کوروش قیصری

زمینه: در زمینه ی درمان به روش گیراندازی نوترون با بور )BNCT ،)یک سیستم نوترونی بهینه پیشنهاد شده است. این مطالعه )به صورت شبیهسازی( برای بهینه سازی شکل هندسی و ترکیب سیستم نوترونی پیشنهادی و افزایش شار نوترون )فوق حرارتی( برای درمان تومورهای عمقی انجام شده است. مواد و روشها: سیستمی نوترونی برای BNCT پیشنهاد شد. سیستم مورد نظر شامل چشمه ی نوترون Cf، مجموعه ای از کندکننده و بازتابنده نوترون، فیلترها و حفاظ بتونی میباشد. برای گیراندازی نوترونهای سریع، فیلترهای نوترونی مختلف Fe ،Pb ،Ni و PbF با ضخامت های مختلف مورد مطالعه و شبیهسازی قرار گرفتند. از Li به ضخامت یک میلیمتر، برای فیلترکردن نوترون حرارتی استفاده شد. از ماده ی Bi به ضخامت یک سانتیمتر برای کمینه نمودن شدت اشعه گاما استفاده شد. برای طراحی سیستم و محاسبه مؤلفه های نوترون در خروجی سیستم از کد شبیه سازی مونت کارلو 0.4.2 MCNPX استفاده شد. یافته ها: به ازای ضخامت های مختلفی از فیلترها، شار نوترون برای ناحیه های سریع، فوق حرارتی و حرارتی در خروجی سیستم محاسبه شدند. همچنین، توزیع فضایی شار نوترونهای سریع، فوق حرارتی، حرارتی و شار گاما در فانتوم سر انسان با حضور بور B (با غلظت 40 میلیونیم) در مغز، بدست آمدند. محاسبات نشان داد، Pb (حدود یک سانتی متر) مناسبترین فیلتر برای گیراندازی نوترون سریع در خروجی سیستم میباشد. با توجه به بالا بودن سطح مقطع جذب نوترونی Li در ناحیه حرارتی، مقدار ضخامت فیلتر Li تعیین گردید. از Bi بنا به دالیلی از جمله اینکه حفاظ بسیار مناسبی برای اشعه گاما است و نوترونهای فوق حرارتی را با ضریب انتقال بسیار بالایی از خود عبور می دهد، به عنوان فیلتر فوتونی استفاده شد. نتیجه گیری: در عمق حدود 2 سانتیمتر درون فانتوم سر، شار نوترون حرارتی به حد بیشینه ی 1.19e5cm-2s-1 میرسد. در عمق مزبور، نسبت شار حرارتی به شار فوق حرارتی حدود سه برابر شده است؛ که نشان میدهد چنین سیستمی برای درمان تومورهای در عمق مذکور مناسبتر است. با حضور 10B در فانتوم سر، جذب نوترون در اطراف عمق مذکور بیشتر از نواحی دیگر صورت میگیرد و توزیع فضایی شار حرارتی یکنواختتر میشود؛ که با توجه به LET و RBE بالایی ذرات آلفا و لیتیوم 7( حاصل از واکنش نوترون با بور( میتوان گفت چنانچه توموری در چنین عمقی باشد نسبت به اطرافش بیشتر آسیب میبیند.