基于14 MeV质子回旋加速器的BNCT中子源实验终端设计

摘要

随着加速器技术的发展,基于加速器的硼中子俘获治疗装置越来越受到国内外关注。为了研究基于能量为14 MeV、流强为80μA的回旋质子加速器获得硼中子俘获治疗(Boron Neutron Capture Therapy,BNCT)中子源的可能性,利用Geant4软件对中子产生靶以及束流整形组件进行了优化设计,旨在获得理想的超热中子束实验终端。由于加速器的流强较低,增设了天然铀作为中子倍增器以提高中子注量。经过对铍靶、天然铀增殖层、AlF_(3)和TiF_(3)复合慢化体、热中子吸收层和γ屏蔽层等进行优化设计,在束流出口处能够获得超热中子占比高达95.6%,注量率可达6.26×10^(7) n·cm^(−2)·s^(−1)的中子源终端。该方案可初步用于加速器BNCT中子源实验终端的技术验证。