《Radiation Physics and Chemistry》：A Monte Carlo Approach for Dose Prediction Tools in Gamma Irradiator: The Effect of Resolution on Measurement
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辐射剂量分布均匀性研究及蒙特卡洛模拟验证，采用Gamma Cell 220伽马辐照器，通过藻氨酸剂量计和胶片剂量计实验与PHITS蒙特卡洛模拟对比，在100-60 kGy剂量范围内相对差异仅2.4%，显著优于此前12%的结果，并确定Z轴7.5-12.5 cm区域为最均匀区（半径≤5 cm）。
Bimo Saputro | Adhi Harmoko Saputro | Nunung Nuraeni | Okky Agassy Firmansyah | Fendinugroho | Achmad Faturrahman Jundi | Hasan Mayditia | Ayu Jati Puspitasari | Adam Tirta Kusuma | Rizka Sarah Melinda
印度尼西亚国家研究与创新机构（BRIN）
摘要
辐照室内剂量分布的均匀性至关重要，但在多维辐照室内实现这一目标会更加困难，这可能导致总剂量分布不均匀。为确保测量结果的准确性并提高辐射处理的重复性，必须按照标准协议正确测定辐射吸收剂量。本研究通过开发一种有效的方法来获得具有足够分辨率的精确辐射剂量分布，从而减少了对大量剂量计的需求。这种方法能够确保测量结果在统计上的一致性，克服了效率和准确性方面的限制。本项目使用的设备是Gamma Cell 220辐照器。实验中使用了丙氨酸剂量计和Gafchromic胶片作为测量工具，同时利用粒子与重离子传输代码系统（PHITS）进行蒙特卡洛模拟。通过比较相对剂量差异来评估模拟结果与实验结果之间的吻合度。在100 Gy至60 kGy的剂量范围内，相对吻合度为2.4%。随后通过t检验比较了模拟结果与胶片测量结果之间的相关性。研究结果表明，从底部起Z轴上7.5厘米至12.5厘米之间的区域剂量分布最为均匀（该区域的半径不超过5厘米）。使用丙氨酸剂量计和Gafchromic胶片进行的实验结果与蒙特卡洛模拟结果在分辨率上存在差异。
章节摘录
引言
剂量测量系统的选择标准包括剂量范围、环境条件、成本以及测量不确定性等因素。剂量计的性能能够保证辐照样品在照射过程中的剂量变化。通常通过在辐照体积内精心布置多个剂量计来实现详细的剂量测量[1]。除了实验方法外，还采用了蒙特卡洛模拟来模拟实际的几何结构和粒子传输过程。
Gamma辐照器（一级）及实验装置
Gamma Cell 220是一级伽马辐照器，由Atomic Energy Canada Limited（AECL）于1968年制造。这种一级辐照器采用固定放射源，适用于移动物体的辐照。辐照室的尺寸为直径15厘米、高度20厘米（见图1）。辐照室周围共有48个防护套，包括10个放射源和38个模拟源。每个放射源包含两个钴源。
参考位置的相对剂量差异
数据对比了实际测量剂量与蒙特卡洛模拟结果及其相对剂量差异（RDD）。通过相对剂量差异公式可以评估模拟方法的准确性[11]。数据覆盖了20 Gy至60,000 Gy的剂量范围，揭示了剂量一致性和变化趋势。图12展示了蒙特卡洛模拟结果与实际测量结果之间的相对差异。
结论
本研究使用丙氨酸剂量计、Gafchromic胶片及蒙特卡洛模拟对Gamma Cell 220的剂量分布进行了测量。在100 Gy至60 kGy的剂量范围内，相对剂量差异为2.4%，优于以往研究中最高达12%的数值[17]。此外，还通过XY轴和Z轴的剂量分布图分析了辐照室内的剂量均匀性。
作者贡献声明
Bimo Saputro：撰写初稿、数据可视化处理、验证、软件开发、资源协调、项目管理、方法论设计、数据分析、概念构思。Adhi Harmoko Saputro：项目监督。Fendinugroho:软件开发、方法论设计、数据管理。Adam Tirta Kusuma:方法论设计、数据管理。Rizka Sarah Melinda:数据可视化处理、资源协调、项目管理。Hasan Mayditia:资源提供。Ayu Jati Puspitasari:资源协调、项目管理。利益冲突声明
? 作者声明以下可能构成潜在利益冲突的财务关系/个人关联：Bimo Saputro表示印度尼西亚国家研究与创新机构提供了行政支持、统计分析及写作协助；他与该机构存在雇佣关系。作为雇员，Bimo Saputro未参与研究的任何决策过程。
致谢
我们感谢印度尼西亚大学和印度尼西亚国家研究与创新机构（BRIN）对本文研究的支持。
