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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<10ke V),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。本论文用蒙特卡罗方法模拟了 BNCT中的BSA,该BNCT装置是基于东莞中子科学中心的3.5 Me’V、10 mA射频四极(radio-frequency quadrupole,RFQ)质子加速器。我们对组成BSA的慢化器、反射体、γ射线屏蔽层、热中子过滤层和准直器的参数进行了优化,提供了一个可行的BSA设计。在我们的设计工作中,BSA由以下部分组成:慢化器尝试采用不同慢化材料、反射体采用聚四氟乙烯(Teflon)、γ屏蔽采用鉍、热中子过滤层采用6Li、准直器材料采用理化聚乙烯。我们采用了两种方法对BSA优化结果进行评估:国际原子能机构报告IAEA-TECDOC-1223所推荐的BSA出口的中子束流参数评价方法以及Synder人体头模中的剂量分布评价方法。通过对BSA的计算和模拟,掌握了结构参数变化对BSA出口能谱的影响,在此基础上对BSA的结构进行了更进一步优化。基于对以Fluental和LiF为慢化材料的BSA出口处能谱参数特征的分析,提出了 Fluental和LiF间隔2cm层状堆叠的三明治BSA构型。研究发现,在优化BSA其它结构参数,并使快中子剂量成分、γ射线剂量成分和热中子比例满足IAEA-TECDOC-1223报告推荐要求的条件下,采用三明治构型慢化器的BSA在出口处最大超热中子注量率(9.14×108n/cm2/s)优于分别单独使用Fluental(7.81 × 108 n/cm2/s)和 LiF 材料(8.79× 1 08 n/cm2/s)作为慢化器的 BSA 的最大超热中子注量率。BSA出口处修正的Synder人头几何模型中的剂量深度分布计算结果显示:上述三明治构型比单独使用Fluental的结构,所需治疗时间更短,TR值相当,相对单独使用LiF的结构TR值更高,所需治疗时间相近。另外三者优化后所能达到的治疗深度基本一致,这表明Fluental和LiF层状堆叠的三明治构型是一种可行的慢化器结构,基于此的BSA设计方案是一种合适的选择。