CN109893780B - 一种bnct用超热中子通量探测器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种BNCT用超热中子通量探测器，该探测器为球形，其直径为61.65 mm。所述探测器的几何中心位置设置有一由碳化硼（B4C）层包裹的活化材料，该活化材料为锰（Mn）箔。所述探测器采用直径为61.60 mm的聚乙烯球，其外表面由厚度为0.025 mm的镉（Cd）箔包裹。所述碳化硼（B4C）层的厚度为0.18 mm，包裹在锰（Mn）箔的外表面。本发明的BNCT用超热中子通量探测器可以在不测量中子能谱的情况下实现BNCT辐射场中超热中子通量的精确、快速测量，具有创新性；同时，它的测量精度高（好于5%），结构简单，使用方便，极具应用前景。

Description

一种BNCT用超热中子通量探测器
技术领域
本发明涉及BNCT辐射场中子通量的测量领域，具体涉及一种BNCT用超热中子通量探测器。
背景技术
近年来，恶性肿瘤已经成为我国居民的第一位死亡原因，是我国面临的最为严重的公共健康问题。因此，从医疗技术手段出发不断提升肿瘤治疗效果、延长患者生存时间、改善患者生活质量是全社会的急切需求。
硼中子俘获治疗（boron neutron capture therapy, BNCT）技术是一项极具应用前景且正新兴快速发展的先进放射治疗技术，它具有精准靶向、高相对生物学效应和短疗程的特点。BNCT技术对于大范围或边界不明确的弥散状或浸润性的恶变癌症、需保持肢体或外形美容的复发肿瘤以及带有空腔的器官肿瘤等癌症具有特殊的治疗优势。目前，BNCT技术已经成为粒子治疗研发的新热点和未来肿瘤放疗的重要选择之一。
中子源对于BNCT技术的应用和推广至关重要。超热中子（0.5 eV～10 keV）通量是BNCT中子源的重要特性参数，其测量的准确程度直接关系到BNCT技术其它参数（如处方剂量、照射治疗时间、中子辐射剂量等）的分析精度，进而影响治疗计划的可信度。所以，为了准确评价BNCT中子源的品质，精准制定治疗计划，精确测量BNCT中子源中的超热中子通量是非常重要的。
BNCT中子源产生的是高通量（≥1×109 n/cm2/s）的混合辐射场，且它的中子能量范围很宽，同时包含热中子（＜0.5 eV）、超热中子和快中子（＞10 keV）成分。针对BNCT辐射场中子能谱及通量的测量，国际上尚未形成通用的标准测量方法。目前应用于BNCT辐射场中子能谱及通量测量的方法主要是多球谱仪法和多箔活化法，然而这两种方法的操作流程繁琐，耗时长，测量精度低，不能适用于BNCT中子源品质（尤其是每日品质）的准确、快速评价和中子辐照剂量的精确评估，难以满足实际需要。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供了一种BNCT用超热中子通量探测器，可以在不测量中子能谱的情况下实现对BNCT辐射场中超热中子通量的精确、快速测量，可以为BNCT辐射场中子通量的测量提供技术与设备，有望在BNCT中子源品质评价和精准治疗计划制定方面发挥重要作用，极具应用前景。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：
BNCT用超热中子通量探测器，该探测器为球形，其直径为61.65 mm。所述探测器的几何中心位置设置有一由碳化硼（B4C）层包裹的活化材料，该活化材料为锰（Mn）箔。
进一步地，所述探测器采用直径为61.60 mm的聚乙烯球，其外表面由厚度为0.025mm的镉（Cd）箔包裹。
进一步地，所述的碳化硼（B4C）层的厚度为0.18 mm，包裹在锰（Mn）箔的外表面。
进一步地，所述的锰（Mn）箔为圆柱形结构，其直径为10 mm，厚度为0.1 mm。
本发明的BNCT用超热中子通量探测器可以在不测量中子能谱的情况下实现BNCT辐射场中超热中子通量的精确、快速测量，具有创新性；同时，它的测量精度高（好于5%），结构简单，使用方便，极具应用前景。
附图说明
图1为本发明实施例的BNCT用超热中子通量探测器的结构示意图。
图2为本发明实施例的BNCT用超热中子通量探测器的侧向剖面图。
图3为本发明实施例的BNCT用超热中子通量探测器在中子能量0.01 eV～10 MeV范围内的灵敏度。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。
如图1-图2所示，本发明实施例的BNCT用超热中子通量探测器，该探测器为球形，其直径为61.65 mm。所述探测器的几何中心位置设置有一由碳化硼（B4C）层3包裹的活化材料，该活化材料为锰（Mn）箔4。所述探测器采用直径为61.60 mm的聚乙烯球2，其外表面由厚度为0.025 mm的镉（Cd）箔1包裹。所述碳化硼（B4C）层3的厚度为0.18 mm，包裹在锰（Mn）箔4的外表面。所述锰（Mn）箔4为圆柱形结构，其直径为10 mm，厚度为0.1 mm。
本发明的BNCT用超热中子通量探测器在中子能量0.01 eV～10 MeV范围内的灵敏度如图3所示。该BNCT用超热中子通量探测器对超热中子十分灵敏且具有在超热中子能区（0.5 eV～10 keV）内平坦（相对于平均值的最大波动为7.87%）的灵敏度曲线，而它对热中子（＜ 0.5 eV）以及快中子（＞10 keV）的灵敏度却明显较低。这就说明它可以精确测量BNCT辐射场中的超热中子通量。另一方面，55Mn活化后生成的56Mn的半衰期为2.58 h，长短适中，在便于放射性测量的前提下可以实现BNCT辐射场中超热中子通量的快速测量。
根据国内外关于BNCT中子源的研究成果，发明人构建了一些模拟的BNCT辐射场（即BNCT用超热中子通量探测器的工作环境），并利用这些辐射场开展了所述探测器的性能研究。结果表明，该BNCT用超热中子通量探测器可以精确测量BNCT辐射场中的超热中子通量，其测量精度好于5%。
实际应用时，可将所述BNCT用超热中子通量探测器放置在BNCT辐射场中进行辐照，经辐照一定时间后取出。55Mn经中子辐照后生成的56Mn衰变时放出的特征γ射线可以利用高纯锗（HPGe）探测器测得。通过HPGe探测器测得的特征γ射线数可以很容易地推出BNCT辐射场中的超热中子通量。
综上所述，该BNCT用超热中子通量探测器可以在不测量中子能谱的情况下实现BNCT辐射场中超热中子通量的精确、快速测量，具有创新性；同时，它的测量精度高（好于5%），结构简单，使用方便，极具应用前景。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

Claims (1)

1.一种BNCT用超热中子通量探测器，其特征在于，该探测器为球形，其直径为61.65mm，所述探测器的几何中心位置设置有一由碳化硼B4C层包裹的活化材料，该活化材料为锰Mn箔；
所述探测器采用直径为61.60mm的聚乙烯球，其外表面由厚度为0.025mm的镉Cd箔包裹；
所述的碳化硼B4C层的厚度为0.18mm，包裹在锰Mn箔的外表面；
所述的锰Mn箔为圆柱形结构，其直径为10mm，厚度为0.1mm。
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114047541A (zh) * 2021-11-10 2022-02-15 中国原子能科学研究院 一种中子能谱测量的多球谱仪

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN86104825A (zh) * 1986-06-07 1987-12-16 施卢默格海外有限公司 带加速器中子源的测井仪
CN2541932Y (zh) * 2002-04-04 2003-03-26 唐雪飞 一种热中子俘获治疗装置
CN104903751A (zh) * 2012-11-01 2015-09-09 哈里伯顿能源服务公司 用于检测超热中子和热中子的方法和系统
WO2016097415A1 (fr) * 2014-12-19 2016-06-23 Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives Procede de realisation d'un detecteur de neutrons et detecteur de neutrons
CN207081832U (zh) * 2016-01-15 2018-03-09 南京中硼联康医疗科技有限公司 用于中子捕获治疗系统的辐射线检测系统

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5581079A (en) * 1995-02-24 1996-12-03 Western Atlas International, Inc. Epithermal neutron detector having enhanced efficiency
CN100395561C (zh) * 2005-09-29 2008-06-18 核工业西南物理研究院 聚变中子通量监测器

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN86104825A (zh) * 1986-06-07 1987-12-16 施卢默格海外有限公司 带加速器中子源的测井仪
CN2541932Y (zh) * 2002-04-04 2003-03-26 唐雪飞 一种热中子俘获治疗装置
CN104903751A (zh) * 2012-11-01 2015-09-09 哈里伯顿能源服务公司 用于检测超热中子和热中子的方法和系统
WO2016097415A1 (fr) * 2014-12-19 2016-06-23 Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives Procede de realisation d'un detecteur de neutrons et detecteur de neutrons
CN207081832U (zh) * 2016-01-15 2018-03-09 南京中硼联康医疗科技有限公司 用于中子捕获治疗系统的辐射线检测系统

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
0.5eV到数百keV能区中子通量密度监测器的理论设计与实验研究;关兴彩;《中国博士学位论文全文数据库 医药卫生科技辑》;20161115;摘要、第2.4.4节、第三章，表2-1，图3-86、4-12（b） *

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