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硼中子俘获治疗(born neutron capture therapy,BNCT)是一种非常有前途的癌症治疗技术。中子源是BNCT能否取得成功的关键因素之一。对于现代的BNCT中子源来说,超热中子(0.5 eV<En<10 keV)通量密度是其基本物理特性之一。近年来,虽然BNCT中子源中能量较高的快中子(En>10 keV)已经被尽可能适当地慢化,但十到数百keV能区内的快中子依然存在,很难被彻底去除。这种能量稍高于超热中子能量的快中子具有较大的相对生物学效应,会对人体的正常组织造成不必要的伤害。所以,为了评估BNCT中子源的品质,估计癌症病人在治疗过程中受到的侵害性中子辐照剂量,精确测量BNCT中子源中超热中子和十到数百keV能区中子的通量密度就显得十分必要了。然而,考虑到中子能谱的形状,想要直接而又精确地测量BNCT中子源中上述两类中子的通量密度还是相当困难的,因为截止到目前为止,还没有合适的谱仪可以用来直接测量中子能谱。因此,本论文工作基于活化法测量中子通量密度的基本原理,利用71Ga(n,?)72Ga活化反应,采用蒙特卡罗模拟的方法设计了以氮化镓(GaN)基片为活化材料的超热中子通量密度监测器和十到数百keV能区中子通量密度监测器,以分别用来精确测量BNCT中子源中这两类中子的通量密度。在当前设计的超热中子通量密度监测器中,活化材料,即GaN基片,被放置在聚乙烯球(中子慢化材料)的几何中心位置,聚乙烯球的外面由热中子吸收材料镉箔覆盖。本论文工作利用MCNP5程序模拟计算了这个监测器在中子能量0.01 eV<En<10 MeV范围内的灵敏度。模拟结果表明,该监测器对超热中子十分灵敏且具有在超热中子能区内平坦的灵敏度曲线,而它对热中子(En<0.5 eV)以及能量较高的快中子的灵敏度却明显较低。本论文工作设计的十到数百keV能区中子通量密度监测器由两个监测器组成。这两个监测器在外形上几乎完全相同,由外至内具有吸收剂/慢化剂/吸收剂/GaN基片的结构材料安排。这两个监测器之间的区别主要是所使用材料的种类、中子吸收材料的厚度以及中子慢化材料的直径等。利用MCNP5程序,本论文工作分别模拟计算了这两个监测器在中子能量0.01 eV<En<10 MeV范围内的灵敏度。模拟结果表明,通过对这两个监测器的灵敏度作差,热中子、超热中子以及能量较高的快中子对监测器灵敏度的贡献几乎被完全地去除了,同时成功地得到了在十到数百keV能区内平坦的监测器灵敏度曲线。利用日本大阪大学的强流氘氚中子源装置OKTAVIAN,本论文工作对所设计的这两种不同类型中子通量密度监测器的性能分别进行了实验测试。实验结果表明,这两种不同类型的监测器可以分别用来精确测量BNCT中子源中超热中子和十到数百keV能区中子的通量密度,估计它们的测量精确度分别小于5%和10%。本论文工作设计的这两种不同类型的中子通量密度监测器均可以在不用测量中子能谱的情况下精确测量BNCT中子源中宽能量范围中子的通量密度,而这恰是本论文工作的创新性所在。