基于加速器7Li(p,n)反应的BNCT中子源及慢化体的优化设计

摘要：

硼中子俘获治疗(Boron Neutron Capture Therapy,BNCT)作为一种有效的治疗癌症的方法,在全世界范围内已被广泛认可.基于7Li(p,n)反应的加速器中子源具有反应阈值低、中子产额高、平均中子能量低、易慢化等优点,是最具潜力实现BNCT的加速器中子源.首先采用蒙特卡罗程序Geant4(GEometry And Tracking)程序模拟了不同能量的质子轰击不同厚度锂靶的中子源特性,提出用3 MeV的质子轰击0.2 mm厚度锂靶的加速器参数设计方案.随后开展了中子慢化体的模拟和优化设计研究,提出了一种"26 cm MgF2+10 cm TiF3"的组合作为慢化层结构,采用0.08 cm的6Li作为热中子吸收层、1.5 cm的Bi作为γ吸收层.在加速器质子束流15 mA的条件下,模拟获得的慢化体出口超热中子注量率达到1.16×109 n·cm-2·s-1,快中子与超热中子比率(Φepi/Φfast)为21.64,热中子与超热中子比率(Φepi/Φth)为125.23,γ成分(Dγ/Φepi)达到1.82×10-13 Gy·cm2·n-1(epi),可以满足BNCT的研究需求.

关键词：硼中子俘获治疗、蒙特卡罗模拟、中子源、中子慢化

所属期刊栏目：45

分类号：TL99

资助基金：国家自然科学基金;国家自然科学基金;兰州大学中央高校基本科研业务费专项

在线出版日期：2022-06-15（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：9-17