硼中子俘获疗法是一种癌症联合疗法,利用适当能量的外部中子束和优先集中在患者肿瘤组织中的含 10B 药物。中子和硼核之间的核反应产生一个 α 粒子和一个反冲 7 Li 核,对肿瘤细胞造成高度局部损伤。这一概念虽然简单,由 G. Locher 于 1936 年首次提出,但事实证明实施起来具有挑战性,需要真正的多学科团队。过去的一个困难是,全世界只有很少的中子源具有足够的强度和硼中子俘获疗法所需的能量。唯一合适的中子源是研究反应堆,分布在世界各地的大学和政府实验室。研究反应堆不是临床环境,虽然进行了许多临床试验,一些中心报告了令人鼓舞的结果,但治疗的患者数量很少,不同中心的结果比较并不简单。 2001年,国际原子能机构发布了《中子俘获疗法现状》(IAEA-TECDOC-1223),总结了以反应堆源为基础的中子俘获疗法领域的现状。
自 1956 年在英国哈威尔的 BEPO 研究反应堆安装第一台冷中子源以来,世界各地的研究反应堆和基于加速器的中子源已经开发了许多系统,并获得了大量知识。本出版物概述了建造冷中子源的许多考虑因素,包括中子学和热量去除、设计考虑因素、材料选择和制造方法、安全性和许可。它还描述了一些典型的项目管理考虑因素以及从安装、调试和基准测试到运行和最终退役的路径。它以一节描述最近的研究和开发主题,包括现代慢化剂材料、顺氢催化剂、几何优化、散射核以及用于建模和优化的蒙特卡罗代码的最新发展。
本文介绍了通过粉末冶金热等静压 (PM-HIP) 制造的核结构合金的中子辐照活动获得的综合机械测试数据档案。辐照活动旨在方便直接比较 PM-HIP 与传统铸造或锻造。此次活动包括五种常见的核结构合金:316L 不锈钢、SA508 压力容器钢、91 级铁素体钢以及镍基合金 625 和 690。辐照在爱达荷国家实验室 (INL) 的先进测试反应堆 (ATR) 中进行,目标剂量为 1 和 3 个原子位移 (dpa),目标温度为 300 和 400°C。本文包含按照 ASTM E8 规范进行的辐照后单轴拉伸试验、这些拉伸棒的断口分析和纳米压痕收集的数据。通过向核材料研究界公开提供这一系统而有价值的中子辐照机械行为数据集,研究人员现在可以使用这些数据来填充材料性能数据库,验证材料
洛斯阿拉莫斯国家实验室是一家采取平权行动/提供平等机会的雇主,由 Triad National Security, LLC 为美国能源部国家核安全局运营,合同编号为 89233218CNA000001。通过批准本文,出版商承认美国政府保留非独占的、免版税许可,可以为了美国政府的目的出版或复制本文的已发表形式,或允许他人这样做。洛斯阿拉莫斯国家实验室要求出版商将本文注明为在美国能源部的支持下完成的工作。洛斯阿拉莫斯国家实验室坚决支持学术自由和研究人员的发表权利;但是,作为一个机构,实验室并不认可出版物的观点,也不保证其技术上的正确性。
辐射癌症治疗是一种广泛使用的替代或补充剂,可用于外科手术的局部实体瘤,并且通常与化学疗法结合使用[1]。通常,使用高能量光子(X射线或γ砂)或加速颗粒(质子,中子或碳离子)辐照肿瘤。正常组织中梁的副作用是常见的,鼓励搜索将最大化肿瘤细胞灵敏度并允许使用较低辐射剂量的方案。在发现新的亚原子粒子,中子和核反应涉及其[2]之后不久,就提出了一种这样的方法[2]。中子是由稳定的硼同位素(10 B的核的核)非常有效地捕获的,然后由α粒子发射衰减。如果有一种在肿瘤细胞中浓缩10b的方法,则它们将被选择性地暴露于辐射,而周围的组织将被保留,因为与中子不同,α颗粒可以将组织穿透到非常浅的深度。此外,由于10 B反应的较大横截面,传入中子的能量可能很低(表现中子),从而减少了一级辐射的损害。因此,硼中子捕获(BNC)疗法(BNCT)的概念诞生了。虽然在概念上很简单,但两个技术障碍严重限制了BNCT的实际应用,即缺乏良好的硼载体,这些硼载体将10 B输送到细胞中,并且缺乏紧凑且安全的中子源。从历史上看,BNCT吸引了对侵袭性弥漫性脑肿瘤(例如多形胶质母细胞瘤)的疗法的显着兴趣[6,7](表1)。在过去的20年中,这两个领域都取得了重大进展,而BNCT现在正在美国,日本,中国,俄罗斯和其他具有运营反应堆或最近的加速器中子来源的临床用途[3-5]。但是,现在已经解决了许多临床研究,尽管规模较小,但该应用程序
图 4:(蓝色)脉冲高度分析仪 (PHA) 光谱,来自锆激活 BGO 探测器,位于 PF 轴 0° 处,累积了 7 个系列的拍摄,每个系列 16 次拍摄,每个拍摄的门间隔为 3.0 秒,连续 112 次 PF 拍摄的累计有效时间 = 336 秒。(绿色)实验室背景辐射的 PHA 光谱,有效时间 = 160 分钟 = 9600 秒,但缩小到 336 秒有效时间。在次轴上:(红色)净(背景减去)PHA 光谱,和(黑色)MCNP5 模拟的 BGO 能量光谱,用于 ¦¦¦ 发射的 γ 射线。灰色虚线框表示 SCA 能量窗口。 SCA 能量窗口内每次发射的计数为: 、 、 、 、 、 。 。 。 PHA bin 宽度为 1.93 keV。
1996 年 1 月 1 日之后发布的报告通常可通过 OSTI.GOV 免费获取。网站 www.osti.gov 公众可以从以下来源购买 1996 年 1 月 1 日之前制作的报告: 国家技术信息服务 5285 Port Royal Road Springfield, VA 22161 电话 703-605-6000 (1-800-553-6847) TDD 703-487-4639 传真 703-605-6900 电子邮件 info@ntis.gov 网站 http://classic.ntis.gov/ 美国能源部 (DOE) 员工、DOE 承包商、能源技术数据交换代表和国际核信息系统代表可以从以下来源获取报告: 科学和技术信息办公室 PO Box 62 Oak Ridge, TN 37831 电话 865-576-8401 传真 865-576-5728 电子邮件 reports@osti.gov 网站 https://www.osti.gov/
摘要。随着对高级反应堆,关键性安全性和屏蔽应用的热中子散射数据的兴趣,评估新材料或先前评估材料的重新评估(或验证)需要新的实验数据。在三步过程中评估了新的实验数据:(1)计算声子特征,(2)从数据中计算动态结构因子(DSF),以及(3)使用实验设置来模拟实验数据。所有三个步骤都面临着挑战,从需要一般通用的材料模拟代码(可以计算Correponding DSF的处理代码)到测量数据的仪器 /梁线 /设施的详细布局。可以使用各种方法(分子动力学,密度功能理论等)计算材料的声子特征。),DSF的高实现计算和基于DSF的实验模拟对于评估的准确性至关重要。可以通过使用橡树岭国家实验室的散布中子源(SNS)开发的两个相应的代码系统来实现后两个步骤:(1)Oclimax,该程序,该程序可以计算DFT和MD模拟结果的动态结构因子,以及(2)McVine,Monte Carlo Neutron Carlo Neutron Ray-Neutrats设计的模拟实验。最近,在SNS的宽角式切碎机(ARC)和红杉仪器站测量聚乙烯和Yttrium氢化物。使用密度函数理论代码,剑桥串行总能包(Castep)来模拟这些实验,以计算其声音特征(特征值 /矢量和pdos),然后使用oclimax对其进行处理以产生DSF,并通过对MCVine的数据进行数量的量度,从而对每个仪器站产生DSF,并在每个仪器站进行了量子。与常规评估方法进行比较,将从Oclimax处理的散射数据与NJOY LEAPR模块处理的散射数据进行了比较,并且McVine模拟的结果与先前使用的简化光束线模型进行了比较。
洛斯阿拉莫斯国家实验室是一家采取平权行动/提供平等机会的雇主,由 Triad National Security, LLC 为美国能源部国家核安全局运营,合同编号为 89233218CNA000001。通过批准本文,出版商承认美国政府保留非独占的、免版税的许可,可以为了美国政府的目的出版或复制本文的已发表形式,或允许他人这样做。洛斯阿拉莫斯国家实验室要求出版商将本文注明为在美国能源部的支持下完成的工作。洛斯阿拉莫斯国家实验室坚决支持学术自由和研究人员的发表权利;但是,作为一个机构,实验室并不认可出版物的观点,也不保证其技术上的正确性。