实时经济高效地监测硼中子俘获疗法中使用的中子束

澳大利亚核科学技术组织 (ANSTO) 健康研究与技术小组和伍伦贡大学的研究人员开发出一种新设备，可以改善基于加速器的硼中子俘获疗法的质量控制，这是一种治疗侵袭性癌症的很有前途的放射疗法。

该研究发表在《辐射测量》杂志上，报告了一种新型金属氧化物半导体场效应晶体管器件(Quad-MOSFET)的开发，旨在实时、经济高效地监测硼中子俘获疗法中使用的中子束。

基于加速器的中子源是传统核反应堆产生中子的先进替代品。这些中子源包括线性加速器，这是一种将带电粒子加速到高能的技术，当这些粒子与目标材料碰撞时会产生中子。

然后，中子被减速或减速到各种应用所需的能量水平，包括 BNCT。

澳大利亚核科学技术组织负责该项目的首席研究员、副教授米特拉·萨法维-纳伊尼 (Mitra Safavi-Naeini) 表示：“基于加速器的中子源结构紧凑、成本效益高，有助于为各种应用提供中子，包括BNCT 等医疗治疗或放射性核素生产。”

硼中子俘获疗法 (BNCT) 是一种尖端癌症治疗方法，可以高精度地靶向癌细胞。它涉及使用在癌细胞中积累的含硼化合物。当这些细胞受到中子照射时，硼原子会捕获中子并发生核反应，从而摧毁癌细胞，同时保留周围的健康组织。

“该设备具有实时监测、成本效益和紧凑设计等特点，有可能显著提高癌症患者治疗的精确度和安全性，”ANSTO 和 UOW 联合博士学者、该论文的主要作者 Klaudiusz Jakubowski 说。

该设备能够在光子背景下区分热中子、超热中子和快中子，从而实现对中子束的准确实时监测。创新设计包括四个 MOSFET 探测器，每个探测器都采用不同的转换器材料进行优化，以选择性地测量各种能谱的中子通量。

该论文的通讯作者、杰出教授阿纳托利·罗森菲尔德说：“基于加速器的中子源引发了新一波提供基于加速器的 BNCT 设施的浪潮，使这种有前景的癌症治疗方法更加容易获得。”

“三十多年来，医学辐射物理中心一直处于开发创新半导体辐射探测器的前沿。我们与 ANSTO 在这个项目上的合作体现了我们致力于通过尖端技术推进医学剂量测定和提高癌症治疗精准度的承诺。”

该四重 MOSFET 器件的成功实施将为基于加速器的 BNCT 新时代铺平道路。借助实时监测中子束的能力，临床医生可以提供更有效、更安全的癌症治疗。

该团队目前正在澳大利亚唯一的热中子源——澳大利亚中子散射中心的 DINGO 热中子成像仪上评估该装置的原型，然后将在海外基于加速器的 BNCT 设施进行试验。

“这项研究是 ANSTO 致力于推动核科学技术应用造福社会的一个例子，”Safavi-Naeini 副教授说。