王振超，关世荣，张　慧，梅雪松，庞　杨，赵　琳

12C和20Ne离子剂量分布的Geant4模拟

王振超，关世荣，张慧，梅雪松，庞杨，赵琳

（黑龙江省科学院技术物理研究所第三研究室，哈尔滨 150086）

利用Geant4程序模拟光子和重离子在水中的输运过程，并模拟计算80-430MeV/u12C、20Ne在人体等效组织水中的剂量分布。分别讨论12C、20Ne离子的线性能量传递（LET）的特性。结果表明，重离子与物质相互作用时，横向散射小，与12C相比20Ne离子在水中射程短，剂量分布高。

Geant4；重离子；剂量；LET

重离子（Z＞2）放射治疗的优势之一体现在它的能量沉积上，即深度剂量分布上，重离子束沿其径迹的能量沉积出现了Bragg峰，坪区与峰区的传能线密度（LET）显著不同。因此可利用Bragg峰区高的LET值施于肿瘤所在的病灶，局部高效地杀死癌细胞，而在此区域之外的健康组织受损较小，为了进一步治疗和确定治疗剂量，需要对重离子Bragg峰的位置做详尽研究［1-3］。

描述带电粒子在物质中的能量损失的重要物理量线性能量传递linear energy transfer（LET），是指单位长度径迹上能量的传递。国际辐射单位委员会（The InternationalCommission on Radiology Units）对其的定义是：在介质中带电粒子的线性能量传递（LET）是dE/dL，在此dE是特定能量的带电粒子，在dL的传递距离中给予介质的局部能量，即LET=dE/dL［4-5］。

1　Geant4模型

离子定义：离子定义中采用C++中的指针函数particleTable->GetIon()来定义离子的类型。

物理过程：12C、20Ne离子在水中物理过程采用G4hMultipleScattering与G4ionIonisation基类，从而模拟离子的多重散射和电离相互作用的过程［11］。

2　模拟结果与分析

2.1重离子与光子输运过程模拟

图112C离子在水中输运过程Fig.1 Trajectory of12C ion in water

图2　γ光子在水中的输运过程图Fig.2　Trajectory ofphoton in water