一种重带电粒子能量确定方法和装置与流程

本申请涉及重带电粒子能量计算领域，尤其涉及一种重带电粒子的能量确定方法和装置。

背景技术：

1、一定能量重带电粒子进入介质后 ,主要通过与介质原子核外电子或原子核发生非弹性碰撞或弹性碰撞损失能量。很多重带电粒子应用领域，由于重带电粒子入射路径介质的不均匀性(电子密度和原子核密度的不均匀性)，对确定重带电粒子在介质中的射程影响很大。反之，若实现某项应用目的，重带电粒子的介质实际射程已设定，但准确计算重带电粒子的能量确非常困难，必须考虑入射路径中介质的均匀性（电子密度和原子核密度的均匀性）的改变。

2、介质的ct值与介质电子密度和原子核密度有密切关系，因此，理论上可以结合介质ct值，计算重带电粒子的能量。

3、 ct（computed tomography）成像本质上是介质的衰减系数μ成像。成像物理原理为通过ct扫描求解μ的方程组,获得介质某一体层各个单元介质的μ值，再将μ值转换为ct值，最后将ct值变换成能视觉识别的灰度图像从而确定路径。

技术实现思路

1、为了解决上述技术难题，本申请提供了一种重带电粒子的能量确定方法和装置。

2、第一方面，本申请提供了一种重带电粒子的能量确定方法，所述方法包括：

3、获取重带电粒子入射路径的介质信息;

4、将重带电粒子入射路径的介质分为多个单元；

5、利用ct扫描获得各单元介质的ct值，并根据各单元介质的ct值及预设计算公式计算各单元介质的ri值，所述ri值为所述重带电粒子入射至各介质中的射程与入射至水介质中射程的比值；

6、根据各单元介质的实际长度及ri值计算与各单元介质的实际长度相对应的等效水介质长度，并将各等效水介质长度加权求和，得到重带电粒子实际射程的等效水介质中射程；

7、根据得到的所述重带电粒子的等效水介质中射程，计算所述重带电粒子的能量。

8、可选地，根据各单元介质的ct值计算各单元介质的ri值的步骤包括：

9、。

10、可选地，根据各单元介质的实际长度及ri值计算与各单元介质的实际长度相对应的等效水介质长度，包括:

11、设置重带电粒子入射路径中各单元介质的实际长度值为l i，重带电粒子入射路径中各单元介质的等效水介质长度为lwi；

12、则：。

13、可选地，将各等效水介质长度加权求和，得到重带电粒子实际射程的等效水介质中射程的步骤，包括：

14、。

15、其中，lw表示所述重带电粒子实际射程的等效水介质中射程；li表示各单元介质的实际长度值；n为重带电粒子入射路径中的单元介质个数。

16、可选地，重带电粒子能量位于预设范围内，ri值的大小仅决定于重带电粒子入射介质的性质，与重带电粒子的种类及能量无关。

17、第二方面，本申请提供的一种重带电粒子的能量确定装置，包括：

18、获取模块，用于获取重带电粒子入射路径的介质信息；

19、第一确定模块，用于根据所述介质信息确定所述介质的各单元介质；

20、第二确定模块，用于针对各单元介质，利用ct扫描获得各单元介质的ct值，并根据各单元介质的ct值及预设计算公式计算各单元介质的ri值，所述ri值为所述重带电粒子入射至各介质中的射程与入射至水介质中射程的比值；

21、计算模块，根据各单元介质的实际长度及ri值计算与各单元介质的实际长度相对应的等效水介质长度，并将各等效水介质长度加权求和，得到重带电粒子实际射程的等效水介质中射程；

22、第三确定模块，根据得到的所述重带电粒子等效水介质中射程，计算所述重带电粒子的能量。

23、本申请实施例提供的上述技术方案与现有技术相比，具有如下优点：

24、本申请技术方案中，利用ct扫描获得各单元介质的ct值，并根据各单元介质的ct值计算各单元介质的ri值；ri值为重带电粒子入射至各介质中的射程与入射至水介质中射程的比值；然后根据各单元介质的实际长度及ri值计算与各单元介质的实际长度相对应的等效水介质长度，并将各等效水介质长度加权求和，得到重带电粒子实际射程的等效水介质中射程；根据得到的重带电粒子的等效水介质中射程，计算重带电粒子的能量；本申请技术方案基于ct扫描得到重带电粒子入射路径中各单元介质的实际长度，依据等效关系将实际长度转化为等效水介质长度，各单元介质等效水介质长度加权求和得到等效水介质中射程，以通过重带电粒子等效水介质中射程计算出所述重带电粒子的能量，实现精确计算重带电粒子能量的目的。

技术特征：

1.获取重带电粒子入射路径的介质信息；

2.根据权利要求1所述的重带电粒子的能量确定方法，其特征在于，根据各单元介质的ct值计算各单元介质的ri值的步骤包括：

3.根据权利要求2所述的重带电粒子的能量确定方法，其特征在于，根据各单元介质的实际长度及ri值计算与各单元介质的实际长度相对应的等效水介质长度，包括：

4.根据权利要求3所述的重带电粒子的能量确定方法，其特征在于，将各等效水介质长度加权求和，得到重带电粒子实际射程的等效水介质中射程的步骤，包括：

5.根据权利要求1所述的重带电粒子的能量确定方法，其特征在于，重带电粒子能量位于预设范围内，ri值的大小仅决定于重带电粒子入射介质的性质，与重带电粒子的种类及能量无关。

6.一种重带电粒子的能量确定装置，其特征在于，包括：

技术总结
本申请涉及一种重带电粒子能量确定方法和装置，利用CT扫描获得各单元介质的CT值，并根据相应的CT值计算各单元介质的射程比值（Ri）；根据各单元介质的实际长度及Ri值计算与各单元介质的实际长度的等效水介质长度，并将各单元介质的等效水介质长度加权求和，得到重带电粒子实际射程的等效水介质中射程；通过等效水介质中射程，计算重带电粒子的能量；本申请基于CT扫描得到重带电粒子入射路径中各单元介质的实际长度，依据等效关系将实际长度转化为等效水介质长度，各单元介质等效水介质长度加权求和得到等效水介质中射程，以通过重带电粒子等效水介质中射程实现精确计算出重带电粒子的能量目的。

技术研发人员：张伟军,冯灵云,彭红
受保护的技术使用者：国家卫生健康委职业安全卫生研究中心（国家卫生健康委煤炭工业职业医学研究中心）
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12