中子及其它重离子ppt课件.ppt

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1、中子和其他重离子1第一节基本概念和原理一、快中子射线的物理特性中子是原子质量为1.009的不带电的粒子，能量10keV~10MeV的中子叫快中子，能量在6～20Mev的快中子可进行临床治疗。2（一）组织吸收快中子的生物学效应是通过继发的核电粒子放射产生的间接作用。31、弹性碰撞对于快中子来说，弹性碰撞是主要的。生物组织主要由C，H，O和N等元素组成，特别是含有大量的H。因此，快中子在组织内的能量耗失主要是通过与H原子核等的弹性碰撞而产生的反冲质子使组织中的原子激发和电离，引起生物分子中化学键的断裂。250keV~14MeV的快中子对组织吸收

2、剂量的贡献有85%来自H的弹性碰撞。42、非弹性碰撞非弹性碰撞在较高能量的中子（大于1MeV时）入射时才显示其重要性。在组织内，非弹性碰撞是中子冲击核，作用于碳、氧、氮，核在粉碎后释放数种粒子及碎片。非弹性碰撞是中子剂量中比较典型的部分，对中子放射生物学特性影响较大。5中子在不同组织中吸收特点：（1）脂肪组织吸收增加：中子在组织中有沉积作用，这是与组织中氮原子核相互作用的结果。各种组织中氮含量不同，以脂肪组织较多。中子放疗后，皮下脂肪组织吸收剂量较多。6（2）骨吸收降低：骨吸收的能量比肌肉吸收的能量少。（3）肺传递：肺组织密度抵，中子在肺里

3、吸收少。7（二）γ线污染中子射线从靶到准直器集中，总伴随光子出现。中子照射组织时，必然出现附加光子。不同的中子发生器，所产生的光子比例不同。用d→Be回旋加速器大约是3％，用氘→氚发生器大约是7％。8（三）剂量分布中子射线在组织中剂量分布与低能光子射线相似，在皮下形成组合的最大剂量区，随深度增加，从最高剂量区向下，剂量呈指数减少。随中子能量的增加，组织深部的剂量增加。9Photons10Neutrons11Protons12二、细胞存活曲线的形状高LET射线照射细胞时，细胞存活曲线常常是指数性的，可以用下列式子表达：细胞死亡的原因主要是直接

4、的致死性损伤，与分次数和剂量率无关。13三、中子的相对生物效应中子比光子具有更高的RBE不同剂量水平的快中子与γ射线相比,RBE有以下不同：1、非常大的剂量时，随剂量或存活分数的变化，中子的RBE值只有相对很小的变化。RBE值约与存活曲线的最终斜线的比率相等。142、中等剂量时，在γ射线存活曲线的肩区，由于其肩区较大，RBE值就随剂量的下降而升高。3、非常低的剂量时，相当于存活曲线与其初始的切线部分几乎不能区分的区域，RBE值趋于达到极限，相当于中子和γ射线存活曲线初始斜率的比，即α系数的比或1／Do值的比(因不同参数的不同而异)。15图1

5、1.2所示小肠隐窝干细胞的RBE与吸收剂量关系16第二节中子在放射治疗中的作用1938年Stone在Berkeley首先应用快中子进行肿瘤的放射治疗，后因严重的晚期并发症而放弃使用。现在，中子治疗的设备有极大的改进，在深度量、皮肤保护及等中心装置和可变准直器等方面与现在的电子直线加速器类似。17Largeradioresistanttumorsarenotwellcontrolledbyphoton(orproton)therapyRestingcellsareradioresistantHypoxic(lowoxygen)cellsare

6、radioresistantNeutrontherapyislessaffectedbycellcycleoroxygencontentWhyareNeutronsNeeded?18一、快中子与氧效应1、中子放射治疗的理论基础氧效应中子比光子的氧增强比小(氧增强比：在乏氧与充氧条件下照射时获得特定的生物效应所需剂量之比,用符号OER表示)19实验资料：①恶性肿瘤中有乏氧细胞；②乏氧细胞在低LET照射时有较大的放射抗拒性（OER＝3）；③用高LET照射，OER减小。20HowDoNeutronsOvercomeResistance?TheTy

7、peofDamageProducedCellkillingmechanismsarecomplicatedDNAdamageFreeradicalsBystandereffectInflammationGeneticsFocusonDNAdamagethrough:RadiationQualityLinearEnergyTransfer-LET21二、快中子的其他生物效应（1）随LET增加，各种细胞群之间放射敏感性的差别普遍下降。与中子的微剂量学的特征有关。事实上反冲质子（及其他二级粒子)每单位径迹上所沉积的能量比电子的多50～100倍。当

8、细胞胞核被这样的粒子穿过时，造成致死损伤的可能性较反冲电子高。22RadiationQualityPhotonsandChargedParticlesNeutronsLowLET