基于D-Be紧凑型快中子源的中子慢化整形器设计研究

TL99; 硼中子俘获治疗(Boron Neutron Capture Therapy,BNCT)是一种在细胞尺度内具有强靶向性与高传能线密度的二元放射疗法,具有治疗周期短、对周围健康组织损伤小等优势,是一种具有广阔前景的癌症治疗方法.在BNCT装置中,束流整形(Beam Shaping Assembly,BSA)组件的作用是将中子源产生的快中子束慢化至超热中子能区(0.5 eV<E<10 keV),并保证中子方向性.本文使用蒙特卡罗模拟程序GEANT4以及FLUKA模拟9Be(d,n)10B反应中子源产生及后续中子慢化.采用1.45 MeV、30 mA的氘束轰击9 μm的薄铍靶,...

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Published in核技术 Vol. 47; no. 12; pp. 7 - 15
Main Authors 王佳, 张子雄, 李凯旋, 潘炀烜, 魏强林, 刘义保
Format Journal Article
LanguageChinese
Published 江西省核辐射探测及应用工程技术研究中心 南昌 330013 01.12.2024
东华理工大学 核科学与工程学院 南昌 330013
东华理工大学 核技术应用教育部工程研究中心 南昌 330013
东华理工大学 核科学与工程学院 南昌 330013%东华理工大学 核技术应用教育部工程研究中心 南昌 330013
Subjects
D-Be neutron source
硼中子俘获治疗
Neutron moderation
Beam shaping assembly
氘铍中子源
中子慢化
束流整形组件
Boron neutron capture therapy
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Summary:TL99; 硼中子俘获治疗(Boron Neutron Capture Therapy,BNCT)是一种在细胞尺度内具有强靶向性与高传能线密度的二元放射疗法,具有治疗周期短、对周围健康组织损伤小等优势,是一种具有广阔前景的癌症治疗方法.在BNCT装置中,束流整形(Beam Shaping Assembly,BSA)组件的作用是将中子源产生的快中子束慢化至超热中子能区(0.5 eV<E<10 keV),并保证中子方向性.本文使用蒙特卡罗模拟程序GEANT4以及FLUKA模拟9Be(d,n)10B反应中子源产生及后续中子慢化.采用1.45 MeV、30 mA的氘束轰击9 μm的薄铍靶,并使用由该反应产生的中子作为源项,对束流整形体(Beam Shaping Assembly,BSA)进行方案设计.结果表明:采用20 cm厚的BiF3和30 cm厚的MgF2组合慢化层,30 cm厚的Pb反射层,9 cm厚的MgF2补充慢化层,以及0.2 mm厚的Cd热中子吸收层,以确保出口处的γ成分、快中子成分、Φepi/Φth以及Φepi/Φfast符合国际原子能机构(International Atomic Energy Agency,IAEA)所推荐的建议值.本研究得出了低能氘束与薄铍靶的中子谱及BSA具体设计方案,为D-Be中子源中子的慢化整形提供了数据参考,为D-Be源进一步优化研究提供支持.
ISSN:0253-3219
DOI:10.11889/j.0253-3219.2024.hjs.47.120201