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慢化体材料对加速器BNCT束流装置中子品质影响研究

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面作 为对 象 ， 用 ＭＣ Ｐ中的面 流计 数卡 Ｆ 采 Ｎ １和能 量箱 Ｅ ， 究 了慢 化体 分 别 为 石 墨 、 水 和 铍 三 ｎ研 重
治 疗 时 ， 获 得 较 高 注 量 率 水 平 （０ ｎ （ ｍ 为 １ ／ ｃ ・
ｓ） ） 的超 热 中子束 ， 需要 加 装 慢 化 体 及 反 射 层 ； 同
关 键词 ： 加速 器 Ｂ Ｃ ； 化体 材料 ； Ｎ Ｔ慢 中子 束 流品质 中图分 类号 ：Ｌ ９ Ｔ ９ 文献 标识 码 ： Ｂ
Ｉ ｆ ｅ ｃ ｆＭ ｏ ｅａｏ ａｅ ｉｌ ｎＮｅ ｔｏ ｅ ｍ ａｉ ｆ ｎ ｕ ｎ ｅｏ ｄ ｒ ｔｒＭ ｔｒ ｕｒ ｎＢ ａ Ｑｕ ｌｙｏ ｌ ａｏ ｔ
靶 材料 限制 ， 得加 速器 中子 源 强度 弱于 反应 堆 ， 使
２石墨反射层 一 ３铋屏蔽 一 ４水体模 一 ５空气 一 ６镉片 一
７锂 靶 一
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为 了开展超 热 中子 （ ． ０ ５～１ ｅ 治疗 ， ０ｋ Ｖ） 要求 患者 需 更加 靠 近 中 子 源． 因此 这 对 加 速 器 Ｂ Ｃ Ｎ Ｔ装 置
子 活化产 生 的 射线 对 患者 的非 治 疗 剂 量 影 响 ， 需 要在束 流装 置 中增 加 屏 蔽层 ．
本研 究选 取 的加 速器 Ｂ Ｃ Ｎ Ｔ束 流 装 置几 何 结 构如 图 １所示 ． １为 质子束 管 ， 直径 为 ５ ０ｍｍ； ２为 反射 层 ， 料 为石 墨 ， 径 为 ６ ０ ｍ ３为 ＾射 线 材 外 ０ ｍ； ｙ 屏蔽 层 ， 料 为 铋 ， 层 直 径 分 别 为 ２ ０ ｍ 和 材 两 ０ ｍ ６ ０ ｍ 厚 度 分 别 为 ３ ｍ 和 １ ｍ； ０ ｍ， ０ｍ ０ ｍ ４为水 体 模 ， 表 患者 ， 于 剂 量 评估 ； 空 气 ； 代 用 ５为 ６为 热 中 子屏 蔽层 ， 料 为镉 片 ， 度 为 １ｍ ７为 ｉ ， 材 厚 ｍ； Ｌ靶
Ｖ １２ ． ０ ． ６ Ｎｏ ２
Ｊｎ ２ １ ｕ． ０ ２
文 章 编 号 ：６ ３— ０２ ２ １ 】２—００ ０ １７ ０ ６ （０ ２ ０ ０ ４— ５
慢 化 体 材 料对 加 速 器 Ｂ Ｃ Ｎ Ｔ束 流 装 置 中 品 影 响研 究 子 质
杨 程 ， 于 涛 ， 金 森 谢
ｎ ｕ ｏ ｔ ａ ａｈｔ ６ ． ，ｈｃ ｅ ｔ ｒｌ ｉａ ｑ ｉ ｍ ｎ （０ｎ （ｍ ｓ ）ｉ ｅｔ ｎｒ ｉ ｃｎｒ ｃ ２３ｗ ｉ ｍ ｔｈ ｐｅ ｍ ｎｒ ｒ ｕ ｅ ｅｔ １９／ ｅ ２・ ） ｎ ｒ ａｏ ｅ ｏ ｈ ｅ ｉ ｙｅ ｒ
收稿 日期 ：０ ２— ５—１ ２１ ０ ８ 基金项 目： 湖南省 自然科学基金资助项 目（７Ｊ １９ ０Ｊ ５ ） ６
作 者简 介 ： 杨
程 （９ ２一）男 ， １８ ， 江苏启东人 ， 南华 大学 核科 学技术学 院硕士研究生 ， 工程 师． 主要研究方 向 ： 瘤放 肿
射 治 疗 ． 通 讯 作 者
第２ ６卷第 ２ 期
杨
程等 ： 慢化 体材 料对加速器 Ｂ Ｃ Ｎ Ｔ束流装置 中子 品质影 响研究
作 为慢 化体 材料 可有 效的提 高柬流 出 口处超 热 中子 水平 ， 于 ２ ３Ｍｅ １ 对 ． Ｖ、０ｍＡ质子
流强 的 ｉＰ ｎ ｅ中子 源 ， 热 中子束 流水平 为 ０ ６ ９×１ ／ ａ ・ ） 超 热 中子 Ｌ（ ， ） Ｂ 超 ．６ ０ ｎ （ｍ ｓ ， 与快 中子 产额 比达 ６ ． ， ２ ３ 基本 达到 临床 治疗所 需 １ ／ ａ ・） ０ ｎ （ ｍ ｓ 的超 热 中子 水平．
ｂ ｓｄｉ ｎ ｎｆｔ ｌ ｕ ｕ Ｎ Ｔ ｔｅａｙ Ｂ ｓｄ ｏ Ｌ （ ， ）Ｂ ｅｔ ｎ ｓｕｃ ｆ ｅｕｅ ｎ ｏ － ｉ ｍｏｒＢ Ｃ ｈｒｐ ． ａｅ ｎ ｉ Ｐ ｎ ｅｎｕｒ ｏｒｅｏ ａａｔ ｏ
２ ３ Ｍｅ １ ｍＡ ｒ ｔｎ ａ ｃ ｌｒ ｔｒ， ｅ ｔｏ ｅ ｍ ｓｅ ． Ｖ， ０ ｐ ｏ ｏ ｃ ｅ ｅ ａｏ ｎ ｕ ｒ ｎ ｂ ａ ａ ｓ ｍｂｌ ｒ ＢＮＣＴ ｓ ｅ ｔ ｂｉｈ ｄ ｉ ｙｆ ｏ ｗａ ｓａ ｌ ｅ ｎ ｓ
ｔ ｒ ｕ ｈ ＭＣＮＰ ｉ ａ ｉｎ． ｈｅ ｒ ｓ ｔ ｈ ｗ ｈａ ， ｈｏｇ ｓｍｕｌｔ ｏ Ｔ ｅ ｕｌ ｓ ｏ ｔ ｔ ＤＯ，ｍｏ ｅ ａｏ ａ ｌｖ ｔ ｈ ｐ ｔ ｅ ｍａ ｓ ｄ ｒ ｔｒｃ ｎ ｅｅ ａ ｅ ｔ ｅ ｅ ｉｈ ｒ ｌ
ｎ ｕｒｎｌ ｅ ｏ ｅｍ ｏ ｔ ｔｆｒ ｉ Ｐ ｎ ｅｎｕ ｏ ｕｃ ｅｅａ ｄｂ ． ｅ １ Ａ ｅ ｔ ｖｌ ｆ ａ ｕｌ ， Ｌ（ ， ）Ｂ ｅｔ ｎｓ ｒｅｇｎｒ ｅ ｙ ３Ｍ Ｖ， ｍ ｏ ｅ ｂ ｅ ｏ ｒ ｏ ｔ ２ ０ ｐｏ ｎ ｅｉ ｅｍ ｌ ｅｔ ｎｆ ｘｒ ｃｅ ．６ ｒｔ ，ｐｔ ｒ ａ ｎ ｕ ｏ ｕ ａｈｄｔ ０ ６９×１ ／ ｅ ・）ａｄ ｅｉ ｅ ａ ｔ ｔ ｒ ａ ｏ ｈ ｒ ｌ ｅ ｏ ０ ｎ （ ｍ ｓ ｎ ｐ ｈｒ ｌｏ ｈ ｍ ｌ ｔ ｍ ｅ
中的热 中子 污 染 ； 墨 慢化 体 可 得 到 较 高水 平 的 石
能 量 范 围在 １ｋＶ １Ｍｅ ｅ 一 Ｖ之 间 的 中子 ； 重水 慢化
Ａ ｓ ａ ｔＡ ｃｌ ａ ｒｂ ｓｄ Ｂ ｒｎ Ｎ ｕｒｎ Ｃ ｐｕｅＴ ｅａｙ Ｂ Ｃ ｂ ｔ ｃ ： ｃ ｅ ｒｔ ａｅ ｏｏ ｅｔ ａｔｒ ｈ ｒｐ （ Ｎ Ｔ）ｗ ｓａｐｏ ｓｉｇ ｒ ｅ ｏ ｏ ａ ｒｍｉ ｎ ｓ
ｔｅ ｔｍｅ ｈ ｄ ｆ ｒｔ ｒ ａ ｔ ｏ ｏ ｕｍｏ ｒ ｅ ｉｈ ｒ ｌ ｅ ｔｏ ｅ ｅ ａ ｅ ｙ ｍｏ ｅ ａｉｎ ｏ ｏ ｒ ｅ ｎ ｕ ｒ ｎ ｃ ｎ ｕ ， ｐ ｔ ｅ ｍａ ｎ ｕ ｒｎ ｇ ｎ ｒ ｔｄ ｂ ｄ ｒ ｔｏ ｆｓ ｕ ｃ ｅ ｔｏ ａ
直径 为 ５ ｍ， ０ ｍ 厚度 为 ３ｍｍ； ８为 圆 台型 慢化 体 ，
的慢化 体材 料 ， 束流 出 口处 １ｅ Ｖ以下 的热 中子 均
非 常 少 ， 见本 设 计 选 取 １ｍ 厚 镉 片对 热 中子 可 ｍ
具 有 良好 的过 滤 效 果 ， 显 著 降低 超 热 中子 束 流 可
第２ ６卷第 ２期
２１ ０ ２年 ６月
—
～
南华大学学报 （ 自然科学版 ）
Ｊ ｕ ｎ ｌ ｆＵｎ ｖ ｒ ｉ ｆＳ ｕ ｈ Ｃｈ ｎ ａ Ｓ ｉ ｎ ｅ ａｄＴｃ ｎｌ ｙ ｏ ｒ ａ ｉ ｅｓｔ ｏ ｏ ｔ ｉ （ ｃ ｅ ｃ ｎ ｅｈ ｏ ｇ ） ｏ ｙ ｏ
— — — — — —
究 对象 ， 讨慢 化 体 的材 料 对 超 热 中 子束 流 品质 探
的影 响．
１ 模 型 与方 法
超 热 中子束 流对 有一 定 深 度 肿 瘤 进 行 Ｂ Ｃ ＮＴ
治 疗具 有 良好 的治 疗 效 果． 开 展 加 速 器 Ｂ Ｃ 在 ＮＴ
２ 结 果 与 讨论
１ 慢 化体 材料 对束 流 出 口中子 能谱 影 响 ） 选取 束 流 中心 轴上 出 口处 直径 为 ２０ｍ 圆 ０ ｍ
８慢化体 －
的慢化体 、 屏蔽体等尺寸提出的限制性要求． 文章
以流 强为 １ Ａ、 量 为 ２ ３ Ｍｅ ０ｍ 能 ． Ｖ质 子束 流 为研
图 １ 加 速器 Ｂ Ｃ Ｎ Ｔ束 流装 置 几何 结构 示意 图
Ｆ ｇ １ Ｄｉ ｇ ａ ｏ ｅ ｍａ ｓ ｍｂ ｙ ｏ ． ｅｅ ａ ｏ ｉ
时 ， 了降 低热 中子 污染 ， 为 需要 在 中子慢 化 体后 加
一
种材 料 时束流 出 口 中子 能谱 ． 算 结 果 如 图 ２所 计
示 ， 一化 能谱 数据 列于 表 １ 归 ． 从 表 １数据 和 图 ２对 比可 以看 出 ： 于 不 同 对
层镉 片 ； 且 ， 虑 靶 件 Ｌ （ ， Ｌ 反 应 及 中 并 考 ｉＰ Ｐ） ｉ
Ａｃ ｅａ ａ ｏ ｓ ｄ ｃ ｌ ｒ ｔ ｒ Ｂａ ｅ ＢＮＣＴ ａ ｃｌ ｙ Ｂｅ ｍ Ｆａ ｉ ｔ ｉ
ＹＡＮＧ ｅ ｇ 一， Ｃｈ ｎ ＹＵ ｏ ， Ｅ Ｊｎ ｓ ｎ Ｔａ ＸＩ ｉ ．ｅ （ ． ｃｏｌ ｆ ｕ ｌ ｒ ｃ ｎ ｅａ ｄＴ ｃｎ ｌ ｙ Ｕ ｉ ｒ ｔ ｏ ｏ ｔ Ｃ ｉａ Ｈ ｎｙｎ ， ｕ ａ ２ ０ １ Ｃ ｉａ １ Ｓｈ ｏ ｏ ｃｅ ｉ ｃ ｎ ｅｈ ｏｏ ， ｎｖ ｓ ｙ ｆ ｕ ｈｎ ， ｅ ｇａｇ Ｈ ｎ ｎ４ ０ ， ｈｎ ； Ｎ ａＳｅ ｇ ｅ ｉ Ｓ ｈ １ ２ Ｔ ｅＣ ｎｒｌ ｏｐｔ ｆ ｈ ｏａ ｇ Ｓ ａｙｎ ， ｕ ａ ２ ０ ０ Ｃ ｉａ ． ｈ ｅｔ ｓｉ ｌ ａ ｙｎ ，ｈ ｏａｇ Ｈ ｎ ｎ４ ２ ０ ， ｈｎ ） ａＨ ａｏＳ
（． １ 南华大学 核科 学技 术学院 ， 湖南 衡 阳 ４ １０ ；． 阳市 中心 医院， ２０ １２ 邵 湖南 邵阳 ４ ２０ ） ２ ００
摘
要 ： 于加速 器 ｑ子 源的硼 ｑ子俘 获 治 疗 （ Ｎ Ｔ 是 一种 较好 的肿 瘤 治疗技 术 ， 基 － － ＢＣ）
通 过慢 化得 到 的超热 中子 可 用 于非浅表 肿 瘤 Ｂ Ｃ Ｎ Ｔ治 疗． 文 以 ２ ３ Ｍ Ｖ、０ｍ 质 本 ． ｅ １ Ａ 子 流 强的 ｉ Ｐ ｎ ｅ中子 源为 对 象， Ｌ （ ，）Ｂ 建立 了加速 器 Ｂ Ｃ Ｎ Ｔ柬 流装 置模 型 ， 用 中子 采 输 运程 序 ＭＣ Ｐ研 究 了慢化体 材料 对超 热 中子束 流品质 的影 响． Ｎ 结果表 明 ： 用重 水 采
ｔ ｉ ｐ ｐ ｒ Ｔ ｅ ｉ ｆ ｅ ｃ ｆｍｏ ｅ ａｏ ｔ ｒ ｌ ｏ ｐ ｔ ｅ ｍａ ｅ ｔｏ ｕ ｌ ｙ ｗａ ｔ ｄ ｅ ｈ ｓ ａ ｅ ． ｈ ｎ ｕ ｎ ｅ ｏ ｄ ｒ ｔｒ ｍａｅ ａ ｎ ｅ ｉ ｒ ｌｎ ｕ ｒ ｎ ｑ ａｉ ｓ ｓ ｉ ｄ ｌ ｉ ｈ ｔ ｕ

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基于加速器的硼中子俘获治疗的束流整形体的设计与优化

基于加速器的硼中子俘获治疗的束流整形体的设计与优化

学校代码***** 学 号************ 分 类 号O571.5 密 级硕士学位论文基于加速器的硼中子俘获治疗的束流整形体的设计与优化学 位 申 请 人 田永顺指 导 教 师 梁天骄 研究员彭向阳 教授学 院 名 称物理与光电工程学院学 科 专 业物理学研 究 方 向 计算物理二〇一八年六月八日Design and optimization of beam shaping assembly for accelerator-based boron neutroncapture therapyCandidate Tian Yong-ShunSupervisor Professor Liang Tian-JiaoProfessor Peng Xiang-YangCollege School of Physics and OptoelectronicsProgram PhysicsSpecialization Computational PhysicsDegree Master of ScienceUniversity Xiangtan UniversityDate June 8th 2018摘 要硼中子俘获治疗(Boron Neutron Capture Therapy, BNCT)有望成为治疗脑胶质瘤和黑色素瘤的一种非常有效的方法。

与基于反应堆的BNCT比较，基于加速器的硼中子俘获治疗装置（Accelerator-based BNCT, AB-BNCT），具有制造和维护成本低、可用来治疗深部肿瘤、政策接受度高、易于在人口密集位置布置等优点。

在BNCT装置中，需要用束流整形体(beam shaping assembly，BSA)将中子源产生的快中子束流慢化至超热中子能区（0.5eV < 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。

对BSA的设计优化是BNCT的关键工作之一。

211083999_BNCT_回旋加速器磁场测量全自动控制系统研制

211083999_BNCT_回旋加速器磁场测量全自动控制系统研制

技术创BNCT回旋加速器磁场测量全自动控制系统研制黄鹏曹磊管锋平关镭镭李明崔涛安世忠贾先禄侯世刚温立鹏（中国原子能科学研究院北京102413）摘　要：由于BNCT回旋加速器的磁间隙极小，为满足磁场测量要求，本文设计、研制了一套用于BNCT回旋加速器磁场自动化测量的装置。

测量过程由测量臂的径向运动和角向运动来实现，径向和角向的运动均采用步进电机实现，在上位软件上实现位置上的半闭环控制，最终，通过相应的控制算法，将实际径向精度稳定在±110µm以内、实际角向精度稳定在±20″以内。

同时，为了缩短测磁时间，优化了运动控制算法，编写了相关控制程序和上位机操作软件，最终解决了回旋加速器测磁过程中定位精度低、耗费时间长等问题。

经过多次测磁过程的验证，该系统能够进行磁场的自动测量，并且过程中也无需人工干预，工作稳定，满足测磁精度和时间的需求。

关键词：B NCT回旋加速器磁场测量运动控制误差精度中图分类号：T L542文献标识码：A文章编号：1674-098X(2022)09(b)-0059-05 Development of Automatic Magnetic Measurement Systemfor BNCT CyclotronHUANG Peng CAO Lei GUAN Fengping GUAN Leilei LI Ming AN Shizhong JIA XianluHOU Shigang WEN Lipeng( China Institute of Atomic Energy, Beijing, 102413 China )Abstract: Because the magnetic gap of BNCT cyclotron is very small, in order to meet the requirements of mag-netic field measurement, this paper designs and develops a set of device for automatic magnetic field measurement of BNCT cyclotron. The measuring process is realized by the radial and angular motion of the measuring arm, both of which are realized by the stepper motor, and the semi-closed-loop control of the position is realized on the upper software, and finally, the radial accuracy is stabilized within ±110µm and the angular accuracy is within±20" by the corresponding control algorithm. At the same time, in order to shorten the time of magnetic measurement, the mo-tion control algorithm is optimized, and relevant control program and upper computer operation software are com-piled, which finally solves the problems of low positioning accuracy and long time consuming in the process of mag-netic measurement. After the verification of multiple magnetic measurement processes, the system can automatically measure the magnetic field without manual intervention and works steadily, which meets the requirements of mag-netic measurement accuracy and time.Key Words: BNCT cyclotron; Magnetic field measurement; Motion control; Error accuracyBNCT回旋加速器加速负氢粒子到14MeV，且计划引出流强为1mA的质子束流，用于硼中子俘获治疗［1-4］。

BNCT中子源用RFQ加速器

BNCT中子源用RFQ加速器

BNCT中子源用RFQ加速器刘伟;颜学庆;郭之虞;陆元荣;朱昆;高淑丽;方家驯;陈佳洱【期刊名称】《强激光与粒子束》【年(卷),期】2007(19)10【摘要】分析了加速器作为硼中子俘获治疗(BNCT)中子源的优势,提出以射频四极场(RFQ)加速器作为BNCT用中子源的首选机型.对该RFQ的参数进行了选择,利用质子轰击锂靶近阈反应产生的前冲中子束能散低、散角小的优势,设定RFQ最终能量为1.9 MeV.采用"匹配均温"设计方法进行了此强流质子RFQ的束流动力学设计,并对设计方案进行了传输模拟,在入口归一化均方根发射度为0.25 mm·mrad、流强为100 mA时,束流传输效率为99.3%.选择合适厚度的锂靶,经过整形即可得到满足BNCT治疗需要的中子束.【总页数】4页(P1731-1734)【作者】刘伟;颜学庆;郭之虞;陆元荣;朱昆;高淑丽;方家驯;陈佳洱【作者单位】北京大学,重离子物理教育部重点实验室,北京,100871;北京大学,重离子物理教育部重点实验室,北京,100871;北京大学,重离子物理教育部重点实验室,北京,100871;北京大学,重离子物理教育部重点实验室,北京,100871;北京大学,重离子物理教育部重点实验室,北京,100871;北京大学,重离子物理教育部重点实验室,北京,100871;北京大学,重离子物理教育部重点实验室,北京,100871;北京大学,重离子物理教育部重点实验室,北京,100871【正文语种】中文【中图分类】O457【相关文献】1.粒子加速器——201．5MHz氘离子RFQ加速器射频结构设计 [J], 张川;郭之虞;Alwin;Schempp;陈佳洱;方家驯2.用于驱动次临界堆的惯性约束聚变中子源与加速器中子源的分析比较 [J], 刘成安;伍钧3.基于强流回旋加速器的BNCT癌症治疗装备 [J], 中国原子能科学研究院4.BNCT RFQ高功率耦合器的设计 [J], 肖永川;欧阳华甫;荣林艳;薛康佳;刘盛进;曹秀霞;吕永佳;陈卫东5.BNCT加速器设计和调试 [J], 欧阳华甫;肖永川;刘盛进;曹秀霞;吕永佳;薛康佳;李辉;朱仁丽;李志平;傅世年因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

一种特殊的放射治疗技术——硼中子俘获治疗的研究

一种特殊的放射治疗技术——硼中子俘获治疗的研究

一种特殊的放射治疗技术——硼中子俘获治疗的研究
贺慧芳;杨雨岩;孔蕾;王俊杰
【期刊名称】《中国医学装备》
【年(卷),期】2022(19)6
【摘要】硼中子俘获治疗(BNCT)是一种治疗癌症的新型技术,其可选择性地最大限度地杀灭肿瘤细胞而不损伤正常组织。

BNCT的关键是肿瘤细胞内或细胞上必须聚集大量的硼10(;B)原子,且能俘获足够数量的热中子发生致命的快中子;B(n,α);Li反应,在肿瘤细胞和正常组织之间产生大的剂量梯度。

BNCT于1936年被正式提出,20世纪60年代初在美国进行了第一次BNCT试验。

近年来研究的头颈部肿瘤和复发性头颈部肿瘤的治疗结果以及专门用于BNCT的中子源加速器开发,为BNCT未来的发展应用带来了较为乐观的前景。

通过简要介绍BNCT选择性杀灭肿瘤细胞的机制及放射生物学因素,综述BNCT所用硼载体、中子源、硼影像以及BNCT计划的研究进展和临床研究结果。

【总页数】5页(P164-168)
【作者】贺慧芳;杨雨岩;孔蕾;王俊杰
【作者单位】北京大学国际医院放疗科;北京大学第三医院放疗科
【正文语种】中文
【中图分类】R815
【相关文献】
1.用于硼中子俘获治疗的医院中子照射器的反应堆光致缓发中子参数
2.硼中子俘获疗法治疗肿瘤及相关技术研究进展
3.硼中子俘获治疗脑胶质瘤超热中子束的品质参数研究
4.硼中子俘获治疗肿瘤的研究：Ⅰ.合成硼化核酸的几种化学方法
5.硼中子俘获治疗中硼的转运方法研究进展
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。