Известия вузов. Ядерная энергетика

Рецензируемый научно-технический журнал. ISSN: 0204-3327

Оценка возможностей горизонтального экспериментального канала реактора МБИР для нейтронозахватной терапии

25.03.2025 2025 - №01 Ядерная медицина

С.В. Кравец Д.А. Клинов Ю.А. Кураченко

DOI: https://doi.org/10.26583/npe.2025.1.11

УДК: 615.849.1:536.2.023:519.688

Представлены результаты определения возможности использования горизонтального экспериментального канала реактора МБИР для исследований нейтронозахватной терапии. Проведено расчетное обоснование конфигурации коллиматора для вывода пучка нейтронов с заданными свойствами. Особенности реактора дают основания для положительной оценки этой перспективы – прежде всего жесткий спектр и уникально высокая интенсивность пучков. Рассмотрены возможности канала № 5 как наиболее подходящего для нейтронозахватной терапии по совокупности характеристик. Для оценки основных функционалов нейтронозахватной терапии в расчетах был принят простейший осесимметричный коллиматор, конфигурация и материальный состав которого определяются опытом проведения расчетов. Для оценки возможностей нейтронного пучка канала № 5 реактора МБИР для нейтронозахватной терапии проведен анализ двух фундаментальных характеристик: дозы в мишени (мягкая ткань опухоли), содержащей 65 ppm 10B, и дозы в здоровой ткани с содержанием 18 ppm 10B. Распределение этих характеристик по глубине ткани позволяет сделать вывод об эффективности данной конфигурации вывода пучка. Полученные результаты спектрального распределения нейтронов на выходе канала № 5 и оценка дозовых характеристик в здоровой ткани и в опухоли подтверждают техническую возможность использования данного канала для нейтронозахватной терапии.

Ссылки

  1. Кравец С.В., Клинов Д.А., Кураченко Ю.А. Оценка возможностей горизонтальных пучков реактора МБИР для нейтронозахватной терапии. XVI Международная конференция «Безопасность АЭС и подготовка кадров», г. Обнинск, 26–27 октября 2023 г. Тезисы докладов. Обнинск, ИАТЭ НИЯУ МИФИ, 2023, с. 192–195. EDN: TNKHZD. URL: https://elibrary.ru/item.asp?id=54784191&pff=1 (дата обращения: 22.03.2024).
  2. Locher G. Biological Effects and Therapeutic Possibilities of Neutrons. Am. J. Roentgenol Radium Ther. 1936;36(1):1–13. URL: https://ia904501.us.archive.org/30/items/sim_ajr-amer-ican-journal-of-roentgenology_1936-07_36_1_0/sim_ajr-american-journal-of-roentgenolo-gy_1936-07_36_1_0.pdf (дата обращения: 22.03.2024).
  3. MCNP – A General Monte Carlo N-Particle Transport Code, Version 5. Volume I: Overview and Theory. LA-UR-03-1987, 2003, 484 p.
  4. Кураченко Ю.А. Реакторные пучки для лучевой терапии. Расчётные модели и вычислительные технологии. Palmarium Academic Publishing, OmniScriptum GmbH&Co. RG, Saarbrücken, Deutschland, 2013, 372 p. ISBN 978-3-8473-9842-4.
  5. Agosteo S., Foglio Para A., Gambarini G., Burn K.W., Casalini L., Tinti R., Festinesi A., Rosi G., Nava E. Design of neutron beams for boron neutron capture therapy in a fast reactor. IAEA-TEC-DOC-1223 Current status of neutron capture therapy. IAEA, Vienna, 2001, p. 116–125. URL: https://www-pub.iaea.org/MTCD/Publications/PDF/te_1223_prn.pdf (дата обращения: 22.03.2024).
  6. Кураченко Ю.А., Ю.А. Казанский Ю.А., Левченко В.А., Матусевич Е.С. Вывод нейтронных пучков и защита медицинского реактора «МАРС». Известия вузов. Ядерная энергетика. 2006;4:36–48. URL: https://static.nuclear-power-engineering.ru/journals/2006/04.pdf (дата обращения: 22.03.2024).
  7. Koning, A., Hilaire S., Goriely S. TALYS1.9, User Manual, Nuclear Research and Consultancy Group NRG – 2017. URL: http://www.talys.eu/ (дата обращения: 22.03.2024).
  8. NEA Data Bank GitLab platform. URL: https://databank.io.oecd-nea.org/data/jeff/33/ (дата обращения: 22.03.2024).
  9. Liu H.B., Brugger R.M., Rorer D.C. Upgrades of the Epithermal Neutron Beam at the Brookhaven Medical Research Reactor. Cancer Neutron Capture Therapy. 1996;343–348. DOI: https://doi.org/10.1007/978-1-4757-9567-7_49
  10. Riley K.J., Binns P.J., Harling O.K. Performance characteristics of the MIT fission converter based epithermal neutron beam. Phys. Med. Biol. 2003;943–958. DOI: https://doi.org/10.1088/0031-9155/48/7/310

МБИР нейтронозахватная терапия горизонтальный экспериментальный канал коллиматор терапевтическая доза толерантная доза поток нейтронов

Ссылка для цитирования статьи: Кравец С.В., Клинов Д.А., Кураченко Ю.А. Оценка возможностей горизонтального экспериментального канала реактора МБИР для нейтронозахватной терапии. // Известия вузов. Ядерная энергетика. – 2025. – № 1. – С. 152-163. DOI: https://doi.org/10.26583/npe.2025.1.11 .

Открыть PDF файл