放射治療是腫瘤治療的重要手段之一,基于60Co放射源的治療機是常用的放療設備。隨著放射治療的廣泛應用,要求對放射性元素及其防護問題有全面、清晰的了解,以設計合理的屏蔽防護。在放射治療中,為了保證放射治療的質量和輻射防護效果,需要對輻射防護屏蔽厚度和放射治療劑量分布進行精確地計算。運用蒙特卡羅方法,借助于MCNP4C軟件對Co60治療機在輻射防護中的應用。

    首先從傳統的輻射防護計算方法著手,分別利用衰減法、經驗公式法對治療機房輻射防護墻、防輻射鉛門進行理論計算,并對其有效性進行評價。然后利用MCNP4C軟件60Co治療機和機房屏蔽結構的模擬,對機房設計的墻體、防輻射鉛門的屏蔽進行計算。通過對三種屏蔽計算方法的計算結果與實際測量值相比,表明對于屏蔽墻體的計算使用傳統的衰減法、經驗公式法和蒙特卡羅方法均可滿足輻射屏蔽設計要求;在防護門的計算中,推薦使用蒙特卡羅方法。

   試圖建立一種基于MCNP4C的、相對簡單但具有較高計算精度的蒙特卡羅劑量計算方法。在研究中借助MCNP4C程序計算了不同射野下60Co治療機在水膜體中的不同深度的百分深度劑量和離軸比,將得到的計算結果與使用NE2670劑量儀測量的值比較,二者符合的很好。

   使用蒙特卡羅方法計算60Co射線在水膜體中的劑量是準確的。同時利用蒙特卡羅方法對病人胸部模體的內部劑量進行了計算,并與放射治療計劃(有效路徑長度方法)的計算結果和實測值進行了對比,蒙特卡羅方法劑量計算的誤差小于放射治療計劃劑量計算的誤差。在實際放射治療中,可用蒙特卡羅方法的計算結果對放射治療計劃的計算結果進行修正,以便保證放射治療的質量。 通過對60Co治療機輻射屏蔽防護計算研究,能為輻射防護工作的開展提供支持。應用蒙特卡羅技術對60Co治療機的詳細模擬能大大提高對臨床照射野物理性質的認識,以及提供劑量學的支持,模擬得到的結果給放射治療方案的制定提供了一定的理論依據。