一种可调节中子慢化体制造技术

本实用新型专利技术提供一种可调节中子慢化体，其包括依次同轴设置的中子束进口、屏蔽壳层和中子束出口；屏蔽壳层内同轴设有一反射层，反射层具有一水平放置的中空筒体；反射层靠近中子束出口的一端的腔室内设有若干固定中子慢化片，反射层靠近中子束进口的一端的顶部开设有通孔；屏蔽壳层靠近中子束进口的一端的顶部设有一中空支撑腔，中空支撑腔的内部收纳有若干可调中子慢化片，中空支撑腔的底部设有与通孔对应的开口，用于使可调中子慢化片插入中空筒体。本实用新型专利技术的慢化体操作方便，结构简单，可针对不同癌症病灶深度在一定范围内调节中子慢化效果，并且可应用于多种不同能量的中子源的装置中。的装置中。的装置中。

【技术实现步骤摘要】
一种可调节中子慢化体


[0001]本技术涉及一种可调节中子慢化体。

技术介绍

[0002]中子俘获治疗是通过在肿瘤细胞内引发核反应产生高传能线密度粒子来杀死癌细胞的一种新型靶向放疗。具体地，该疗法是在人体内注射含与超热中子具有高反应截面核素的药物，与肿瘤细胞形成特异性聚集；同时，采用经过能量整形的中子束照射患处，使特定能段中子与肿瘤内核素发生核反应，产生高传能线密度的粒子，从而杀死肿瘤细胞。目前，主要是通过注射含硼化合物，这种化合物和癌细胞有很强的亲和力，其进入人体后迅速聚集于癌细胞内，然后用一种超热中子射线照射，中子与进入癌细胞内的硼能产生很强的核反应，释放出一种杀伤力极强的射线，从而达到从癌细胞内部爆破癌细胞的效果。
[0003]中子俘获治疗装置可用于治疗人体不同深度的多种恶性肿瘤，如头颈部癌、低密度组织(胸肺膜)癌、皮肤黑色素瘤及肝转移癌等。
[0004]中子俘获治疗装置中的中子源需经过一个能量慢化整形的过程，获得治疗中子束，才能应用于中子俘获治疗。因此，从中子源到治疗中子束之间的慢化体是该治疗装置的核心部件之一。在实验中发现，硼中子俘获治疗中子束要求超热能段(0.5eV到10keV)之间的中子占比尽应可能高，这是由于该能段中子与硼
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10的反应截面相对较高，且与人体正常组织细胞组成核素反应截面相对较低；使得中子辐照后正常组织细胞与癌细胞之间产生剂量差。但是，实际上中子穿透正常组织细胞的过程也是慢化中子的过程，治疗中子束能量需要根据人体癌症病灶在体内的深度，经过不同慢化厚度的适当调节，才可以达到理想的治疗效果。此外，中子俘获治疗装置中的加速粒子类型及能量不同，所获得的中子源能量也有所不同，导致其获得超热能段中子束所需要的慢化体也不同。
[0005]目前，CN207575566A公开了一种硼中子俘获治疗装置，其仅考虑到人体不同病灶深度的问题，并且该装置需要通过拆装不同材料的慢化体和反射体以调节超热中子的有效穿透深度，这在操作上十分地不方便，此外，还存在一定的中子泄漏风险。
[0006]因此，为进一步发展中子俘获治疗，亟须开发一种可根据不同癌症病灶深度进行慢化厚度调整，并且操作方便，安全性高的可调节慢化体装置。

技术实现思路

[0007]本技术要解决的技术问题是为了克服现有技术中根据人体不同深度的癌症病灶进行慢化厚度调整时操作不方便的缺陷，提供了一种可调节中子慢化体。本技术的慢化体操作方便，结构简单，安全性高，可以在一定范围内调节中子慢化效果。
[0008]本技术是通过下述技术方案来解决上述技术问题：
[0009]本技术提供一种可调节中子慢化体，其包括依次同轴设置的中子束进口、屏蔽壳层和中子束出口；
[0010]所述屏蔽壳层内同轴设有一反射层，所述反射层具有一水平放置的中空筒体；所
述反射层靠近所述中子束出口的一端的腔室内设有若干固定中子慢化片，所述反射层靠近所述中子束进口的一端的顶部开设有通孔；
[0011]所述屏蔽壳层靠近所述中子束进口的一端的顶部设有一中空支撑腔，所述中空支撑腔的内部收纳有若干可调中子慢化片，所述中空支撑腔的底部设有与所述通孔对应的开口，用于使所述可调中子慢化片插入所述中空筒体。
[0012]本技术中，较佳地，所述屏蔽壳层的材料为铅。
[0013]较佳地，所述屏蔽壳层的厚度为5～10cm，例如为8cm。
[0014]本技术中，较佳地，所述反射层的材料为PE。
[0015]较佳地，所述反射层的厚度为3～5cm，例如为4cm。
[0016]本技术中，较佳地，所述固定中子慢化片为圆柱体结构，其圆形截面的直径与所述反射层的内径相同；
[0017]本技术中，较佳地，所述可调中子慢化片的结构为六面体，更佳地为长方体。
[0018]本技术中，所述中空支撑腔内还设有传动结构，所述传动结构的一端连接于所述中空支撑腔的内壁，另一端连接于若干所述可调中子慢化片，通过所述传动结构的传动调节所述可调中子慢化片在竖直方向的高度，使所述可调中子慢化片通过所述反射层上的通孔在所述反射层或所述中空支撑腔中移动。
[0019]所述传动结构可为本领域常规。较佳地，所述传动结构为滚珠丝杆传动结构。
[0020]较佳地，所述滚珠丝杆传动结构中的滚珠丝杆支架及传动部件固定连接于所述中空支撑腔顶部的内壁上。
[0021]较佳地，所述滚珠丝杆传动结构中的滚珠丝杆的一端固定连接于所述中空支撑腔靠近所述反射层的一端的内壁上，另一端通过螺母座连接于所述可调中子慢化片。
[0022]通过所述滚珠丝杆传动结构的旋转运动，转换为所述可调中子慢化片的上下运动，从而达到所述反射层中慢化体厚度可调的目的。所述传动结构与所述可调中子慢化片配合以调节所述可调中子慢化片的位置，不同位置的所述可调中子慢化片所起到功能作用不同，当所述可调中子慢化片被所述传动结构向下移动至所述反射层的腔室内时，所述可调中子慢化片可作为中子慢化体，对穿行在所述反射层的腔室中的中子进行初步慢化；当所述可调中子慢化片被所述传动结构向上移动离开所述反射层的腔室至所述反射层的壳层内及所述屏蔽壳层的中空支撑腔内时，所述可调中子慢化片则作为中子进入所述反射层后的反射体。
[0023]本技术中，较佳地，所述可调中子慢化片被所述传动结构向下移动至所述可调中子慢化片与所述中子束进口同轴，所述可调中子慢化片为慢化状态。
[0024]本技术中，较佳地，所述可调中子慢化片被所述传动结构向上移动至所述可调中子慢化片的底部不进入所述反射层的腔室内，所述可调中子慢化片为不慢化状态。
[0025]本技术中，较佳地，靠近所述反射层的所述可调中子慢化片与靠近所述中子束进口的所述固定中子慢化片之间的水平距离小于1mm。
[0026]本技术中，较佳地，所述固定中子慢化片和所述可调中子慢化片的总厚度范围为20cm～85cm。
[0027]较佳地，所述固定中子慢化片的总厚度为20～60cm。
[0028]在一优选实施例中，当中子平均能量为0.7MeV时，较佳地，所述固定中子慢化片的
总厚度为25cm。
[0029]较佳地，每个所述可调中子慢化片的厚度为0.5～0.6cm。
[0030]较佳地，所述可调中子慢化片的片数为10～30片，例如为20片。
[0031]本技术中，较佳地，在调节所述可调中子慢化片的数量时，所述传动结构对所述可调中子慢化片的调节方向为从靠近所述固定中子慢化片的一端开始。
[0032]本技术中，较佳地，所述反射层内还设有圆柱体结构的热中子吸收体，其圆形截面的直径与所述反射层的内径相同。
[0033]在慢化过程中有一小部分中子会过慢化变成热中子，而这部分热中子不是中子俘获治疗所需的中子，因此，所述热中子吸收体用于吸收上述的中子；使得只剩下超热能段的超热中子，用于中子俘获治疗。
[0034本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可调节中子慢化体，其特征在于，所述可调节中子慢化体包括依次同轴设置的中子束进口、屏蔽壳层和中子束出口；所述屏蔽壳层内同轴设有一反射层，所述反射层具有一水平放置的中空筒体；所述反射层靠近所述中子束出口的一端的腔室内设有若干固定中子慢化片，所述反射层靠近所述中子束进口的一端的顶部开设有通孔；所述屏蔽壳层靠近所述中子束进口的一端的顶部设有一中空支撑腔，所述中空支撑腔的内部收纳有若干可调中子慢化片，所述中空支撑腔的底部设有与所述通孔对应的开口，用于使所述可调中子慢化片插入所述中空筒体。2.如权利要求1所述的可调节中子慢化体，其特征在于，所述屏蔽壳层的材料为铅，所述屏蔽壳层的厚度为5～10cm；所述反射层的材料为聚乙烯，所述反射层的厚度为3～5cm；所述固定中子慢化片为圆柱体结构，其圆形截面的直径与所述反射层的内径相同；所述可调中子慢化片的结构为长方体。3.如权利要求1所述的可调节中子慢化体，其特征在于，所述中空支撑腔内还设有传动结构，所述传动结构为滚珠丝杆传动结构；所述滚珠丝杆传动结构中的滚珠丝杆支架及传动部件固定连接于所述中空支撑腔顶部的内壁上；所述滚珠丝杆传动结构中的滚珠丝杆的一端固定连接于所述中空支撑腔靠近所述反射层的一端的内壁上，另一端通过螺母座连接于所述可调中子慢化片。4.如权利要求3所述的可调节中子慢化体，其特征在于，所述传动结构与所述可调中子慢化片配合以调节所述可调中子慢化片的位置：所述可调中子慢化片被所述传动结构向下移动至所述可调中子慢化片与所述中子束进口同轴，所述可调中子慢化片为慢化状态；所述可调中子慢化片被所述传动结构向上移动至所述可调中子慢化片的底部不进入所述反射层的腔室内，所述可调中子慢化片为不慢化状态；在调节所述可调中子慢化片的数量时，所述传动结构对所述可调中子慢化片的调节方向为从靠近所述固定中子慢化片的一端开始；靠近所述反射层的所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：林作康，郁海燕，杨璞，马玉雯，王小鹤，朱益楠，
申请(专利权)人：中国科学院上海应用物理研究所，
类型：新型
国别省市：