[发明专利]滤屏与中子束源

说明书

技术领域

本发明涉及一种中子束源，更特别涉及一种产生中子束的滤屏结构。

背景技术

硼中子捕获治疗(BNCT)的原理如下：含硼药物经由血液循环与肿瘤细胞结合，再用中子束以肿瘤组织的位置为中心照射，使硼吸收中子后产生锂与氦离子，准确破坏癌细胞而不破坏其他正常的组织。

对患者而言，BNCT仅会造成极小损伤，且不需外科手术与麻醉。在治疗脑肿瘤时若BNCT采用穿透力较低的热中子，需额外打开病人的头盖骨；若BNCT采用超热中子，则不需打开病人的头盖骨。

目前大部分的BNCT的中子束源为源自研究用原子炉。由于原子炉通常无法设置于医院中，因此医生与患者需配合原子炉的所在进行治疗。与此相较，加速器型的中子束源不但成本低，且可设置于医院中以节省医生与患者的时间。

综上所述，目前亟需开发加速器型的中子束源以利BNCT的发展。

发明内容

为解决上述问题，本发明一实施例提供的滤屏，包括：第一层，由铁组成；第二层，由1体积份的氟化锂、20至50体积份的铝、与50至80体积份的氟化铝组成；以及第三层，由1重量份的氟化锂与99重量份的氟化镁组成。其中第二层位于第一层与第三层之间。

本发明一实施例提供的中子束源，包括：加速器；铍靶材；以及上述的滤屏，其中铍靶材位于加速器与滤屏之间，且滤屏的第一层位于铍靶材与滤屏第三层之间。

附图说明

图1是本发明一实施例中，中子束源的示意图；

图2是本发明一实施例中，滤屏的示意图；

图3是本发明一实施例中，含汇聚元件的中子束源的示意图。

符号说明

10 中子束源；

11 加速器；

13 靶材；

14 铅壁；

15 滤屏；

15A 第一层；

15B 第二层；

15C 第三层；

16 汇聚元件；

17 患者；

20 屏蔽。

具体实施方式

如图1所示，本发明实施例的中子束源10主要由三个部分构成：加速器11、靶材13、与滤屏15，且靶材13位于加速器11与滤屏15之间。举例来说，加速器11可为购自Sumitomo的回旋加速器。加速器11用以提供能量为接近30MeV与电流为1mA以上的质子撞击靶材13，以产生快中子。上述快中子穿过滤屏15后，产生调整后的超热中子束。依据国际原子能总署(IAEA)的建议，BNCT所用的超热中子通率需大于或等于10⁹cm^-2·s^-1，且伴随每个超热中子的快中子剂量及伴随每个超热中子的加马射线剂量小于2×10^-11cGy·cm²。其中加马射线剂量建议值容易达成，故实施例主要探讨超热中子通率及伴随每个超热中子的快中子剂量。若超热中子通率过低，则会延长患者17照射治疗的时间。若快中子剂量过高，则有可能会损伤患者17的其他正常组织。若加速器11提供的质子能量过高，则会增加屏蔽设计的困难，且对提升中子的产率有限。若加速器11提供的质子能量过低，则中子的产率不足，需增加电流来弥补。

在本发明一实施例中，靶材13的材质为铍，其厚度介于0.55cm至0.58cm之间。若靶材13的厚度过厚，则靶材散热不易。若靶材13的厚度过薄，则中子的产率会下降。

在本发明一实施例中，滤屏15的总厚度介于67.5cm至70cm之间，且滤屏15的截面积为0.5～1.13平方米，相当于半径介于40cm至60cm的圆形。若滤屏15的总厚度过薄，则无法有效降低快中子剂量。若滤屏15的总厚度过厚，则无法产生足够的超热中子通率。若滤屏15的截面积过大，将使滤屏重量增加、费用增加，而对提升中子束品质帮助有限，却使平均超热中子通率强度下降。若滤屏15的截面积过小，在相同厚度下将无法有效降低快中子剂量。