Geant4中不同细胞模型和物理过程在硼中子俘获治疗中的研究

目的:在硼中子俘获治疗(NBCT)中,细胞内的剂量分布常常利用蒙特卡罗模拟进行评估。在这个过程中,细胞模型的建立及带电粒子与物质相互作用的物理过程的选用会对结果产生影响。通过对比不同细胞模型以及物理过程之间的差异来提高Geant4在BNCT中模拟的正确性。方法:利用Geant4模拟了BNCT中产生的α粒子和7Li粒子在真实细胞模型和简单细胞模型中选用Penelope Physics和Livermore Physics物理过程时的射程、细胞核中的平均比能和单事件谱。结果:比较了射程、细胞核中的平均比能和单事件谱在不同细胞模型和物理过程中的模拟结果,结果表明两种物理过程的模拟结果一致;而在不同的细胞模型中的射程、平均比能的最大差异分别为8.3%和26%,单事件谱最高峰位的最大差异为25%。结论:Geant4在BNCT中的模拟可以使用任意两个物理过程,而细胞模型的选用则需仔细考虑。研究结果为Geant4在BNCT模拟时选用哪种细胞模型与物理过程提供参考,提高了模拟的正确性。