用MC方法模拟空间离子通过屏蔽体后人体模型的剂量分布

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1、ByZhangBintuanADissertationSubmittedtoUniversityofChineseAcademyofSciencesInpartialfulfillmentoftherequirementForthedegreeofDOCtorofScienceInstituteofModemPhysics，ChineseAcademyofScicencesMarch，2013II原创性声明本人郑重声明：本入所呈交的学位论文，是在导师的指导下独立进行研究所取得的成果口学位论文中凡引用他人已经发表或未发表的成果、数据、

2、观点等，均己明确注明出处。除文中已经注明引用的虑容外，不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。对本文的研究成果做如重要贡献的个人帮集体，均己在文中以明确方式标明。本声明的法律责任由本人承担。论文作者签名：垩墨童邀!委日期：至：i兰：主：茎关于学位论文使用授权的声明IYIIIIIli211131111811111tlllllllltlllllllll35㈣3Y2381本入在导师指导下完成的论文及相关的职务作品，知识产权归属中国科学院近代物理研究所。本人完全了解中国科学院近代物理研究所有关保存、使用学位论文的规定，同意研究所

3、保存或向国家有关部门或机构送交论文的纸制版和电子版，允许论文被查阅和借阂；本人授权中国科学院近代物理研究所可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用任何复铡手段保存和汇编本学位论文。本人离所后发表、使用学位论文或与该论文袁接相关的学术论文或成果时，第一署名单位仍然为中国科学院近代物理研究所。保密论文在解密后应遵守此规定。敝储签名：毯塑导燧名弛期：边舌?厂致谢首先感谢我的导师．李文建研究员。在五年的研究生学习中，我得到了李老师竭尽全力的支持与指导。李老师的悉心指导，宽以待人的态度深深的影响着我，他兢兢业业的工作精

4、神和诲人不倦的人格魅力让人敬佩。在此谨向我的导师李文建研究员致以诚挚的谢意!本论文的顺利完成离不开实验室各位老师的关心和帮助。感谢张红研究员，李强研究员，周光明研究员，王菊芳研究员，胡步荣研究员，在科研和学习中的关怀与支持。感谢生物物理研究室党秉荣老师，周利斌老师，王转子老师，魏巍老师，张小林老师，陈积红老师和王曙阳老师等在工作和生活中的帮助。感谢我所在的生物物理研究室的研究团队，团结合作的氛围，真诚活泼的情谊，使我工作、学习和生活中都受益良多。感谢他们：感谢他们在计算研究，论文撰写中提供的帮助。感谢各位师兄师弟师姐师妹在工作和学习

5、上的帮助，他们是：陆栋，刘青芳，戴中颖，杜艳，余丽霞，刘敬，曲颖，陈刚，刘瑞媛，李欣，胡伟，王洁，夏洁芳，闫思齐，吴鑫，金文杰，赵永杰。感谢人教处邱嵘，华明漪，李明治和梁敏乐等老师五年来在我学习和工作上的关心和支持。感谢我的家人对我的无私支持与无私的爱，没有你们的支持与照顾就没有我的成长与未来，你们的牵挂永远是我上进的不竭动力!张斌团2012年4月7日V摘要进入21世纪，世界各国对太空的争夺日渐激烈，其中一个重要方面就是载人航天。随着我国开始建造空间站，以后我国宇航员在太空的停留时间必定大幅增长。空间辐射作为空间复杂环境的重要组成部

6、分，可对宇航员的健康安全构成严重威胁。因此，研究评估宇航员在空间的辐射剂量对保证宇航员的健康安全非常重要。目前对宇航员的剂量评估有两种研究方法：一种是采用粒子输运软件加载人体数值模型模拟空间辐射条件下计算人体数值模型各器官或组织的辐射剂量，如日本Sato等人采用PHITS软件加载国际辐射防护委员会(ICRP：InternationalCommissiononRadiologicalProtection)推荐的成人参考数值模型计算空间离子在人体各器官或组织的剂量：另一种是空间搭载仿真人体模型的空间实验，如欧洲宇航局的“MATROSHK

7、A”拟人化人体躯干研究设施，包含超过6000个剂量探测器，在国际空间站进行了约539天的空间搭载实验。由于空间辐射中粒子种类多，粒子能量谱宽的特点，所以空间搭载实验的所受辐射的因素复杂，需要更迸一步了解不同粒子不同能量的辐射剂量贡献。利用粒子输运软件加载人体模型模拟空间环境下每种辐射粒子在体模各器官的辐射剂量成为合适的方法。另外，不同的粒子输运软件结合体模的计算结果间相互比较可进一步的改进相关模型，为以后提高计算精度和准确性提供研究基础。本文研究利用基于MonteCarlo方法的软件工具包GEANT4加载ICRP成人男女参考数值模型

8、模拟空间环境计算部分离子外辐射人体模型各器官或组织的吸收剂量。首先，利用GEANT4软件包编程加载ICRP参考数值模型在各向同性外照射几何条件模拟空间辐射环境分别计算单能的1H，4He，12C和56Fe离子在人体模型各器官或组织的吸收