[發明專利]中子緩速材料

有效

• 申請號: 201910721029.1
• 申請日: 2016-01-04
• 公開（公告）號: CN110507914B
• 公開（公告）日: 2021-05-07
• 發明（設計）人: 劉淵豪;陳韋霖
• 申請（專利權）人: 南京中硼聯康醫療科技有限公司
• 主分類號: G21K1/00
• 分類號: G21K1/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明披露了一種中子緩速材料，所述中子緩速材料由含鋰的物質和一種具有快中子作用截面大而超熱中子作用截面小的材料組成，所述中子緩速材料應用于中子捕獲治療裝置的射束整形體中作為緩速體。本發明的有益效果是通過向常規的中子緩速材料中加入含鋰的物質用以提高被所述中子緩速材料緩速的中子射束的假體射束品質。

技術領域

本發明涉及一種放射性射線緩速材料，尤其是一種中子緩速材料。

背景技術

中子緩速材料常見于中子捕獲治療裝置的射束整形體中，用以將從中子源發射的能譜較寬的中子射束調整為具有一定能量范圍的中子射束，在利用中子捕獲治療裝置進行治療的過程中，影響治療效果的不僅有空氣射束品質，還需要考慮假體射束品質。目前尚未發現針對中子射束的假體射束品質對中子緩速材料的篩選。

發明內容

在利用中子捕獲治療裝置進行治療的過程中，所述中子捕獲治療裝置的假體射束品質決定了治療效果，其中，構成所述中子捕獲治療裝置中緩速體的中子緩速材料是影響假體射束品質的主要因素。所述假體射束品質包括：有效治療深度、有效治療深度劑量率和有效治療劑量比，其中：

有效治療深度(AD)是指腫瘤劑量等于正常組織最大劑量的深度，在此深度之后的位置，腫瘤細胞得到的劑量小于正常組織最大劑量，即失去了硼中子捕獲的優勢。此參數代表中子射束的穿透能力，有效治療深度越大表示可治療的腫瘤深度越深，單位為cm。

有效治療深度劑量率即有效治療深度的腫瘤劑量率，亦等于正常組織的最大劑量率。因正常組織接收總劑量為影響可給予腫瘤總劑量大小的因素，因此參數影響治療時間的長短，有效治療深度劑量率越大表示給予腫瘤一定劑量所需的照射時間越短，單位為cGy/mA-min。

有效治療劑量比是指從大腦表面到有效治療深度，腫瘤和正常組織接收的平均劑量比值，稱之為有效治療劑量比；平均劑量的計算。有效治療劑量比值越大，代表該中子射束的治療效益越好。

中子捕獲治療裝置的輻射場為混合場，由于光子、中子會造成生物效應不同，所以針對快中子、熱中子、和光子劑量項，分別乘以不同組織的相對生物效應(RBE)以求得等效劑量。在利用中子捕獲治療裝置進行治療的過程中發現30RBE-Gy可以有效的消滅腫瘤細胞。本發明優選有效治療深度(AD)和腫瘤30RBE-Gy所在深度用以評價經過中子緩速材料的射束的假體射束品質。

為了使被中子緩速材料緩速的中子射束具有較好的假體射束品質，本發明提供了一種中子緩速材料，所述中子緩速材料由含鋰的物質和一種具有快中子作用截面大而超熱中子作用截面小的材料組成，其中所述含鋰的物質的重量占中子緩速材料重量的5％～40％。

其中，本發明所述的快中子為能區大于40keV的中子，超熱中子能區在0.5eV到40keV之間，熱中子能區小于0.5eV。

所述材料具有快中子作用截面大而超熱中子作用截面小的性質是由組成所述材料的元素所決定的，當組成所述材料的一種或幾種元素具有快中子作用截面大而超熱中子作用截面小的性質時，所述材料具有快中子作用截面大而超熱中子作用截面小的性質，常見的具有快中子作用截面大而超熱中子作用截面小的元素包括但不限于：F、Al、Mg、O、Pb、Ba和Ca，這些元素在快中子能量區的作用截面均為共振截面區，這些元素與組成所述材料的其他元素相互作用以達到在快中子能量區有較高的中子作用截面。

優選的是，所述中子緩速材料中，所述具有快中子作用截面大而超熱中子作用截面小的材料包括：Al₂O₃、BaF₂、CaF₂、(C₂F₄)_n、PbF₂、PbF₄。