本發(fā)明涉及一種X射線均整器設計方法，特別是針對錐束射線，基于蒙特卡洛、數(shù)據(jù)擬合等方法實現(xiàn)多級錐形均整器的設計方法。

背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的均整器設計方法是依據(jù)經(jīng)驗設計一個不超過三級的錐形均整器，通過反復地修改均整器結(jié)構(gòu)、多次試驗測量以后達到均整效果。這種方法耗時長，成本高，且均整效果較差。也有人提出了一種均整器設計方法。該方法采用逐級生成的方式設計一個具有多級錐臺結(jié)構(gòu)的均整器。每一級錐臺都要經(jīng)過多次調(diào)整，耗時較長。另外，由于射線散射的影響，每新增加一級錐臺都會對之前的錐臺造成影響。因此每新增一級錐臺都需要對之前的錐臺進行修改，進一步增加了設計的時間，整個設計需要修改的次數(shù)約與錐臺數(shù)量n的平方成正比。隨著均整度的要求以及錐臺數(shù)量的增加，整體設計時間也將大幅度增長。同時這種逐級生成法的設計過程也很復雜。

技術(shù)實現(xiàn)要素：
有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種X射線均整器設計方法，該方法基于蒙特卡洛方法以及數(shù)據(jù)擬合等方法實現(xiàn)多級錐形均整器的設計。為達到上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：一種X射線均整器設計方法，包括以下步驟：1)X射線經(jīng)過前端準直器后形成錐束射線，將均整器底面所在平面按空間角度分為n處，n與均整器錐臺數(shù)目相對應，記錄各相對應的空間角度θ1，θ2，…，θn；2)在均整器底座所在平面設置厚度為m的底座，底座與射線源的距離為L；根據(jù)X射線源電子束能量、靶結(jié)構(gòu)等參數(shù)，利用蒙特卡洛方法計算出X射線在均整器底座平面上由步驟1)劃分的n處位置和均整器中心位置的射線劑量A0，A1，…..，An，A0為正中心處的射線劑量；3)利用蒙特卡洛方法計算出X射線在這n+1處位置上的能譜：4)設計一個一級錐臺，厚度為d0，使得正中心射線的劑量經(jīng)過此錐臺衰減后與邊緣處的射線劑量An相等，A0'＝An5)計算寬束修正因子B其中，Aj0為中心射線能譜分量；μj為對應的衰減系數(shù)；d0為錐臺厚度，求解上述方程即可得到寬束修正因子B；6)計算各個錐臺的衰減長度didi為式中的唯一未知數(shù)，求解上述方程即可得到各級錐臺的衰減長度di；7)根據(jù)各級錐臺的衰減長度di及對應的空間角度θi計算出各級錐臺的半徑ri和厚度li；8)根據(jù)各級錐臺的參數(shù)ri和li建立均整器模型，利用蒙特卡洛方法計算射線經(jīng)過均整器后的均勻度；調(diào)整各級錐臺的衰減長度di，使得模擬計算得到的均整度達到要求；9)根據(jù)調(diào)整以后的參數(shù)加工出均整器，將均整器安裝在設定好的位置進行測量；若實際均整度達到要求則不進行修改；若實際均整度未達到要求則在此基礎(chǔ)上對均整器稍作修改，使得射線實際均整度達到要求。進一步，均整器所用的材料為金屬材料。進一步，均整器所用的材料為銅或不銹鋼。進一步，步驟2)中的X射線能量范圍從50keV至200MeV。進一步，步驟7)中各級錐臺的半徑ri和厚度li以及各級錐臺的衰減長度di以及對應的空間角θi度存在以下遞歸關(guān)系：θ0＝0li＝di-1cosθi-1-dicosθi,i＝1,2,....,n進一步，步驟1)至8)中射線劑量和能譜以及均整器模型的建立均在Geant4，或者EGS，或者其他基于蒙特卡洛方法的軟件中進行。本發(fā)明的有益效果在于：本發(fā)明提供的X射線均整器設計方法能夠達到很好的均整效果，整個過程流程清晰，易于實現(xiàn)；同時，設計成本較低，周期較短。附圖說明為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果更加清楚，本發(fā)明提供如下附圖進行說明：圖1為均整器示意圖；圖2為實施例中6MeV醫(yī)用加速器均整器結(jié)構(gòu)截面圖；圖3為本發(fā)明所述方法的流程示意圖。具體實施方式下面將結(jié)合附圖，對本發(fā)明的優(yōu)選實施例進行詳細的描述。圖1為均整器示意圖，圖3為本發(fā)明所述方法的流程示意圖。以6MeV醫(yī)用電子加速器均整器設計為例對本發(fā)明所述方法進行具體說明，圖2為本實施例中6MeV醫(yī)用加速器均整器結(jié)構(gòu)截面圖，該圖的技術(shù)要求為：1、錐形凸臺部分尺寸公差按IT8級加工，其余尺寸公差按IT10級加工；2、材料為黃銅。具體包括以下步驟：1)均整器底座距離射線源靶點的距離L＝128mm，射線張角為14°。設置一個具有10級錐臺結(jié)構(gòu)的均整器，各個錐臺對應的空間角度θi分別為1°，2°，3°，4°，5°，6°，8°，10°，12°，14°。均整器材料選擇銅。2)利用蒙特卡洛方法計算出6MeV射線在相應位置處的劑量A0,A1,.....,A10，A0為正中心處的射線劑量。同時計算出各自的能譜分布。3)設計一個厚度為d0的一級錐臺，使得中心位置的射線的劑量經(jīng)錐臺衰減后與邊緣處的射線劑量相等。A′0＝A10d0＝20mm4)計算寬束修正因子B5)計算各級錐臺的衰減長度6)根據(jù)各級錐臺的衰減長度di以及對應的空間角度θi計算出各級錐臺的半徑ri和厚度li。7)根據(jù)各級錐臺的參數(shù)ri和li建立均整器模型，利用蒙特卡洛方法計算射線經(jīng)過均整器后的均勻度。調(diào)整各級錐臺的衰減長度di，使得模擬計算得到的均整度達到要求。8)根據(jù)調(diào)整以后的參數(shù)加工出均整器，將均整器安裝在設定好的位置進行測量。在測量結(jié)果的基礎(chǔ)上對均整器結(jié)構(gòu)進行一次微調(diào)，使得實際均整度小于6％，如附圖3所示，達到設計要求。最后說明的是，以上優(yōu)選實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管通過上述優(yōu)選實施例已經(jīng)對本發(fā)明進行了詳細的描述，但本領(lǐng)域技術(shù)人員應當理解，可以在形式上和細節(jié)上對其作出各種各樣的改變，而不偏離本發(fā)明權(quán)利要求書所限定的范圍。