[发明专利]一堆三照射座布局的抗癌核素中子刀

说明书

技术领域

本发明属于一种抗癌核素中子刀，即实现硼或钆中子俘获治癌的一种核反应堆中子源照射装置，具体涉及一种一堆三照射座布局的抗癌核素中子刀。

背景技术

经过各国研究堆60余年的硼中子俘获疗法(BNCT)应用研究，形成了依据治疗部位不同的束流分类：

皮层肿瘤照射(0-1.5cm)——热中子束；

人体浅部肿瘤照射(1.5-4.5cm)——过热中子束(混合束)；

人体深部肿瘤照射(4.5-7.0cm)——超热中子束；

脏器(部分或整件)的离体照射——热中子柱。

现行BNCT临床用堆中，一座堆仅设一条热束或一条超热中子束，虽然日本的用堆一束具备三种功能(热、混、超热互换)，阿根廷采用了超热与混合的一束两用设计，但其每设定一种功能就得停堆调节束慢化剂厚度和(或)镉调节层厚度，以及进行反射、屏蔽层的调整，设定后还需复核新束的参数与性能，临床使用效率低，仅适合目前单例试治，不能满足将来例行治疗之需。

目前，国内现有技术中子源的热束仅提供动物实验或浅部肿瘤照射之用，其超热束的束流强度过低，治疗所需照射时间过长。

BNCT例行治疗装置，一次开堆不仅照射病人数量尽可能多，同时还照顾不同癌类病人可同时达标照射，目前现有技术中的中子源装置无法实现。

发明内容

本发明的目的在于提供一种一堆三照射座布局的抗癌核素中子刀，该中子刀在一次开堆后能够照射多个病人，同时还照顾不同癌类病人可同时达标照射。

实现本发明目的的技术方案：一种一堆三照射座布局的抗癌核素中子刀，该抗癌核素中子刀包括堆芯、左铝瓦件、右石墨瓦件、侧铍反射环、底铍反射盘、水平混合中子照射座、水平热中子柱照射座、垂直超热中子照射座，堆芯侧壁外套有侧铍反射环，堆芯底部安装有底铍反射盘；侧铍反射环的一侧外设有左铝瓦件，侧铍反射环的另一侧外设有右石墨瓦件，左铝瓦件和右石墨瓦件插入下筒体内；下筒体左侧紧接铝制水平混合束箱体壁层，下筒体另一侧紧接铝制水平热中子柱箱体壁层，与下筒体左右相接的箱体的壁层都为弧板形，水平混合束箱体壁层的外侧安装有水平混合中子照射座，水平混合中子照射座嵌在水平混合束箱体壁层内，水平热中子柱箱体壁层外侧安装有水平热中子柱照射座，水平热中子柱照射座嵌在水平热中子柱箱体壁层内，下筒体底板下方安装有垂直超热中子照射座。

所述的水平混合中子照射座包括减速过滤器、混合束反射器、混合束准直器、混合束外准直器、混合束外准直器口，水平混合束箱体壁层外侧设有减速过滤器，减速过滤器的外侧嵌在混合束反射器内，混合束准直器的内侧嵌在混合束反射器外侧内，混合束准直器的外侧外包裹有混合束外准直器，混合束准直器外侧端部处嵌有混合束外准直器口。

所述的水平混合中子照射座还包括第一中子屏蔽器、第二中子屏蔽器、混合束γ屏蔽器、第三中子屏蔽器，混合束准直器的中部外包裹有第二中子屏蔽器，混合束外准直器口位于混合束外准直器内，混合束外准直器口、混合束准直器内部形成水平混合中子束孔道；混合束外准直器外包裹有混合束γ屏蔽器和第三中子屏蔽器，混合束γ屏蔽器位于第三中子屏蔽器内侧；第一中子屏蔽器包裹在混合束反射器外部，且第二中子屏蔽器的外侧面与混合束γ屏蔽器内侧面贴合。

所述的减速过滤器由石墨层、Al层、MgF2层组合而成，混合束准直器为中空的铋制圆锥台形准直器，第三中子屏蔽器和混合束外准直器口均由含LiF质量百分比70％的聚乙烯制成，混合束外准直器材料为Pb重量百分比80％、Poly重量百分比19％、B4C重量百分比1％的Pb-B-Poly，混合束反射器和混合束γ屏蔽器由铅砖砌成，第一中子屏蔽器为B4C重量百分比10％的B-Poly板；第二中子屏蔽器由包含B4C质量百分比10％的聚乙烯板制成的圆锥台空腔、以及填充于圆锥台空腔之内的石墨块组成。

所述的水平热中子柱照射座包括第一中子减速器、热柱反射器、第二中子减速器，水平热中子柱箱体壁层外侧设有第一中子减速器，第一中子减速器外侧设有热柱反射器，热柱反射器内设有第二中子减速器，第二中子减速器中心开有热柱照射腔。

所述的水平热中子柱照射座还包括位于第一中子减速器与热柱反射器之间的第一γ屏蔽屏，位于热柱照射腔内的第二γ屏蔽屏，用于包裹热柱反射器的热柱中子屏蔽器，位于热柱中子屏蔽器外侧的热柱γ屏蔽器。