中子缓速材料制造技术

本发明专利技术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％。本发明专利技术的另一方面提供的该中子缓速材料可以掺杂少量含

Neutron retarder

On the one hand, the invention provides a neutron retarding material for BNCT beam shaping body. The neutron retarding material includes three elements mg, Al and F, among which the mass fraction of Mg element is 3.5% - 37.1%, the mass fraction of Al element is 5% - 90.4%, the mass fraction of F element is 5.8% - 67.2%, and the total weight of Mg, Al and f elements accounts for the total weight of the neutron retarding material 100%. On the other hand, the neutron retarding material provided by the invention can be doped with a small amount of

【技术实现步骤摘要】
中子缓速材料
本专利技术涉及一种放射性射线缓速材料，尤其是一种中子缓速材料。
技术介绍
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
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。
技术实现思路
本专利技术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。本专利技术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。为实现本专利技术的目的和其他优点，本专利技术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。本专利技术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。本专利技术的其他优点、目标和特征部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本专利技术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专利技术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，本专利技术采用的假体为ModifiedSnyderheadphantom。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。本专利技术选择假体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)本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种中子缓速材料，其特征在于：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％，所述中子缓速材料的物质组成形式为MgF

【技术特征摘要】
1.一种中子缓速材料，其特征在于：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％，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...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘渊豪，陈韦霖，
申请(专利权)人：南京中硼联康医疗科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32