对医用高能X-射线输出剂量测算的研究

　　0　引言

　　医用高能X-射线在水模体中的吸收剂量测量,是放射治疗中辐射剂量学的一项重要内容。在我国,对于高能光子在水模体中的吸收剂量测算,主要根据国际原子能机构第277号技术报告(Interna2tionalAtomic Energy Agency Technical reports seriesNo 277, IAEA TRS 277)关于《光子与电子束的吸收剂量测量》的国际实施规程,笔者结合国内实际情况,探讨水模体中,高能光子束的吸收剂量测算与加速器校准的切实可行的方法,重点介绍了在水模体中,对高能光子输出剂量进行测量时,其圆柱形电离室有效测量点的修正方法;以及使用经国家基准实验室(Primary Standard Dose Laboratory, PSDL)或次级标准实验室(Secondary Standard Dose Laboratory,SSDL)比对过的现场测量仪器(剂量计和电离室),对加速器进行校准的技术与技巧。

　　1　高能光子在水模体中的吸收剂量测算

　　1. 1　ND值的确定

　　在水模体中测量高能光子的吸收剂量之前,首先要确定电离室空腔的空气吸收剂量校准因子ND的值。

　　式中,NX为现场使用的剂量计连同电离室一起送交PSDL或SSDL,在钴-60γ射线标准辐射场中将剂量仪读数M(div)与照射量的标准值X(C/kg)进行测量,给出的照射量校准因子,当使用伦琴(R)做照射量单位时, 1R=2. 58×10-4C/kg;W/e是在空气中形成一个电子电荷的每对离子消耗射线的平均能量,W/e=33. 97J/C;Katt是校准电离室时,电离室壁及平衡帽对钴-60γ射线的吸收和散射的修正;Km是电离室壁与平衡帽的材料对钴-60γ射线空气等效不充分而引起的修正(见表1)。

　　例如:NE FARMER 2571 0. 6cm3圆柱形电离室Katt·Km=0. 985[1];若NX=1. 019则:

　　当PSDL或SSDL给出的不是照射量校准因子而是空气比释动能因子NK时,NK与NX可按式(3)互相转换

　　式中,g是电离辐射产生的次级电子消耗于轫致辐射的能量占其初始能量的份额。对于钴-60γ射线,g=0. 3%,对于光子最大能量小于300keV的X射线,g值可忽略不计。

　　1. 2　高能光子在水模体中的吸收剂量测算

　　在吸收剂量测量之前,首先要确定所测高能光子的辐射质,即在标准条件下SSD=100cm,水模(NE 2545/3A标准水模体)内10cm×10cm射野中心轴上的剂量比(深度为20cm与10cm的吸收剂量的比值,D20/D10)或组织模体比TPR2010(见图1),并根据表2和图2查出所对应的水对空气的阻止本领比Sw, air和扰动因子Pu及校准深度d的数值[3]。

　　例如: 6MV X射线,实测的D20/D10=38. 3/66. 3≈0. 58,而值的取得有三种途径。①通过公式计算确定值[4];②在特定条件下,水模体内进行实测;③通过IAEA TRS277报告(或本文表2),由D20/D10的比值查出对应的值,同时,查出Sw, air与校准深度d的数值,显然,这是最简单的一种方法。如=0. 68,Sw, air=1. 119,d=5cm。根据值和使用的电离室壁材料通过IAEA TRS277报告(或本文图2),可确定扰动因子Pu的值,Pu=0. 996。Pcel是对电离室中心电极的修正,当光子能量(hυ)max≤25MeV时,对于中心电极为铝材料的2571电离室而言Pcel=1. 000[5]。那么,水中校准深度5cm处的吸收剂量为: