CN110507915B - 中子缓速材料 - Google Patents

中子缓速材料 Download PDF

Info

Publication number
CN110507915B
CN110507915B CN201910721308.8A CN201910721308A CN110507915B CN 110507915 B CN110507915 B CN 110507915B CN 201910721308 A CN201910721308 A CN 201910721308A CN 110507915 B CN110507915 B CN 110507915B
Authority
CN
China
Prior art keywords
neutron
density
moderator
weight
slowing
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201910721308.8A
Other languages
English (en)
Other versions
CN110507915A (zh
Inventor
刘渊豪
陈韦霖
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Neuboron Medtech Ltd
Original Assignee
Neuboron Medtech Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Neuboron Medtech Ltd filed Critical Neuboron Medtech Ltd
Priority to CN201910721308.8A priority Critical patent/CN110507915B/zh
Publication of CN110507915A publication Critical patent/CN110507915A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN110507915B publication Critical patent/CN110507915B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21K—TECHNIQUES FOR HANDLING PARTICLES OR IONISING RADIATION NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; IRRADIATION DEVICES; GAMMA RAY OR X-RAY MICROSCOPES
    • G21K1/00—Arrangements for handling particles or ionising radiation, e.g. focusing or moderating
    • G21K1/10—Scattering devices; Absorbing devices; Ionising radiation filters
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61N—ELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
    • A61N5/00—Radiation therapy
    • A61N5/10—X-ray therapy; Gamma-ray therapy; Particle-irradiation therapy
    • G—PHYSICS
    • G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21F—PROTECTION AGAINST X-RADIATION, GAMMA RADIATION, CORPUSCULAR RADIATION OR PARTICLE BOMBARDMENT; TREATING RADIOACTIVELY CONTAMINATED MATERIAL; DECONTAMINATION ARRANGEMENTS THEREFOR
    • G21F1/00—Shielding characterised by the composition of the materials
    • G21F1/02—Selection of uniform shielding materials
    • G21F1/08—Metals; Alloys; Cermets, i.e. sintered mixtures of ceramics and metals
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05H—PLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
    • H05H3/00—Production or acceleration of neutral particle beams, e.g. molecular or atomic beams
    • H05H3/06—Generating neutron beams
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61N—ELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
    • A61N5/00—Radiation therapy
    • A61N5/10—X-ray therapy; Gamma-ray therapy; Particle-irradiation therapy
    • A61N2005/1085—X-ray therapy; Gamma-ray therapy; Particle-irradiation therapy characterised by the type of particles applied to the patient
    • A61N2005/109—Neutrons
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61N—ELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
    • A61N5/00—Radiation therapy
    • A61N5/10—X-ray therapy; Gamma-ray therapy; Particle-irradiation therapy
    • A61N2005/1092—Details
    • A61N2005/1095—Elements inserted into the radiation path within the system, e.g. filters or wedges

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Radiology & Medical Imaging (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Radiation-Therapy Devices (AREA)
  • Pharmaceuticals Containing Other Organic And Inorganic Compounds (AREA)

Abstract

本发明一方面提供一种用于BNCT射束整形体的中子缓速材料，该中子缓速材料包括Mg、Al、F三种元素，其中Mg元素的质量分数为3.5％～37.1％、Al元素的质量分数为5％～90.4％，F元素的质量分数为5.8％～67.2％，Mg、Al、F三种元素的重量总和占所述中子缓速材料的总重量的100％。本发明的另一方面提供的该中子缓速材料可以掺杂少量含6Li的物质。本发明的有益效果是提供了一种能产生较好假体射束品质的中子缓速材料，另外，含6Li物质的添加有效降低了超热中子射束中的γ射线含量。

Description

中子缓速材料
技术领域
本发明涉及一种放射性射线缓速材料，尤其是一种中子缓速材料。
背景技术
随着加速器的产生，硼中子捕获治疗(BNCT)技术的进入飞速发展的阶段，硼中子捕获治疗的原理是：加速器产生的质子与靶材撞击生成或通过核反应产生有不同能量的中子，这些不同能量的中子经过射束整形体调整为能量为kev的超热中子后，更进一步的入射人体中将成为热中子后，与肿瘤细胞内的含硼药物进行反应，其辐射的能量能够消灭肿瘤细胞，杀伤范围仅局限于细胞內，而对正常组织几乎无伤害。
从靶材产生的中子、其能量分布范围较大，同时包含热中子、超热中子及快中子，此外也包含了伽马射线，这些对于治疗没有帮助的辐射，将致使正常组织非选择性剂量沉积的比例变大，因此对正常组织的伤害也就越大。射束整形体中的缓速材料作为中子缓速材料的一种应用是提高射束质量并降低对治疗无益射线含量的关键。因此射束整形体中子缓速材料成为BNCT技术领域研究的热点，中子缓速材料的优劣主要通过中子射束品质来体现，中子射束的品质分为空气射束品质和假体射束品质，其中，空气射束品质可以用超热中子射束通量、快中子污染、伽马射线污染、热中子与超热中子通量比值以及中子前向性来进行综合评价，而假体射束品质是通过射束在假体内的剂量分布和假体内射束的治疗效果来体现的，假体射束品质因素除了有效治疗深度(AD)、有效治疗深度剂量率(ADDR)和有效治疗剂量比(AR)及治疗时间外，利用30.0RBE-Gy可治疗深度更可以体现出可以治疗肿瘤的有效最大深度。
目前尚未发现针对假体射束品质对中子缓速材料的筛选。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种具有较好的假体射束品质，尤其是具有较好有效治疗肿瘤深度的中子缓速材料。
本发明还有一个目的是通过在所述中子缓速材料里添加一定量的含Li的物质来降低超热中子射束里的伽马射线污染。
为实现本发明的目的和其他优点，本发明提供了一种中子缓速材料，所述中子缓速材料包含Mg元素、Al元素以及F元素，其中，Mg、Al、F三种元素的重量分别占所述中子缓速材料的重量百分比为：3.5％≦Mg≦37.1％、5.0％≦Al≦90.4％、5.8％≦F≦67.2％，Mg、Al、F三种元素的重量总和占所述中子缓速材料的总重量的100％。
优选的是，所述中子缓速材料中，所述中子缓速材料添加含6Li的物质以降低γ射线污染，其中含6Li的物质的添加量为所述中子缓速材料的总重量的0.1％～10％。优选的是，所述中子缓速材料添加天然的LiF以降低γ射线污染，其中LiF的添加量为所述中子缓速材料的总重量的0.1％～10％。
优选的是，所述中子缓速材料中，所述中子缓速材料的密度为理论密度的60％～100％。
优选的是，所述中子缓速材料中，所述中子缓速材料的物质组成形式为MgF2和Al。
优选的是，所述中子缓速材料中，所述中子缓速材料密度与理论密度比以及Al元素的重量占所述中子缓速材料的重量百分比之间的关系在如下组别中选择：当所述中子缓速材料密度为60％的理论密度时，Al元素的重量占所述中子缓速材料重量的百分比为：35％≦Al≦70％；当所述中子缓速材料密度为80％的理论密度时，Al元素的重量占所述中子缓速材料重量的百分比为：50％≦Al≦80％；当所述中子缓速材料密度为理论密度时，Al元素的重量占所述中子缓速材料重量的百分比为：65％≦Al≦90。
优选的是，所述中子缓速材料中，所述中子缓速材料密度与理论密度比以及Al和MgF2之间的重量比之间的关系在如下组别中选择：当所述中子缓速材料密度为60％的理论密度时，Al和MgF2的重量比为11:9；当所述中子缓速材料密度为80％的理论密度时，Al和MgF2的重量比为13:7；当所述中子缓速材料密度为理论密度时，Al和MgF2的重量比为4:1。
优选的是，所述中子缓速材料中，所述中子缓速材料以层叠或混合粉末压坯或混合粉末烧结的形式设置在射束整形体内以作为所述射束整形体的缓速体。
其中，所述射束整形体还包括包围所述缓速体的反射体、与所述缓速体邻接的热中子吸收体和设置在所述射束整形体内的辐射屏蔽。
优选的是，所述射束整形体用于加速器中子捕获治疗装置，所述加速器中子捕获治疗装置包括加速器、被所述加速器加速的带电粒子束、用于通过所述带电粒子束的带电粒子束入口、经与所述带电粒子束发生核反应从而产生中子束的中子产生部、用于调整经所述中子产生部产生的中子射束通量与品质的射束整形体和邻接于所述射束整形体的射束出口，其中，所述中子产生部容纳在所述射束整形体内。
本发明至少包括以下有益效果：这种包含Al、Mg和F三种元素的中子缓速材料能使中子射束具有较好的假体射束品质，如有效治疗深度值和30RBE-Gy有效治疗深度值，使BNCT的有效治疗肿瘤深度获得提升；此外，若所述中子缓速材料添加了一定量的6LiF，则所述中子缓速材料能有效降低超热中子射束中伽马射线污染，在不影响假体射束品质的基础上，有效提高空气射束品质。
本发明的其他优点、目标和特征部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
附图说明
图1是基于加速器的BNCT的平面示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不排除一个或多个其它成分或其组合的存在或添加。
假体8的射束品质直接影响治疗效果，其中假体8的元素组成会影响中子飘逸及治疗剂量，本发明采用的假体为Modified Snyder head phantom。以下三个参数可用来评价中子射束的治疗效果：
1、有效治疗深度：
肿瘤剂量等于正常组织最大剂量的深度，在此深度之后的位置，肿瘤细胞得到的剂量小于正常组织最大剂量，即失去了硼中子捕获的优势。此参数代表中子射束的穿透能力，有效治疗深度越大表示可治疗的肿瘤深度越深，单位为cm。
2、有效治疗深度剂量率：
即有效治疗深度的肿瘤剂量率，亦等于正常组织的最大剂量率。因正常组织接收总剂量为影响可给予肿瘤总剂量大小的因素，因此参数影响治疗时间的长短，有效治疗深度剂量率越大表示给予肿瘤一定剂量所需的照射时间越短，单位为cGy/mA-min。
3、有效治疗剂量比：
从大脑表面到有效治疗深度，肿瘤和正常组织接收的平均剂量比值，称之为有效治疗剂量比；平均剂量的计算，可由剂量-深度曲线积分得到。有效治疗剂量比值越大，代表该中子射束的治疗效果越好。
由于光子、中子造成的生物剂量不同，所以针对快中子、热中子和光子剂量项应分别乘以不同组织的相对生物效应(RBE)以求得等效剂量。
本发明选择假体8射束品质中的治疗深度作为评价基准，当剂量为30.0RBE-Gy时，更能确保消灭癌细胞，所以我们亦采以30.0RBE-Gy可治疗深度这项参数，作为比有效治疗深度更加直接的判断依据，用于评价假体8射束品质优劣的参数如下：
1、有效治疗深度(AD)：
如前所述，此参数越大代表可治疗的肿瘤深度越深，单位为公分(cm)；
2、30.0RBE-Gy可治疗深度(TD)：
代表假体中沿射束中心轴向的肿瘤剂量能够达到30.0RBE-Gy的可能达到的最大深度，单位为公分(cm)，30.0RBE-Gy的剂量给予，能确保给予癌细胞致命的打击，此项参数越大，即代表可有效杀伤更深位置的肿瘤。
为实现本发明的目的，中子缓速材料包含Mg元素、Al元素以及F元素，其中，Mg、Al、F三种元素的重量分别占所述中子缓速材料的重量百分比为：3.5％≦Mg≦37.1％、5.0％≦Al≦90.4％、5.8％≦F≦67.2％，Mg、Al、F三种元素的重量总和占所述中子缓速材料的总重量的100％。此种组合及配比可以提高有效治疗深度和30.0RBE-Gy可治疗深度，使通过所述中子缓速材料的射束具有较好的假体8射束品质。
所述中子缓速材料中，所述中子缓速材料添加含6Li物质以降低γ射线污染，其中含6Li物质的添加量为所述中子缓速材料的总重量的0.1％～10％，含6Li物质的添加可以在保证所述中子缓速材料有较好的假体射束品质的同时能有效的降低γ射线污染。
所述中子缓速材料中，所述中子缓速材料的密度为理论密度的60％～100％，若密度小于60％的理论密度会使由缓速材料组成的缓速体体积变大，穿过所述缓速体的射束通量减少，进而导致治疗时间延长。
其中，所述中子缓速材料的物质组成形式可以为MgF2和Al。
所述中子缓速材料中，所述中子缓速材料密度与理论密度比以及Al元素的重量占所述中子缓速材料的重量百分比之间的关系在如下组别中选择：当所述中子缓速材料密度为60％的理论密度时，Al元素的重量占所述中子缓速材料重量的百分比为：35％≦Al≦70％；当所述中子缓速材料密度为80％的理论密度时，Al元素的重量占所述中子缓速材料重量的百分比为：50％≦Al≦80％；当所述中子缓速材料密度为理论密度时，Al元素的重量占所述中子缓速材料重量的百分比为：65％≦Al≦90；在上述条件下，30.0RBE-Gy可达到的深度大于7cm。
所述中子缓速材料中，所述中子缓速材料密度与理论密度比以及Al和MgF2之间的重量比之间的关系在如下组别中选择：当所述中子缓速材料密度为60％的理论密度时，Al和MgF2的重量比为11:9；当所述中子缓速材料密度为80％的理论密度时，Al和MgF2的重量比为13:7；当所述中子缓速材料密度为理论密度时，Al和MgF2的重量比为4:1，在上述条件下，中子缓速材料在相应密度下的30.0RBE-Gy可达到最大值。
所述中子缓速材料以层叠或混合粉末压坯或混合粉末烧结的形式设置在射束整形体3内以作为所述射束整形体3的缓速体6。
其中，所述射束整形体3还包括包围所述缓速体6的反射体2、与所述缓速体6邻接的热中子吸收体5和设置在所述射束整形体3内的辐射屏蔽4。
所述射束整形体3用于加速器中子捕获治疗装置，所述加速器中子捕获治疗装置包括加速器1、被所述加速器1加速的带电粒子束、用于通过所述带电粒子束的带电粒子束入口、经与所述带电粒子束发生核反应从而产生中子束的中子产生部7、用于调整经所述中子产生部7产生的中子射束通量与品质的射束整形体3和邻接于所述射束整形体3的射束出口，其中，所述中子产生部7容纳在所述射束整形体3内。
实验证明，含有Al、Mg和F三种元素的物质作为BNCT中射束整形体3的中子缓速材料可以有效提高假体射束品质，含有这三种元素的物质组成类型有但不限于以下几种：1、Al和MgF2；2、AlF3和MgF2；3、Al、AlF3和MgF2；4、含有Al、Mg、F三种元素的烧结体。这些含有Al、Mg和F三种元素的物质可以是混合均匀的混合物，也可以是由不同物质堆叠而成的，以下实施例1、2、3、6是在中子缓速材料的厚度为72.5cm的基础上完成的，其余实施例是在中子缓速材料的厚度为60cm的基础上完成的。在此，引用的中子缓速材料的厚度只是为了说明该中子缓速材料的有益效果，并非用来限定中子缓速材料的厚度。
<实施例1>
选取不同重量份的Al和MgF2，当其混合粉末压坯物的密度为理论密度的60％时，通过MCNP模拟计算得出有效治疗深度和肿瘤30RBE-Gy所在深度，结果如表1所示：
表1：Al和MgF2混合粉末压坯物的密度为理论密度的60％时的假体射束品质
Figure BDA0002157310170000051
Figure BDA0002157310170000061
<实施例2>
选取不同重量份的Al和MgF2，通过MCNP分别模拟计算出密度为80％理论密度的Al和MgF2混合物压坯的中子缓速材料和密度为80％理论密度的Al和MgF2烧结形式的中子缓速材料的有效治疗深度和肿瘤30RBE-Gy所在深度，结果证明在混合物组成及配比相同的情况下，混合均匀的烧结物和混合均匀的压坯物的假体射束品质没有差异，其有效治疗深度和30.0RBE-Gy所在深度的结果如表2所示：
表2：Al和MgF2混合物密度为理论密度的80％时的假体射束品质
Figure BDA0002157310170000062
Figure BDA0002157310170000071
<实施例3>
选取不同重量份的Al和MgF2，当其混合粉末烧结物的密度为理论密度时，通过MCNP模拟计算得出有效治疗深度和肿瘤30RBE-Gy所在深度，结果如表3所示：
表3：Al和MgF2烧结混合物密度为理论密度时的假体射束品质
Figure BDA0002157310170000072
<实施例4>
选取不同重量份的Al和MgF2，使Al和MgF2以层叠的形式组成中子缓速材料，当所述中子缓速材料密度为理论密度时，通过MCNP模拟计算得出有效治疗深度和肿瘤30RBE-Gy所在深度，结果如表4所示：
表4：Al和MgF2以层叠形式组成的密度为理论密度的中子缓速材料时的假体射束品质
Figure BDA0002157310170000081
<实施例5>
选取不同重量份的AlF3和MgF2，使AlF3和MgF2以层叠的形式组成中子缓速材料，当所述中子缓速材料密度为理论密度时，通过MCNP模拟计算得出有效治疗深度和肿瘤30RBE-Gy所在深度，结果如表5所示：
表5：AlF3和MgF2以层叠形式组成的密度为理论密度的中子缓速材料时的假体射束品质
Figure BDA0002157310170000082
<实施例6>
γ射线污染定义为单位超热中子通量伴随的γ射线剂量，单位为Gy-cm2/n。通过研究表明，含6Li的物质在不降低假体射束品质的前提下能够有效的降低中子射束中伽马射线的含量，含6Li的物质包含但不限于6Li单质、LiF、Li2CO3、Li2O和Li2C2，本实验以天然的LiF为例说明添加含6Li物质对假体射束品质及γ射线含量的影响。本领域技术人员熟知地，发明人在此只是以天然的LiF为例并非限定LiF中6Li的含量，除了天然的LiF之外，6Li含量为其它的也可行。表6为在<实施例2>中80％理论密度的Al和MgF2混合粉末压坯物的基础上分别添加质量为中子缓速材料质量的0.1％、5％和10％的LiF后对假体射束品质以及伽马射线污染情况的影响。
表6：添加不同量LiF对假体射束品质及γ射线含量的影响
Figure BDA0002157310170000091
Figure BDA0002157310170000101
为了说明本发明的效果，发明人提供比较实验如下：
<对比例1>
在<实施例1>中，密度为60％理论密度的压坯物中不添加Al，也就是铝元素的质量分数为0％时，有效治疗深度为12.24cm，肿瘤30RBE-Gy所在深度为5.39cm。
<对比例2>
在<实施例2>中，密度为80％理论密度的压坯物中不添加Al，也就是铝元素的质量分数为0％时，有效治疗深度为11.39cm，肿瘤30RBE-Gy所在深度为3.73cm。
<对比例3>
在<实施例3>中，密度为理论密度的烧结物中不添加Al，也就是铝元素的质量分数为0％时，有效治疗深度为10.62cm，肿瘤30RBE-Gy所在深度为1.96cm。
<对比例4>
在<实施例5>中，密度为理论密度的层叠物中不添加AlF3，此时Mg元素的重量比为39％，其有效治疗深度为11.1cm，肿瘤30RBE-Gy所在深度为2.59cm。
<对比例5>
在<实施例2>的实验条件下没有添加LiF时，透过中子缓速材料的超热中子射线中的γ射线污染情况见表7。
表7：80％理论密度的Al和MgF2混合物不添加LiF时超热中子射线中γ射线污染情况
Figure BDA0002157310170000102
Figure BDA0002157310170000111
从上述各实施例和对比例1～4能够看出，铝元素的添加可以明显改善假体射束品质，具体表现为有效提高了有效治疗深度和肿瘤30RBE-Gy所在深度，并且随着铝元素含量的增加，有效治疗深度呈上升趋势，而肿瘤30RBE-Gy所在深度呈先上升后下降的趋势。
从<实施例1>、<实施例2>和<实施例3>中可以看出在组分及含量相同的情况下，不同密度下的假体射束品质不一样，并且不同密度下的肿瘤30RBE-Gy所在深度的最大值所对应的铝元素含量不同，因此中子缓速材料的密度也会影响假体射束品质。
从<实施例2>和<实施例3>中可以看出在组分相同而中子缓速材料的组成结构不同的情况下，随着铝元素含量的增加，假体射束品质改善情况一致，因此不同的组成形式(如混合均匀压坯、层叠和烧结)对本实验的有益效果没有影响。
对比<实施例4>和<实施例5>可以看出，中子缓速材料中随着铝元素的增加，假体射束品质均得到明显改善，由此说明无论什么样的物质组成，只要含有Mg、Al、F三种元素的物质组成的中子缓速材料就能有效改善假体射束品质。
<实施例6>是在<实施例2>的基础上完成的，对比两个实施例可以看出，添加不同量的LiF后，中子缓速材料的假体射束品质均有提高，并且随着LiF加入量的增加，假体射束品质提高的程度也增加。
通过对比<实施例6>和<对比例5>可以明显看出，LiF的添加能够有效的降低了超热中子射线中γ射线的含量。实验证明LiF能够在提高假体射束品质的前提下有效降低γ射线含量是因为6Li元素的存在，因此含6Li的物质的添加能够改善假体射束品质并降低超热中子射线中的γ射线污染。
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用。它完全可以被适用于各种适合本发明的领域。对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改。因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (10)

1.一种中子缓速材料，其包含Mg元素、Al元素以及F元素，其特征在于：Mg、Al、F三种元素的重量分别占所述中子缓速材料的重量百分比为：3.5％≦Mg≦37.1％、5.0％≦Al≦90.4％、5.8％≦F≦67.2％，Mg、Al、F三种元素的重量总和占所述中子缓速材料的总重量的100％，所述中子缓速材料的物质组成形式为MgF2和Al。
2.如权利要求1所述的中子缓速材料，其特征在于，所述中子缓速材料添加含6Li的物质以降低γ射线污染，其中含6Li的物质的添加量为所述中子缓速材料的总重量的0.1％～10％。
3.如权利要求2所述的中子缓速材料，其特征在于，所述含6Li的物质为LiF。
4.如权利要求2所述的中子缓速材料，其特征在于，所述含6Li的物质为6Li单质或Li2CO3或Li2O或Li2C2。
5.如权利要求1所述的中子缓速材料，其特征在于，所述中子缓速材料的密度为理论密度的60％～100％。
6.如权利要求1所述的中子缓速材料，其特征在于，所述中子缓速材料密度与理论密度比以及Al元素的重量占所述中子缓速材料的重量百分比之间的关系在如下组别中选择：当所述中子缓速材料密度为60％的理论密度时，Al元素的重量占所述中子缓速材料重量的百分比为：35％≦Al≦70％；当所述中子缓速材料密度为80％的理论密度时，Al元素的重量占所述中子缓速材料重量的百分比为：50％≦Al≦80％；当所述中子缓速材料密度为理论密度时，Al元素的重量占所述中子缓速材料重量的百分比为：65％≦Al≦90。
7.如权利要求1所述的中子缓速材料，其特征在于，所述中子缓速材料密度与理论密度比以及Al和MgF2之间的重量比之间的关系在如下组别中选择：当所述中子缓速材料密度为60％的理论密度时，Al和MgF2的重量比为11:9；当所述中子缓速材料密度为80％的理论密度时，Al和MgF2的重量比为13:7；当所述中子缓速材料密度为理论密度时，Al和MgF2的重量比为4:1。
8.如权利要求1-7中任一项所述的中子缓速材料，其特征在于，所述中子缓速材料以层叠或混合粉末压坯或混合粉末烧结的形式设置在射束整形体内以作为所述射束整形体的缓速体。
9.如权利要求8所述的中子缓速材料，其特征在于，所述射束整形体还包括包围所述缓速体的反射体、与所述缓速体邻接的热中子吸收体和设置在所述射束整形体内的辐射屏蔽。
10.如权利要求9所述的中子缓速材料，其特征在于，所述射束整形体用于加速器中子捕获治疗装置，所述加速器中子捕获治疗装置包括加速器、被所述加速器加速的带电粒子束、用于通过所述带电粒子束的带电粒子束入口、经与所述带电粒子束发生核反应从而产生中子束的中子产生部、用于调整经所述中子产生部产生的中子射束通量与品质的射束整形体和邻接于所述射束整形体的射束出口，其中，所述中子产生部容纳在所述射束整形体内。
CN201910721308.8A 2015-10-15 2015-10-15 中子缓速材料 Active CN110507915B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910721308.8A CN110507915B (zh) 2015-10-15 2015-10-15 中子缓速材料

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910721308.8A CN110507915B (zh) 2015-10-15 2015-10-15 中子缓速材料
CN201510665812.2A CN106601320B (zh) 2015-10-15 2015-10-15 中子缓速材料

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201510665812.2A Division CN106601320B (zh) 2015-10-15 2015-10-15 中子缓速材料

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN110507915A CN110507915A (zh) 2019-11-29
CN110507915B true CN110507915B (zh) 2021-03-09

Family

ID=58517090

Family Applications (3)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201510665812.2A Active CN106601320B (zh) 2015-10-15 2015-10-15 中子缓速材料
CN201910721308.8A Active CN110507915B (zh) 2015-10-15 2015-10-15 中子缓速材料
CN201910004314.1A Active CN109771845B (zh) 2015-10-15 2015-10-15 中子缓速材料

Family Applications Before (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201510665812.2A Active CN106601320B (zh) 2015-10-15 2015-10-15 中子缓速材料

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910004314.1A Active CN109771845B (zh) 2015-10-15 2015-10-15 中子缓速材料

Country Status (6)

Country Link
US (1) US10157693B2 (zh)
EP (2) EP3343569B1 (zh)
JP (1) JP6868017B2 (zh)
CN (3) CN106601320B (zh)
RU (1) RU2704318C1 (zh)
WO (1) WO2017063407A1 (zh)

Families Citing this family (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016179381A1 (en) 2015-05-06 2016-11-10 Neutron Therapeuutics Inc. Neutron target for boron neutron capture therapy
CN110507914B (zh) * 2016-01-04 2021-05-07 南京中硼联康医疗科技有限公司 中子缓速材料
TWI614042B (zh) * 2016-12-02 2018-02-11 財團法人工業技術研究院 中子束源產生器及其濾屏
US10462893B2 (en) 2017-06-05 2019-10-29 Neutron Therapeutics, Inc. Method and system for surface modification of substrate for ion beam target
CN117130035A (zh) * 2017-08-18 2023-11-28 南京中硼联康医疗科技有限公司 生物剂量计及具有其的中子捕获治疗系统
WO2019037624A1 (zh) * 2017-08-24 2019-02-28 南京中硼联康医疗科技有限公司 中子捕获治疗系统
US10811602B2 (en) * 2017-12-08 2020-10-20 Macronix International Co., Ltd. Tungsten oxide RRAM with barrier free structure
CN108093552A (zh) * 2017-12-13 2018-05-29 中国科学院近代物理研究所 一种用于加速器中子源的微流道靶系统
TWI691238B (zh) * 2019-04-12 2020-04-11 中國鋼鐵股份有限公司 中子減速材料之製作方法
CN111821580A (zh) * 2019-04-17 2020-10-27 中硼(厦门)医疗器械有限公司 中子捕获治疗系统及用于中子捕获治疗系统的射束整形体
US11517769B2 (en) * 2019-07-10 2022-12-06 Ricoh Company, Ltd. Neutron beam transmission adjusting device comprising a neutron beam transmission unit including a neutron reactant, method for producing neutron beam transmission adjusting device, and neutron beam adjusting method
JP2022150626A (ja) * 2021-03-26 2022-10-07 住友重機械工業株式会社 治療準備装置、及び治療設備
TWI790709B (zh) * 2021-04-16 2023-01-21 國立大學法人筑波大學 用於放射線屏蔽材料之燒結體、放射線屏蔽材料及其製造方法
JP7165339B2 (ja) * 2021-04-16 2022-11-04 国立大学法人 筑波大学 放射線遮蔽材用焼結体、放射線遮蔽材及びその製造方法
CN113808772A (zh) * 2021-09-10 2021-12-17 中山大学 一种中子慢化材料
CN113897526A (zh) * 2021-09-26 2022-01-07 散裂中子源科学中心 一种中子减速复合材料
CN115894033B (zh) * 2021-09-30 2023-11-14 涿州钢研昊普科技有限公司 一种大尺寸氟化镁慢化体的制备方法
CN116375473A (zh) * 2023-03-30 2023-07-04 山东亚赛陶瓷科技有限公司 氟化镁基复合中子慢化材料及其制备方法

Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1092139B (de) * 1957-11-21 1960-11-03 Gen Dynamics Corp Brennstoffelement fuer Kernreaktoren und Verfahren zur Herstellung desselben
US4367196A (en) * 1957-05-01 1983-01-04 U.S. Energy Research & Development Administration Neutronic reactor
CN102260812A (zh) * 2011-07-06 2011-11-30 昆明理工大学 具有射线及中子综合屏蔽效果的镁基材料
CN202332321U (zh) * 2011-11-25 2012-07-11 长春工业大学 一种14MeV中子慢化材料
CN102719127A (zh) * 2012-07-05 2012-10-10 南海军 防中子辐射材料
JP2015052540A (ja) * 2013-09-06 2015-03-19 三菱重工メカトロシステムズ株式会社 中性子制御装置及び中性子照射装置
JP5700536B2 (ja) * 2011-03-04 2015-04-15 大学共同利用機関法人 高エネルギー加速器研究機構 複合型ターゲット
CN104575653A (zh) * 2013-10-15 2015-04-29 财团法人工业技术研究院 滤屏与中子束源
CN104548388A (zh) * 2014-12-08 2015-04-29 南京中硼联康医疗科技有限公司 用于中子捕获治疗的射束整形体
CN104649605A (zh) * 2015-03-06 2015-05-27 青岛理工大学 一种防辐射混凝土防护剂及其制备方法
WO2015111586A1 (ja) * 2014-01-22 2015-07-30 日本軽金属株式会社 フッ化マグネシウム焼結体の製造方法、中性子モデレータの製造方法及び中性子モデレータ

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4303553A (en) * 1978-09-28 1981-12-01 Nippon Asbestos Co., Ltd. Neutron-protection heat insulating material
FI92890C (fi) * 1993-06-14 1995-01-10 Otatech Oy Neutronien hidastinmateriaali ja sen käyttö
US5814824A (en) * 1995-11-15 1998-09-29 Commonwealth Edison Company Composite thermal insulation and radioactive radiation shielding
CN1321423C (zh) * 2003-03-03 2007-06-13 三菱重工业株式会社 容器、中子屏蔽体用组合物和中子屏蔽体制造法
US7250119B2 (en) * 2004-05-10 2007-07-31 Dasharatham Sayala Composite materials and techniques for neutron and gamma radiation shielding
JP5054335B2 (ja) * 2006-07-18 2012-10-24 株式会社日立製作所 ホウ素中性子捕捉療法用の医療装置
RU2373587C1 (ru) * 2008-06-18 2009-11-20 Федеральное государственное унитарное предприятие "Ордена Ленина и ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский институт синтетического каучука имени академика С.В. Лебедева" Композиция для нейтронной защиты
US9412901B2 (en) * 2010-01-08 2016-08-09 Sensor Electronic Technology, Inc. Superlattice structure
JP5490651B2 (ja) * 2010-09-01 2014-05-14 住友重機械工業株式会社 中性子線照射システム
CN202802547U (zh) * 2012-06-15 2013-03-20 北京凯佰特科技有限公司 医院中子照射器的中子束照射装置
JP6113453B2 (ja) * 2012-07-13 2017-04-12 株式会社八神製作所 中性子発生装置用のターゲットとその製造方法
RU2522580C2 (ru) * 2012-07-31 2014-07-20 Российская Федерация в лице Открытого акционерного общества "Российский концерн по производству электрической и тепловой энергии на атомных станциях" (ОАО "Концерн Росэнергоатом") Термостойкий нейтронозащитный материал
US20140103230A1 (en) * 2012-10-12 2014-04-17 Dal Hoon KANG Radioactive ray shield or absorption sheet with flexibility and restorability, clothes made of the same, and manufacturing method thereof
EP2865658B1 (en) * 2013-07-08 2017-10-11 University of Tsukuba Method for producing a magnesium fluoride sintered compact for neutron moderator
CN108325092B (zh) * 2014-12-08 2020-08-07 南京中硼联康医疗科技有限公司 用于中子捕获治疗的射束整形体
CN104726731B (zh) * 2015-02-11 2016-07-06 太原理工大学 一种增强型镁合金基中子吸收板的制备方法

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4367196A (en) * 1957-05-01 1983-01-04 U.S. Energy Research & Development Administration Neutronic reactor
DE1092139B (de) * 1957-11-21 1960-11-03 Gen Dynamics Corp Brennstoffelement fuer Kernreaktoren und Verfahren zur Herstellung desselben
JP5700536B2 (ja) * 2011-03-04 2015-04-15 大学共同利用機関法人 高エネルギー加速器研究機構 複合型ターゲット
CN102260812A (zh) * 2011-07-06 2011-11-30 昆明理工大学 具有射线及中子综合屏蔽效果的镁基材料
CN202332321U (zh) * 2011-11-25 2012-07-11 长春工业大学 一种14MeV中子慢化材料
CN102719127A (zh) * 2012-07-05 2012-10-10 南海军 防中子辐射材料
JP2015052540A (ja) * 2013-09-06 2015-03-19 三菱重工メカトロシステムズ株式会社 中性子制御装置及び中性子照射装置
CN104575653A (zh) * 2013-10-15 2015-04-29 财团法人工业技术研究院 滤屏与中子束源
WO2015111586A1 (ja) * 2014-01-22 2015-07-30 日本軽金属株式会社 フッ化マグネシウム焼結体の製造方法、中性子モデレータの製造方法及び中性子モデレータ
CN104548388A (zh) * 2014-12-08 2015-04-29 南京中硼联康医疗科技有限公司 用于中子捕获治疗的射束整形体
CN104649605A (zh) * 2015-03-06 2015-05-27 青岛理工大学 一种防辐射混凝土防护剂及其制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN106601320B (zh) 2019-08-06
EP3570292B1 (en) 2021-03-17
CN106601320A (zh) 2017-04-26
WO2017063407A1 (zh) 2017-04-20
EP3343569A4 (en) 2018-08-29
JP2018536154A (ja) 2018-12-06
CN110507915A (zh) 2019-11-29
CN109771845B (zh) 2021-07-16
JP6868017B2 (ja) 2021-05-12
CN109771845A (zh) 2019-05-21
EP3570292A1 (en) 2019-11-20
US10157693B2 (en) 2018-12-18
EP3343569A1 (en) 2018-07-04
RU2704318C1 (ru) 2019-10-28
US20180233246A1 (en) 2018-08-16
EP3343569B1 (en) 2019-08-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110507915B (zh) 中子缓速材料
CN108325092B (zh) 用于中子捕获治疗的射束整形体
CN107497060B (zh) 用于中子捕获治疗的射束整形体
US10926108B2 (en) Beam shaping assembly for neutron capture therapy
CN204319540U (zh) 用于中子捕获治疗的射束整形体
Rasouli et al. Simulation of the BNCT of brain tumors using MCNP code: beam designing and dose evaluation
CN110507914B (zh) 中子缓速材料
Ardana et al. Optimization of a neutron beam shaping assembly design for BNCT and its dosimetry simulation based on MCNPX
Martı́n et al. A conceptual design of a beam‐shaping assembly for boron neutron capture therapy based on deuterium–tritium neutron generators
Bengua et al. TPD-based evaluation of near threshold mono-energetic proton energies for the 7Li (p, n) 7Be production of neutrons for BNCT
Elshahat et al. Design calculations of an accelerator based BSA for BNCT of brain cancer
TWI552164B (zh) Ｘ射線屏蔽材料之製備方法
Brahme et al. Investigation of the possibility of using photoneutron beams for radiation therapy
Lee et al. Spectrum Shaping of Epithermal Neutron Beam for Accelerator-Based BNCT and Dosimetric Evalution Using a Brain Phantom
CN108295385B (zh) 中子捕获治疗装置
Donya et al. Optimization of dd110 neutron generator output for boron neutron capture therapy
Martı́n A method for fast evaluation of neutron spectra for BNCT based on in‐phantom figure‐of‐merit calculation
CN116966444A (zh) 用于中子捕获治疗的射束整形体
CN113808772A (zh) 一种中子慢化材料
Tyminska Monte Carlo calculations of epithermal and fast neutron dose in a human head model for Boron Neutron Capture Therapy
Eskaandari et al. Selecting the best proton energy in 7 Li (p, n) 7 Be reaction use in BNCT

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant