基于加速器的硼中子俘獲治療的束流整形體的設計與優(yōu)化
發(fā)布時間:2021-04-07 11:19
硼中子俘獲治療(Boron Neutron Capture Therapy,BNCT)有望成為治療腦膠質瘤和黑色素瘤的一種非常有效的方法。與基于反應堆的BNCT比較,基于加速器的硼中子俘獲治療裝置(Accelerator-based BNCT,AB-BNCT),具有制造和維護成本低、可用來治療深部腫瘤、政策接受度高、易于在人口密集位置布置等優(yōu)點。在BNCT裝置中,需要用束流整形體(beam shaping assembly,BSA)將中子源產生的快中子束流慢化至超熱中子能區(qū)(0.5eV<E<10ke V),并盡可能減弱快中子、熱中子和γ射線的成分,同時保證中子的方向性。對BSA的設計優(yōu)化是BNCT的關鍵工作之一。本論文用蒙特卡羅方法模擬了 BNCT中的BSA,該BNCT裝置是基于東莞中子科學中心的3.5 Me’V、10 mA射頻四極(radio-frequency quadrupole,RFQ)質子加速器。我們對組成BSA的慢化器、反射體、γ射線屏蔽層、熱中子過濾層和準直器的參數進行了優(yōu)化,提供了一個可行的BSA設計。在我們的設計工作中,BSA由以下部分組成:慢化器嘗試采用...
【文章來源】:湘潭大學湖南省
【文章頁數】:53 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
圖1.1超熱中子束和熱中子束照射時的熱中子注量率在人體模型中的深度分布??
所以我需要對中子束進行處理,得到合適的中子束。BSA的作用是將中子能??量慢化至超熱中子范圍(OJeViEflOkeV),同時保證中子的方向性,并盡可能減弱??不需要的快中子、熱中子和丫射線的成分。BSA的結構如圖2.?1所示,主要包括靶、慢化??器、反射體、準直器、熱中子吸收層和Y屏蔽層等部分。以下小節(jié)會對各部分的具體結構??和功能要求做詳細的介紹。???vi?丨-反射體??I?iVvIiiiUifl??_?:w靴?#??議關1?3?I?4-襲器??g?5-中子產't靶??邏丄圍?6-熱中r吸收??調醒|?一??圖2.1?BSA的結構示意圖??2.?3_?2革巴??我們的設計采用1^耙,因為Li熔點較低,僅為180°C,受到高功率的質子朿流的轟擊??吋候大量的能量堆積會使其溫度快速升高,另外由于Li在空氣中的氧化,質子帶來的1-丨??7??
湘潭大學碩士學位論文keV或197.1keV的能量,在lOOkeV以上有較高的非彈性散射截面,可能量到丨OOkeV以下,如圖2.2它的截面在40keV以上有很多共振峰,發(fā)生彈性散射,且其原子質量也比較適中,通過控制其材料厚度,有度慢化。??F19?(n,total)?fog-1og??
【參考文獻】:
期刊論文
[1]基于加速器7Li(p,n)反應的硼中子俘獲治療中子源的優(yōu)化設計[J]. 李長楷,馬英杰,湯曉斌,謝芹,耿長冉,陳達. 核技術. 2013(09)
[2]用于硼中子俘獲治療的超熱中子束理論設計[J]. 張曉敏,潘潔,寧靜,謝向東,楊國山. 中華放射醫(yī)學與防護雜志. 2010 (02)
[3]中子慢化材料特性研究[J]. 張文仲,張曉敏,駱億生. 原子能科學技術. 2006(05)
[4]超熱中子輻射場的理論設計[J]. 張曉敏,張文仲,駱億生. 核動力工程. 2006(04)
[5]BNCT治療計劃系統(tǒng)綜述[J]. 肖剛,王仲奇,張本愛,朱建士. 中國醫(yī)學物理學雜志. 2006(01)
[6]與ADS相關的強流3.5MeV RFQ加速器的束流動力學特性[J]. 關遐齡,羅紫華,傅世年. 核科學與工程. 2003(01)
碩士論文
[1]基于加速器的中子俘獲治療中子源中子轉換靶的模擬[D]. 褚景祎.遼寧大學 2016
本文編號:3123395
【文章來源】:湘潭大學湖南省
【文章頁數】:53 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
圖1.1超熱中子束和熱中子束照射時的熱中子注量率在人體模型中的深度分布??
所以我需要對中子束進行處理,得到合適的中子束。BSA的作用是將中子能??量慢化至超熱中子范圍(OJeViEflOkeV),同時保證中子的方向性,并盡可能減弱??不需要的快中子、熱中子和丫射線的成分。BSA的結構如圖2.?1所示,主要包括靶、慢化??器、反射體、準直器、熱中子吸收層和Y屏蔽層等部分。以下小節(jié)會對各部分的具體結構??和功能要求做詳細的介紹。???vi?丨-反射體??I?iVvIiiiUifl??_?:w靴?#??議關1?3?I?4-襲器??g?5-中子產't靶??邏丄圍?6-熱中r吸收??調醒|?一??圖2.1?BSA的結構示意圖??2.?3_?2革巴??我們的設計采用1^耙,因為Li熔點較低,僅為180°C,受到高功率的質子朿流的轟擊??吋候大量的能量堆積會使其溫度快速升高,另外由于Li在空氣中的氧化,質子帶來的1-丨??7??
湘潭大學碩士學位論文keV或197.1keV的能量,在lOOkeV以上有較高的非彈性散射截面,可能量到丨OOkeV以下,如圖2.2它的截面在40keV以上有很多共振峰,發(fā)生彈性散射,且其原子質量也比較適中,通過控制其材料厚度,有度慢化。??F19?(n,total)?fog-1og??
【參考文獻】:
期刊論文
[1]基于加速器7Li(p,n)反應的硼中子俘獲治療中子源的優(yōu)化設計[J]. 李長楷,馬英杰,湯曉斌,謝芹,耿長冉,陳達. 核技術. 2013(09)
[2]用于硼中子俘獲治療的超熱中子束理論設計[J]. 張曉敏,潘潔,寧靜,謝向東,楊國山. 中華放射醫(yī)學與防護雜志. 2010 (02)
[3]中子慢化材料特性研究[J]. 張文仲,張曉敏,駱億生. 原子能科學技術. 2006(05)
[4]超熱中子輻射場的理論設計[J]. 張曉敏,張文仲,駱億生. 核動力工程. 2006(04)
[5]BNCT治療計劃系統(tǒng)綜述[J]. 肖剛,王仲奇,張本愛,朱建士. 中國醫(yī)學物理學雜志. 2006(01)
[6]與ADS相關的強流3.5MeV RFQ加速器的束流動力學特性[J]. 關遐齡,羅紫華,傅世年. 核科學與工程. 2003(01)
碩士論文
[1]基于加速器的中子俘獲治療中子源中子轉換靶的模擬[D]. 褚景祎.遼寧大學 2016
本文編號:3123395
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