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目的：在FLASH放疗条件下(40 Gy/s)传统空气电离室(IC)的离子复合重组效应明显增强，其修正因子明显高于常规放疗。这一事实使得该装系统不适合用于超高剂量率下FLASH放疗剂量学特征的描述。因此，设计、开发及测试一种可用于超高剂量率(UHDR)传送的低气压电离室进行在线测量以得到最小的复合重组效应。
方法：作为一个概念的证明，通过蒙特卡罗(MC)方法对电离辐射产生的电子离子对进行模拟优化探测器的设计。研制了在线大面积低气压电离室，并在不同的高脉冲剂量率下进行了测试。利用兰州重离子加速器国家实验室浅层重离子束生物辐射终端(HIRFL-TR4)进行超高剂量率下的被动扫描碳离子FLASH辐照监测的验证工作。实现了最高剂量率达50 Gy/s的电离室输出信号与剂量呈线性的关系。
结果：通过降低电离室气隙气压的方法，结果显示当气压为845 mbar(大气压情况)和80 mbar，均出现严重的复合效应。将气压降低到10 mbar情况下，与QA法拉第筒进行标定校准有良好的线性(偏差小于2 %)，未出现明显复合效应，同时也证明了该电离室灵敏度与剂量率无关。最后在低剂量率情况下，使用PTW Roos型号电离室对其进行剂量标定，结果有良好的剂量线性，其最大偏差小于1%，符合IAEA TRS-398准则规定。
结论：在高剂量率碳离子辐照情况下，低气压电离室剂量学特征被验证。目前的研究结果表明，该探测器适用于碳离子束在线剂量学测量，并且可忽略对高传能线密度(LET)和剂量率的依赖性。该套探测系统可以为重离子束的FLASH提供临床前的实验提供支撑，能够为重离子的FLASH治疗提供准确科学的剂量监测系统，为FLASH放射治疗的生物物理学机理研究也提供有力保障。
关键字:FLASH 放疗；超高剂量率；剂量学；电离室；饱和效应
