Известия вузов. Ядерная энергетика

Рецензируемый научно-технический журнал. ISSN: 0204-3327

Перспективы использования экспементальных каналов реактора ИРТ-Т для нейрозахватной терапии

19.03.2020 2020 - №01 Физика и техника ядерных реакторов

М.Н. Аникин И.И. Лебедев А.Г. Наймушин

DOI: https://doi.org/10.26583/npe.2020.1.02

УДК: 621.039.556

Представлены результаты нейтронно-физического расчета активной зоны реактора ИРТ-Т по выбору одного из горизонтальных экспериментальных каналов в качестве базы при создании установки для проведения работ в области нейтронозахватной терапии (НЗТ) социально значимых заболеваний. В программном средстве MCU-PTR разработана полномасштабная расчетная модель, включающая в себя детальное описание тепловыделяющих сборок, блоков бериллиевого отражателя, стержней системы управления и защиты, а также всех экспериментальных каналов реактора. В результате проведения расчета получены детальные энергетические спектры нейтронов и фотонов в каждом горизонтальном канале реактора. Поскольку важной характеристикой для НЗТ является минимизация вклада дозы, формируемой быстрыми нейтронами и фотонами, в суммарную дозу, были определены детальные дозиметрические нагрузки в предполагаемой области облучения образцов. Для определения дозиметрических параметров пучка использовались керма-факторы для нейтронов и фотонов с учетом энергетического распределения. Показано, что абсолютные значения плотности потока нейтронов выше в радиальных экспериментальных каналах реактора, однако меньший вклад быстрых нейтронов и фотонов в касательном горизонтальном канале позволяет сделать вывод о том, что касательный канал является предпочтительным для создания установки для проведения НЗТ.

Ссылки

  1. Абсалямов Р.И. Современные методы лучевого лечения опухолей головы и шеи (обзор) // Опухоли головы и шеи. – 2013. – № 3. – С. 27-34.
  2. Locher G.L. Biological effects and the therapeutic possibilities of neutrons // Am. J. Roentgenol. – 1936. – Vol. 36. – PP. 1-13.
  3. Шейно И.Н., Ижевский П.В., Липенгольц А.А., Кулаков В.Н., Вагнер А.Р., Сухих Е.С., Варлачев В.А. Разработка бинарных технологий лучевой терапии злокачественных новообразований: состояние и проблемы // Бюллетень сибирской медицины. – 2017. – Т. 16. – № 3. – С. 192-209. DOI: https://doi.org/10.20538/1682-0363-2017-3-192-209
  4. Купленников Э.Л., Довбня А.Н., Телегин Ю.Н., Цымбал В.А., Кандыбей С.С. Пучки нейтронов для терапии. Обзор. – Харьков: ННЦ ХФТИ, 2011. – 31 с.
  5. Sauerwein W.A.G., Moss R.L. Requirement for boron neutron capture therapy (BNCT) at a nuclear research reactor. – The European BNCT Project, Belanda. – 2009. – 130 p.
  6. Skrk J., Stecher#Rasmussen F., Tinti R. et al. Current status of neutron capture therapy. / Report of International Atomic Energy Agency No. 1223. Vienna. – 2001. – 289 p.
  7. Liu Y.W., Huang T.T., Jiang S.H., Liu H.M. Renovation of epithermal neutron beam for BNCT at THOR. // Applied Radiation and Isotopes. – 2004. – Vol. 61. – PP. 1039-1043. DOI: https:// doi.org/10.1016/j.apradiso.2004.05.042
  8. Esposito J., Rosi G., Agosteo S. The new hybrid thermal neutron facility at TAPIRO reactor for BNCT radiobiological experiments. // Radiation protection dosimetry. – 2007. – Vol. 126. – No. 1-4. – PP. 69-73. DOI: https://doi.org/10.1093/rpd/ncm015
  9. Rogus R., Harling O., Yanch J. Mixed field dosimetry of epithermal neutron beams for boron neutron capture therapy at the MITR-II research reactor. // Med. Phys. – 1994. – Vol. 21. – No. 10. – PP. 1611-1625. DOI: https://doi.org/10.1118/1.597267
  10. Hawthorne M.F., Shelly K., Wiersema R.J. (ed.). Frontiers in neutron capture therapy. – Springer, 2013. – 1467 p.
  11. Shchurovskaya M.V., Alferov V.P., Geraskin N.I., Radaev A.I., Naymushin A.G., Chertkov Y.B., Anikin M.N., Lebedev I.I. Control rod calibration simulation using Monte Carlo code for the IRT-type research reactor. // Annals of Nuclear Energy. – 2016. – Vol. 96. – PP. 332-343. DOI: https://doi.org/10.1016/j.anucene.2016.06.015
  12. Alekseev N.I., Gomin E.A., Marin S.V., Nasonov V.A., Shkarovskii D.A., Yudkevich M.S. MCU- PTR program for high-precision calculations of pool and tank type research reactors. // Atomic Energy, 2011. – Vol. 109. – No. 3. – PP. 149-158.
  13. Shchurovskaya M.V., Alferov V.P., Geraskin N.I., Radaev A.I., Naymushin A.G., Chertkov Y.B., Anikin M.N., Lebedev I.I. Validation of the MCU-PTR computational model of beryllium poisoning using selected experiments at the IRT-T research reactor. // Annals of Nuclear Energy. – 2018. – Vol. 113. – PP. 436-445. DOI: https://doi.org/10.1016/j.anucene.2017.11.046
  14. Naymushin A., Chertkov Y., Shchurovskaya M., Anikin M., Lebedev I. Modeling of operating history of the research nuclear reactor. // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. – 2016. – Vol. 135. DOI: https://doi.org/10.1088/1757-899X/135/1/012032
  15. Naymushin A., Anikin M., Lebedev I., Busygin A., Dmitriev S., Zolotykh D. Features of Fuel Burnup Calculations for IRT-T Reactor Using MCU-PTR Code. // Journal of Industrial Pollution Control. – 2016. –Vol. 32. – No. 2. – PP. 449-452.
  16. Варлачёв В.А. Нейтронное трансмутационное легирование кремния в бассейновом исследовательском ядерном реакторе. Дисс. д-ра техн. наук. – Томск: ТПУ, 2015. – 326 с .
  17. Binns P., Riley K., Harling O. Epithermal neutron beams for clinical studies of boron neutron capture therapy: a dosimetric comparison of seven beams. // Radiat. Res. – 2005. – Vol. 164. – No. 2. – PP. 212-220. DOI: https://doi.org/10.1667/RR3404
  18. Zaitsev K.N., Portnov A.A., Mishcherina O.V., Kulakov, V.N., Khokhlov V.F., Meshcherikova V.V., Mitin V.N., Koslovskaya N.G., Sheino I.N. Neutron capture therapy at the MEPhI reactor. // International Journal of Nuclear Science and Technology. – 2004. – Vol. 1. – PP. 83-101. DOI: https://doi.org/10.1504/IJNEST.2004.005273
  19. Mitin V.N., Kulakov V.N., Khokhlov V.F., Sheino I.N., Arnopolskaya A.M., Kozlovskaya N.G., Zaitsev K.N., Portnov A.A. Comparison of BNCT and GdNCT Efficacy in Treatment of Canine Cancer.// Applied Radiation and Isotopes. – 2009. – Vol. 67. – Iss. 7-8 suppl. – PP. S299-S301.

нейтронозахватная терапия (НЗТ) лучевая терапия исследовательский реактор ИРТ-Т экспериментальные каналы