蒙特卡羅模擬方法結合不同體模在劑量估算中的應用

閻長鑫 劉玉連 焦玲 張文藝

中國醫學科學院北京協和醫學院放射醫學研究所，天津市放射醫學與分子核醫學重點實驗室，300192

隨著核技術在各領域的廣泛應用，核與輻射可能帶來的潛在危害也逐漸增加。當發生核事故時，如何快速、準確地做出劑量估算，為輻射損傷分型、分度提供依據，對提高受照或受污染人員的救治效果起著至關重要的作用。因此，劑量估算在核技術和提高患者生存率以及最大化醫療資源利用率方面都至關重要。而常用的物理劑量估算方法主要有電子順磁共振波譜、熱釋光、光釋光、現場模擬和蒙特卡羅模擬（Monte Carlo 模擬，MC 模擬）。電子順磁共振波譜技術是通過檢測射線在不同物質內產生的自由基來估算受照劑量；熱釋光和（或）光釋光則是通過對樣品進行熱處理和（或）特定光照使材料發出熒光，發射出的熒光強度與受照劑量成正比，進而估算劑量；MC 模擬算法是一種比較快速、理想且對計算機硬件要求較少的方法[1]，其能夠擺脫像電子順磁共振波譜、熱釋光個人劑量計和生物劑量對實驗設備以及人員高要求的束縛，同時MC 模擬方法還具有逼真模擬真實物理過程的特點，可成為解決實驗物理中實際問題的有效工具。

1 MC 模擬方法及采用的模型

MC 模擬方法又稱為隨機抽樣方法或統計實驗方法。MC 模擬以概率論為基礎，通過求解若干個具體觀察值的算術平方根來估算所求問題的概率。MC 模擬離不開行代碼，現在廣泛應用于核工程與放射醫學領域的程序有FLUKA 泛應用于核工程與放射醫學領域的程序有FLUKA[2]、MCNP[3]，EGSnrc[4]、PENELOPE[5]和GEANT4[6]。……