BNCT用超热中子通量探测器.pdf

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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910319517.X (22)申请日 2019.04.19 (71)申请人 兰州大学 地址 730000 甘肃省兰州市城关区天水南 路222号 (72)发明人 关兴彩龚依王铁山 (74)专利代理机构 西安合创非凡知识产权代理 事务所(普通合伙) 61248 代理人 杨蕾 (51)Int.Cl. A61N 5/10(2006.01) G01T 3/00(2006.01) (54)发明名称 一种BNCT用超热中子通量探测器 (57)摘要 本发明公开了一种BNCT用超热中子通量。

2、探 测器， 该探测器为球形， 其直径为61.65mm。 所述 探测器的几何中心位置设置有一由碳化硼 （B4C） 层包裹的活化材料， 该活化材料为锰 （Mn） 箔。 所 述探测器采用直径为61.60mm的聚乙烯球， 其外 表面由厚度为0.025mm的镉 （Cd） 箔包裹。 所述碳 化硼 （B4C） 层的厚度为0.18mm， 包裹在锰 （Mn） 箔 的外表面。 本发明的BNCT用超热中子通量探测器 可以在不测量中子能谱的情况下实现BNCT辐射 场中超热中子通量的精确、 快速测量， 具有创新 性； 同时， 它的测量精度高 （好于5%） ， 结构简单， 使用方便， 极具应用前景。 权利要求书1页 说明。

3、书3页 附图2页 CN 109893780 A 2019.06.18 CN 109893780 A 1.一种BNCT用超热中子通量探测器， 其特征在于， 该探测器为球形， 其直径为61.65 mm， 所述探测器的几何中心位置设置有一由碳化硼 （B4C） 层包裹的活化材料， 该活化材料为 锰 （Mn） 箔。 2.如权利要求1所述的一种BNCT用超热中子通量探测器， 其特征在于， 所述探测器采用 直径为61.60 mm的聚乙烯球， 其外表面由厚度为0.025 mm的镉 （Cd） 箔包裹。 3.如权利要求1所述的一种BNCT用超热中子通量探测器， 其特征在于， 所述的碳化硼 （B4C） 层的厚度为0。

4、.18 mm， 包裹在锰 （Mn） 箔的外表面。 4.如权利要求1所述的一种BNCT用超热中子通量探测器， 其特征在于， 所述的锰 （Mn） 箔 为圆柱形结构， 其直径为10 mm， 厚度为0.1 mm。 权利要求书 1/1 页 2 CN 109893780 A 2 一种BNCT用超热中子通量探测器 技术领域 0001 本发明涉及BNCT辐射场中子通量的测量领域， 具体涉及一种BNCT用超热中子通量 探测器。 背景技术 0002 近年来， 恶性肿瘤已经成为我国居民的第一位死亡原因， 是我国面临的最为严重 的公共健康问题。 因此， 从医疗技术手段出发不断提升肿瘤治疗效果、 延长患者生存时间、 改。

5、善患者生活质量是全社会的急切需求。 0003 硼中子俘获治疗 （boron neutron capture therapy, BNCT） 技术是一项极具应用 前景且正新兴快速发展的先进放射治疗技术， 它具有精准靶向、 高相对生物学效应和短疗 程的特点。 BNCT技术对于大范围或边界不明确的弥散状或浸润性的恶变癌症、 需保持肢体 或外形美容的复发肿瘤以及带有空腔的器官肿瘤等癌症具有特殊的治疗优势。 目前， BNCT 技术已经成为粒子治疗研发的新热点和未来肿瘤放疗的重要选择之一。 0004 中子源对于BNCT技术的应用和推广至关重要。 超热中子 （0.5 eV10 keV） 通量是 BNCT中子源。

6、的重要特性参数， 其测量的准确程度直接关系到BNCT技术其它参数 （如处方剂 量、 照射治疗时间、 中子辐射剂量等） 的分析精度， 进而影响治疗计划的可信度。 所以， 为了 准确评价BNCT中子源的品质， 精准制定治疗计划， 精确测量BNCT中子源中的超热中子通量 是非常重要的。 0005 BNCT中子源产生的是高通量 （1109 n/cm2/s） 的混合辐射场， 且它的中子能量 范围很宽， 同时包含热中子 （0.5 eV） 、 超热中子和快中子 （10 keV） 成分。 针对BNCT辐射 场中子能谱及通量的测量， 国际上尚未形成通用的标准测量方法。 目前应用于BNCT辐射场 中子能谱及通量测。

7、量的方法主要是多球谱仪法和多箔活化法， 然而这两种方法的操作流程 繁琐， 耗时长， 测量精度低， 不能适用于BNCT中子源品质 （尤其是每日品质） 的准确、 快速评 价和中子辐照剂量的精确评估， 难以满足实际需要。 发明内容 0006 为解决上述问题， 本发明提供了一种BNCT用超热中子通量探测器， 可以在不测量 中子能谱的情况下实现对BNCT辐射场中超热中子通量的精确、 快速测量， 可以为BNCT辐射 场中子通量的测量提供技术与设备， 有望在BNCT中子源品质评价和精准治疗计划制定方面 发挥重要作用， 极具应用前景。 0007 为实现上述目的， 本发明采取的技术方案为： BNCT用超热中子通。

8、量探测器， 该探测器为球形， 其直径为61.65 mm。 所述探测器的几何 中心位置设置有一由碳化硼 （B4C） 层包裹的活化材料， 该活化材料为锰 （Mn） 箔。 0008 进一步地， 所述探测器采用直径为61.60 mm的聚乙烯球， 其外表面由厚度为0.025 mm的镉 （Cd） 箔包裹。 0009 进一步地， 所述的碳化硼 （B4C） 层的厚度为0.18 mm， 包裹在锰 （Mn） 箔的外表面。 说明书 1/3 页 3 CN 109893780 A 3 0010 进一步地， 所述的锰 （Mn） 箔为圆柱形结构， 其直径为10 mm， 厚度为0.1 mm。 0011 本发明的BNCT用超热。

9、中子通量探测器可以在不测量中子能谱的情况下实现BNCT 辐射场中超热中子通量的精确、 快速测量， 具有创新性； 同时， 它的测量精度高 （好于5%） ， 结 构简单， 使用方便， 极具应用前景。 附图说明 0012 图1为本发明实施例的BNCT用超热中子通量探测器的结构示意图。 0013 图2为本发明实施例的BNCT用超热中子通量探测器的侧向剖面图。 0014 图3为本发明实施例的BNCT用超热中子通量探测器在中子能量0.01 eV10 MeV 范围内的灵敏度。 具体实施方式 0015 下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。 以下实施例将有助于本领域的技术 人员进一步理解本发明， 但不以任何。

10、形式限制本发明。 应当指出的是， 对本领域的普通技术 人员来说， 在不脱离本发明构思的前提下， 还可以做出若干变形和改进。 这些都属于本发明 的保护范围。 0016 如图1-图2所示， 本发明实施例的BNCT用超热中子通量探测器， 该探测器为球形， 其直径为61.65 mm。 所述探测器的几何中心位置设置有一由碳化硼 （B4C） 层3包裹的活化材 料， 该活化材料为锰 （Mn） 箔4。 所述探测器采用直径为61.60 mm的聚乙烯球2， 其外表面由厚 度为0.025 mm的镉 （Cd） 箔1包裹。 所述碳化硼 （B4C） 层3的厚度为0.18 mm， 包裹在锰 （Mn） 箔4 的外表面。 所述。

11、锰 （Mn） 箔4为圆柱形结构， 其直径为10 mm， 厚度为0.1 mm。 0017 本发明的BNCT用超热中子通量探测器在中子能量0.01 eV10 MeV范围内的灵敏 度如图3所示。 该BNCT用超热中子通量探测器对超热中子十分灵敏且具有在超热中子能区 （0.5 eV10 keV） 内平坦 （相对于平均值的最大波动为7.87%） 的灵敏度曲线， 而它对热中 子 （ 0.5 eV） 以及快中子 （10 keV） 的灵敏度却明显较低。 这就说明它可以精确测量 BNCT辐射场中的超热中子通量。 另一方面， 55Mn活化后生成的56Mn的半衰期为2.58 h， 长短 适中， 在便于放射性测量的前。

12、提下可以实现BNCT辐射场中超热中子通量的快速测量。 0018 根据国内外关于BNCT中子源的研究成果， 发明人构建了一些模拟的BNCT辐射场 （即BNCT用超热中子通量探测器的工作环境） ， 并利用这些辐射场开展了所述探测器的性能 研究。 结果表明， 该BNCT用超热中子通量探测器可以精确测量BNCT辐射场中的超热中子通 量， 其测量精度好于5%。 0019 实际应用时， 可将所述BNCT用超热中子通量探测器放置在BNCT辐射场中进行辐 照， 经辐照一定时间后取出。 55Mn经中子辐照后生成的56Mn衰变时放出的特征射线可以利 用高纯锗 （HPGe） 探测器测得。 通过HPGe探测器测得的特。

13、征射线数可以很容易地推出BNCT 辐射场中的超热中子通量。 0020 综上所述， 该BNCT用超热中子通量探测器可以在不测量中子能谱的情况下实现 BNCT辐射场中超热中子通量的精确、 快速测量， 具有创新性； 同时， 它的测量精度高 （好于 5%） ， 结构简单， 使用方便， 极具应用前景。 0021 以上对本发明的具体实施例进行了描述。 需要理解的是， 本发明并不局限于上述 说明书 2/3 页 4 CN 109893780 A 4 特定实施方式， 本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改， 这并不影 响本发明的实质内容。 在不冲突的情况下， 本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相 互组合。 说明书 3/3 页 5 CN 109893780 A 5 图1 图2 说明书附图 1/2 页 6 CN 109893780 A 6 图3 说明书附图 2/2 页 7 CN 109893780 A 7 。