Дозиметрия нейтронного потока и гамма-излучения для двух систем формирования пучка нейтронов на установке VITA с использованием сцинтилляционного детектора

Метод бор-нейтронозахватной терапии (БНЗТ) считается одним из перспективных методов внешней лучевой терапии при лечении радиорезистентных опухолей, таких как глиобластома, меланома и других, избирательно разрушающий раковые клетки за счет предварительного накопления в них атомных ядер стабильного нерадиоактивного изотопа бор-10 и последующего облучения эпитепловыми нейтронами. В результате поглощения нейтрона бором происходит ядерная реакция с выделением большого количества энергии (заряженных частиц с высокими коэффициентами линейной передачи энергии) внутри раковых клеток, что приводит к их гибели. Этот метод отличается меньшим количеством сеансов лечения по сравнению с традиционной лучевой терапией (фотонами и электронами). В данном исследовании измерена мощность борной дозы и дозы гамма-излучения в воздухе и в водном фантоме с помощью разработанного малогабаритного детектора нейтронов с парой литьевых полистирольных сцинтилляторов, один из которых обогащен бором. Для формирования пучка нейтронов использовали две системы формирования пучка: одна с замедлителем из кристаллов фторида магния, другая с замедлителем из оргстекла. В статье представлены экспериментальные результаты, обсуждены особенности системы формирования пучка нейтронов и сформулированы рекомендации для проведения клинических испытаний методики БНЗТ.

1. Ahmed M. et al. Advances in Boron Neutron Capture Therapy. International Atomic Energy Agency, Vienna, Austria, June 2023, 416 p. ISBN: 978-92-0-132723-9

2. Sauerwein W. A. G. et al. (ed.). Neutron capture therapy: principles and applications. – Springer Science & Business Media, 2012, p 279. DOI: 10.1007/978-3-642-31334-9

3. Kobayashi T., Kanda K. Microanalysis system of ppm-order 10B concentrations in tissue for neutron capture therapy by prompt gamma-ray spectrometry // Nuclear Instruments and Methods in Physics Research. 1983. Т. 204. №. 2-3. С. 525–531. DOI: 10.1016/0167-5087(83)90082-0

4. Dymova M. et al. Method of measuring high-LET particles dose // Radiation Research. 2021. Т. 196. №. 2. С. 192–196. DOI: 10.1667/RADE-21-00015.1

5. Bykov T. A. et al. Evaluation of depth-dose profiles in a water phantom at the BNCT facility at BINP // Journal of Instrumentation. 2021. Т. 16. №. 10. С. P10016. DOI: 10.1088/1748-0221/16/10/P10016

6. Taskaev S. et al. Neutron source based on vacuum insulated tandem accelerator and lithium target // Biology. 2021. Т. 10. №. 5. С. 350. DOI: 10.3390/biology10050350

7. Zaidi L. et al. Beam shaping assembly design of 7Li (p, n) 7Be neutron source for boron neutron capture therapy of deep-seated tumor // Applied Radiation and Isotopes. 2018. Т. 139. С. 316– 324. DOI: 10.1016/j.apradiso.2018.05.029

8. Sycheva T. et al. A single coned Poly-Biz moderator designed for animal irradiation in boron neutron capture therapy // Applied Radiation and Isotopes. 2023. Т. 198. С. 110818. DOI: 10.1016/j.apradiso.2023.110818