置為向著左側逐漸變小的錐體 狀，而右側也可以設置成其他形體狀與該錐體狀相互鄰接，如柱體狀等。反射體14緊密的 包圍在緩速體13周圍，在緩速體13和反射體14之間設置有間隙通道18,所謂的間隙通道 18指的是未用實體材料覆蓋的空的容易讓中子束通過的區域，如該間隙通道18可以設置 為空氣通道或者真空通道。緊鄰緩速體13設置的熱中子吸收體15由很薄的一層 6Li材質 制成，輻射屏蔽16中的由Pb制成的光子屏蔽161可以與反射體14設置為一體，也可以設 置成分體，而輻射屏蔽16中由PE制成的中子屏蔽162可以設置在鄰近射束出口 17的位 置。在熱中子吸收體15和射束出口 17之間設置有空氣通道19,于此區域可持續將偏離主 軸X的中子導回主軸X以提高超熱中子射束強度。假體B設置在距離射束出口 17約Icm 處。本領域技術人員熟知的，光子屏蔽161可以由其他材料制成，只要起到屏蔽光子的作用 就行，中子屏蔽162也可以由其他材料制成，也可以設置在其它地方，只要能夠滿足屏蔽滲 漏中子的條件就行。
[0062] 為了比較設置有間隙通道的射束整形體與未設置間隙通道的射束整形體的差異， 如圖4和圖5所示，其分別示出了將間隙通道采用緩速體填充的第二實施例和將間隙通道 采用反射體填充的第三實施例。首先參照圖4,該射束整形體20包括射束入口 21、靶材22、 鄰接于靶材22的緩速體23、包圍在緩速體23外的反射體24、與緩速體23鄰接的熱中子吸 收體25、設置在射束整形體20內的輻射屏蔽26和射束出口 27,靶材22與自射束入口 21 入射的質子束發生核反應以產生中子，中子形成中子射束，中子射束限定一根主軸XI，緩速 體23將自靶材22產生的中子減速至超熱中子能區，反射體24將偏離主軸Xl的中子導回 主軸Xl以提高超熱中子射束強度，緩速體23設置成兩個相反方向相互鄰接的錐體狀，緩速 體23的左側為向著左側逐漸變小的錐體狀，緩速體23的右側為向著右側逐漸變小的錐體 狀，兩者相互鄰接，熱中子吸收體25用于吸收熱中子以避免治療時與淺層正常組織造成過 多劑量，輻射屏蔽26用于屏蔽滲漏的中子和光子以減少非照射區的正常組織劑量。
[0063] 作為一種優選地，第二實施例中的靶材22、緩速體23、反射體24、熱中子吸收體25 和輻射屏蔽26可以與第一實施例中的相同，而其中的輻射屏蔽26包括由鉛（Pb)制成的光 子屏蔽261和由聚乙烯（PE)制成的中子屏蔽262,該中子屏蔽262可以設置在射束出口 27 處。在熱中子吸收體25和射束出口 27之間設置有空氣通道28。假體Bl設置在距離射束 出口 27約Icm處。
[0064] 請參照圖5,該射束整形體30包括射束入口 31、靶材32、鄰接于靶材32的緩速體 33、包圍在緩速體33外的反射體34、與緩速體33鄰接的熱中子吸收體35、設置在射束整形 體30內的輻射屏蔽36和射束出口 37,靶材32與自射束入口 31入射的質子束發生核反應 以產生中子，中子形成中子射束，中子射束限定一根主軸X2,緩速體33將自靶材32產生的 中子減速至超熱中子能區，反射體34將偏離主軸X2的中子導回主軸X2以提高超熱中子射 束強度，緩速體33設置成兩個相反方向相互鄰接的錐體狀，緩速體33的左側為向著左側逐 漸變小的錐體狀，緩速體33的右側為向著右側逐漸變小的錐體狀，兩者相互鄰接，熱中子 吸收體35用于吸收熱中子以避免治療時與淺層正常組織造成過多劑量，輻射屏蔽36用于 屏蔽滲漏的中子和光子以減少非照射區的正常組織劑量。
[0065] 作為一種優選地，第三實施例中的靶材32、緩速體33、反射體34、熱中子吸收體35 和輻射屏蔽36可以與第一實施例中的相同，而其中的輻射屏蔽36包括由鉛（Pb)制成的光 子屏蔽361和由聚乙烯（PE)制成的中子屏蔽362,該中子屏蔽362可以設置在射束出口 37 處。在熱中子吸收體35和射束出口 37之間設置有空氣通道38。假體B2設置在距離射束 出口 37約Icm處。
[0066] 下面采用MCNP軟件（是由美國洛斯阿拉莫斯國家實驗室（LosAlamos National Laboratory)開發的基于蒙特卡羅方法的用于計算三維復雜幾何結構中的中子、光子、帶電 粒子或者耦合中子/光子/帶電粒子輸運問題的通用軟件包）對這三種實施例的模擬計 算：
[0067] 其中，如下表一示出了空氣中射束品質因素在這三種實施例中的表現（表格中各 名詞的單位同上所述，在此不再贅述，下同）：
[0068] 表一：空氣中射束品質因素
[0069]
【主權項】
1. 一種用于中子捕獲治療的射束整形體，其特征在于：所述射束整形體包括射束入 口、靶材、鄰接于所述靶材的緩速體、包圍在所述緩速體外的反射體、與所述緩速體鄰接的 熱中子吸收體、設置在所述射束整形體內的輻射屏蔽和射束出口，所述靶材與自所述射束 入口入射的質子束發生核反應以產生中子，所述中子形成中子射束，所述中子射束限定一 根主軸，所述緩速體將自所述靶材產生的中子減速至超熱中子能區，所述緩速體設置成包 含至少一個錐體狀的形狀，所述反射體將偏離所述主軸的中子導回所述主軸以提高超熱中 子射束強度，所述熱中子吸收體用于吸收熱中子以避免治療時與淺層正常組織造成過多劑 量，所述輻射屏蔽用于屏蔽滲漏的中子和光子以減少非照射區的正常組織劑量。
2. 根據權利要求1所述的用于中子捕獲治療的射束整形體，其特征在于：所述射束整 形體進一步用于加速器硼中子捕獲治療。
3. 根據權利要求2所述的用于中子捕獲治療的射束整形體，其特征在于：加速器硼中 子捕獲治療通過加速器將質子束加速，所述靶材由金屬制成，所述質子束加速至足以克服 靶材原子核庫倫斥力的能量，與所述靶材發生核反應以產生中子。
4. 根據權利要求1所述的用于中子捕獲治療的射束整形體，其特征在于：所述射束 整形體能將中子緩速至超熱中子能區，并降低熱中子及快中子含量，所述超熱中子能區在 0. 5eV到40keV之間，所述熱中子能區小于0. 5eV，快中子能區大于40keV，所述緩速體由具 有快中子作用截面大、超熱中子作用截面小的材料制成，所述反射體由具有中子反射能力 強的材料制成，所述熱中子吸收體由與熱中子作用截面大的材料制成。
5. 根據權利要求4所述的用于中子捕獲治療的射束整形體，其特征在于：所述緩速體 由 D20、A1F3、Fluental?、CaF2、Li2C0 3、MgFjP A1 203 中的至少一種制成。
6. 根據權利要求4所述的用于中子捕獲治療的射束整形體，其特征在于：所述反射體 由Pb或Ni中的至少一種制成。
7. 根據權利要求4所述的用于中子捕獲治療的射束整形體，其特征在于：所述熱中子 吸收體由6Li制成，所述熱中子吸收體和所述射束出口之間設有空氣通道。
8. 根據權利要求1所述的用于中子捕獲治療的射束整形體，其特征在于：所述輻射屏 蔽包括光子屏蔽和中子屏蔽。
9. 根據權利要求1所述的用于中子捕獲治療的射束整形體，其特征在于：所述緩速體 設置成包含一個柱體狀和與所述柱體狀鄰接的一個錐體狀的形狀。
10. 根據權利要求1所述的用于中子捕獲治療的射束整形體，其特征在于：所述緩速體 設置成兩個相反方向相互鄰接的錐體狀。
【專利摘要】為了改善中子射源的通量與品質，本實用新型的一個方面提供一種用于中子捕獲治療的射束整形體，其中，射束整形體包括射束入口、靶材、鄰接于靶材的緩速體、包圍在緩速體外的反射體、與緩速體鄰接的熱中子吸收體、設置在射束整形體內的輻射屏蔽和射束出口，靶材與自射束入口入射的質子束發生核反應以產生中子，中子形成中子射束，中子射束限定一根主軸，緩速體將自靶材產生的中子減速至超熱中子能區，緩速體設置成包含至少一個錐體狀的形狀，反射體將偏離主軸的中子導回主軸以提高超熱中子射束強度，熱中子吸收體用于吸收熱中子以避免治療時與淺層正常組織造成過多劑量，輻射屏蔽用于屏蔽滲漏的中子和光子以減少非照射區的正常組織劑量。
【IPC分類】A61N5-10
【公開號】CN204319539
【申請號】CN201420765213
【發明人】劉淵豪, 李珮儀
【申請人】南京中硼聯康醫療科技有限公司
【公開日】2015年5月13日
【申請日】2014年12月8日