利用布拉格峰测量估算质子束能量分散

从回旋加速器引出的230 MeV质子束被送入一个以水中穿透深度校准的Zebra多层IC探测器（IBA）。对测得的布拉格峰进行分析可确定水中穿透深度，随后可利用射程-能量表将其转换为质子束能量。我们将此分析扩展至获得回旋加速器引出束流能量分散的估计值。利用蒙特卡罗模拟，我们建立了单能质子束的布拉格峰形状参数（50%和80%剂量水平处的宽度、远端跌落）与穿透深度之间的相关性。然后，我们研究了当布拉格峰形状因束流聚焦条件而畸变时，这种相关性如何变化。我们发现，小射野尺寸或发散束流主要导致布拉格峰近端区域变形。重新归一化后的布拉格峰远端形状几乎保持不变。这排除了使用布拉格峰宽度参数进行能量分散估计的可能性。测得的布拉格峰平均远端跌落为4.86毫米，对应于单能束35.5厘米的有效射程。测得的32.7厘米穿透深度比之小2.8厘米。230 MeV质子束穿过2.8厘米厚的水层会导致0.56 MeV的能量分散。作为最终检验，我们确认了测得的布拉格峰形状与蒙特卡罗代码生成的具有0.56 MeV能量分散的质子束形状之间的一致性。