ОСНОВАННЫЙ НА УСКОРИТЕЛЕ ИСТОЧНИК НЕЙТРОНОВ
ДЛЯ ПРОВЕДЕНИЯ НЕЙТРОНОЗАХВАТНОЙ ТЕРАПИИ И ТЕРАПИИ
БЫСТРЫМИ НЕЙТРОНАМИ В УСЛОВИЯХ ГОСПИТАЛЯ
Б. Ф. Баянов
1, В. П. Белов1, Е. Д. Бендер1, М. В. Боховко2, Г. И. Димов1, В. Н. Кононов2, О. Е. Кононов2, Н. К. Куксанов1, В .Е. Пальчиков1, В. А. Пивоваров2, Р. А. Салимов1, Г. И. Сильвестров1, А. Н. Скринский1, Н. А. Соловьев2, С. Ю. Таскаев1*1
Институт ядерной физики им. Г. И. Будкера СО РАН (ИЯФ), пр. Лаврентьева 11, 630090 Новосибирск2
Физико-энергетический институт им. А. И. Лейпунского (ФЭИ), пл. Бондаренко 1, 249020 ОбнинскПредлагается физический проект основанного на ускорителе источника нейтронов для нейтронозахватной терапии и терапии быстрыми нейтронами в условиях госпиталя [1].
Нейтронная терапия в последние годы привлекает все возрастающее внимание благодаря высокой биологической эффективности нейтронов при взаимодействии с клетками злокачественных образований. Особенно перспективной представляется бор-нейтронозахватная терапия, поскольку в настоящее время синтезированы содержащие изотоп
10B фармпрепараты, которые после введения в кровь пациента создают концентрацию изотопа 10B в опухолевой ткани в 3 раза большую, чем в здоровой ткани, что обеспечивает возможность избирательного поражения раковой опухоли.В настоящем проекте предполагается осуществлять генерацию нейтронов путем сброса интенсивного протонного пучка на литиевую мишень, используя пороговую реакцию
7Li(p,n)7Be. Отличительной особенностью данного проекта является работа в двух режимах: у порога реакции при энергии протонов 1,883╦ 1,890МэВ, когда благодаря кинематической коллимации пучок нейтронов имеет хорошую направленность вперед и необходимый для БНЗТ спектр в области энергий 30 кэВ с высокой эффективностью использования протонов, и при энергии протонов 2,5 МэВ, когда максимум спектра нейтронов смещается до энергии 790 кэВ, необходимой для ТБН, а для БНЗТ нейтронный пучок формируется с помощью замедлителей. Также отличительными особенностями данного проекта являются получение 40 миллиамперного протонного пучка, обеспечивающего время экспозиции в десятки минут для достижения необходимой терапевтической дозы 20 Гр и использование ускорителя-тандема с вакуумной изоляцией, а не ускорителя прямого действия.Предлагаемый проект основан на богатом накопленном опыте. В ИЯФ разработан оригинальный электростатический ускоритель-тандем с вакуумной изоляцией, запитываемый мощным источником высокого напряжения от высоковольтного выпрямителя производимого в ИЯФ промышленного ускорителя серии ЭЛВ. Специфика геометрии ускоряющих электродов и оптики тандема позволяет достигнуть максимальной надежности работы, что проверено на 1
Мэв-ном прототипе тандема, работающем в качестве инжектора в синхротрон. Надежность работы источника высокого напряжения проверена широким использованием ускорителей типа ЭЛВ в технологических целях во многих промышленных предприятиях и фирмах. В ИЯФ предложен и реализован поверхностно-плазменный метод генерации отрицательных ионов и разработаны базовые модификации поверхностно-плазменных источников, работающих на большинстве крупных протонных ускорителей мира. Для физики высоких энергий и генерации пучков вторичных частиц создавались линзы с твердым и жидким литием и жидкометаллические мишени. В ФЭИ имеется богатый опыт в изучении распределений рождаемых нейтронов и поглощенной дозы.При соответствующем финансировании после проведения необходимых исследовательских и проектных работ предлагаемый ускорительный комплекс может быть создан и передан для эксплуатации в клинике в течении 2 лет.
[1] B. F. Bayanov et al. Accelerator-based neutron source for the neutron-capture and fast neutron therapy at hospital. Nucl. Instr. and Meth. In Phys. Res. A 413 (1998) 397-426.