用于硼中子俘获疗法治疗束的光子谱仪设计
2021-10-23张书峰李春娟宋明哲刘蕴韬刁立军肖鸿飞张庆贤唐新懿刘显科李林航
张书峰,李春娟,宋明哲,倪 宁,石 斌,刘蕴韬,刁立军,陈 军,肖鸿飞,张庆贤,唐新懿,刘显科,李林航,李 超,曹 平
(1.中国原子能科学研究院 计量与校准技术重点实验室,北京 102413;2.成都理工大学,四川 成都 610059;3.中国科学技术大学 近代物理系,安徽 合肥 230026)
硼中子俘获治疗(BNCT)作为基于10B(n,α)7Li反应的二元靶向疗法,可选择性地杀死肿瘤细胞而几乎不伤害正常组织,是目前理想的癌症治疗手段之一。与快中子放射治疗不同,BNCT是利用与10B相互作用截面大的低能中子(热中子或超热中子)作为辐射质的放疗形式,根据中子的产生方式,无论采取何种手段(反应堆、加速器或放射性核素中子源等)产生所需要的热中子或超热中子,都不可避免地伴随光子[1],即BNCT治疗束为n/γ混合束,且能量分布范围宽。由于BNCT的二元特性,其与传统放射治疗或质子、重离子疗法相比,临床治疗中产生的剂量成分更为复杂,主要包括以下四种[2-4]:① 硼剂量DB,来自10B(n,α)7Li俘获反应产生的α粒子和7Li;② 快中子剂量Dn,来自超热、快中子弹性散射1H(n,n’)1H产生的反冲质子;③ 氮剂量Dp,来自14N(n,p)14C俘获反应产生的580 keV质子;④ 光子剂量Dγ,来自1H(n,γ)2H俘获反应产生的2.23 MeV γ射线和治疗束中伴随的γ射线。其中,起治疗作用的是DB,而其他剂量成分为伴随的污染剂量。在典型BNCT治疗的最大剂量处,Dγ约占总剂量的20%,其中约50%来自治疗束本身伴随的光子,并随组织深度增加,Dγ占比增大,而光子剂量的变化情况与光子的能量有关[5]。因此,为制定准确的治疗计划,需掌握治疗束中伴随的光子能谱,从而对光子剂量的贡献予以准确评估。……
