／ ＨＰ Ｌ Ｐ Ｂ ２ ０ １ ３ ２ ５ ０ １ ． ０ １ ９ ３
放 射性 治疗 （ 放疗 ） 是 肿瘤 治疗 的三大 手段 之一 ， 已经 有 １ ０ ０多年历 史 ， 其 包 括外放 疗 和放射性 核素 内照射 治 疗 。放射 性核 素 内照射 治疗 是 利用 载体 或介入 措 施将 放射 性 药 物靶 向运送 到病 变 组 织或 细 胞 ， 使放 射 性 核 素 在病 变组 织 中聚集 ， 发 出射线 达 到破 坏或 抑制 病变 细胞 的 目的 ， 而对 周 围正 常组 织 的损 伤 较 小 ， 是一 种 较理 想 的放射 治 疗方 式 。 目前 放射 性核 素 内照射 治疗 使用 的主要放 射性 核素 有¨ Ｉ ， Ｓ ｅ ， 。 。 ｓ ｒ 等＿ 】 ］ 。在 放射 性 治疗 中放射性 剂 量 的计算 是决 定治 疗效 果 和减小 放射 性 药物毒 性 的关键 问题 。 目前 常用 的内照射 剂量 估算方 案有
可
ｓ ｉ ｎ （ ２ ７ ｃ ）
（ １ ）
Ｆ ｉ ｇ ．１ Ｓｃ ｈ ｅ ｍａ ｔ ｉ ｃ ｏ ｆ Ｉ ｄ ｅ ｃ ａ ｙ
空间辐射粒子致航天员辐射剂量的蒙特卡罗模拟计算
第43卷 增刊1 2023年 8月 辐 射 防 护Radiation ProtectionVol.43 No.S1 Aug.2023·剂量学基础·空间辐射粒子致航天员辐射剂量的蒙特卡罗模拟计算沈江燕袁闫聪冲(苏州大学放射医学与辐射防护国家重点实验室、放射医学与防护学院、放射医学及交叉学科研究院、江苏高校放射医学协同创新中心,江苏苏州215123) 摘 要:空间辐射是航天员执行空间站飞行任务过程中面临的主要风险之一。
空间辐射粒子组成复杂,能量范围广泛,研究空间辐射粒子能谱对航天员的辐射剂量能够更好地辅助研究空间辐射粒子效应,进一步完善航天员安全保护机制。
采用山东高等技术研究院阿尔法磁谱仪(AMS )测量的空间辐射粒子能谱和ICRP 成人男性体素模型,基于蒙特卡罗工具包Geant4构建“天和”核心舱等比例模型,完成了模拟计算空间辐射粒子能谱对核心舱内航天员的辐射剂量,并通过粒子能谱通量数据估算了航天员于近地轨道空间站长期飞行所受到的空间辐射剂量。
结果表明,空间辐射163天后皮肤剂量吸收率达到2.22mGy ·d -1,空间辐射粒子谱中占比仅0.5%的高能重离子贡献了空间辐射剂量的14.6%。
该研究对航天员长期飞行辐射剂量的模拟计算、航天员健康风险评估和高能重离子辐射生物效应具有一定指导和参考意义。
关键词:空间辐射;航天员;辐射剂量;蒙特卡罗中图分类号:TL72文献标识码:A 收稿日期:2023-01-08基金项目:国家自然科学基金(K112800122)、江苏省“双创博士”和苏州大学“优秀青年学者”资助。
作者简介:沈江燕(1998—),女,2020年毕业于徐州医科大学生物医学工程,现为苏州大学生物医学工程在读硕士研究生。
E -mail:20214220012@通信作者:闫聪冲。
E -mail:cchyan@ 中国航天工程砥砺前行三十余年,从“神舟”系列飞船到“天宫”空间站航天三人组6个月的轮转值班任务,我国载人航天事业实现了质的飞跃。
mc法模拟计算x射线质量衰减系数
mc法模拟计算x射线质量衰减系数MC法模拟计算X射线质量衰减系数是一种常用于医学、工业、科研等领域的辐射学计算方法。
本文将详细介绍MC法的原理、应用以及计算步骤，以期为读者提供指导意义。
MC法，即蒙特卡洛模拟方法（Monte Carlo Simulation），是一种基于随机数的数值计算方法，模拟粒子的运动轨迹并统计其与介质相互作用的过程。
在X射线质量衰减系数的计算中，MC法可以模拟X 射线与物质相互作用的过程，从而得到X射线在不同介质中的衰减情况。
MC法的应用广泛。
在医学领域，MC法可以用于计算放射治疗过程中X射线的剂量分布，以优化放疗方案并保护患者的安全；在工业领域，MC法可以用于计算射线照射设备的剂量分布，以保证工作人员的安全；在科研领域，MC法可以用于模拟X射线与材料、生物组织等相互作用的过程，研究射线对物质的影响。
下面我们将介绍MC法计算X射线质量衰减系数的具体步骤：1. 确定模型：根据实际需求，确定X射线的能量范围和材料的性质，并建立相应的模型。
2. 生成射线：使用随机数生成器产生大量符合X射线能谱要求的射线。
3. 轨迹模拟：根据射线的起始位置和方向，并结合介质的性质，模拟射线在介质中的运动轨迹。
4. 相互作用模拟：根据不同介质的性质，模拟射线与介质相互作用的过程，如光电效应、康普顿散射等。
5. 计算剂量：根据射线与介质相互作用的结果，统计射线在介质中的剂量分布。
6. 衰减系数计算：根据统计得到的剂量数据，计算出X射线在不同介质中的质量衰减系数。
7. 结果分析：对计算得到的质量衰减系数进行分析，并与实验结果进行对比，评估模拟的准确性和可靠性。
MC法模拟计算X射线质量衰减系数具有一定的优势，如可以考虑到X射线与介质之间的相互作用的随机性，能够更真实地模拟实际情况。
但也存在一些挑战，如计算时间较长、计算结果受到随机数生成器的影响等。
总之，MC法模拟计算X射线质量衰减系数是一种有效的方法，可广泛应用于医学、工业、科研等领域。
蒙特卡洛方法及应用
蒙特卡洛方法及应用蒙特卡洛方法是一种基于随机采样的数值计算方法，它在各种科学和工程领域中都有着广泛的应用。
本文将介绍蒙特卡洛方法的基本原理、算法和在各个领域中的应用，以帮助读者更好地理解和应用这种方法。
蒙特卡洛方法是一种基于概率的统计方法，它通过随机采样来模拟复杂系统的行为。
这种方法最早起源于20世纪中叶，当时科学家们在使用计算机进行数值计算时遇到了很多困难，而蒙特卡洛方法提供了一种有效的解决方案。
蒙特卡洛方法的基本原理是，通过随机采样来模拟系统的行为，并通过对采样结果进行统计分析来得到系统的近似结果。
这种方法的关键在于，采样越充分，结果越接近真实值。
蒙特卡洛方法的算法主要包括以下步骤：1、定义系统的概率模型；2、使用随机数生成器进行随机采样；3、对采样结果进行统计分析，得到系统的近似结果。
蒙特卡洛方法在各个领域中都有着广泛的应用。
例如，在金融领域中，蒙特卡洛方法被用来模拟股票价格的变化，从而帮助投资者进行风险评估和投资策略的制定。
在物理领域中，蒙特卡洛方法被用来模拟物质的性质和行为，例如固体的密度、液体的表面张力等。
在工程领域中，蒙特卡洛方法被用来进行结构分析和优化设计等。
总之，蒙特卡洛方法是一种非常有用的数值计算方法，它通过随机采样和统计分析来得到系统的近似结果。
这种方法在各个领域中都有着广泛的应用，并为很多实际问题的解决提供了一种有效的解决方案。
随着金融市场的不断发展，期权作为一种重要的金融衍生品，其定价问题越来越受到。
而蒙特卡洛方法和拟蒙特卡洛方法作为两种广泛应用的定价方法，具有各自的特点和优势。
本文将对这两种方法在期权定价中的应用进行比较研究，旨在为实际操作提供理论支持和指导。
一、蒙特卡洛方法蒙特卡洛方法是一种基于随机模拟的数学方法，其基本原理是通过重复抽样模拟金融市场的各种可能情况，从而得到期权的预期收益。
该方法具有以下优点：1、可以处理复杂的金融市场情况，包括非线性、随机性和不确定性的问题。
基于蒙特卡罗仿真模拟的方舱CT检查患者辐射剂量研究
学术论著中国医学装备2023年7月第20卷第7期 China Medical Equipment 2023 July V ol.20 No.7①首都医科大学宣武医院医学工程处 北京 100053*通信作者：***************作者简介：乔磊，男，(1980- )，本科学历，助理工程师，从事医院临床医学工程技术工作。
[文章编号] 1672-8270(2023)07-0006-04 [中图分类号] R144.1 [文献标识码] AStudy on the radiation dose of patient received CT examination in shelter based on Monte Carlo simulation/QIAO Lei, ZHANG Wen-long, YAO Jin-peng, et al//China Medical Equipment,2023,20(7):6-9.[Abstract] Objective: T o study the doses of patients who received computed tomography (CT) examination under the environment of shelter machine room based on Monte Carlo simulation. Methods: The Monte Carlo method and MCNP program were used to simulate uCT530 model that was manufactured by United Imaging, as well as to simulate the measurement for the CT dose index (CTDI) of head phantom and body phantom. The differences of CTDI value between conventional machine room and product technique manual were compared and analyzed under same tube voltage, tube current and collimation width in CT scan. The CTDI values of head phantom and body phantom between the conventional machine room and the shelter machine room were respectively compared and analyzed under same scan condition. Results: There were no significant differences between the simulated CTDI values of body phantom and head phantom and the corresponding CTDI values of product technique manual in the conventional machine room (t body phantom =-1.39, t head phantom =-2.814, P >0.01), respectively. There were no significant differences in the simulated CTDI values of body phantom and head phantom under different collimation widths (11 m m and 22 m m) between the conventional machine room and shelter machine room (t body phantom =3.909, t =9.54, t head phantom =3.796, t =3.958, P >0.01). Conclusion: The result based on Monte Carlo simulation method shows reliability when it is used to study the dose of the patient who receives CT examination in shelter. Although both the area and minimum unilateral length of the shelter CT machine room are smaller than the standard requirement of conventional machine room, it will not increase the radiation dose of patient who receives CT examination.[Key words] Shelter computed tomography (CT); Monte Carlo; Computed tomography dose index (CTDI)[First-author’s address] Department of Medical Engineering, Xuanwu Hospital, Capital Medical University, Beijing 100053, China.[摘要] 目的：基于蒙特卡罗仿真模拟方法，研究方舱机房环境下的CT检查患者剂量。
舰船核辐射防护领域中的蒙特卡洛方法应用
舰船核辐射防护领域中的蒙特卡洛方法应用蒋帅;陈晓;彭玉辉;王俊新【摘要】假设核动力舰船发生放射性物质泄漏事件,建立水立方模型与含骨层的水立方模型,选取多种能量的光子源,通过蒙特卡洛粒子输运程序MCNP5对模型关注栅元进行能量沉积模拟计算.结果表明,在制定核动力航母的辐射防护系统初步方案时,不仅要从宏观层面考虑到船员的年平均有效吸收剂量,还有必要结合人体各个器官的耐受剂量特点,对各器官的年当量剂量做出严格的规定.%Assuming a possible incident of radioactive material leakage occurred in the nuclear-powered ship,a water phantom and a water phantom containing a bone layer were established ing MCNP5,energy deposition in typical cells was calculated with some kinds of photon sources.The results showed that when making plans for radiation protection of the nuclear-powered ship,strict rules of annual equivalent dose for different organs combining their characteristic are necessitated.【期刊名称】《船海工程》【年(卷),期】2017(046)003【总页数】3页(P136-138)【关键词】舰船;辐射防护;能量沉积;MCNP5【作者】蒋帅;陈晓;彭玉辉;王俊新【作者单位】中国舰船研究设计中心,武汉430064;中国舰船研究设计中心,武汉430064;中国舰船研究设计中心,武汉430064;中国舰船研究设计中心,武汉430064【正文语种】中文【中图分类】U698目前我国的核动力航母建造项目势在必行，必须建立一套行之有效的航母辐射防护标准，包括关于艇员承受剂量限值的确定[1]。
基于蒙特卡洛方法的核电技术辐射计算模型研究
基于蒙特卡洛方法的核电技术辐射计算模型研究辐射计算在核电技术中起着至关重要的作用，它用于评估核电站的放射性排放、辐射剂量分布以及对环境和人体健康的影响。
随着计算机技术的发展，蒙特卡洛方法在核电技术辐射计算中得到广泛应用。
本文旨在研究基于蒙特卡洛方法的核电技术辐射计算模型，以提高计算结果的准确性和可靠性。
蒙特卡洛方法是一种基于概率统计的数值模拟方法，它通过随机模拟粒子（如中子或光子）在物质中的运动和相互作用过程，从而获得辐射计算的结果。
与传统的确定性方法相比，蒙特卡洛方法更适合处理复杂的辐射传输问题，能够考虑不同材料之间的界面效应和不确定性因素，提供更准确的数值估计。
在构建基于蒙特卡洛方法的核电技术辐射计算模型时，首先需要建立材料和几何模型。
材料模型包括核燃料、冷却剂和结构材料等，而几何模型则描述核电站的整体结构和部件布置。
这些模型应基于现有的实验数据和理论知识，以确保计算结果的可靠性和准确性。
其次，需要考虑粒子的运动和相互作用。
中子或光子在物质中的传输过程可以通过转移概率和散射截面来描述。
转移概率是指粒子从一个位置转移至另一个位置的概率，而散射截面则描述了粒子与物质相互作用时的散射概率。
通过在模拟中使用这些参数，可以准确地描述粒子的传输路径和相互作用过程。
另外，蒙特卡洛方法还可以考虑不确定性因素。
在核电技术中，存在许多参数的不确定性，例如材料的成分和密度、散射截面以及源项的强度等。
这些不确定性对辐射计算结果产生影响。
在模拟过程中，可以使用抽样和重要性采样等技术来考虑这些不确定性，以获得更为准确的结果。
此外，为了提高计算效率，还可以采用一些优化技术。
例如，通过使用网格划分和几何重要性抽样等方法，可以减少模拟的时间和计算资源。
同时，还可以利用并行计算和分布式计算等高性能计算技术，提高模拟的速度和精度。
在完成模型构建后，还需要进行验证和验证。
验证是指将模拟结果与实验数据进行比较，以验证模型的准确性和可靠性。
用蒙特卡罗方法计算_60_Co集装箱检测大厅辐射场剂量分布及其散射体的影响
距扫描面数米远处, 粒子一般很不容易到 达, 剂量率很低, 这在计算上带来较大的困难, 只有对上亿个源粒子的跟踪, 计算结果的方差 才能收敛到一定的精度。我们利用 MCNP 提供 的几何分裂和轮盘赌技巧, 对于感兴趣的区域, 在其邻近区域把空间分成若干层, 指定不同的 重要性, 迫使粒子向感兴趣区游动。这样做可以 减少计算时间, 提高运行速度。
4 结果与讨论
4. 1 无散射体时的剂量场分布 无散射体条件下, 将计算的结果和实验的
测量结果对比, 数据如表 1 所示, 各条线上的剂 量值和距离的关系如图 3。
· 3 4 4· 辐射防护 第 20 卷 第 5 期
表 1 无散射体时计算值和实验测量值的比较 T ab. 1 Compar ison o f calculation and ex perimental data under the conditio n of w itho ut inspectio n objects
谈春明等: 用蒙特卡罗方法计算60Co 集装箱检测大厅辐射场剂量分布及其散射体的影响 ·343·
扫描面以外的 射线由泄漏和散射部分组 成。源室采用足够厚的屏蔽材料, 使泄漏射线的 剂量率降低 106 倍。
射线由源室狭缝引出后, 有一部分打在前 准直器上, 通过前准直器狭缝的射线还会有相 当一部分直接打在后准直器上, 通过探测器的 射线还会与检测大厅北墙作用, 这些作用和经 集装箱部件的散射造成整个大厅辐射剂量的散 射部分。
构造计算物理模型 时, 源光子采用 1. 173 M eV 和 1. 332 MeV 的能量, 出射方向在 4 立 体角内均匀抽样。源室按实际尺寸描述, 位于大 厅南面中央, 源点在源室中心, 距离南墙 1. 5 m 远, 距地面高 65 cm 。从源室狭缝射出的 光子
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21
果 ,在历史上 ,也正是原子弹工程研究初期阶段的工作 ,为 模拟裂变物质的中子随机扩散 ,提出了运用大存储量 、高 运算速度计算机的要求 ,这也成为当时推动计算机技术发 展的重要动力 ,也就是在第二次世界大战期间 ,冯 ·诺依 曼和乌拉姆两人把他们所从事的与研制原子弹有关的秘 密工作 —对裂变物质的中子随机扩散进行直接模拟 —以 摩纳哥国的世界闻名赌城蒙特卡罗 (Monte Carlo)作为秘 密代号来称呼 。用赌城名比喻随机模拟 ,风趣又贴切 ,很 快得到了广泛接受 ,此后 ,人们便把这种计算机随机模拟 方法称为蒙特卡罗方法 。
第 6期 2006年 12月
湖南人文科技学院学报 Journal of Hunan Institute of Humanities, Science and Technology
No. 6 Dec. , 2006
蒙特卡罗方法及其在辐射剂量计算中的应用
刘宗良 1, 2 ,李强 1, 2 ,赵平华 1, 2 ,周剑良 1
5000000 3. 1416497
a =5 l=4 3. 1363553 3. 1343557 3. 1405674 3. 1409853 3. 1419860 3. 1422312 3. 1419668 3. 1415734
a =7 l=6 3. 1267973 3. 1393557 3. 1485674 3. 1451000 3. 1419860 3. 1422312 3. 1416768 3. 1411133
心 M l 的坐标 x和针与平行线的夹角 θ来决定 ,在 y方向上 的位置不影响相交性质 ,任意投针 ,意味着 x与 θ都是任意
取的. 但 θ的范围可限于 [ 0, π ] , x的范围可限于 [ 0, a ] ,在
这种情况下 ,针与平行线相交的数学条件是
x ≤ lsinθ, 0 ≤ x ≤ a
(5)
( 1. 南华大学核科学技术学院 ,湖南 衡阳 421001; 2. 湖南人文科技学院 ,湖南 娄底 417000)
摘 要 :概述了蒙特卡罗方法的产生与发展 ,阐述了蒙特卡罗方法的基本特点 ,最后就蒙特卡罗方法在辐射剂量计 算上的应用进行了讨论 。
关键词 :蒙特卡罗方法 ; 计算机模拟 ; 辐射防护 ; 辐射剂量 中图分类号 : TL99 文献标识码 : A 文章编号 : 1673 - 0712 (2006) 06 - 0019 - 04
f2
x
=
1 π
,
时
0
≤θ≤π 时
(7)
0,当 θ为其他值时
由此 ,产生任意 ( x, θ)的过程就变为由 f1 ( x)抽样 x,
由 f2 (θ)抽样 θ的过程 ,容易得到
X = aξ1
(8)
θ
=
πξ 2
式中
,
ξ 1
, ξ2均为
(0,
1)上均匀分布的随机数
,只要随
机数的均匀性和独立性良好 ,如此构造的数值模型就很好
(4)
an
显然 ,实验次数 N 越多 , p 的近似程度越好 ,有不少人
进行过投针实验 ,并用手工计算出 π值 ,结果参见表 1。
需要指出的是 ,上述由投针试验求得 π的近似值的方
法 ,是进行真正的试验 ,并统计试验结果 ,要使获得的频率
值与概率值偏差小 ,就要进行大量的试验 ,这在实际中 ,往
收稿日期 : 2006 - 10 - 30. 作者简介 :刘宗良 (1965 - ) ,男 ,湖南新化人 ,湖南人文科技学院物理学副教授 ,主要从事核技术及应用研究 。
a = 10 l = 9. 5 3. 1453983 3. 1493557 3. 1485674 3. 1400653 3. 1419860 3. 1422312 3. 1417760 3. 1415432
2 蒙特卡罗方法的基本思路和特点
图 1 用数值模拟方法计算蒲丰问题
如图 1建立坐标系 ,平面上一根针的位置可以用针中
p
=
2l πa
(1)
于是 π = 2 l
(2)
ap
由 (2)式可知 ,要求解 π就必须知道 p ,而采用常用的
方法是无法得到 p 的 ,然而 ,从统计学的角度却可以通过
实验来得到 p ,这就是进行投针实验. 投针实验 N次可能有
n次针与平行线相交 ,当 N充分大时 ,可以认为
p≈ n
(3)
N
从而求得 π = 2 l ( N )
Key words:Monte Carlo method; computer simulation; radiation p rotection; radiation dose
蒙特卡罗方法也称随机模拟法 、随机抽样法或统计试 验法 [1. 2 ] ,其基本思想是 ,为了求解数学 、物理 、工程技术或 生产管理等方面的问题 ,首先建立一个与求解有关的概率 模型或随机过程 ,使它的参数来计算所求参数的统 计特征 ,最后给出所求解的近似值 [3. 4. 5 ] 。概率统计 [6 ]是蒙 特卡罗方法的理论基础 ,其手段是随机抽样或随机变量抽 样 [7 ] 。对于那些难以进行的或条件不满足的试验而言 ,是 一种极好的替代方法 。随着现代计算机技术的飞速发展 , 蒙特卡罗方法已经在原子弹工程科学研究中发挥了极其 重要的作用 [8 ] ,并正在日益广泛地应用于物理工程的各个 方面 ,如气体放电中的粒子输运过程 [9. 10 ] 。本文介绍蒙特 卡罗方法的基本原理及其在核技术中的应用 。
表 2计算机投针实验的 π值计算结果
π a, l a = 3
N
l = 2. 9
50000 3. 1263953
100000 3. 1503557
200000 3. 1485674
500000 3. 1394653
800000 3. 1419860
1000000 3. 1422312
2000000 3. 1419678
20
湖南人文科技学院学报
总第 93期
往难以做到 ,可以设想 ,对蒲丰问题这样一个简单的概率 问题 ,若要进行 10 万次投针试验 ,以每次投针 、做出是否 相交判断并累加相交次数用时 5秒钟计算 ,则需用时 50万 秒 ,即大约 139个小时 ,那么 ,可以设想 ,对于核裂变 、直流 气体放电中粒子的输运过程及粒子输运的总效应 ,若要用 多次掷骰子的方法近似求出就是不可能的了 。所以 ,在现 代计算机技术出现之前 ,用频率近似概率的方法 ———抑或 称为雏形时代的蒙特卡罗方法 ———并没有得到实质上的 应用 。
(1. School of Nuclear Science and Technology, Nanhua University, Hengyang, 421001, China;
2. Hunan Institute of Humanities, science and Technology, Loudi, 417000, China)
即皮肤中的吸收剂量 ,其后的各个厚为 0. 005g/ cm2 的水 层用来模拟皮下各层组织. 记录下射线在每个水层中不同 半径的圆柱筒区域内释放的能量. 便可得到各层中不同体 积的物质所吸收的剂量 。
3 蒙特卡罗方法在辐射剂量计算中应用
蒙特卡罗这种计算机随机模拟方法 ,在许多学科领域
里都有着十分广泛的用途 ,特别是在核技术及应用领域 。
随着现代计算机技术的出现和飞速发展 ,用计算机模 拟概率过程 ,实现多次模拟试验并统计计算结果 ,进而可 获得所求问题的近似结果 ,计算机的大存储量 、高运算速 度使得在短时间内 ,获得精度极高且内容丰富的模拟结
总第 93期
刘宗良 ,李强 ,赵平华 ,周剑良 :蒙特卡罗方法及其在辐射剂量计算中的应用
在核技术中的辐射防护领域 ,采用蒙特卡罗方法可以
计算由电离辐射源在受照介质中某观察处产生的辐射剂 量 。对于约定的几种受照体与简单的照射条件 (如平行宽 束照射 ) ,由于 ICR PReport 51[11 ]不仅给出了间接致电离 粒子 (如中子和光子 )的通量 —剂量转换因子 ,而且还给出 了带电粒子 , (如质子和电子 )的通量 ———剂量转换因子 ,
地模拟了实际试验中的一次投针 ,并用下式判断是否相交
且记录统计结果 :
S xi ,θi =
1, 时 xi 时 lsinθi 时 0, 当为其他值时
如果投针 N次 ,那么
∑ sN
1N
=
s
N i=1
xi ,θi
(9)
是相交几率 p的估计值 ,这样就实现了用数值方法模
拟真正投针实验 ,用此方法计算的 π的值见表 2。
表 1 投针试验计算 π值的结果
实验者 时间 (年份 ) 针长 投针次数 相交次数 π的估值
W o lf
1850
0. 8 5, 000 2, 532 3. 1596
Sm ith
1855
0. 6 3, 204 1, 218 3. 1554
De Morgan, C 1860
1. 0 600
382
3. 137
图 2 60 C0 照射一个水体模的几何条件示意图 60 C0 发射的 beta 谱的最高电子能量为 318kev。图 3 给出其谱的分布 。60 C0 衰变为处于激发态的 60 N i。因而伴 随着能量为 1. 332和 1. 173M ev光子发射 。
通常只要计算出自由空间的通量 ,即可直接估算剂量 ,但
The M on te Carlo M ethod and Its Applica tlon in Ca lcula tion of Abaorbed Rad ia tion D ose
L IU Z ong2liang1, 2 , L I Q iang1, 2 , ZHAO P ing2hua1, 2 , ZHOU J ian2liang1