基于中子管中子发生器的硼中子俘获癌症治疗法的可行性研究

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1、基于中子管中子東生器的硼中子供获液症谁疗法的可行往研究FeasibilityofsealedD-TneutrongeneratortubeasneutronsourceforBoronNeutronCaptureTherapy作者：刘政指导教师：刘林茂教授-级学科：物理学二级学科：粒子物理与原子核物理研究方向：中子管技术及其应用学位类型：学术硕士东北师范大学学位评定委员会2015年5月独创性声明木人郑取市明：所提交的学位论文；ik本人在泞师指导下独立进行研宄T•作所収捋的成果。据我所知，除了特别加以秘注和致谢的地方外.论文屮不包含其他人己经发衣或撰写过的研宄成泶。对本人的研宂做出迅要贡献

2、的个人和m体.均己在文«I』作」•明确的说njjr本由明的法谏结粜由本人学位论文作者签名：曰期：抓.学位论文使用授权书木学位论文作名•完-jtj'解东北帅范大学冇关保留、迚用学位论文的规定.！!ii�东北师范大学打权保留并丨qn�丨家冇关部门或机构送交学位论义的复印件和电子版,允许论文被査阅和借阅.本人授权东北师范大学nj•以将学位论文的企邰或部分内容编入苻关数据庳进厅检索.可以釆ffllS丨彡印、缩印或其它货制手段保存、汇編本学位论义•.(保密的学位论文任解密后边丨丨丨木授权书>学位论文作者毕业后去向:工作单位迪讯地址：摘要硼中子俘获治疗作为一种被全世界范围内广泛公认的癌症治疗方法，被

3、全世界多所研究机构进行研究。该项研究成功的关键在于寻找到一种稳定且产额高的中子源。目前国际上的临床研究都基于反应堆中子源，但是反应堆中子源有着不可回避的缺点，如价格高，安全性差以及群众的可接受性差。基于以上考虑，本论文研究采用中子管中子发生器作为硼中子俘获癌症治疗法的中子源的可行性。相比于反应堆，中子管中子发生器从造价，安全性以及公众接受性都是有优势的。根据国际原子能机构提出的硼中子俘获治疗的中子能量标准，需要在治疗装置出口处产生能量介于0.5eV到10keV的超热中子。中子管中子发生器直接产生的中子能量为14.1MeV，其能量远高于超热中子，因此需要利用装置将中子的能量降低到超热中子范

4、围，这样的装置被称为束流整形系统。束流整形系统主要利用中子与材料中的元素发生非弹性散射对中子进行慢化，降低中子能量。一般来讲，中子通量在中子通过束流整形系统的时候会大量降低，过低的中子通量会增长治疗时间。为了解决这个问题，整套治疗装置应该包含倍增系统，用于弥补中子数量在束流整形系统中的损失，比较理想的选择是天然铀与低浓度浓缩铀的组合。本论文研究主要采用基于蒙特卡洛方法的MCNP程序，采用软件数值模拟方式完成。本人采用MCNP4C版本设计装置模型，充分利用中子管中子发生器体积小的优势，将多支中子管同时应用，作为硼中子俘获治疗的中子源。同时，本人分别设计了针对肝癌，脑胶质瘤以及皮肤恶性黑色素

5、瘤的束流整形系统的倍增体、慢化体、反射体等部分，使得装置出口处的超热中子通量，快中子剂量和伽马射线剂量等指标满足国际原子能机构规定的硼中子俘获治疗标准。本论文研究结果表明，中子管中子发生器可以替代反应堆作为硼中子俘获治疗的中子源。关键词：硼中子俘获治疗；中子管中子发生器；MCNP；束流整形系统IIIAbstractBoronNeutronCaptureTherapy(BNCT)iswidelyrecognizedworldwideasacancertreatmentandwidelystudiedbylotsofresearchinstitutesallovertheworld.Thek

6、eytothesuccessofBNCTistofindastableneutronsource.Currently,alltheinternationalclinicalstudiesarebasedonthereactorneutronsource;however,thereactorneutronsourcehastheinevitabledisadvantages,suchasthehighprice,relativelypoorsafetyandacceptabilityofthepublic.Therefore,mypaperputforwardtoutilizingseal

7、edneutrongeneratortubetoserveastheneutronsourceforboronneutroncapturetherapy.Comparedwiththereactor,sealedneutrongeneratortubeissafer,moreeconomicalandmoreacceptablebythepublic.AccordingtotheInternationalAtomicEnergyAg