硼中子俘获疗法(BNCT)
用于本实验的ABNS是基于回旋加速器的加速器,当撞击铍靶时会产生质子,该质子的能量为20 MeV,最大电子束电流为150μA,产生高能中子。为了修改BNCT目的中子谱(即产生高热中子通量),使用了慢化剂材料(铅和重水的组合)来降低高能中子的速度。石墨反射器用于增加热中子通量,铅和铋材料的组合用于降低伽马射线剂量率。为了进一步增加测量位置的热中子通量,在辐照室内放置了一个圆柱形平台。如图所示,该平台由聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)材料组成,内部充满水。图1和图2。较小的圆柱体(最靠近束口)的直径为10厘米,厚度为2.5厘米,较大的圆柱体的直径为30厘米,厚度为2.5厘米。PMMA的厚度为2毫米。
经加速器基BNCT源在QSC处照射1小时后,传递到直径为1μm的组织的吸收剂量为1.31±0.02 Gy(不包括由伽马射线产生的二次电子)。用TEPC测量的吸收剂量与PHITS模拟结果非常吻合。PHITS模拟显示了每种成分对递送至组织的总剂量的贡献。使用PHITS将伽马射线释放的吸收剂量成分模拟为1.75±0.05 Gy。一些研究人员进行的一项研究。比较了用于临床BNCT的基于加速器和基于反应堆的中子源之间的特性。这项研究表明,自由空气伽马射线剂量率为0.5–0.6 Gy/h。发现这项研究的伽马射线剂量率明显更高。这是因为QSC的ABNS已被修改以产生高通量的热中子,用于生物学实验和基础研究。为了产生高的热中子通量,必须使用减速器来减慢从靶产生的高能中子。大量的慢化剂材料会产生大量的伽马射线。
使用方程发现结果是比3.2。可以通过以下事实来解释:RBE计算中不包括低于25 keV/μm的事件,因为低于此阈值的事件无法与检测器噪声区分开,从而导致更高的RBE。为了验证这一点,使用PHITS模拟的光谱积分为0.01到1000 keV/μm(即包括低能粒子的事件),RBE计算为3.0±0.1,与报告值相似的3.2。将QNS上ABNS的RBE与采用类似方法的其他几项研究进行了比较。使用TEPC模拟直径为1μm的位置测得的平均剂量线性能量显示出与Coyne计算的值相似的能量依赖性。
如其他科学家使用单响应函数确定RBE是在不同中心之间进行比对的合适方法。然而,RBE不仅取决于线性能量,还取决于许多其他因素,例如剂量,剂量率,细胞的α/β比和终点。因此,使用加权响应函数计算出的这些RBE值可用于表征中子束的辐射质量;但是,它们不能用于临床目的。在低剂量下,此单响应函数可用于估计RBE,因为单磁道是主要事件。但是,在临床相关剂量下,多事件能量沉积会增加,因此必须根据单事件光谱计算多事件光谱。从低剂量RBE计算高剂量RBE的一种方法是使用标准线性二次模型。使用来自存活实验信息来计算光子isoeffective剂量的更现实的方法也可以是临床上合适的。
用于该实验的测量系统无法准确评估伽玛射线事件。从PHITS模拟中,伽马射线分量很重要,在量化光束的辐射质量和特性时不应忽略。由于时间限制以及QSC设备的有限访问和供应,无法在实验过程中降低高电子噪声。将来,将需要减少系统中的电子噪声,以准确地测量和评估伽马射线事件。
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