BNCT人头体模内剂量分布计算

用修正的Synder人头体模几何模型和ICRU-46中的材料数据，用MCNP-4B程序对0．0253ev、1kev、2keV、10keV、100keV、1MeV单能中子束，0．2、0．5、1、2、5、10MeV单能光子束，以及与当前硼中子俘获治疗(BNCT)临床中使用的超热中子相似的超热中子束，计算了在人头体模中的剂量分布，计算结果与有关文献报道的结果一致，初步校验了我们正在编制的BNCT治疗计划软件。     

基于Synder修正模型的硼中子俘获治疗剂量深度分布计算

目前，对硼中子俘获治疗（BNCT）进行剂量计算时普遍使用Synder模型，本文依据中国人的头部解剖特征，对该模型进行重建，建立了修正Synder模型。在该模型基础上，利用MCNP程序编制出放射性治疗软件，计算了无含硼药物和有含硼药物时不同能量的中子在头部的剂量深度分布，并对计算结果进行比较分析。计算结果为我国即将进行的BNCT临床治疗研究有一定的助益。     

基于加速器~7Li(p,n)反应的硼中子俘获治疗中子源的优化设计

7Li(p,n)反应以中子产额大、反应阈能低等优点成为硼中子俘获治疗加速器驱动中子源所用中子反应的候选类型之一。本文重点研究了该中子产生反应作为加速器驱动中子源的中子产额及其能谱特性,并对产生的高能中子束流进行慢化,使其满足BNCT治疗要求。首先采用蒙特卡罗程序MCNPX2.5.0模拟加速器7Li(p,n)反应过程,得到1.9 3.0 MeV能量入射质子的中子产额及其能谱,并详细研究了质子入射能量为2.5 MeV的最佳条件下产生的中子束流特性;进而提出中子束流的慢化设计方案,并对慢化所得超热中子束品质进行分析研究。模拟计算结果表明,10 mA流量的2.5 MeV能量入射质子所产生的中子束经过慢化处理后,可以很好地满足硼中子俘获治疗的中子束流要求。     

MCNP计算含肿瘤Snyder修正头部模型的硼中子俘获治疗剂量

为得出硼中子俘获治疗(BNCT)中不同能量中子在含肿瘤Snyder修正头部模型内的深度-剂量曲线,籍以进一步理解BNCT原理,优化BNCT治疗中子源的能谱分布,本文利用MCNP模拟计算0.025 3 eV、1 eV、1 keV、10 keV、100 keV、1 MeV和混合能量的超热中子源在含肿瘤Snyder修正头部模型内的硼剂量、热中子剂量、超热和快中子剂量以及次级光子剂量组分的深度-剂量分布,并在此基础上得到总的相对生物学剂量的深度-剂量分布,以判断不同能量组中子源在BNCT中的优劣。结果表明,热中子头皮浅表处硼剂量高于肿瘤区硼剂量;快中子源硼剂量小,但其剂量组分中超热和快中子剂量过大;超热中子具有一定的穿透性,在脑深部肿瘤区形成了较高的硼剂量和总的相对生物学剂量。说明超热中子具有良好的BNCT治疗效果,热中子和快中子不适宜用于脑部BNCT治疗。     

超热中子辐射场的理论设计

为得到满足硼中子俘获治疗(BNCT)系统所要求的超热中子辐射场,利用清华大学试验核反应堆中子源,采用蒙特卡罗(MC)计算方法,设计了两种产生超热中子辐射场的工程理论方案,并对这两种方案进行了分析与对比.结果表明,方案1比方案2更具有优势,故确定方案1为BNCT系统最终设计方案.     

CT图像的体元大小对EGSnrc蒙特卡罗剂量计算的影响

目前的放射治疗计划系统采用经验或半经验常规剂量算法,计算得到的剂量分布不够精确,而蒙特卡罗剂量算法是一种精确的剂量计算方法,但其计算时间冗长问题最终影响临床的应用.本文基于一例病人头部电子计算机体层成像(Computer Tomography,CT)数据,应用EGSnrc(Electron Gamma Shower NRC,EGSnrc)蒙特卡罗程序,研究不同体元大小对剂量分布计算精度和计算时间等的影响.     

Pu材料周围中子场的蒙特卡罗计算

运用蒙特卡罗方法计算出特殊形状钚材料近距离的中子的能谱、空间分布,避免了用仪器近距离测量的精度受仪器体积影响较大的不足。同时利用注量-剂量转换因子算出近距离中子剂量,为工作人员的安全提供参考。     

西安脉冲堆超热中子束的理论设计

建立超热中子束孔道筛选的三维扩散型,并用蒙特卡罗程序MCNP／4B验证了热柱孔道是实现超热中子束的佳孔道,还建立了硼中子俘获治疗（BNCT）所需超热中子束的理论设计方法,对超热中子束过滤材料的特性进行了分析,提出了将西安脉冲堆热柱孔道改造成超热中子束孔道的3种材料组合方案。     

高剂量率铱-192微型源在水模中的剂量分布计算

根据核通公司提供的高剂量率(HDR)微型铱源(Ir-192)的结构,计算其在水模体中的剂量分布情况,为后装治疗中的物理剂量优化提供数据.方法是采用蒙特卡罗程序(EGSnrc)计算源中垂轴上(径向)的剂量分布和中心轴方向紧靠不锈钢外壳处的剂量分布.计算结果表明源中垂轴上剂量随离轴距离的增加递减,中垂轴外的剂量分布呈各项异性,不锈钢外壳对剂量计算的影响可以忽略.     

硼中子俘获治疗人头开颅模型内宏观吸收剂量分布

应用MCNP 4B程序模拟计算了硼中子俘获治疗(BNCT)人体头颅等效模型开颅时的宏观吸收剂量分布.采用含有肿瘤体的双椭球结构的等效模型,模拟了深部肿瘤、浅部肿瘤和表层肿瘤3个算例,计算了正常组织及肿瘤体内的宏观吸收剂量分布.计算结果表明,照射后部分网格的吸收剂量低于治疗标准18 Gy,但在同一网格中,肿瘤越靠近表层,吸收剂量越大,治疗效果越好.     

亚细胞微观硼浓度测量方法研究

硼中子俘获治疗(BNCT)中亚细胞微观¹⁰B的分布对确定细胞凋亡概率和细胞核内的沉积剂量有重要意义。本工作研究采用CR-39固体径迹探测器测量亚细胞结构中¹⁰B浓度的方法,通过激光标记、光电镜扫描及图像重建方式获得了生物切片中各细胞器的径迹密度,在ICP-AES宏观测量基础上计算出相应细胞器的浓度。实验结果表明,固体径迹探测器与激光标记和电镜扫描结合可实现亚细胞结构中微观¹⁰B分布浓度的测量。     

硼中子俘获疗法治疗肿瘤的进展

叙述了国际上硼中子俘获疗法治疗肿瘤(BNCT)的历史、现状和今后的设想,重点描述了BNCT的基本原理和中子源装置,可供从事BNCT工作的同志们参考。     

用于硼中子俘获治疗的医院中子照射器的反应堆光致缓发中子参数

在介绍单群扩散方程基础上,引入堆芯和反射层的中子价值,根据考虑了光致缓发中子及其价值因素的点堆动态方程,建立了利用现有计算程序进行计算和分析的方法,分析了医院中子照射器光致缓发中子的特性参数,在原有6组缓发中子基础上增加了9组光致缓发中子,为进一步进行用于硼中子俘获治疗的医院中子照射器反应堆的点堆动力学研究提供了重要参数。     

电子比能和细胞S值的Monte-Carlo计算

电离辐射通过它们产生的次级电子将能量传递给生物介质。在核医学以及BNCT等放射诊断和治疗中，放射性核素在细胞尺度上的分布是不均匀的。为了解电离辐射与生物介质的直接作用，需对电子的细胞微剂量学进行研究。本文运用Monte-Carlo方法的几种不同程序计算电子的细胞S值和单次事件比能分布。S值的计算结果与MIRD委员会以及其它的理论计算结果基本一致，单次事件比能分布的计算结果与PENELOPE的结果符合很好。     

MCNP程序几何描述能力扩展及应用测试

为使MCNP程序能模拟数百万规模的反应堆“pin-by-pin”问题和医学体素模型,本文对MCNP程序进行了改进,使几何块、几何面数量可扩展。改进后的程序对硼中子俘获治疗（BNCT）的人体大脑进行几何建模,栅元数量达百万量级;计算了大脑的中子、光子吸收剂量率随深度的变化,为大脑BNCT提供理论支持。此外,对百万规模的“Like n But”重复结构模型进行了串、并行测试,验证了几何规模扩展后程序计算的正确性。     

硼中子俘获疗法在医疗船上的应用与可行性设计研究

硼中子俘获疗法（BNCT）是一种能选择性地阻击癌细胞的生物靶向放射治疗方法,该治疗方法在医疗船上的应用设想是基于IAEA癌症关怀项目,旨为非洲等发展中国家提供癌症医疗援助及其他医疗服务。本文介绍了医疗船的中子照射治疗模块,该模块以国内已建成的医院中子照射器-1型（IHNI-1）为设计原型,根据船用反应堆的特殊环境和工况要求,对反应堆水池的外形、屏蔽材料的选型、堆本体系统和设备的结构以及中子照射治疗模块的总体布置进行设计优化。分析表明该设计理念和方案具备一定的开发价值和应用可行性。     

基于加速器的硼中子俘获治疗装置束流整形体的设计及其临床参数研究

在硼中子俘获治疗（BNCT）中,束流整形体是BNCT装置产生高品质中子束的关键部件之一,其设计至关重要。本文基于25 MeV质子打锂靶产生中子的过程,对加速器驱动的BNCT中子源的束流整形体进行了可行性方案设计,研究了慢化体厚度差异对出口束流品质、头部模型中的剂量分布和临床参数等方面的影响。研究表明,可行性方案设计在30 mA质子束流驱动下,可达到IAEA对束流品质的要求;在本文3种慢化体厚度设计下,随着慢化体厚度的增加,出口超热中子束流强度减小,快中子份额减小,进一步导致优势深度变浅,正常组织最大剂量率减小,治疗时间变长。     

硼中子俘获治疗的进展及前景

硼中子俘获疗法(boron neutron capture therapy, BNCT)是一种可以选择性杀伤肿瘤细胞的放射疗法,硼(¹⁰B)化合物携带剂注入人体后,会选择性富集于肿瘤细胞,与中子发生俘获反应,释放α粒子和⁷Li粒子杀死肿瘤。BNCT以靶向治疗、低毒高效等优势成为了放射治疗领域的新型手段。从上世纪开始,硼中子俘获疗法已在世界各国崭露头角并逐渐发展起来,已经能够成功治疗脑胶质瘤、黑色素瘤等多种疾病。目前,BNCT面临着如何研发创新更高效的含硼药物,建立更为精确的硼剂量测量体系,以及医用中子源如何摆脱核反应堆等问题。本文对BNCT的原理、优势、进展以及所面临的问题进行简要综述与探究。