质子放射治疗中涉及到高能量质子参与的核反应过程,会产生大量的次级粒子,其中中子由于穿透本领强,相对生物效应大,会对正常组织造成一定的辐射损伤,带来健康风险。因此对于质子放射治疗中次级中子的剂量分布的研究具有较高的应用价值。本文通过蒙特卡洛模拟方法与实验测量验证相结合的方法来研究质子放射治疗中的次级中子的剂量分布问题。通过搭建专用的Geant4模拟程序对质子放射治疗涉及的物理过程进行了模拟,得到了次级中子的剂量分布;开发了一套基于飞行时间方法的用于质子放射治疗中次级中子能谱测量的探测装置并进行了测试。根据质子放射治疗的实际条件,使用一个板状的塑料闪烁体和一个圆柱形的液体闪烁体的耦合以及波形采样获取装置设计并搭建了一个飞行时间测量装置。使用该装置对D-T中子源的能谱进行了测量,测量结果显示在1.5 m的飞行距离下对14 MeV中子的能量分辨率为21.3%。最后在质子放射治疗室中对该装置的高能中子探测性能进行了测试,成功测到了185 MeV质子入射水箱产生的次级中子的飞行时间谱,得到了与模拟结果相近的中子能谱。通过质子束流在水模体中的百分深度剂量分布实验数据验证了Geant4程序中QGSP＿BIC＿HP和QGSP＿INCLXX＿HP两种物理列表在同种条件下的剂量计算精度,通过对比选用QGSP＿BIC＿HP建立了一个用于人体体素模型剂量分布模拟的程序,使用该程序对100MeV质子入射头部的总剂量分布和中子剂量分布进行了计算,并得到了较为可靠的计算结果。