[发明专利]中子缓速材料

说明书

本发明披露了一种中子缓速材料，所述中子缓速材料由含锂的物质和一种具有快中子作用截面大而超热中子作用截面小的材料组成，所述中子缓速材料应用于中子捕获治疗装置的射束整形体中作为缓速体。本发明的有益效果是通过向常规的中子缓速材料中加入含锂的物质用以提高被所述中子缓速材料缓速的中子射束的假体射束品质。

技术领域

本发明涉及一种放射性射线缓速材料，尤其是一种中子缓速材料。

背景技术

中子缓速材料常见于中子捕获治疗装置的射束整形体中，用以将从中子源发射的能谱较宽的中子射束调整为具有一定能量范围的中子射束，在利用中子捕获治疗装置进行治疗的过程中，影响治疗效果的不仅有空气射束品质，还需要考虑假体射束品质。目前尚未发现针对中子射束的假体射束品质对中子缓速材料的筛选。

发明内容

在利用中子捕获治疗装置进行治疗的过程中，所述中子捕获治疗装置的假体射束品质决定了治疗效果，其中，构成所述中子捕获治疗装置中缓速体的中子缓速材料是影响假体射束品质的主要因素。所述假体射束品质包括：有效治疗深度、有效治疗深度剂量率和有效治疗剂量比，其中：

有效治疗深度(AD)是指肿瘤剂量等于正常组织最大剂量的深度，在此深度之后的位置，肿瘤细胞得到的剂量小于正常组织最大剂量，即失去了硼中子捕获的优势。此参数代表中子射束的穿透能力，有效治疗深度越大表示可治疗的肿瘤深度越深，单位为cm。

有效治疗深度剂量率即有效治疗深度的肿瘤剂量率，亦等于正常组织的最大剂量率。因正常组织接收总剂量为影响可给予肿瘤总剂量大小的因素，因此参数影响治疗时间的长短，有效治疗深度剂量率越大表示给予肿瘤一定剂量所需的照射时间越短，单位为cGy/mA-min。

有效治疗剂量比是指从大脑表面到有效治疗深度，肿瘤和正常组织接收的平均剂量比值，称之为有效治疗剂量比；平均剂量的计算。有效治疗剂量比值越大，代表该中子射束的治疗效益越好。

中子捕获治疗装置的辐射场为混合场，由于光子、中子会造成生物效应不同，所以针对快中子、热中子、和光子剂量项，分别乘以不同组织的相对生物效应(RBE)以求得等效剂量。在利用中子捕获治疗装置进行治疗的过程中发现30RBE-Gy可以有效的消灭肿瘤细胞。本发明优选有效治疗深度(AD)和肿瘤30RBE-Gy所在深度用以评价经过中子缓速材料的射束的假体射束品质。

为了使被中子缓速材料缓速的中子射束具有较好的假体射束品质，本发明提供了一种中子缓速材料，所述中子缓速材料由含锂的物质和一种具有快中子作用截面大而超热中子作用截面小的材料组成，其中所述含锂的物质的重量占中子缓速材料重量的5％～40％。

其中，本发明所述的快中子为能区大于40keV的中子，超热中子能区在0.5eV到40keV之间，热中子能区小于0.5eV。

所述材料具有快中子作用截面大而超热中子作用截面小的性质是由组成所述材料的元素所决定的，当组成所述材料的一种或几种元素具有快中子作用截面大而超热中子作用截面小的性质时，所述材料具有快中子作用截面大而超热中子作用截面小的性质，常见的具有快中子作用截面大而超热中子作用截面小的元素包括但不限于：F、Al、Mg、O、Pb、Ba和Ca，这些元素在快中子能量区的作用截面均为共振截面区，这些元素与组成所述材料的其他元素相互作用以达到在快中子能量区有较高的中子作用截面。

优选的是，所述中子缓速材料中，所述具有快中子作用截面大而超热中子作用截面小的材料包括：Al₂O₃、BaF₂、CaF₂、(C₂F₄)_n、PbF₂、PbF₄。