..На главную.. . ..Введение.. . ..Проект.. . ..Публикации.. . ..Участники.. . ..Семинары.. . ..Новости.. . ..Ссылки.. . .. ..

Возможный вариант установки для нейтронной терапии представлен на рисунке. Пучок отрицательных ионов водорода инжектируется в электростатический ускоритель-тандем с вакуумной изоляцией и после перезарядки отрицательного иона водорода в протон в перезарядной мишени на выходе из тандема формируется протонный пучок, ускоренный до удвоенного напряжения высоковольтного электрода. В результате реакции ⁷Li(p,n)⁷Be при сбросе интенсивного протонного пучка на литиевую мишень генерируется поток нейтронов.

В обычном, cтандартном, рассматриваемом режиме работы при энергии протонов 2,5 МэВ образующиеся нейтроны имеют широкий спектр энергий с максимумом при 790 кэВ. Пригодный для БНЗТ нейтронный пучок формируется помощью замедлителей, коллиматоров и отражателей. Пациент обычно размещается на расстоянии не менее 0,5 метра от мишени после защиты.

Наиболее привлекательный режим работы комплекса реализуется при энергии протонов 1,915 МэВ (на 34 кэВ выше порога реакции), когда благодаря кинематической коллимации пучок нейтронов имеет хорошую направленность вперёд и необходимый для БНЗТ спектр со средней энергией 30 кэВ. Из-за очень быстрого роста сечения вблизи порога, что является особенностью этой реакции, и из-за ярко выраженной направленности вперед поток вперед прямоиспользуемых эпитепловых нейтронов всего на порядок меньше потока нейтронов вперед, рожденных при энергии протонов 2,5 МэВ и имеющих широкий спектр энергий. В этом режиме возможно размещение пациента на расстоянии 10 см от мишени, что значительно повышает плотность потока нейтронов или снижает требование на ток.

Проанализирован имеющийся мировой опыт применения различных типов ускорителей в качестве источников нейтронов для дистанционной радиотерапии быстрыми нейтронами. Поскольку для терапии быстрыми нейтронами оптимальными являются нейтроны с энергиями от 0,5 до 1,5 МэВ, то оптимальный источник нейтронов реализуется сбросом 1 мА 2 МэВ дейтериевого пучка на бериллиевую мишень. Создание такого источника представляется более простым, чем для БНЗТ.

Вся установка размещается в двухэтажном здании в четырех отделенных друг от друга помещениях. В одном из помещений первого этажа располагается высоковольтный источник напряжения и основные мощные источники питания. Через отверстие в потолке этого помещения над высоковольтным выпрямителем смонтирован собственно ускоритель-тандем, так что основная его часть - вакуумный бак с проходным изолятором, потенциальными электродами и перезарядной мишенью - находятся на втором этаже. В помещении второго этажа ось инжектируемого и ускоренного пучка проходит на высоте порядка 1 м от пола. С одной стороны ускорителя располагается источник отрицательных ионов водорода с дифференциальной вакуумной откачкой и оптической системой транспортировки пучка для инжекции в ускоритель. После перезарядки ускоренный до удвоенной энергии пучок (E = 2,5 МэВ) выходит с противоположной стороны тандема и системой параллельного переноса смещается в транспортный канал. Система параллельного переноса осуществляет сепарацию интенсивного протонного пучка и слаботочного пучка нейтралов, который может использоваться как для контроля эффективности перезарядной мишени, так и для прецизионного измерения (после дополнительной обдирки) энергии пучка с использованием специального поворотного магнита.

Транспортный канал направляет протонный пучок в два медицинских помещения (III, IV), расположенных на первом и втором этажах, где осуществляется генерация терапевтических нейтронных пучков в результате сброса протонного пучка на нейтронообразующую мишень.

В нижеприведенных ссылках подробно описаны основные элементы источника нейтронов и текущее состояние работ:

Сооружение комплекса как целого
Источник отрицательных ионов водорода
Ионно-оптический тракт
Ускоритель тандем с вакуумной изоляцией
Источник высокого напряжения
Перезарядная мишень
Тракт транспортировки протонного пучка
Нейтронообразующая мишень
Поля радиации и поглощенной дозы
Вакуумная техника
Защита