Определение предельных характеристик терапевтических нейтронных пучков с использованием функций влияния

• Автор: Коробейников, Артем Валерьевич
• Шифр специальности: 05.13.18
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Обнинск
• Количество страниц: 137 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение.

Глава 1. Анализ физикотехнических проблем организации пучков для нейтронной терапии

1.1 Применение нейтронных пучков для лучевой терапии. Состояние,

проблемы и перспективы

1.2 Параметры нейтронного пучка, желаемые для нейтронозахватной

терапии.

1.3 Принципы формирования нейтронных источников для

нейтронозахватной терапии.

1.4 Конструкции пучков

1.5 Краткие выводы к Главе 1.

Глава 2. Требования к нейтронным пучкам, используемым в нейтронной терапии.
2.1 Общие требования к нейтронным пучкам и их критический анализ
2.2 Источники нейтронов на основе реакторов и ускорителей,
предназначенные для нейтронной терапии
2.3 Краткие выводы к Г лаве 2
Глава 3. Функции влияния и их применение для оптимизации нейтронных пучков
3.1 Анализ основных расчетных проблем, возникающих при построении
оптимальных терапевтических пучков нейтронов
3.2 Подход к определению оптимального источника нейтронов с
использованием функции ценности.
3.3 Конструирование пучков нейтронов с требуемыми свойствами путем
вариантных расчетов.
3.4 Подход к оптимизации с использованием функций влияния
3.5 Краткие выводы к Главе 3.
Глава 4. Результаты расчетных исследований функций влияния и их анализ
4.1 Определение функций влияния и основных рассчитываемых
функционалов, используемых в расчетах.
4.2 Расчетные исследования функций влияния.
4.3 Расчет основных характеристик пучка в зависимости от энергии
нейтронов.
4.4 Сравнение эффективности реакторных пучков с использованием функций влияния.
4.5 Краткие выводы к Главе 4.
Глава 5. Исследования по выбору материалов для замедлителей и фильтров при оптимизации нейтронных пучков.
5.1 Выбор материалов для формирования пучков нейтронов для БНЗТ
5.2 Изучение сдвига спектра нейтронов. Исходный источник спектр
деления.
5.3 Сравнение эффективности различных фторидов при преобразовании высокоэнергетических нейтронов в область энергий, необходимую для БНЗТ
5.4 Сравнение эффективности различных фторидов при преобразовании нейтронов реакторов и ускорителей в область энергий, необходимую для БНЗТ
5.5 Краткие выводы к Главе 5.
Основные итоги диссертационной работы
Заключение
Список использованных источников


Имея разные источники нейтронов можно без проведения трудоемких расчетов с помощью функций влияния выбрать наилучший источник с точки зрения максимальной дозы в опухоли и минимальной в здоровой ткани. Впервые рассчитаны детальные энергетические зависимости основных качественных характеристик пучков нейтронов с точки зрения их применения для лечения злокачественных опухолей. Получены предельные (асимптотические) возможности пучков нейтронов для применения их в нейтронозахватной терапии. Предложены новые материалы, которые могут быть использованы при формировании пучка нейтронов для целей НЗТ. Функции влияния позволяют определить, какие энергии нейтронов являются предпочтительными для нейтронной терапии. Используя полный набор функций влияния, можно построить пространственное распределение доз в фантоме для источника нейтронов произвольной формы без проведения трудоемких расчетов. Функции влияния позволят определить рекордные (предельные) возможности пучков нейтронов. Показатели реальных пучков будут хуже. Разработанный набор функций влияния позволит существенно сократить область изменения переменных при оптимизации пучков нейтронов для нейтронной терапии. Проведенные исследования показали, что для нейтронозахватной терапии наиболее благоприятным является источник нейтронов энергетического интервала от 0,5 эВ до кэВ. В пределах указанного выше интервала получена детальная информация о распределении доз и терапевтических отношений от энергии падающего на фантом (пациента) пучка нейтронов. Существенно расширен список материалов, которые могут использоваться в процедуре формирования пучка для НЗТ. Полученные результаты могут быть использованы при создании информационной системы поддержки конструирования пучков нейтронов для лучевой терапии. КГ-2,5 и при проведении сравнительных тестовых расчетных исследований для модельных задач, и показали хорошее совпадение. The th International Conference on transport Theory. International Congress on Neutron Capture Therapy. XI Международная конференции «Безопасность АЭС и подготовка кадров - », сентября - октября г Обнинск. Полный набор функций влияния, с помощью которого можно построить распределение доз по глубине для источника нейтронов с произвольным спектром без проведения трудоемких расчетов. Детальные зависимости от энергии основных характеристик пучков нейтронов с точки зрения их применения для целей нейтронной терапии. Предельные параметры для оптимизации терапевтических нейтронных пучков. Набор материалов для формирования нейтронных пучков, обеспечивающих оптимальные характеристики для нейтронозахвагной терапии. Участие других специалистов в работах, вошедших в диссертацию, конкретизируется по ходу се изложения. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, заключения, списка литературы и двух приложении. В первой главе рассмотрены общие вопросы применения нейтронных пучков для целей нейтронозахватной терапии и терапии быстрыми нейтронами. Рассмотрена история, выявлены основные проблемы и представлено современное состояние нейтронной терапии в России и за рубежом. Проведен анализ физико-технических проблем, возникающих при организации нейтронных пучков для нейтронозахватной терапии, намечены пути их решения. Во второй главе содержится анализ требований, предъявляемых к нейтронным пучкам, продемонстрирована их неполнота и рассмотрены способы их пополнения. В третьей главе приведены теоретические аспекты разработки функций влияния для определения предельных характеристик пучков нейтронов, необходимых при оптимизации и конструировании устройств для ней фонозахватной терапии. В четвертой главе даны численные результаты расчета функций влияния и их приложений к основным функционалам НЗТ. Пятая глава посвящена численным исследованиям по выбору материалов, модифицирующих спектр для формирования пучков нейтронов, оптимальных с точки зрения нейтронозахватной терапии. В Приложении 1 приводится структура системы для информационной поддержки конструирования пучков нейтронов. В Приложении 2 даны сечения взаимодействия некоторых нуклидов.