Генерація теплових та епітеплових нейтронів на лінійному прискорювачі електронів для ядерної медицини

  • V. I. Kasilov NSC “Kharkov Institute of Physics and Technology” 1, Akademicheskaya st., Kharkov, Ukraine, 61108
  • S. P. Gokov NSC “Kharkov Institute of Physics and Technology” 1, Akademicheskaya st., Kharkov, Ukraine, 61108
  • A. N. Dovbnya NSC “Kharkov Institute of Physics and Technology” 1, Akademicheskaya st., Kharkov, Ukraine, 61108 https://orcid.org/0000-0002-0042-4167
  • S. A. Kalenik NSC “Kharkov Institute of Physics and Technology” 1, Akademicheskaya st., Kharkov, Ukraine, 61108
  • K. S. Kokhnyuk NSC “Kharkov Institute of Physics and Technology” 1, Akademicheskaya st., Kharkov, Ukraine, 61108
  • S. S. Kochetov NSC “Kharkov Institute of Physics and Technology” 1, Akademicheskaya st., Kharkov, Ukraine, 61108
  • A. A. Khomich NSC “Kharkov Institute of Physics and Technology” 1, Akademicheskaya st., Kharkov, Ukraine, 61108
  • O. A. Shopen NSC “Kharkov Institute of Physics and Technology” 1, Akademicheskaya st., Kharkov, Ukraine, 61108
Ключові слова: ядерна медицина, запізнілі нейтрони, теплові нейтрони, лінійний прискорювач електронів, сповільнювач, джерело нейтронів

Анотація

У даній роботі, для отримання потоків теплових і епітеплових нейтронів використовувались запізнені нейтрони, які виліта-ли з мішені, що містила подільний матеріал. Мішень попередньо активізувалася пучком електронів лінійного прискорювача з енергією 20 МеВ і потужністю 9 Вт. При цьому був отриманий потік теплових і епітеплових нейтронів щільністю 6 10-5 н / (см2 с) Наводяться результати експерименту, в якому виміряні криві напіврозпаду радіоактивних ядер, що утворилися в процесі поділу випускають запізнені нейтрони. Показано, що активована мішень, що містить подільний матеріал є компакт-ним малогабаритним джерелом запізнених нейтронів. Вона може бути доставлена в формувач, де за допомогою сповільню-вача, поглинача і коліматора відбувається формування нейтронів теплових або епітеплових енергій протягом певного про-міжку часу, після чого ця мішень відправляється в активатор, а на її місце приходить інша мішень. Таким чином, утворю-ється імпульсний потік нейтронів. Тривалість імпульсу цього потоку відповідає часу знаходження активованої мішені в формувачу, а відстань між імпульсами визначається часом транспортування активованої мішені з активатора в формувач. З огляду на те, що вихід нейтронів з мішені прямо пропорційний потужності пучка прискорених електронів, показано, що при потужності пучка 1,5 - 3 кВт, щільність потоку теплових і епітеплових нейтронів може досягати значень (2-3) 109 н / (см2 с). Такий пучок нейтронів може бути використаний в ядерній медицині, зокрема, в нейтронозахватної терапії при лікуванні онкологічних захворювань.

Завантаження

##plugins.generic.usageStats.noStats##

Біографія автора

V. I. Kasilov, NSC “Kharkov Institute of Physics and Technology” 1, Akademicheskaya st., Kharkov, Ukraine, 61108

Посилання

Dovbnja A.N., Kuplennikov Je.L., Kandybej S.S., Krasil'nikov V.V. Nejtrony protiv raka [Neutrons against cancer] / JeChAJa. Fizika jelementarnyh chastic i atomnogo jadra. – 2014. – T.45. – No. 5-6. – P.1751 – 1786. (In Russian)

Locher G.L. Biological Effects and Therapeutic Possibilities of Neutrons // Am. J. Roentgenology. Vol.36. P. 1-13.

Rolf F. et.al. Boron Neutron Therapy of Cancer. Current Status and Future Prospects // Clin. Cancer Res. 2005. Vol.11(11). P. 3987-4002.

Zaycev K.N. Portnov A.A. i dr./ Nejtronozahvatnaya terapiya teplovymi nejtronami na IRT MIFI [BNCT thermal neutrons at the IRT MEPhI] /Atomnaya ehnergiya, t.91, vyp. 4, oktyabr' 2001. (In Russian)

Hatanaka H., Nakagava Y. Clinical Results of Long-Surviving Brain Tumor Patients Who Underwent Boron Neutron Therapy // Intern. J. Rad. Oncol. Biol. Phys. – 1994. - Vol. 28. – P.1061-1066.

Mishima Y. Selective Thermal Neutron Capture Therapy of Cancer Cells Using Their Specific Metabolic Activities Melanomas Prototype // Cancer Neutron-Capture Therapy. N.Y.: Plenum Press, 1996. P. 1-26.

Gueulette J. et al. Specification of Radiation Quality in Fast Neutron Therapy; Microdosimetric and Radiobiological Approach in Fast Neutrons and High-LET Particles in Cancer Therapy / Eds.: R. Engenhart-Cabillic and Wambersice. I(st Ed. Berlin; Ytidelberg; Spinger-Verlag, 1998. – Vol. 150. – P. 31-53.

Harling O.K. et. Al. The MIT User Center for Neutron Capture Therapy Research // Rad. Res. - 2005. – Vol. 164. – P. 221-229.

Reley K.J. et. Al. The International Dosimetry Exchange for BNCT: A Basis for Poling and Collectively Analyzing Clinical

Results // 12 Congress BNCT, Japan, 2006.]

Borisov G.I. Teoreticheskie i jeksperimental'nye fizicheskie metody nejtronnoj terapii [Theoretical and experimental physical methods of neutron therapy] // JeChAJa. – 2011. – Vol. 42. – No. 5. P. 1371-1479. (In Russian)

Taskaev S.Ju. Uskoritel'naja koncepcija nejtronozahvatnoj terapii.1. Uskoriteli (obzor). Preprint IJaF 2011-15. Novosibirsk, 2011. p.19.

Ajzackij N.I., Borc B.V., Vodin A.N., Demchenko P.A., Zelinskij A.Ju., Karnauhov I.M. i dr. // Istochnik nejtronov NNC HFTI [Neutron Source KIPT] // VANT. – 2012. – No.3(79). – P.3-9. (In Russian)

Kasilov V.I., Gokov S.P., Dovbnja A.N. i dr. «O vozmozhnosti ispol'zovanija zapazdyvajushhih nejtronov delenija v formirovanii puchkov dlja jadernoj mediciny» [On the possibility of using delayed neutron fission in forming beams for nuclear medicine] / Tezisy ҲҲIII mezhdunarodnogo seminara po uskoriteljam zarjazhennyh chastic. 08-14 sentjabrja 2013 g. Alushta, Krym. (In Russian)

Piksajkin V.M., Kazakov L.E., Korolev G.G., Isaev S.G., Roshchenko V.A., Tarasko M.Z. Otnositel'nyj vyhod i period otdel'nyh grupp zapazdyvayushchih nejtronov pri delenii 235U , 238U ,239 Pu ehpiteplovymi nejtronami [The relative yield and between individual groups of delayed neutrons in the fission of 235U , 238U ,239 Pu by epithermal neutron] // Atomnaya ehnergiya. – 2000. – Vol.92. – No.2 – P.135-143. (In Russian)

Homich A.A., Kasilov V.I., Kirichenko V.V. i dr. Model' vyhoda zapazdyvayushchih nejtronov deleniya v ehksperimente na impul'snom linejnom uskoritele elektronov [Model of delayed fission neutrons in experiments on pulsed electron linear accelerator] // Visnyk Harkivs'kogo universitetu. – 2006. – No. 732. – P.87-95. (In Russian)

Опубліковано
2016-12-14
Цитовано
Як цитувати
Kasilov, V. I., Gokov, S. P., Dovbnya, A. N., Kalenik, S. A., Kokhnyuk, K. S., Kochetov, S. S., Khomich, A. A., & Shopen, O. A. (2016). Генерація теплових та епітеплових нейтронів на лінійному прискорювачі електронів для ядерної медицини. Східно-європейський фізичний журнал, 3(3), 64-72. https://doi.org/10.26565/2312-4334-2016-3-05