基于3.5 MeV射频四极质子加速器硼中子俘获治疗装置的束流整形体设计

• 作者: 彭向阳 梁天骄 田永顺 童剑飞 胡志良 陈俊阳
• 来源期刊: 物理学报
• 关键词: 硼中子俘获治疗 蒙特卡罗模拟 束流整形体 慢化
• 年，卷（期）: 2018,（14）
• 所属期刊栏目: 核物理学
• 页码范围: 107-115
• 页数: 9页
• 语种: 中文
• DOI: 10.7498/aps.67.20180380

摘要

在硼中子俘获治疗(BNCT)装置中,束流整形体(BSA)的作用是将中子源产生的快中子束流慢化至超热中子能区(0.5 eV<E<10 keV),并尽可能减弱快中子、热中子和γ射线的成分,同时保证中子的方向性,其设计与优化是BNCT装置设计工作的核心内容之一.本文采用3.5 MeV,10 mA的质子束轰击锂靶,由核反应7Li(p,n)7Be产生的中子为源项,针对BSA的慢化体材料和结构、γ屏蔽层和热中子吸收层的厚度等参数进行蒙特卡罗模拟设计与优化.研究发现,采用Fluental和LiF两种慢化材料间隔2 cm层状堆叠的三明治BSA构型,在保证快中子剂量成分(Df/φepi),γ剂量成分(Dγ/φepi)和热中子比例φth/φepi满足IAEA-TECDOC-1223报告推荐要求的同时,在BSA出口处超热中子注量率优于单独使用Fluental和单独使用LiF的BSA设计.BSA出口处修正的Synder人头几何模型中的剂量分布计算结果显示:上述三明治构型的深度剂量分布与单独使用Fluental材料构型的结果基本相当,优于单独使用LiF构型,表明Fluental和LiF层状堆叠的三明治BSA构型是一种可行的BSA结构.