硫中子俘獲治療中子源技術研究.pdf

1、1936年，G.Locher提出將中子俘獲反應應用到癌癥治療，即硼中子俘獲治療（BNCT）。選擇性地將10B濃集到腫瘤組織內，使用熱中子輻照腫瘤組織，10B(n,α)7Li反應產生的高傳能線密度帶電粒子射程僅為4–10μm，可以將能量全部沉積到腫瘤細胞里并殺死腫瘤細胞。1950年，Brookhaven等人建立了基于核反應堆的熱中子源用于BNCT，并開展了首次臨床試驗。和傳統(tǒng)治療方案相比，BNCT能夠選擇性殺死腫瘤細胞而不破壞正常組織的結

2、構和功能，是一種理想的放射治療方案。
　　在13.5keV中子處，33S有一個共振俘獲截面，釋放出的3.1MeVα粒子能夠有效殺死腫瘤細胞，且該反應無次級γ射線產生。人體中硫的含量與硼的含量相比，高出三個數量級；且腫瘤細胞相對正常組織細胞對載硫試劑有很好的選擇吸收性。核醫(yī)學研究領域近年來提出了一個新興的中子俘獲治療課題：硫中子俘獲治療（SNCT）。SNCT使用中能中子，可以對深部腫瘤實施治療。SNCT能夠像硼中子俘獲治療（BNCT

3、）一樣，單獨用于腫瘤治療，或與BNCT相結合提高中子俘獲治療的效果。
　　SNCT應用需要解決幾個關鍵問題：首先，如何構建一個合適的中子源，滿足腫瘤治療劑量和正常組織輻射防護的要求，實現安全治療。其次，33S(n,α)30Si共振反應截面數據是否可靠，目前可獲取的共振反應截面數據存在較大分歧，需要實驗手段對截面數據重新驗證。
　　根據33S(n,α)30Si在keV能區(qū)共振反應激發(fā)函數特點，本文提出建立一個基于7Li(p,n

4、)7Be反應的keV能區(qū)加速器中子源。根據“Target”模擬結果，確定SNCT中子源最優(yōu)實驗條件，即入射質子能量接近反應閾值、厚金屬鋰靶、入射角0°方向中子產額最高。依托串列加速器實驗平臺，建立7Li(p,n)7Be反應中子源，采用中子飛行時間法在線測量了7Li(p,n)7Be近閾反應出射中子飛行時間譜，以獲取keV能區(qū)中子。為了更好地為實際臨床提供參考，使用Geant4程序進一步模擬研究了不同材料、不同厚度下中子慢化性能，確定合理的