[发明专利]一种展宽离子射线布拉格峰的结构体及方法

权利要求书

1.一种展宽离子射线布拉格峰的结构体，其特征在于：包括具有多孔隙的载体，所述的多孔隙的载体上有呈等距间隔周期排列的实心条状部件。

2.根据权利要求1所述的一种展宽离子射线布拉格峰的结构体，其特征在于：所述的多孔隙的载体包括容器以及材料单元，所述的容器采用硬质非金属材料，所述的材料单元堆叠填充于容器内，材料单元的相邻颗粒堆叠形成孔隙或材料单元具有多孔特性。

3.根据权利要求1所述的一种展宽离子射线布拉格峰的结构体，其特征在于：所述的硬质非金属材料采用碳纤维材料，所述的材料单元采用塑料泡沫、煤质活性炭、椰壳活性炭、球形纳米矿晶、固体凝胶颗粒以及实心塑料PP颗粒材料任一种。

4.根据权利要求1所述的一种展宽离子射线布拉格峰的结构体，其特征在于：所述的多孔隙的载体以及实心条状部件采用3D打印一体成型。

5.一种展宽离子射线布拉格峰的方法，其特征在于：将所述结构体的定义坐标系记为O-XYZ，所述多个实心条状部件沿坐标系O-XYZ的XY平面排列；离子射线沿坐标系O-XYZ的Z轴方向入射，选用权利要求1-4任一所述的结构体进行展宽离子射线布拉格峰宽度。

6.根据权利要求5所述的一种展宽离子射线布拉格峰的方法，其特征在于：所述的粒子射线由质子、氦离子以及碳离子任一种或组合构成。

7.根据权利要求5所述的一种展宽离子射线布拉格峰的方法，其特征在于：将所述实心条状部件沿坐标系O-XYZ的Z轴方向的长度定义为Dr、水等效深度定义为WEDr，将所述多孔隙载体沿坐标系O-XYZ的Z轴方向总长度定义为Dp、水等效深度定义为WEDp；选用的多孔隙材料和实心条状部件中0mm≤WEDp-WEDr≤0.2mm。

8.根据权利要求7所述的一种展宽离子射线布拉格峰的方法，其特征在于：通过调整载体的Dp来调节所需展宽离子射线布拉格峰宽度。通过调整实心条状部件的Dr来使得实心条状部件的水等效深度WEDr和多孔隙材料的水等效深度WEDp符合上述参数设定要求。

9.根据权利要求8所述的一种展宽离子射线布拉格峰的方法，其特征在于：将所述容器沿坐标系O-XYZ的XY平面的截面积定义为A，两实心条状部件在容器中周期性排列的个数定义为n，通过迭代调整实心条状部件的总面积Ar*n与容器截面积A的比例来获得离子射线的最优末端跌落宽度。

10.根据权利要求5所述的一种展宽离子射线布拉格峰的方法，其特征在于：将单个实心条状部件沿坐标系O-XYZ的XY平面的截面积定义为Ar，根据入射离子射线束斑的最小半高全宽来调节单根实心条状部件的面积Ar；射线束斑最小半高全宽与Ar的比例＞5。