[发明专利]三维点扫描束流配送中在线束流监测探测器的交叉标定方法

说明书

技术领域

本发明属于一种离子束辐射监测用探测器的标定和校准方法。

背景技术

离子束（质子和重离子）在生命科学中具有重要的应用，比如离子束育种、离子束放射治疗等。同步加速器主动变能配合磁铁扫描系统引导离子束可进行三维点扫描束流配送，实现对靶体的三维点扫描照射。离子束三维点扫描束流配送模式中，由于各扫描点需照射的离子数目由在线束流监测探测器进行测量并加以控制，因此对离子束通量的准确监测和控制是成功实施离子束三维点扫描束流配送的关键一环，因而需要对束流配送系统中的在线束流监测探测器进行标定。建立和完善面向三维点扫描束流配送技术的束流监测探测器的标定方法对离子束辐照先进技术的应用，特别是离子束治癌技术具有非常重要的促进作用。对在线束流监测探测器进行标定，一方面可确认加速器提供离子束流的强度，另一方面便于对靶体按照要求实施离子束三维点扫描照射的控制，达到离子束辐照技术不同应用目的的需要。

在离子束（质子和重离子）三维点扫描束流配送模式中，每一个扫描点都预设了一个与该点离子数目对应的束流监测探测器监测值(MU)，当该点实际照射计数达到预设值，扫描磁铁立刻将笔形束移动到下一个扫描点。因此需要建立束流监测探测器输出读数与束流离子数之间的关系，才能保证点扫描束流配送模式的顺利实施。

现有情况下，对束流配送系统中的束流监测探测器进行标定和校准，获取标定因子CF，需要建立在线束流监测探测器读数M（即MU）与穿过监测探测器起始能量为E₀的离子束流离子数目N之间的关系：

CF(E0)=NM---(1)]]>

由于直接在线测量离子数存在一定的难度，而在一个由笔形束按照一定的扫描点分布（扫描栅格）扫描形成的均匀辐射场中，任意一点的由所有笔形束扫描重叠而贡献的吸收剂量D与辐射场离子总数存在如下关系：

D=NΔxΔySE0(z)ρ---(2)]]>

故束流监测探测器的标定因子（CF）可通过因笔形束扫描重叠而贡献的吸收剂量来获得：