[实用新型]一种与BNCT相关的低能量带电粒子束输运系统

说明书

本实用新型涉及一种与BNCT相关的低能量带电粒子束输运系统；其加速器射出5MeV以下的低能量带电粒子束，束流输运线输运前述加速器射出的带电粒子束。靶子含有锂，接受前述束流输运线输运来的带电粒子束的照射产生中子束。降能系统将靶子产生的中子束的能量降低至热中子范围。集束透镜位于上述束流输运线内部，由自带电粒子束上端起沿着带电粒子束照射方向设置的规定数量的四极电磁铁以及自后端位置四极电磁铁起沿着带电粒子束照射方向设置的规定数量的八极电磁铁构成。集束透镜控制部分通过控制前述四极电磁铁与八极电磁铁的磁性，在放大前述带电粒子束的径向的束流轮廓的同时，使其均匀一致。

技术领域

本实用新型涉及一种与BNCT相关的低能量带电粒子束输运系统。

背景技术

硼中子俘获疗法（Boron Neutron Capture Therapy）属于癌症放射治疗的一种。硼中子俘获疗法（以下称“BNCT”）是利用硼化合物能够选择性地集聚在癌细胞内的特性，对其加以中子照射，利用¹⁰B（n，α）⁷Li核反应产生的α粒子和锂原子核破坏癌细胞。由于α粒子和锂原子核的放射范围与细胞大小相当，因此该疗法的优点是仅会选择性地破坏癌细胞的同时，不会对正常细胞造成损害。

该BNCT的概况说明如下：首先，对于中子的产生方法，除了利用核反应堆产生中子以外，近年来主要是应用加速器产生中子。其中涉及到的核反应较为常见的有如下四种：一是⁹Be（p，n）⁹B反应，二是⁷Li（p，n）⁷Be反应，三是²H(²H,n)³He反应，四是³H（²H,n）⁴He反应。对于四种反应中的带电粒子能量，第一种核反应使用铍作为靶子，能量最高，达30MeV。第二种核反应以锂作为靶子，带电粒子能量在3MeV上下，第三种、第四种核反应以氢作为靶子，其核聚变反应的能量更低，仅为100keV。而且，上述带电粒子的加速方式包括回旋加速器、静电加速器及直线加速器等。如后文所述，日本国内唯一经厚生劳动省许可获批的BNCT设备，是通过回旋加速器采用第一种核反应来产生中子。除加速器外，BNCT设备一般还包含将加速器产生的带电粒子投递至中子发生靶子的束流输运系统（又称束流输运线、束流线）以及将靶子产生的高能量中子减速至热中子范围内的降能系统。

目前，正在研发的与BNCT相关技术种类很多。例如，特开2018—161449号公报（专利文献1）中，公开了一种包括降能部分、反射部分、准直器部分（collimator）的中子降能辐照装置。 其降能部分对带电粒子束照射中子源所产生的中子束进行降能，其反射部分围绕在降能部分外部对中子束进行反射。准直器部分对经降能部分完成降能的中子束径向轮廓进行整形，同时还设有间隔部分、管口部分。间隔部分沿带电粒子束照射方向，设置在降能部分的下端，同时迎接照射方向设有直径变小的小孔部分。管口部分沿照射方向，设置在间隔部分的下端，从小孔部分的四周向着照射方向突出，在中央处有贯通孔。此外，管口部分包含形成贯通孔内壁的反射材料以及围绕在反射材料周围的屏蔽材料。通过此种方式，可以实现中子束高强度且精确地照射。

特开2020—146119号公报（专利文献2）中公开了一种包括加速器、靶子、束流输运线、第1电流检测部分、第2电流检测部分、非重叠部分的中子俘获治疗系统。加速器发射带电粒子束，靶子接受带电粒子束的照射产生中子束。束流输运线负责将加速器射出的带电粒子束投递至靶子，第1电流检测部分设置在束流输运线的内部，与束流输运线的内壁处于绝缘状态，负责检测带电粒子束的电流值。第2电流检测部分设置在束流输运线的内部，位于第1电流检测部分的下端，与束流输运线的内壁处于绝缘状态，负责检测带电粒子束的电流值。非重复部分是指，以平行于束流输运线延伸方向的视线来观察第1电流检测部分和第2电流检测部分时，第2电流检测部分不与第1电流检测部分重叠。通过此种方式，提高了对带电粒子束照射靶子位置异常检测的可靠性。